地质认识实习的教学改革与实践
2018-02-10刘文中郑建斌
刘文中,陈 健,郑建斌
安徽理工大学 地球与环境学院,安徽 淮南 232001
地质认识实习就是引导学生运用在课堂上了解到的地质学理论和方法去认知地球,即从地质学的角度认识他们过去熟悉的山、水、土、石,从而了解过去或现代的地质作用及其产物。建立地球科学的思维方式,运用地质学理论去观察和分析实际,学习野外地质的工作方法,为后续的学习及将来从事地质相关工作奠定基础。
安徽理工大学自20世纪80年代末期开始在淮南及邻区开展地质认识实习,积累了丰富的教学资料[1-3]。众多的地质学研究成果,如新元古代的生物演化和环境变迁[4],淮南生物群的特征和形成时代[5-6],寒武系地层古生物和遗迹化石[7-8],二叠系煤地质学和矿产资源研究[9-10],以及中生代的地壳运动和地质演化[11]等,为开展地质认识实习提供了丰富的实践教学资源。
一、教学理念和地学思维
教师是引导学生走向科学和人文世界的灯塔,角色定位决定了教师教学过程中的“主导”作用。教师的主导作用体现在如何调动学生学习的积极性并教会学生如何学习。教与学的内在联系是不可分割的整体,其立足点是学生的“学”而不是教师的“教”。实习过程注重培养学生的学习和研究能力,努力提高学生的科学技术和人文道德修养,是教师的基本职责[12-13]。
地质学是实践性很强的学科,应特别重视地学人才的科学态度和兴趣教育[14]。野外地质实习是十分重要的实践教学环节。通过地质认识实习使学生对地质工作的性质和内容有所了解,开阔学生的专业视野,培养学生对地质科学的兴趣和爱好,巩固专业思想。实习过程中组织学生参观和游览八公山、韭山、女山、天柱山地质公园[15-17]等自然和人文景观,提高学生的地质科学和人文科学素养。
地学思维是人类思维方式在地学领域的具体运用,它是地质现象认知和地学实践发展的必然产物[18]。教学过程中,要注重理论与实践的结合,使学生的思维活动建立在对地质现象感知的基础上。在充分调动学生直观思维的基础上,逐步培养学生掌握“将今论古”、“看到一片树叶,想起一个森林”、 “由表及里,由浅入深”等地学联想思维。实习过程既要丰富学生的地学知识,还要促进学生地学思维能力的提高。
创新教育是充分利用教学资源,对学生进行创新意识和创新能力的培养过程[19]。丰富多彩的地质现象,丰硕的地质研究成果,为地质认识实习提供了丰富的教学资源。实习过程中引导学生观察典型地质现象,结合现场实际有针对性地提出问题,如新元古代生物演化[5],冰川砾岩和磷块岩的形成与寒武纪生命大爆发之间的成因联系[20],晚古生代矿产资源的形成[9],中生代超高压变质带形成和岩浆活动等涉及全球变化的地学问题[21-22]。鼓励学生在实习过程中选择相关专题进行分析、讨论和总结,并提出自身的认知。激发学生的创新意识,培养学生的创新思维和创新能力。
二、教学目标和教学方法
地质认识实习是地质专业学生第一次野外实习。实习的目的是使学生获得对地质现象的感性认识,包含对矿物岩石和地层剖面的认识,常见化石的识别,地质构造的判识,矿产资源的赋存特征及形成条件以及对内、外力地质作用及其产物的综合认知,使已学的理论知识更好地与实践相结合。此外,还要使学生在地质罗盘和GPS的使用、野外地质记录方法和绘制地质素描图及编写地质实习报告等方面的工作方法和基本技能受到初步训练。通过实习,使学生认识到实践的重要性,培养他们对地质科学的爱好和探索地球奥秘的兴趣,并树立艰苦奋斗和开拓创新的科学求实精神。
实习前召开实习动员会,明确实习的目的、任务和要求,了解实习计划。以班级为单位由指导教师介绍实习区地质概况,野外地质的基本技能和工作方法,实习成绩的评定原则和实习报告的编写要求。学生需提前阅读实习指南并掌握资料收集方法。
统一野外地质认识,提高实习教学质量。考虑到实习队教师的变化和实习区地质认识的更新,实习队教师提前进行野外集体备课,做好教学准备。带队教师必须明确实习目的、熟悉教学内容,采用合适方法开展教学。实习结束后,认真做好实习总结:实习计划和教学内容完成情况,取得的收获和发现的问题,提高和改进的教学建议等。
实习过程中,要求学生对地质现象不仅仅局限于枯燥的形态观察,更重要的是与成因、发展和变化密切联系起来,给学生留下充分的思维和想象空间。教学中应积极采用启发式、讨论式,避免单方面的灌输。在生动、活泼的氛围中,训练学生观察、思考和分析问题的能力,激发学生的求知欲望[23]。
以小组为基本单位开展实习,各小组相对独立地观察和讨论。把学习的主动权交给学生,使学生成为实习的主动参与者而不是被动的旁观者。野外地质实习应以学生的观察和讨论为主,教师启发式和讨论式的讲解为辅,发挥学生的主观能动性。对野外观察教学内容的分析有不同认识时,可提出疑问或反驳。实习过程中应注重活跃教学气氛,激发学生兴趣,并培养学生的团队意识。
三、教学文件和教学内容
在推行启发和讨论式教学方法的同时,注重教学文件和教材的建设,规范教学过程。结合课堂教学内容,重新修编实习大纲,增加实习过程的科研元素,兼顾研究型实践教学的需求[24]。通过精选实习区基础地质资料和研究成果,采集典型的地质现象图片,结合专业培养方案,编写出版了《淮南地区地质认识实习指南》,规范了实习教学过程。
结合实习区的实际情况,精选的实习路线如下[1]。
(1)洞山路线。了解野外地质记录的方法;观察洞山地区的矿物岩石、地层古生物和地质构造;练习地质素描图的绘制;测量岩层产状,掌握地质罗盘的使用。
(2)罗山路线。了解新元古代地层特征;观察不同类型沉积岩的岩性特征和识别方法;认识叠层石及前寒武纪的生物特征,观察“淮南生物群”的产出层位;掌握GPS的使用方法;观察岩石的风化剖面,了解风化作用过程。
(3)八公山路线。参观地质博物馆并了解实习区的地质旅游资源;观察实习区地貌并讨论其形成原因;采集寒武系三叶虫化石,探讨遗迹化石的地质意义;观察淮河地质作用,分析珍珠泉的形成条件;了解资源、环境状况及煤层的形成时代和成煤环境。
(4)韭山路线。游览韭山洞溶洞景观;观察洞穴沉积物的主要种类,分析韭山洞的成因;了解上窑山的地层、构造,分析实习区的构造格局及形成过程。
(5)女山路线。观察古火山口的地貌特征;了解火山作用的过程,探讨其成因和时代;掌握岩浆岩的分类及火山岩的识别标志;观察女山湖地质作用,分析其成因。
(6)天柱山路线。观察独具特色的花岗岩地貌特征;分析和探讨大别山超高压变质带、郯庐断裂带、中生代变质—岩浆作用的形成和地质演化过程。
(7)安徽地质博物馆路线。参观地球厅、生命演化厅、恐龙厅、矿物岩石厅与资源与环境厅。欣赏精美的矿物、岩石、化石及宝玉石精品;观看地质作用场景模拟,了解地球结构、地壳运动、岩浆活动、变质作用、海陆变迁、生物演变等地质作用过程。
四、结束语
实习区众多地质遗迹形成的时间跨度大,不同地质时期形成的地质作用现象典型。由于八公山、韭山、女山、天柱山地质公园和地质博物馆的建设及众多的地质研究成果,为开展地质认识实习提供了优质的实践教学资源。地质认识实习是加强地学、矿业类本科专业实践教学的重要环节。转变教学理念,充实教学内涵,改进教学方法,更新教学手段,规范教学过程,是提高实践教学质量的迫切需要。
参考文献:
[1]刘文中.淮南地区地质认识实习指南[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2013.
[2]安徽省地质矿产局.安徽省岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.
[3]刘文中,郑建斌,陈健.淮南及邻区地质认识实习基地教学资源评述[J].中国地质教育,2015,24(2):62-65.
[4]郑文武,斗守初.论皖北凤台组和罗圈组的冰川沉积特征及其对比问题[J].合肥工业大学学报,1980(2):48-74.
[5]郑文武.淮南生物群的主要特征及其在地层研究中的意义[J].合肥工业大学学报,1979,7(2):79-108.
[6]杨杰东,郑文武,陶仙聪,等.安徽淮南群四顶山组燧石Sm-Nd年龄测定[J].地质论评,2004,50(4):413-417.
[7]袁金良,李越.安徽淮南老鹰山下、中寒武统界线及三叶虫动物群[J].古生物学报,1999,38(4):407-422.
[8]杨式溥,王勋昌.华北地台南部中寒武世徐庄组遗迹化石及其沉积环境[J].古生物学报,1991,31(1):74-89.
[9]兰昌益,杨本才,彭苏萍.淮南煤田二叠纪含煤岩系主要煤层的成煤环境[J].煤炭学报,1988(1):11-22.
[10]方观希.两淮煤田石炭二叠纪含植物化石地层[J].淮南矿业学院学报,1989(3):109-121.
[11]宋传中,朱光,刘国生,等.淮南煤田的构造厘定及动力学控制[J].煤田地质与勘探,2005,33(1):11-15.
[12]刘文中,陈萍,严家平,等.地质工程专业的教育改革与实践[J].中国地质教育,2008,17(4):61-65.
[13]刘文中,陈萍.教师、学生和大学师生关系的思考[J].文教资料,2006(5):51-52.
[14]刘瑞珣.加强地质科学人才品质的培养[J].中国地质教育,2002,11(4):33-35.
[15]唐庆明.八公山国家地质公园概览[M].合肥:合肥工业大学出版社,2003.
[16]夏林圻,夏祖春,徐学义.女山中更新世碧玄岩岩浆的起源和演化[J].岩石学报,1994,10(3):223-235.
[17]吴维平,柏林,郑炎贵,等.安徽天柱山地质公园地质遗迹类型及综合评价[J].上海地质,2010,31(s):48-52.
[18]何葵.地学思维在《地质学基础》教学过程中的培养和运用[J].教书育人,2002(5):12-13.
[19]赵鹏大,吕新彪,欧阳建平,等.坚持教育改革,培养“五强”地学创新人才[J].中国地质教育,2006,15(1):12-16.
[20]郑永飞.新元古代岩浆活动与全球变化[J].科学通报,2003,48(16):1705-1720.
[21]Xu S, Okay A I, Ji S, et al. Diamonds from the Dabie Shan metamorphic rocks and its implication for tectonic setting[J]. Science,1992, 256: 80-82.
[22]刘磊,徐夕生.大别造山带天柱山中酸性岩起源及地质意义[J].高校地质学报,2011,17(1):136-150.
[23]肖淑容.基础地质实习之我见[J].中国地质教育,2007, 16(3): 100-103.
[24]王博,舒良树,解国爱,等.教改新形势下如何提高《普通地质学》野外教学质量的思考[J].教育教学论坛,2013(8):99-101.