“构造地质”课程群一体化实践教学资源建设探索

“构造地质学”是传统地质学的三个主要分支学科之一，也是地质类专业本科生重要的专业基础课之一。目前，对学生实践能力的培养越来越受到重视，而将理论教学与实践教学有机联系在一起，才能突出实践教学在培养应用型人才过程中的作用。“构造地质”课程群是以地质类专业基础课程“构造地质学”为核心，以“大地构造学”“板块构造”“含油气盆地分析”“野外地质填图”和“地震解释”等系列课程为辅组成的专业课程群。该课程群主要研究组成岩石圈各种地质体的构造现象、组合形式及其形成和发育规律，探索地球板块构造及演化过程，并解决油气形成富集过程的构造问题。

近年来，有学者针对构造地质学教学过程中存在的问题进行了探索和实践。然而，目前尚无专门针对构造地质学课程群的理论与实践教学有机融合为一体的改革和探索。肖伟才提出理论教学与实践教学一体化教学模式兼顾了理论教学和实践教学的统一，是地方本科院校实现应用型人才培养目标的主要途径。如何利用实验室现有教学资源，解决教学过程中理论课与实践课程的脱节、重塑地质过程、建立地球演化的地质思维是“构造地质”课程群面临的主要问题，也是地学类人才培养模式改革中的重要课题。因此，构建一体化的构造地质学课程群实践教学体系，有利于实践教学中虚实互补，提高学生的创新意识和实践能力。

一、现状分析

实践教学是实用型和创新型地质人才培养的关键环节，直接决定了人才培养的质量。然而，现行的构造地质课程群教学体系中均以教学大纲为指导开展理论教学，配合理论教学内容开展实践教学，导致整个教学体系中存在以下问题和不足：

1.构造地质学实践能力培养中理论课程与实践课程脱节问题突出

构造地质学是空间性、抽象性和实践性很强的课程。然而，在传统教学过程中，一方面课堂以教师为主体，教学内容围绕理论展开，忽视了学生对野外具体地质现象的识别和分析能力；另一方面，野外实际地质构造受到不同期次构造运动相互叠加的影响，往往具有多样性特征，而室内实验课程安排通常是具有典型特征的地质构造，使学生无法深刻理解各类地质现象；此外，在各大高校专业课时普遍压缩的情况下，学生课堂所学内容也相应减缩，造成知识系统不完善，解决实际问题的能力有所下降。因此，这些因素必然造成教学中理论和实践的脱节，使学生很难将所学知识与各种复杂的客观构造现象融会贯通。能否利用实验室现有教学资源实现地质构造过程的模拟，使学生真正理解并掌握基本地质构造的形态、分类、组合形式和形成机制，及各种地质构造的观察描述和研究方法，成为亟待解决的问题。

2.构造实际过程与虚拟仿真教学不匹配，互动式教学效果较差

赋存于地下、经历了漫长地质历史的地质体的形成过程看不见、摸不着，在实验室物理环境中难以再现，而复杂的地质作用和矿产赋存状态在实验、实习中也无法重复。因此，无法使学生对地下地质构造的形态、演化和发展产生直观认识，影响了教学效果。

3.教学资源利用不充分，一体化实践教学资源建设严重滞后

首先，在多年的教学过程中，很多教师积累了大量的反映各种构造现象的图片、动画和录像等，而这些资料未充分利用到相关课程群的教学中；其次，学校与东方地球物理公司共建的“物探技术联合实验室”和“地球物理计算中心”拥有大型计算机集群和GeoEast软件、Landmark软件等设备，但与现有的专业课程教学融合还不完善；最后，实验室于2011年购置了一套地质构造模拟实验装置，可通过模拟构造形成过程，对地质构造的成因进行定性和定量分析，但该设备并没有完全投入教学的使用中。

综上所述，传统构造地质学教学过程中存在的诸多问题使得实践能力和综合素质的培养受到极大影响。以丰富地质学基础课程的教学体系、完善相关实践教学条件为目标，构建将理论教学和实践教学相衔接的一体化教学模式和人才培养模式，已经成为地方本科院校实现应用型人才培养目标的主要途径。

二、教学改革思路与目标

1.“构造地质”课程群相关理论教学与实践教学环节方案设计

通过对构造地质学课程群教学研究现状及人才培养方案充分调研和分析，研究在理论与实践教学环节中，学生对教学内容的理解和掌握程度，总结、分析哪些内容学生不能很好地建立地质构造的立体空间概念，哪些地质现象学生不易将野外实际与理论知识联系在一起，哪些内容需要通过计算机数值模拟构建立体空间模型，哪些内容需要通过构造物理实验模型实现过程再现，据此找到着力点；再按照理论教学、课内实验、野外实训和综合课程设计等分类原则，对相关教学内容进行分类和设计。

2.地质构造过程的计算机模拟及过程再现实践教学设计

根据理论与野外实践教学环节方案的设计，设计地质构造过程室内微型化再现的方案。首先，搜集现有构造地质课程群相关实践教学资源，如反映各种构造现象的图片、动画和录像等，这些资源可用于课堂教学，亦可作为计算机模拟过程的素材；其次，对于赋存于地下、看不见摸不着的地质体，自主设计计算机模拟程序，虚拟地下条件变化情况下及可能产生的地质构造，展现地质体的空间立体模型，使学生形成对地下地质构造的直观认识；最后，对于典型地质构造现象，如伸展、走滑、挤压等，通过构造物理模拟实验装置，再现地质构造形成演化过程，强化学生的理解和认识，从而实现理论教学与实践教学中的虚实互补，突破以往理论与实践相脱节的现象，提高学生学习效果，进一步完善实践教学体系。

3.一体化实践教学资源体系构建及标准建设

根据以上构造地质学课程群教学环节内容的设计，提出构造地质学课程群一体化实践教学资源建设的标准和原则，建立适用于构造地质学相关学科的计算机虚拟成像系统，设计一套构造物理模拟实验的实践教学内容，并在野外地质实践中检验其实用性，构建一套一体化的构造地质实践教学资源体系和标准。

4.实践教学质量标准评价

建立一套该实践教学反馈机制及能力评价标准，检验实践教学改革及实践教学资源建设的有效性。首先，将整合的教学资源和新的教学方法应用于选定试点班的理论课及实践课的教学过程中，并开展全覆盖问卷调查，结合实际考试和考察的结果，进行效果评价；其次，结合专业的能力结构和现场应用的能力要求，对评价结果进行分析，检查实验项目是否存在漏洞，对效果不佳的实验进行调整；同时，开展实践教学方式的改革，修订教学计划和实践教学方式，制定野外、室内和虚拟的教学资源利用计划。

为了解决现行“构造地质”课程群实践教学存在的理论和实践脱节、实际构造过程和虚拟仿真不匹配、教学资源不系统等三方面问题，必须科学、系统地构建一体化的实践教学资源。通过计算机虚拟成像和构造物理模型模拟为基础平台的一体化实践教学体系建设，实现理论教学与实践教学中的虚实互补，突破以往理论与实践相脱节的现象，提高学生的学习效果和实践能力，实现人才培养的最终目标。

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