基于OBE理念的沉积学野外实践教学探索

赵俊峰，屈红军，李 玮

（西北大学 地质学系大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069）

沉积学（或广义的沉积岩石学）是研究沉积岩或沉积物的物质成分、结构、构造、分类（岩类学）和形成作用（岩理学），以及沉积环境分布规律（岩相学）的科学，是地质学科的重要组成部分。沉积学研究对于了解地球演化历史，认识地球环境状况，开发其中矿产资源等具有重要意义。沉积学是一门实践性很强的地质学分支学科。其中有关岩石学方面的实践教学主要通过室内薄片观察、手标本鉴定及相关实验来实现。关于岩相学的实践教学，则主要通过野外剖面观察完成。

工程专业国际认证已成为我国高等教育质量保障体系的重要组成部分。工程教育专业的核心是以成果（或产出）为导向的本科生培养理念（Outcome-based Education,OBE）。OBE作为一种先进的教育理念，贯穿于工程教育认证标准的始终，引领工程教育改革。这里所说的成果是学生最终取得的学习结果，是学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力。OBE强调如下4个问题：我们想让学生取得的学习成果是什么；为什么要让学生取得这样的学习成果；如何有效地帮助学生取得这些学习成果；如何知道学生已经取得了这些学习成果。

我校资源勘查与工程专业于2018年通过工程教育专业认证。近年来，笔者承担地质学专业“鄂尔多斯盆地-秦岭造山带野外地质”（沉积学部分）、资源勘查工程专业“沉积环境与沉积相”、资源勘查工程专业生产实习（沉积学部分）的教学任务。沉积学野外实践教学内容在上述三门课程中均占据重要地位，但各门课程的教学目标、教学内容，既有相通之处，也各有侧重。在教学过程中，结合笔者对OBE理念的理解，探索进行相应的教学改革，取得较好的成效。

一、围绕各专业培养方向，设定野外教学目标

要从各专业的培养目标和就业去向出发，立足学生的现有知识结构，合理制定教学目标和教学任务，既要保持基础理论与基本方法的共性，也要突出各课程的特点和相互的差异性。对于不同的专业，其教学目标与侧重点应有所区别。

我校地质学专业主要服务于基础地质学研究，并向能源矿产等应用地质方向辐射。“鄂尔多斯盆地-秦岭造山带野外地质”是面向地质学专业开设的国家精品课程，是多学科交叉与融会贯通的区域地质综合实践教学。该实习跨越华北-秦岭两大构造单元。该实习的目标定位是，通过跨区域和不同大地构造单元的路线地质观察，学会综合运用各门主干专业知识，分析造山带和沉积盆地的形成演化及其相互关系。因此在沉积学的野外教学过程中，不能只局限于对岩性、岩相及沉积体系的了解，还应强调对沉积盆地分析、盆地与相邻山脉源-汇响应关系的理解。通过野外沉积学的实习，要让学生明白如何通过系统的露头观察，解析鄂尔多斯（中生代）内陆坳陷湖盆的沉积充填过程，并理解盆地沉积演化与周邻山系的耦合-响应关系。

我校资源勘查工程专业主要面向油气行业，并向煤炭、固体矿产、地热等相关行业辐射。沉积学知识对于该专业学生的毕业要求支撑度高，就业应用面较广。“沉积环境与沉积相”是该专业重要的专业基础课。通过野外实践教学，旨在让学生：学会根据不同的岩性特征、沉积组合、沉积构造等，识别、划分沉积相及亚相，恢复相序演变关系；熟悉沉积环境、沉积相分布与油气资源聚集保存的内在联系；了解油气储层沉积地质特征，熟悉主要的砂体构型类型，隔夹层的分布与识别，奠定开发地质的专业知识基础。

生产实习是资源勘查工程专业三年级期末的综合性实习。生产实习的内容安排以采油厂实践实训为主，野外地质实习为辅。该实习野外教学主要针对鄂尔多斯盆地油气田主力勘探开发层系，其目的是熟悉该盆地石油和天然气的主要烃源岩、储集层，明确其形成环境、储集和保存特征，为在采油厂开展生产实习提供感性认识和专业知识铺垫。

二、优化教学内容，突出知识的系统性

在明确三门课程野外教学目标的基础上，便可有的放矢地进行教学内容的组织和优化，使之更好地服务于教学目标，体现“以成果为导向”的工程教育培养理念。在观察路线和观察点的设置上，加强整体设计，突出每个观察点的独特性和代表性。结合两个专业三门课程的教学目标，进行取舍优化。选区典型路线，代表性露头，由点及线，由线及面，尽可能达到即小见大、见微知著的学习效果。

地质学专业的“鄂尔多斯盆地-秦岭造山带野外地质”教学，选区了铜川金锁关、宜川仕望河、延安西杏子河、富平赵老峪作为考察路线，时长6天，这几条路线涵盖了鄂尔多斯盆地古生界、中生界的主要地层序列，既有海相沉积也有陆相沉积。资源勘查工程专业的“沉积环境与沉积相”课程实习，选择铜川金锁关、宜川仕望河、延安西杏子河作为考察路线，时长3天，以中生界陆相组的河流、三角洲、湖泊等沉积相类型为主。资源勘查工程专业的生产实习，选择延河剖面和富平赵老峪剖面作为考察路线，时长3天，主要围绕该盆地石油、天然气勘探开发层系三叠系和奥陶系沉积。不同的剖面和观察点尽可能做到现象互补、知识点较为完备，且具有较好的系统性。

三、重塑教学流程，创新野外教学方法

OBE理念特别强调学生学到了什么，而不是教师教了什么。因此，要针对野外沉积学教学实习场所、教学内容和学生所修专业等实际情况，制定合理的教学流程，创新教学方式方法。

（一）强化“三段式”教学过程，着力培养沉积学研究的思维方式

野外典型剖面具有丰富的沉积学现象，对于初学者来说，如果不加以科学的引导，很可能迷惑于纷繁的表象而感到茫然，难以把握重点。因此，我们倡导采用“观察（Observation）、描述（Description）、解释（Interpretation）”三段式的教学方式，指导教师首先结合观察点现象，进行引导性介绍；然后给学生留出时间，进行描述记录、绘制素描图，获取露头客观信息；最后共同讨论，对观察现象进行合理的沉积学解释，教师进行小结。先客观，后主观，由表及里，循序渐进，尊重认识事物的普遍规律。

具体而言，在野外沉积学的教学活动中，“观察”和“描述”主要包括两个方面：（1）岩性特征，包括岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合、岩层的产状、砂体形态和分布等；（2）古生物特征，包括古生物的种属和古生态特征等。这些特征是相应沉积环境的物质记录，构成最主要的沉积相标志。无论哪一种沉积类型，均要强调沉积环境与沉积产物的过程-响应关系。“解释”着重从沉积相与沉积环境、相序组合与演变、砂体成因类型等方面进行归纳总结。结合观察到的沉积相标志，引导学生分析这些相标志对水动力条件、古气候环境的指示意义。“观察”和“描述”具有客观性，而“解释”具有主观性。鉴于沉积地质对象的特殊性，在不违背沉积学基本原理的前提下，允许存在多种解释或理解，当然证据最为充分的解释更具合理性。要创造机会和氛围，鼓励学生积极思考，勇于提问交流，培养质疑精神和地质思维方式。

（二）注重基本技能的训练

野外沉积学实习每条考察路线跨越数十千米，中途一般设置10余个观察点，在每个观察点停留的时间是有限的。因此，要求学生要做到眼、脑、腿、手、口“五勤”。要做好每个观察点的描述和记录；对典型剖面建立地层柱状剖面或素描沉积现象，并拍摄野外照片、采集典型样品。选定关键典型地区和地质现象点作为讲授和讨论的重点内容。野外实习结束后，要编写实习报告。将野外实习观察现象与课堂理论学习、文献查阅等有机结合起来，进行归纳总结，形成较系统的认识，并要求突出自身的理解。要通过野外实习，使学生掌握沉积相分析的基本思路和方法，能够辨识主要的沉积相标志，能够结合沉积学原理，进行典型沉积相的分析判断，并且能够独立绘制沉积柱状图和剖面素描图。

（三）比较沉积学的灵活应用

英国地质学家莱伊尔等学者曾说过，现在是认识过去的钥匙（简称为“将今论古”）。这句话对沉积学尤为贴切适用。大多数地质时期发生的沉积作用，在现今地球表面均有正在发生的可类比的对象或现象，故将今论古是沉积学的一大优势。沉积学的野外教学观察对象主要为亿万年前地质历史时期形成的岩石记录，要破解其形成环境，一方面是提取岩石记录中的沉积相标志；另一方面，则是充分利用现代沉积开展类比分析，有助于理解地质时期发生的同类型沉积作用。例如，对现代洛河、延河曲流河段的河道、河漫滩等沉积单元及形态分析，有助于理解实习中遇到的延安组和延长组岩石记录中的河流沉积序列和侧向侵蚀、侧向加积等河流沉积现象（见图1）。对宜川黄河壶口瀑布的考察，则有利于理解大型河流下切侵蚀、流速变化与沉积物搬运-沉积的转换之间的关系。渭北地区和秦岭北麓的第四系山麓堆积物，对于理解地质历史时期冲积扇的形成条件、沉积产物特征等，具有直接的指示意义。

图1 沉积学教学实例：曲流河的比较

（四）适度扩展，将沉积学研究进展融入野外教学过程

对于本科生来说，最主要的是理解和掌握沉积学的基础知识、基本原理和基本技能，培养基本的沉积相分析能力。但考虑到学生后续研究深造和参加工作的需要，应该对野外教学进行适当拓展，将国际前沿的相关理论、学术热点、新的概念、术语等，适度进行介绍。比如，针对地质学专业的实习，应该简要介绍“源-汇系统”的概念；在对不同陆相沉积类型进行考察时，可简要介绍沉积学界对浅水三角洲、深水重力流沉积的研究进展、存在的主要争议，以及不同沉积环境下形成的砂体在油气勘探开发中的实际意义。

结语

沉积学是一门实践性很强的地质学分支学科，对于了解地球演化历史，认识地球环境状况，开发其中矿产资源等具有重要意义。野外实践教学是沉积学教学必不可少的组成部分。以成果（或产出）为导向的本科生培养理念是工程教育的核心。在笔者近年来承担的三门沉积学有关的野外实践教学课程中，探索了基于OBE理念的沉积学野外实践教学改革。首先要围绕各专业培养方向，设定差异化的野外教学目标；有的放矢地进行教学内容的组织和优化，使之更好地服务于教学目标，体现“以成果为导向”的工程教育培养理念。在教学过程中强化“三段式”教学方法，注重地质思维方式和基本技能的训练，灵活应用比较沉积学，适度将沉积学研究进展融入野外教学。以上教学改革探索取得了良好的教学效果。