摘要地質實習是使學生加深對地球科學基本概念和基本理論的理解,培養初步的野外實踐能力的重要手段。針對防災科技學院在柳江盆地進行的認識性地質實習教學活動,筆者根據多年的地質實習教學經驗,圍繞實習路線的選擇、教學內容的確定和教學方法的運用等方面進行了積極的探索與實踐,提出了完善地質實踐教學環節的具體方法。
中圖分類號:G420文獻標識碼:A
0 前言
地質實習是使學生加深對地學基本概念和基本理論的理解,培養初步的野外實踐能力的重要手段。防災科技學院在河北省秦皇島市石門寨地區柳江盆地長期從事地質實習教學活動,經過多年的教學實踐,柳江盆地地質認識實習已形成了較為完善的野外教學體系。筆者結合多年來實習教學工作的體會,對柳江盆地地質認識實習教學方法進行了一些積極的實踐和探討,取得較好的教學效果。
1 柳江盆地概況
柳江盆地地質遺跡國家級自然保護區位于河北省秦皇島市北部,距秦皇島市市區約15公里,總面積1395公頃。柳江盆地的地層記錄了新元古代至新生代中國華北地臺在地球演化中的巖漿活動、沉積環境變化及生物進化等各種重要地質事件與地質現象。其地質遺跡的多樣性、系統性和完整性屬國內獨有,構成一個獨特的華北地臺的窗口,被喻為“天然實驗室”和“地學研究自然博物館”,現已受到國內外地學界的極大關注,成為具有重要科學價值和社會經濟價值的地質遺跡區。目前,全國共有30多所院校、科研院所在此設立地質實習基地。①
2 選擇切實可行的地質路線,鞏固學生對基本概念的理解
地質實踐教學中,實習路線將直接影響到野外地質實習的效果。②一條優秀的實習路線應包括以下幾點:(1)沿線地質現象典型,出露較好,且保存較完整,便于實習教學。(2)知識負載量要大,各知識點之間距離不宜過遠。(3)各實習路線間要避免知識點的無謂重復。(4)在保證質量的前提下,要優先考慮交通條件較好的實習路線。③結合多年的教學實踐和探索,筆者結合具體教學實際,針對認識性地質實習的特點,主要從鞏固學生對基本概念的理解上入手,優化實習路線,選定了多條成熟且較具代表性的野外實習路線。
2.1 三大巖類觀察與鑒別
在花廠峪至吳莊埡口路線中,三大巖類出露完整典型,沉積巖中可見中寒武統張夏組2z灰巖;巖漿巖中可見響山花崗巖;變質巖中可見中寒武統地層2受花崗巖侵入體的影響發生熱接觸變質而形成的角巖等。此路線三大巖類種類齊全,十分有助于學生識別三大巖類。
2.2 地層層序概念的建立
雞冠山——付水寨路線中,在雞冠山山腰處可觀察到青白口系長龍山組(Qnc)地層與下伏元古代花崗巖(2)呈沉積不整合接觸,古風化殼現象典型,便于觀察,有助于學生鞏固對結晶基底、接觸關系等地層層序相關概念的理解。在付水寨教學點可以通過觀察典型地層中動植物化石,使學生對生物地層劃分有所認識。
2.3 地質構造的識別
潮水峪路線中斷層構造發育,潮水峪村南斷層上盤為上寒武統鳳山組3f薄層泥質條帶灰巖,下盤為下奧陶統冶里組厚層泥灰巖O1y,斷層面上擦痕、階步發育,有助于學生識別斷層構造。
柳江盆地即為一個大型的向斜構造形成的特殊地形,如圖1所示。由于柳江向斜規模較大,在這種宏觀構造的識別上,選擇路線時,可以在柳江向斜的東翼、西翼和核部各選擇一條路線,這樣通過教師的引導,從地形以及地層重復和缺失等現象引導學生推斷大型褶皺構造的存在。
圖1柳江盆地地質構造簡圖
3 確定系統的教學內容,促進學生地學基本理論的建立
考慮到實習時間的局限性,在選擇教學內容時不可能面面俱到,應結合柳江盆地的地質現象特點,有選擇而系統地將地學的基本思維在實踐中傳輸給學生,促進學生地學基本理論的建立。④
地學研究的對象具有時間的漫長性,空間的廣闊性和形成機制的復雜性等特點。縝密的地質思維能力是運用已知的地質概念和理論解決所研究的地質問題,闡釋地質作用的性質及形成過程的基礎。在地質學研究的過程中,通過各種地質事件遺留下來的地質現象與結果,利用現今地質作用的規律,反推地質事件發生的條件、過程及特點的方法被稱為“歷史比較法”或“將今論古法”。在推理解釋一些地質現象時經常需要用到這種方法。
由于各種地質現象的分析常具有多解性的特點,即我們利用現有的資料,在現有理論的基礎上是可以解釋的,但是隨著資料的豐富和理論的加深,可能有出現新的更為合理的解釋。⑤因此,在野外帶領學生觀察某一個具體的地質現象時,應有意識地培養學生這種多解性的思維方式,引導并鼓勵學生提出在其所掌握的理論范圍內的合理解釋。
比如,在讀地質圖時,觀察到地層表現為重復出現或地層缺失,在這種情況下如果不掌握進一步資料的情況下,我們可以推斷這是由于斷層引起的,也可能是褶皺引起的,這時就可以引導學生進行獨立的思考與判斷,大膽假設,謹慎求證,要求學生應用已學的地學基本理論,通過邏輯分析與推理,從而對一些復雜地質現象的形成及演化過程作出合理的解釋。⑥
4 采用分類指導式教學,使學生熟練掌握野外地質工作的基本技能
動手能力的培養是實踐教學中非常重要的組成部分。學生一般在實習前都接受過基本技能的理論指導,但實際學生的掌握情況差別很大。因此,這就需要指導教師進行整體把握、區別對待,進行分類指導。
野外地質工作的基本技能具體包括:地質錘、羅盤、放大鏡等三種基本地質工具的使用,地質標本的采集,地質基本圖件的識別,地質素描圖和剖面圖的繪制,后方交匯野外定位法等。以上各種能力的培養應滲透在實習的全過程中,而且應根據線路的特點有側重的進行單項技能的訓練和強化。另外,實習中對學生應加強管理、嚴格要求,各種動手操作具體到每一個同學。經過實習中不斷的練習,使每個學生都能熟練掌握各種野外地質工作的基本技能。
5 結束語
認識性地質實習是地學類學生學習完課堂理論知識后進行的第一次野外實踐,在教學過程中尤其要注意理論與實際的結合,在地質路線的選擇、教學內容的確定、教學方法的運用上,要著重培養學生對地質學的基本概念、基本理論和基本技能的掌握。只有通過不斷深化實習改革,加強教學實踐環節的建設,增強學生實際動手、野外觀察和獨立解決問題的能力,才能不斷培養出適應現代化社會需要、具有扎實的理論基礎和過硬的業務素質的綜合性優秀地質人才。
注釋
①武雄,胡伏生,劉明柱等.秦皇島柳江盆地水文地質專業教學實習改革初探[J].中國地質教育,2008(4):164-166.
②時紅蓮,項偉.論深化地質教學實習改革[J].高等建筑教育,2007.16(1):118-121.
③王冠民,陳世悅,吳智平等.有關野外地質教學實習的經驗點滴[J].中國地質教育,2008(3):34-36.
④張達.北戴河地質認識實習教學方法淺析[J].中國地質教育,2005(2):72-74.
⑤孫士超.地質思維的基本特征與方法[J].中南冶金地質,1996(2):112-119.
⑥王金友,吳孔友.提高秦皇島地質認識實習教學質量的幾點體會[J].中國科教創新導刊,2008(10):65.