野外地质填图实习教学环节与改革优化措施

何金先 屈争辉 汪吉林 沈玉林
[摘 要]中国矿业大学资源勘查工程专业历来重视地质填图实习,在教学实践中实习队对整个地质填图实习教学环节安排的科学合理性进行了积极的探索。地质填图实习分为实习动员会、地质踏勘、实测剖面、地质填图、地质专题、野外地质路线考察和野外地质综合技能考试这7个环节。其改革优化措施有:实行小班教学、加强地质素描技能培训、举办野外地质技能竞赛、多阶段过程检查制度、实行工作危害分析(JHA)方法进行安全风险控制。这些措施取得了良好的教学效果。
[关键词]地质填图实习;资源勘查工程;教学环节;优化措施;教学改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)09-0116-03
一、概述
中国矿业大学是教育部直属“211工程”大学以及“985工程”优势学科创新平台的重点大学,在煤炭资源及相关领域具有显著的学科优势。资源勘查工程本科专业是我校“矿产普查与勘探”国家重点学科所对应的本科专业,在化石能源地质学领域具有鲜明的特色与优势。我校资源勘查工程专业培养目标是培养具备地质学理论基础与矿产勘查与评价技能的地质工作者,而资源勘查工程是一门实践性极强的学科,因此,大学期间需要一系列的地质实习来提高学生的地质技能水平。
地质填图实习(也称为基础地质综合实习),是我校资源勘查工程专业继地质认知实习(也称普通地质学实习)之后的一个重要的地质实习,安排在大二年级结束的暑期,实习地点为安徽巢湖野外地质实习基地,为期约30天。
在地质认知实习阶段,由于学生仅修过一门普通地质学课程,专业基础理论知识欠缺,无地质野外工作经历,因此实习偏重于某一个地质现象出露点的地质现象基本观察和描述,实习以教师指导学生为主。而在地质填图实习阶段,学生已经修过多门地质学课程,已具备了一定的地质专业基础理论知识和野外地质工作经历,实习则要求由以教师指导为主过渡到由学生独立开展工作,主要着眼于面的地质特征的整体认识和分析。[1]
地质填图实习肩负有重要的任务使命,因此科学合理地安排整个地质填图实习的教学环节十分重要。地质实习队通过多年的实习教学实践,逐渐丰富了地质填图实习的教学环节,摸索进行了多项改革优化措施,并取得了良好的教学效果。
二、地质填图实习教学环节
(一)实习动员会环节
实习动员会一般安排在实习前2-3天。实习队长介绍整个地质填图实习的日程安排,重点讲述实习区的人文地理与地质概况、实习基本要求、实习注意事项以及分组安排等工作,并安排各组学生借取或购买本次地质填图实习所需的实习指导书、野外记录本、工具和材料装备。
(二)地质踏勘环节
对巢湖地质实习区进行为期10天的地质踏勘实习。踏勘路线有7条,分别是半汤-夏阁路线、甘露寺-狮子口路线、麒麟山路线、姚家山-平顶山路线、马家山路线、幸福泉-177高地路线、石灰山路线。这7条路线,主要是地层出露路线,发育有震旦系灯影组至侏罗系磨山组地层,并出露有全区较典型的各类岩石,部分路线为构造地质现象路线。
(三)实测剖面环节
实测剖面为期约6天。化石能源地质学属于有机沉积矿产,我校历来重视培养学生的野外沉积地层剖面的实测技能。本实习安排野外实测沉积地层剖面5条,构造实测剖面1条,分别是:甘露寺中志留统坟头组剖面(展开法)、麒麟山东南坡石炭系剖面(投影法)、姚家山东中二叠统栖霞组剖面(投影法)、平顶山南坡大隆组-和龙山组剖面(展开法或投影法)、马家山南坡南陵湖组剖面(直线法)。构造剖面为石灰山构造实测剖面。实测剖面以小组(5人)为单位,进行剖面实测,并最终绘制地层剖面图。
(四)地质填图环节
野外地质填图为期约6天。把实习区(巢湖北部地区)按地理坐标,划分为东区、西区两部分,两区有重合的区域,以供后期的对接。地质填图实习以小组(4-5人)为单位,一半的小组填图东区,另外一半填图西区,最终将两区的填图成果合并,制成一张完整的地质图。第一天,教师带领学生示范填图的方法,后面时间由学生小组讨论自行安排填图行程,教师则进行野外巡回监督检查,发现问题及时纠正。
经过前期的路线踏勘和剖面实测,学生已经较为熟悉了整个填图区的交通路况以及地层发育情况,学生已基本具备独立地质填图能力。地质填图环节,应该是整个地质填图实习中的最重要阶段。地质填图实习,不仅使得学生学会墓本的填图方法,还能使学生经过地质填图更深入地了解区域上地层的分布特征和构造特征。[2]
(五)地质专题环节
地质专题工作为期约3天。地质专题的题目,一般由实习队教师统一讨论而定,每年都进行修订补充。结合实习指导教师的专业特长,以及实习区的地质发育特征,制订出20-30个地质专题题目,但是每个题目最多不能超过5人选择。学生可根据自己的兴趣,实行自由选择政策,这有利于发挥学生的积极性与主动性。
(六)野外地质路线考察环节
该环节为期约2天。在填图区外,选取2-3个地质现象典型的区域,进行地质实习路线考察实习,拓展学生的地质视野。一般选取处于郯庐断裂带变质岩出露较好的浮槎山路线、青苔山推覆构造带路线、巢湖湖泊地质作用路线等。
(七)野外地质综合技能考试环节
该环节为期1天。野外地质综合技能考试,形式为教师和学生一对一考试,以口试为主,辅以矿物岩石标本的鉴定描述、地质读图考查等方式。一般每位学生的考试时间为10分钟。重点考查学生对实习区地层、岩性和构造特征认识,以及实测剖面、填图和专题分析能力的掌握程度。该成绩作为此次地质实习总成绩的重要参考。
除了上述环节,中途一般每隔5天野外地质实习,安排1天室内休整。如遇下雨天无法出野外,也进行室内休整。休整期间,学生主要完成野外资料的整理、图件的绘制以及报告的编写工作。
三、地质实习教学的改革优化措施
地质实习队通过多年的实习教学实践,逐渐丰富了地质填图实习的教学环节,摸索进行了多项改革优化措施,并取得了良好的教学效果。以下是近期的改革优化措施:
(一)实行小班教学
小班教学有利于发挥师生双主体作用,激发学生学习的主动性、创造性和内在潜力,培养学生的批判思维能力[3],能有效提高教学效果。实行小班教学的最基本条件是充足的师资力量。通过连续多年的师资引进以及师资培养,我校资源勘查工程专业已经建立了一支较强的野外地质实习师资队伍。鉴于野外地质实习中大班教学的诸多弊端,实行野外地质实习小班教学制度。国外小班教学的人数是每个教学班级12-18人[4] [5],我校结合实际情况,每个实习教学班14-15个学生配备1位主讲教师,有效保证野外地质实习的教学质量。
通过实践证明,在地质填图实习实行小班教学,有以下主要优点:1.保证每一位学生能跟上教师的步伐,看到典型的地质现象;2.听到教师讲解的内容;3.方便教师在每个实习环节对学生的实习情况及时进行野外过程检查与评价;4.野外地质现象发育地点空间较小,方便教师集中班级学生进行讲解以及有利于实习队伍向前行进;5.提高每一位学生进行地质实践操作的参与度。
(二)加强地质素描技能培训
地质素描属于地质制图的范畴,而地质制图能力是地质技能综合素质的体现,部分高校已经开设了地质素描课程[6],实践证明,开设这门课程是很有必要的。我校未开设地质素描课程,针对历年的学生野外地质素描技能普遍掌握不好的情况,实习队决定增加为期2天的野外地质素描技能培训环节。聘请擅长素描又懂地质现象且经常进行野外地质观察的专家,集中教授地质素描技法,有力保证了野外地质素描的质量。现阶段,学生在野外进行地质素描普遍动作较慢,占用较多的野外时间,不利于提高野外地质实习的效率。因此,未来的地质素描培训,更着重于地质快速素描技法的培训。
(三)举办野外地质技能竞赛
首届全国大学生地质技能竞赛有26所地质类高校共61支队伍参赛,参赛学生对地质基本理论知识的掌握情况相对较好,但是对地质实践操作技能的掌握相对较差[7],在平时的野外地质实习中也普遍存在这种情况。这很大程度上是由于课堂教学中地质实践培养环节比较薄弱而造成的。[8] [9]因此,有必要在地质实习过程中加强学生地质实际操作技能的培养。
研究发现,技能竞赛具有很好的激励功能,能有效调动、提高学生的积极性和创造性。[10]为了引导学生重视野外地质技能的提高,激发学生形成地质技能精益求精的精神,同时参考“全国大学生地质技能竞赛”的竞赛内容和要求标准,我校在地质填图实习增加了野外地质技能竞赛环节,实践证明该环节的实施具有很强的可操作性,并且效果显著。学生必须在规定的时间内,完成指定的地层剖面实测和图件制作。最终,教师会对学生提交的成果材料进行评价。奖项名称参考中国地质学会的奖项命名法,设有野外地质技能“金锤奖”、“银锤奖”,并给获奖学生颁发荣誉证书和奖金。同时,通过这个野外地质技能竞赛培养与选拔出来的优秀学生,将作为下一届“全国大学生地质技能竞赛”的参赛种子选手去参赛,促进我校资源勘查工程专业参赛选手的地质技能的提升,增强我校资源勘查工程专业学生的整体地质技能水平。未来,我校将进一步探索野外地质技能竞赛环节的实施优化措施。
(四)多阶段过程检查制度
鉴于地质填图实习环节较多、时间较长以及实习任务较重的情况,学生在实习期间会遇到很多困难,思想也容易出现不佳的状况。开展多种形式、多阶段的野外实习质量监控能确保实习教学质量。[1] [11]为了控制地质填图实习的质量,本实习队实行了地质实习多阶段过程检查制度。即在整个实习过程中,要求教师每个实习阶段都要检查学生实习的野外记录、图件绘制,并加强与学生的沟通,发现问题及时解决。这确实保证了每个实习环节中学生们都能掌握相应的技能,也促进教师及时调整教学模式,便于教师后期对学生的实习成绩进行客观评价。
(五)实行工作危害分析(JHA)方法进行安全风险控制
野外地质实习很容易发生安全事故,若发生安全事故,将给学生和学校带来难以估量的后果和教训,必须予重视。我校地质填图实习自2008年以来,一直运用JHA方法(工作危害分析方法)进行野外地质实习的安全评估与预防,多年来取得了良好的效果,实施过程中也具有较好的可操作性,具体实施方法已经另文报道。[12]实践结果表明,JHA方法运行7年期间没有发生过一例大的安全事故,总体来说效果显著。
(六)未来展望
近年来随着“数字国土”工程建设的开展和有关计算机技术的发展,高校的区域地质调查(地质填图)实践教学将由传统方式向数字化、信息化方式转变。[13] [14] [15]中国地质大学(武汉)在2000年,率先在周口店地质填图实践教学中全程应用数字地质填图系统,并达到了预期目的。[16]在巢湖地质实习基地,南京大学早期已进行数字地质填图实习[15] [17],并坚持至今。国内已有部分地勘单位在实际填图工作中,采用数字地质填图且成为常态化工作方式,效果良好。目前国内高校的数字地质填图实习尚未普遍开展,随着未来发展形势的改变,我校野外地质填图实习将紧扣时代发展潮流,在适合的时期积极在数字地质填图实习方面进行探索与筹备。同时,积极参考其他地质类高校地质填图实习中的有益措施,为提高我校资源勘查工程专业地质填图实习教学效果做出不懈努力。
四、结论
地质填图实习,旨在培养学生独立开展地质工作的能力,肩负有重要的任务使命,因此科学合理地安排整个地质填图实习的教学环节十分重要。地质实习队通过多年的实习教学实践,把地质填图实习安排为实习动员会、地质踏勘、实测剖面、地质填图、地质专题、野外地质路线考察和野外地质综合技能考试共7个环节,同时摸索进行了多项改革优化措施:实行小班教学、加强地质素描技能培训、举办野外地质技能竞赛、多阶段过程检查制度、实行工作危害分析(JHA)方法进行安全风险控制共6项改革优化措施,并取得了良好的教学效果。同时,我们会紧跟时代发展动向,继续探索能进一步提高地质填图实习教学效果的有益措施。
[ 参 考 文 献 ]
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[责任编辑:刘凤华]
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