本科生野外地質實踐教學內容設計探討

于福生　周子勇　王春英　董艷蕾　孫海濤　張永旺

【摘要】野外地質實踐是地質學、資源勘查工程、勘查技術工程專業本科生必修課，是培養學生觀察地質現象、測量地質數據、掌握野外地質工作技能、分析地質問題能力的必經之路。合理的野外實踐教學環節應該包括基礎地質認識實習、綜合地質實習、專業地質實習三部分。每部分教學目標、教學內容、教學手段應各有側重。基礎地質認識實習重點目標是培養學生掌握觀察地質現象的基本方法和操作規范；綜合地質實習目標是培養學生綜合應用野外地質技能和地質制圖基礎軟件，結合地質理論分析基礎地質問題。專業地質實習應該根據構造、地層、古生物、巖石、地球化學、石油地質等專業領域需求，培養學生應用先進的野外地質采集技術、分析化驗技術、地質成圖技術解決本領域內的基礎地質問題或學科前緣問題。網絡教學平臺建設是實現野外實踐教學內容和教學成果可視化的重要手段。優秀的野外教學團隊是保障教學內容全面落實的關鍵基礎。

【關鍵詞】野外地質實習 教學內容設計 教學目標 網絡教學平臺 教學團隊

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0040-02

筆者自1991年本科畢業以來，先后在甘肅省地礦局、中國石油大學從事1：5萬區域地質填圖和本科生野外地質實踐教學工作。通過近25年的野外地質工作積累，我認為設計合理的野外實踐教學環節和教學內容是培養優秀地質人才的關鍵基礎。近年來，不論是專業地質院校、專業石油院校，還是綜合大學地質專業都逐漸重視野外實踐教學工作。尤其是每兩年舉辦一次的全國大學生地質技能競賽的開展，有利地促進了各高校加大對野外地質實踐教學的重視程度和教師培養的力度[1-3]。從競賽結果分析，各參賽小組的綜合地質技能差異非常懸殊，競賽獲獎結果主要集中在中國地質大學（北京）、吉林大學、成都理工大學、中國地質大學（武漢）、南京大學、長安大學、北京大學、中國石油大學（北京）等幾所重點院校。獲獎較少或沒有獲獎的學校失利的主要原因是參賽學生對地質記錄規范、地質制圖規范、地質制圖軟件應用不夠熟練，實踐操作能力較差[4]。其根源在于野外實踐教學內容沒有重點培訓這些技能，或缺乏足夠的教學資源與合理的實踐教學環節。盡管一些教改論文探討了野外實踐教學方法改革[5-8]、教學實踐技術應用[9、10]、教學平臺建設[11、12 ]等等，但對野外實踐教學環節設計及內容探討不夠全面[13]。基于此，本文針對本科地質專業畢業生的基本要求，來探討野外實踐教學環節的具體教學內容和教學目標。

一、基礎地質認識實習

基礎地質認識實習是本科一年級理論教學結束后開展的首次野外實踐教學活動，是激發學生專業興趣、熱愛地質、立志從事地質專業的重點實踐教學環節。基礎地質認識實習重點教學目標是培養學生掌握觀察地質現象的基本方法和操作規范，其所要求的野外工作時間至少兩周。實習路線應具備如下幾個條件：①實習路線應涵蓋實習區的所有地層，重點沉積間斷面（如平行不整合、角度不整合、沉積不整合）應現象清楚、證據充分，以便學生建立完整的地層演化序列。②實習路線應具備褶皺、斷裂、節理等典型構造現象觀察點，以便學生理解構造變形類型。③實習路線應包含巖基（巖枝）、巖床、巖墻等侵入巖及火山碎屑巖和玄武巖等火山熔巖。④實習路線至少有一條現代沉積現象觀察路線，以便學生理解“將今論古”的地質工作方法。教學內容包括：①培養學生正確使用GPS定位儀、羅盤、放大鏡、地質錘、照相機測量地質數據的基本方法和操作規范。②按照《中華人民共和國野外地質工作規范》要求培養學生規范記錄野外地質現象和測量數據、繪制重點現象素描圖及信手剖面圖，編寫每條路線小節。③培養學生如何閱讀地質圖上的斷層、褶皺、產狀、磁偏角、高程等基礎地質信息。④培養學生如何規范編寫地質實習報告。教學手段主要是采用教師講解、演示與學生親自測量的方式進行，教師應利用野外實踐教學黑板演示如何繪制野外信手剖面和典型地質現象（這一點是實踐教學中的薄弱環節）。建立合理的實習成績評定制度，重點考核學生的野外實習態度、觀察能力、主動提出問題和分析問題的能力，實習報告成績最好不超過總成績的40%。傳統的重實習報告質量、輕野外動手能力的評價方式不適合一年級基礎地質認識實習成績評定，因為很多學生的實習報告是通過抄襲實習指導書或前人報告完成的，不能反映其真實的知識水平，這一點很多實習指導老師深有感觸[15]。

二、綜合地質實習

綜合地質實習是本科二年級暑假開展的野外實踐教學活動，其重點教學目標是培養學生綜合應用野外地質技能和地質制圖基礎軟件，結合地質理論分析基礎地質問題的綜合能力。該實踐教學環節是培養學生動手能力的重要教學環節，野外實習時間應保證在四周以上。教學內容包括：①野外實測地質剖面，采集巖石薄片、古生物化石、構造標本，按規范繪制實測地質剖面圖。②分組填圖（比例尺1：5萬，最好使用1：2.5萬地形圖做底圖），采集各類標本。③使用MapGIS或CorelDRAW 等地質制圖軟件繪制實測地質剖面圖、1：5萬地質圖和報告插圖。④編寫綜合地質實習報告。教學手段主要是采用教師設計為輔、學生實施為主的野外工作方法。教師應重點講述野外填圖規范和重點地質現象解釋，野外填圖路線設計、地質界線的勾繪，地質成圖軟件的應用等由學生主動完成。實習成績考核主要以提交的實測地質剖面圖、1：5萬平面地質圖（機制矢量圖）的規范程度及反映地質問題的準確程度和電子版報告質量為依據，這樣可以提高學生應用計算機技術分析地質問題的能力，激發學生自主編程解決地質問題的欲望，為以后更深層次發展打下良好基礎。在全國大學生地質技能競賽中暴露出來的學生普遍不會應用地質制圖軟件的弱點已充分證明以往的手繪圖件和手寫報告已不再適應生產單位和地質行業發展的需求，應盡快調整培養方案，將計算機成圖技術作為綜合地質實習的主要考核內容，并加強帶隊教師的培訓工作。大部分野外實習指導教師不會應用地質制圖軟件是各高校普遍存在的薄弱教學環節。

三、專業地質實習

專業地質實習是本科三年級學生開展的實踐教學環節，一般是與畢業論文相關聯的野外實習過程。教學目標是根據構造、地層、古生物、巖石、地球化學、石油地質等專業領域需求，培養學生應用先進的野外地質采集技術、分析化驗技術、地質成圖技術解決本領域內的基礎地質問題或學科前緣問題。教學內容因專業不同而具有差異，但應滿足本專業領域最基本要求。以構造地質學專業為例，教學內容應包含：①褶皺、斷層、節理等基本構造要素的測量和統計；②韌性變形的構造要素測量和統計；③利用計算機軟件編制節理、斷層等走向玫瑰花圖、等密圖、構造應力場分布圖；④區域構造演化史分析及其對成礦作用的影響。教學手段是指導教師制定研究內容，學生根據研究內容設計技術路線、通過實測地質剖面、野外填圖等方式收集基礎地質資料，根據基礎數據統計分析結果，并參考前人研究內容，綜合分析區域構造演化過程。考核方式以綜合地質實習報告為主，以是否具有創新點和是否涉及學科前緣為依據評定成績，成績考核應按專業分組，由不同指導教師組成考核小組進行綜合評定。

四、網絡教學平臺建設

野外實踐教學網絡平臺是野外實踐教學的輔助教學系統，對提高野外地質教學效率和質量，改變傳統教學觀念具有重要作用，是實現野外實踐教學內容和教學成果可視化的重要手段。目前已有個別高校建立的野外實踐教學平臺主要是在Baidu Map SDK[14]、Google Maps[12]或虛擬系統[11]基礎上開發出來的，借助手機的GPS定位功能及移動上網功能，實現野外地圖瀏覽、知識點提示、地質現象照片瀏覽、衛星地圖、實習路線管理等功能，為降低野外地質實習指導工作強度、提高學生學習興趣和效率提供了有力的技術支持。可以肯定，這些網絡平臺在實踐教學中起到了一定的作用，但還不夠完善。每個專業地質院校最好建立一個綜合野外實踐教學平臺，至少包含基礎地質和綜合地質實習兩部分，按實習路線和地質填圖兩部分建設，除專業內容外，還應附加關鍵地質技術方法介紹和實現等內容，重點介紹計算機成圖軟件（CorelDRAW、MapGIS、AutoCAD）在地質制圖中的應用方法和技巧，以達到學生應用先進技術解決地質問題的能力。所建設的平臺應該是開放和交互的，學生可以將自己的實踐成果在平臺上進行交流和共享。

五、教學團隊建設

野外實習主講教師實踐經驗的多少以及理論水平的高低，直接關系到本科生野外實踐能力訓練的效果[8]，建立一支專業結構合理、年齡結構適當的野外實踐教學團隊是保證實踐教學內容全面落實、提高教學效果的關鍵基礎。良好的實習團隊應具備如下基本條件：①團隊負責人應具有野外填圖經歷或從事野外實踐教學10年以上經歷，最好是親自主持過1：5萬、1：20萬、1：25萬區域地質填圖項目。②以一個自然班（不超過30人）為單位配備指導教師。基礎地質實習每班配備一名主講教師和一名助講教師；綜合地質實習每班配備兩名主講教師，最好其中一名為構造地質學專業，另一名為沉積學或巖石學專業；專業地質實習每名老師最好至多指導3名學生，并每名學生配備一名二年級以上碩士研究生協助指導。③實習團隊要定期組織集體備課、野外研討、室內研討、實踐教學競賽等活動；申請教改項目；申請國家級大學生科技創新項目；培訓全國大學生地質技能競賽。④新入職的青年教師必須參加兩次以上的助課，并通過試講合格后才能擔任助講教師。⑤對實習基地內的重點地質現象開展科學研究，發表相關論文，并能申請基金資助。

中國石油大學（北京）普通地質野外教學團隊歷經多年時間建設，現在擁有30名中青年教師，涵蓋構造、地層、古生物、巖石、地理信息系統、石油地質等多個專業，具有多年野外經驗的老教師與海外歸國高層次青年教師密切合作，以培養野外地質人才為己任辛勤工作，實踐教學效果顯著。在2012年中國地質大學（北京）承辦的全國大學生地質技能競賽中獲得“野外地質技能競賽”一等獎兩項（共三項）、二等獎一項，取得總分全國第二名的好成績。

六、結論

1.合理的野外實踐教學環節應該包括基礎地質認識實習、綜合地質實習、專業地質實習三部分。

2.基礎地質認識實習重點目標是培養學生掌握觀察地質現象的基本方法和操作規范；綜合地質實習目標是培養學生綜合應用野外地質技能和地質制圖基礎軟件，結合地質理論分析基礎地質問題。專業地質實習目標是培養學生應用先進的野外地質采集技術、分析化驗技術、地質成圖技術解決本領域內的基礎地質問題或學科前緣問題。

3.網絡教學平臺建設是實現野外實踐教學內容和教學成果可視化的重要手段。

4.建立一支專業結構合理、年齡結構適當的野外實踐教學團隊是保證實踐教學內容全面落實、提高教學效果的關鍵基礎。

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作者簡介：

于福生（1969年12月-），男，黑龍江望奎人。主要從事普通地質和構造地質教學和科研工作。