贵阳乌当地质实习基地实践教学改革的一些探讨

2018-05-30杨宇宁

高教学刊 2018年10期

杨宇宁

摘要：贵阳乌当地质实习基地具备得天独厚的野外地质教学条件，长期以来为贵州大学等地质院校的专门人才培养做出了重大贡献。随着地球科学的发展变化，新时期对地质类人才综合素质的培养提出了新的要求。然而，贵州大学目前围绕乌当地质实习基地构建的实践教学体系已不能很好地适应这些新要求，需要做出相应的教学改革。在分析现有教学体系的局限性和借鉴其他地质高校既成经验的基础上，文章认为增加教学实习区域，重置实习内容和提高实习要求可能是贵州大学地质学实践教学下一步主要的改革方向。

关键词：地质学；实践教学；改革；乌当实习基地

中图分类号：G648 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）10-0072-04

Abstract： Because of its unique geological setting， the Wudang base near Guiyang city offers an ideal window to improve the geological practice teaching of Guizhou University. With the fast development of the earth science， there are some new requirements in geological teaching. However， the practice teaching system of Guizhou University based on the Wudang base is outdated so that it is unable to accommodate the changeful situation and needs necessary reform. Considering the limitations of the system， the present paper， aided by the experience of successful cases of other universities， proposes adding practice teaching areas， updating the contents of the system， and increasing the practice demands， which may be the future reform directions of the geological practice teaching of Guizhou University.

Keywords： geology； practice teaching； reform； wudang base

现代教育学理论认为，教学是教与学相互统一、双向互动的过程，进而组成整个教学活动的两个方面。地球科学（地质学）作为实践性非常强的学科，其教学过程有其独特的规律，尤其是野外地质实践成为专业培养过程中极其重要的环节。近年来，地质学的发展进入一个大变革时期，由单学科的纵向深入逐渐向多学科交叉融合的趋势发展。这对地质学本科专业的培养理念和实践教学体系提出了更高的要求，应当以培养素质高，基础牢，知识面宽，综合能力强的基础研究人才为目标。因此，秉持教学相长的教学理念，构建与时俱进的野外实践教学体系显得尤为重要。就地质类本科生的培养而言，实践教学体系的构建与改革，以及实习基地的建设是决定能否培养出符合新时期下对地学人才综合能力要求的关键所在[1]。然而，贵州大学目前围绕贵阳乌当地质实习基地而构建的实践教学体系仍然沿袭传统的教学模式，并不能很好地适应现代地质学发展的新形势和新要求，在笔者看来需要做出必要的改革。

本文通过分析贵州大学地质学专业现有实践教学体系的现状和不足，进而探讨下一步实践教学改革的可能方向。需要指出的是，构建地质学实践教学体系是一件系统工程，绝非一朝一夕之功，本文意在指出问题所在，抛砖引玉，希望引起众多地质教育工作者的关注和思考。

一、贵州大学地质学实践教学体系的现状分析

贵州大学资源与环境工程学院的前身为始建于1958年的原贵州工学院地质系，至今已走过整整一个甲子的岁月。长期以来，地质类专业（资源勘查工程专业、勘查技术与工程、水文与水资源工程）一直是院系的支撑专业。在研究分析国内外地球科学的发展概况和权衡自身学科区域特色的基础上，为了适应社会生产实践对地质类专业人才业务能力的要求，学院（系）经过长期的研究探索和修改完善，构建了贯穿本科教学全过程、且符合贵州区域具体实际的实践教学体系，而乌当地质实习基地则是完成其中相关地质实践环节的核心区域。

乌当地质实习区位于贵阳市西北方向约16km的乌当区东风镇。以东风镇为核心的方圆25km2的区域内，集中出露有扬子台地内比较齐全的沉积记录，包括古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、白垩系，以及新生界第四系。此外，实习区内的地质构造形迹丰富，保存较好，古生物化石门类比较齐全，地貌类型多样且典型，代表了早古生代以来华南板块内部比较典型的沉積序列，因而成为地质类专业初学者比较理想的野外实践基地。

以贵州大学资源勘查工程专业为例，本科期间的地质实践环节主要有以下几个部分。大一阶段安排地质认识实习，大二阶段为测量实习，大三阶段则有教学实习、生产实习和构造地质学课程设计，大四阶段是毕业实习和矿产资源勘查学课程设计。在这些实践环节中，地质认识实习和教学实习都是在乌当实习基地完成，其他实践内容基本上由任课老师自行设计安排。

一年级地质认识实习是学习《普通地质学》课程之后，通过为期一周的野外地质现象观察、记录、描述、罗盘使用等基础训练，增进学生对地球科学的了解和兴趣，掌握地质学基本概念和基本技能，熟悉所在实习区的地层系统及其地质特征，为后续专业课的系统学习打下基础。

教学实习则是整个地质实践体系中最为重要、最为系统的环节。此次实习是本科生在完成了《普通地质学》、《结晶学与矿物学》、《岩石学》、《古生物学与地层学》和《构造地質学》等核心课程的基础上，通过野外现场地质实践，学生巩固、融汇和深化所学的基本理论知识，并在教师的具体指导下，通过野外实践训练，不仅掌握野外地质工作的基本方法和技能，同时学会运用所学专业知识解决野外实际地质问题的能力[2]。教学实习一般安排在三月至五月之间，为期8周，其实施过程大致如下：指导老师由矿产普查与勘探、岩石学、矿床学、构造地质学、地层学与古生物学等专业方向老师组成，每名老师具体指导一个小组，每组6-10名学生。实习过程分为野外地质训练和室内整理总结两个阶段：野外阶段一般为期5周，指导老师通过现场讲解、演示，要求学生完成地质数据采集、地质现象描绘和记录、区域地质填图以及地质资料收集应用等内容；室内分析整理阶段为期3周，主要是实习小组在带队老师的指导下进行总结分析，汇总野外地质工作情况，每名学生编写一份实习报告并进行实习答辩[2，3]。

根据资源勘查工程专业的培养计划，在完成上述教学实习之后，学生通过对后续《地球化学》、《矿床学》、《矿产勘查学》、《大地构造学》和《矿相学》等核心专业课程的系统学习，辅以生产实习与设计、构造地质学和矿产勘查学课程设计和毕业实习等实践环节，到本科毕业时达到如下培养目标：具备地质学的基础理论知识、掌握地质调查与勘探的室内外工作方法，具有对矿床地质、矿床分布规律等综合分析和研究的初步能力，能在资源勘查、开发（开采）与管理等领域从事固体、液体、气体矿产资源勘查、评价和管理等方面工作的高级工程技术人才。

二、乌当地质实习基地实践教学的局限性讨论

贵州大学资源与环境工程学院历来比较重视地质类专业的实践教学，专门组织力量编写出版了《贵阳乌当地质填图实习指导书》，并从师资力量、基地设施建设、教学改革探索等方面进行了大力投入，把乌当实习基地打造成为“全国科普教育基地”和“省级地质公园”，为贵州省地质类院校和科研院所的人才培养做出了重大贡献。不过，近期有学者提出，长期以来乌当实习基地的地质实习环节面临一些问题，比如学生主动性不够、实习区创新性研究不足、建设活动对基地破坏严重等，并认为这些问题可望通过抓好教学准备、改进教学方法和重置评价体系来加以解决[3]。除上述这些问题之外，在笔者看来，贵州大学目前围绕乌当实习基地构建的实践教学体系在整体构架上还存在明显的局限性，分述如下：

（一）实习区域范围过于狭小

尽管贵阳乌当是整个扬子台地内部比较经典的沉积区，但是实习区的地层系统仅代表了黔中地区非常小范围内的沉积记录史，并不能反映整个华南板块以及其他地区的整体沉积特征，比如华北板块、塔里木板块的沉积体系。此外，实习区目前能观察到的地层只有寒武系顶部娄山关群，奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系等的部分岩组，以及少部分的白垩系和第四系；地质构造有背斜、向斜、正断层、逆断层和节理等，总体上是常见的沉积岩地层和地质构造现象[2]。值得注意的是，近年来实习区周围的基础建设和垃圾填埋活动非常活跃，很多地质剖面和重要观测点已被严重破坏或掩埋[3]。因此，从区域地质的广泛性来讲，乌当实习区存在明显的局限性，使得学生对贵州乌当地区以外的沉积地层体系知之甚少，区域地质对比及其时空关系的认识比较薄弱。

（二）地质实践内容相对单一

乌当实习区没有岩浆岩和变质岩的展布，只有沉积岩记录，因而关于前两大岩类的野外实践目前仍是空白。此外，乌当实习区的地质构造行迹相对简单，案例不够典型，缺乏集成大陆造山运动与沉积盆地演化关系的综合性地质内容。这些客观局限性致使乌当地质教学实习在内容上存在明显的缺陷，势必导致学生的综合分析和解决实际地质问题的能力不足。

（三）实习方法手段更新不够

如上文所言，目前贵州大学在乌当地质基地的教学实习主要是依托传统野外地质工作三大件（罗盘、地质锤和放大镜），在老师的指导下，学生在地质数据采集、问题分析、图件绘制的基础上编写地质实习报告，最后进行答辩。这些传统地质工作方法对地质工作者来说极为重要，但在实践教学过程中存在一些问题，比如人为误差大，工作精度不高，过程繁复且缓慢，工作量大等。当前，数字地质填图技术已成为国内外地学界研究的热点问题，也是实现地质调查工作流程信息化的普遍趋势[4]。总之，综合运用现代技术手段，比如地理信息系统GIS、卫星定位系统GPS和遥感系统RS，是提高地质实习教学质量的有效方法，而这一方面目前乌当地质教学实习还没有普及。

除此之外，乌当地质实习基地的实践教学还存在其他问题。比如，比较突出认识和方法的训练，而启发式和创新性的训练不足；实践课程具有明显的单科性和验证性，而综合性不够；教学方法以老师灌输、学生认知为主，缺少研究性和讨论式的教学实践，等等。这些问题属于实践教学过程中存在的不足，可以通过改进教学方法、加强基地建设和优化实习流程等来加以改进，相对而言易于解决。本文主要针对现有教学体系在整体构架上存在的问题进行讨论，并指出下一步改革的可能方向。

三、下一步教学改革方向的思考

教学实习作为与理论教学内容密切相关的实践环节，应该是贯穿于不同年级并且自成体系的野外地质实践。因此，在全面统筹和协调专业理论和实践教学全过程的基础上，针对贵州大学在乌当实习基地的地质实践环节存在的局限性，本文认为调整和改进现有的实践教学体系，包括扩大实习区域、增加实习内容和提高实习要求等是下一步实践教学改革的重点，整体构想如下：

（一）一年级地质认识实习

兼顾内陆和海洋地质，实现从认知向实证的转变。长期以来，认识实习的定位是增进学生对地球科学的了解，掌握地质学基本概念和技能（比如野外地质现象观察描述、记录分析、设备使用等），熟悉实习区的地层系统和特征，从而积累和验证基础地质知识。这对地质初学者来说至关重要，甚至不可或缺。然而，当前地质学已经由单学科向多学科交叉综合的方向发展，这就要求地质工作者不仅基础知识扎实，而且要有完备的知识结构和出色的综合分析能力。因此，地质认识实习的内容应当做出如下调整。

1. 实习区域兼顾内陆和沿海地区

由于贵州大学地处西南内陆山区，一直以来都是以贵阳乌当作为核心实习基地，约束了师生的视野；况且该实习区均为海相地层，然而广大师生对海洋地质作用并没有切身观察的机会。因此，除了乌当实习基地之外，院系应当考虑增加实习区域，比如增加自然、人文和地质条件俱佳的河北秦皇岛地质实习区作为一年级地质认识的实习基地。秦皇岛实习区作为华北板块比较经典的沉积区，毗邻渤海湾，有很好的地质实习基础（见《秦皇岛地区地质实习指导书》[5]和《秦皇岛地区地质认识实习指导书》[6]），是深受国内众多地质院校青睐的实习基地。秦皇岛地质认识实习可以使贵州大学的师生走出贵州内陆一亩三分地的限制，能够整体认识扬子地台和华北地台的地层系统的差异性，对于开拓眼界和完善专业知识结构都大有帮助。

2. 增加训练手段，提高实习要求

在地形图判读、定点环节要求把GPS、GIS等应用技术纳入其中，学会应用这些技术参数实施半定量的地質图、地质剖面的实测训练，最后总结编写实习报告。这一环节学生要学会对地质剖面的地层系统、岩石类型、岩性组合、区域变化、沉积特征和沉积环境等进行初步论述。这些系统的地质训练，其难度和内涵较以前传统的地质认识实习都发生了质的变化，彻底改变以往地质认识实习时普遍存在 “走马观花”的情况，学生也能切身感受海洋地质作用的玄妙。

（二）二年级地质填图实习

应用数字化技术手段完成地质填图作业。二年级是由基础地质认识转向系统地质学习的过渡阶段，也是强化野外地质实践和技能训练的重要节点。野外区域地质填图则是这个时期重要的教学内容，目的在于训练学生运用所学知识综合分析问题，同时强化野外地质技能。

此前贵州大学的地质填图实习安排在三年级上学期，本文建议提前到二年级暑假期间。近年来，GPS、GIS等新技术已经广泛应用于区域地质调查工作中，从而大大提高了地质填图的效率和质量，实现了区域地质调查的信息化[2，7]。目前，贵州大学的地质填图实习主要依靠传统三大件（地质锤、罗盘、放大镜）的地质实践来进行人工绘图的模式，填图的效率和精度都不高。作者认为，这一实践环节需要结合GPS、数码相机和笔记本电脑等新地质三大件，开展数字化地质填图的教学，即以国家标准为准绳，在强化传统野外地质技能训练的同时，要求学生结合数字化填图手段，完成1：5万比例尺的区域地质调查图。

需要指出的是，完成这一创新性教学任务需要有一个前提，即引进或开发专门化的地质数字填图软件系统。目前国内一些地质高校选取SuperMap作为GeoGIS系统平台的研发方案[8]，值得借鉴。总之，地质实习系统软件将改变传统地质调查繁琐的手工操作过程，实现野外地质观察的图、文、像的数字化，所观测的各种数据（比如地质点、产状、样品、化石、地质界线的空间位置和属性数据等）可直接形成野外实际材料图。这些地质数据可从空间到属性、从属性到空间进行建库检索，最终形成野外原始基础地质数据库[4]。

上述地质填图的实习区域除了乌当实习基地之外，还可以选择得到国内很多地质院校所重视的安徽巢湖地质实习基地。巢湖地区与贵阳乌当不同的是，它代表扬子沉积区北侧的地层系统特点，不仅有从古生代到中生代的连续地层系统和比较典型的大地构造变形，而且还能观察到比较丰富的变质岩和岩浆岩地质内容[7-10]，这些先天地质条件使之成为开展地质填图教学的优质基地。可见，增加巢湖地区的地质实习不仅能让贵州大学的学生了解扬子台地北缘的地层系统，对比区域地质的时空变化，还能很好地弥补乌当实习基地没有变质岩和岩浆岩内容的不足。

（三）三年级区域地质综合实践

以扬子台地及其相邻地块作为构建综合性地质实践教学的实习区域。在完成一年级贵阳乌当和河北秦皇岛地质认识实习、二年级乌当和巢湖地区的地质填图实习的基础上，三年级应当进入跨大地构造单元和多学科交叉的区域地质综合实践环节。这是贵州大学地质学科之前所没有的实践环节，本文认为增加综合实践环节非常必要，这也是目前国内大多数主流地质高校的普遍做法[11]。关于这个实践环节，秦岭造山带-鄂尔多斯盆地的地质走廊可以成为理想的实习区域。西北大学地质学系围绕该地质走廊打造的实践教学课程取得良好的教学效果[12-14]，并于2004年入选国家精品课程，可以借鉴其实习教案作为本次综合实践的具体指导。结合西北大学地质系的既成经验，关于围绕秦岭造山带-鄂尔多斯盆地地质走廊开展区域综合地质实践的初步构想如下。

总体思路：通过对各种构造单元、不同类型地层系统和构造变形进行实际观察和对比分析，构建实习区域内地层的时空关系和构造格架，分析历次地质事件和区域地质构造特征，探讨区域地质的演化过程。

实习路线选择原则：在地质走廊建立以主干剖面地质观察分析为主、兼顾辅助剖面和典型区段的地质现象，体现出区域的贯通性、地质现象的典型性和可对比性以及地壳结构的层次性。

实习内容要求：1. 对主干剖面的不同大地构造单元的地表地质特征及其时空关系进行全面分析，借助辅助剖面解译由于地质作用造成地质现象的差异性；2.选择出露良好、地质现象典型的区段开展沉积作用、岩浆作用、构造变形和变质作用等地质作用的观察和分析，包括陆相和海相沉积区，重力流沉积区，沉积岩区和变质岩区构造变形，稳定地块区构造和造山带构造，侵入岩结构构造等，最后推演鄂尔多斯盆地-秦岭造山带地质走廊的整体地质作用过程与沉积盆地演化关系。

实习目标：学生建立起与时俱进、立体的地质学观念，训练扎实的基本素质和技能、培养多学科交叉融合和综合分析地质问题的能力，激发创新思维，开启从事地质工作的新视野。

根据课程设置和教学计划，四年级主要为地质生产实习，不属于教学实习的范畴，本文暂不作讨论。

四、结束语

建立科学合理、内容完整且与理论教学交叉融合的实践教学体系，是实现地质学本科教学培养目标的关键。这是一个比较复杂的系统工程，需要克服师资、经费、准备周期和实际安排等诸多困难，需要进行充分论证和全面统筹。然而，我们只有直面目前贵州大学地质学实践教学环节中存在的问题，正视差距，才能因势利导地制定出相应的教学改革措施。这是事关能否培养出符合新时代要求的综合型地质人才的发展大计，也是对地质教育工作者的内在要求，任重而道远。

参考文献：

[1]高建梅.实践教学是地质教学的重要方法[J].吉林地质，2008，27 （2）：161-162.

[2]顾尚义，周洪庆，孙士军，等.贵阳乌当地质填图实习指导书[M].南京：南京大学出版社，2007.

[3]蒋玺.乌当地质实习的教学改革与思考[J].教育文化论坛，2015， 4：104-108.

[4]周志广，王根厚，顾德林.本科生野外地质教学应引入数字地质填图技术[J].中国地质教育，2004，2：49-51.

[5]西北大学地质学系.秦皇岛地区地质实习指导书[M].西安：西北大学出版社，1999.

[6]吴孔友，翼国盛.秦皇岛地区地质认识实习指导书[M].东营：中国石油大学出版社，2007.

[7]叶真华.同济大学巢湖地质实习基地建设和教学改革[J].中国地质教育，2012，1：128-131.

[8]周鼎武，赖绍聪，张成立，等.地质学实践教学新体系[J].中国地质教育，2006，15（4）：47-53.

[9]王心源.巢湖北山地质考察与区域地质旅游教程[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2007.

[10]孙林华.实践教学中科学研究能力的培养-以巢湖地质实习为例[J].中国地质教育，2014，1：68-71.

[11]高淑贞，郭巍，金锦花，等.地学野外综合实践教学体系的创建和探索[J].中国地质教育，2013，2：19-22.