吴诗勇 刘文中 赵志根 李宗海 郑建斌 王兴阵 安徽理工大学地球与环境学院 232001
对安徽理工大学地质工程专业野外实践教学的思考
吴诗勇 刘文中 赵志根 李宗海 郑建斌 王兴阵 安徽理工大学地球与环境学院 232001
野外实践教学是地质工程专业本科教学中重要组成部分,是培养学生观察、分析与解决地质问题能力的重要环节。本文探讨了我校地质工程专业野外实践教学中的特色和存在的一些问题,提出了发展野外实践教学的一些有效建议,尤其在现有教学资源情况下,应从实践教学本身挖潜,来保证野外教学质量,提高学生的野外综合实践素质和能力。
野外实践教学;地质工程专业
地质工程是安徽理工大学最早设立的学科之一,也是传统优势专业和安徽省本科人才培养示范专业。该专业一直非常重视野外实践教学环节,着力打造两大实习基地,即“淮南地质实习基地”和“巢湖地质实习基地”,使培养的学生具有基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,成为矿产资源勘查与开发,地质工程规划、设计与施工以及地质灾害预测与防治等领域的专业技术人才[1,2]。
实习区主要位于淮南市境内,恰好在我国南北地理、地质分界线上,占有得天独厚的地理优势。区内发育的地层较全,主要有上太古界霍邱群、上元古界震旦系以及青白口系地层、下古生界寒武系以及奥陶系地层、上古生界煤系地层以及中生界、新生界相关地层。其地质特征虽属华北类型,但又有其特殊性,如猴家山组、凤台组、四顶山组、寿县组等都是淮南地区特有的,更因九里桥组中发现世界最早的后生动物化石而闻名于世。实习区因煤炭资源丰富,地质研究程度高,资料丰富,从而为我校地质实习提供了良好的条件。
当前,随着我国经济改革的深入和产业结构调整,地质工作发展也已由以资源勘查为主进入到更加强调社会化与环境的时代,资源与环境已成为当今地质科学研究重要课题。因此,我们有意识地适当增加一些与社会联系密切的实习内容,如灾害地质、环境地质等,来拓宽同学们的知识面。
淮南是我国重要的煤炭工业基地,随着煤炭资源的不断开发,矿区形成大量的塌陷区以及矸石山。通过对大通-九龙岗采煤塌陷区以及李郢孜矸石山的实地考察,并就矿产资源开发与环境保护进行适当讨论,使同学们对环境保护有较深刻的认识,同时对矿区地质环境以及矿山恢复、治理的相关知识有了较深理解。
再比如巢湖实习区内石灰岩发育较好,分布较广,是本区主要矿产之一。因矿产的开采使大量的山体遭受破坏,边坡失稳,水土流失严重,为我校师生提供了生动的环境地质教材。在这样的露头点,教师除讲解有关的地层、构造等知识外,还可以加入环境地质、工程地质相关的内容,启迪同学们思考矿产资源与社会可持续发展的关系。
另外,我们在认识实习中还增设了建筑石材的观察和认识内容。充分利用校内地面、墙面装饰材料以及校园内景观石来补充实习区内岩石矿物类型的不足。
这些建筑材料大多取自各种天然岩石,主要有石灰岩、花岗岩、闪长岩、辉绿岩、大理岩、千枚岩等,在抛光表面既可见到石英、长石、角闪石、辉石、方解石等矿物晶体,还可见到保存完好、形态各异的化石标本,且岩石的结构、构造也清晰可辨。通过校内实践,丰富了同学们矿物岩石知识,同时又了解了相关的建材知识。
最近几年,我们加强了巢湖实习基地的建设,建成了一间可容纳70多人的多媒体教室,购入了相应的软、硬件设施。当前正在积极引入数字填图的技术和方法。
区域地质调查是一项基础性、公益性、综合性的地质调查工作,涉及的信息种类多,内容广泛复杂、信息量大。以往传统的野外地质填图数据采集技术已经不能适应当前地质工作现代化的要求。随着“数字国土”工程启动,社会急需大量地质专业基础牢固、动手能力强、掌握高新技术设备、能够进行野外数字填图及室内分析、制图的高级专业人才。因此,在野外及时开展地质数字填图的教学,既可以实现野外地质图、剖面图、柱状图等主要图件的数字化、实习报告电子化,又能使学生系统地掌握数字填图的理论与方法,走上社会后可以很快地胜任相关的专业技术工作,从而使我校地质工程专业实践教学与社会需求得到了较好的衔接。
我校野外实践教学,经过多年的积累,在教学内容、方式、方法等方面形成了自己的特色。但高校扩招以后,由于实习经费紧张,师资力量相对单薄,野外教学取得的成果及进展缓慢,往往处于被动局面。
传统的地质实习离不开“老三件”——锤子、罗盘、放大镜。我系在1995年购入60套,2005年又购入100套。由于多年没有更换,设备损毁严重,实际现在能够使用的也就60~70套。每次野外教学,基本上是2~3人共用一套仪器,造成实习过程中一部分人旁观的局面。
再比如现有的数字填图系统,已购入50台GPS、8台便携式计算机、20台掌上电脑,8台数码相机。除GPS外,其他的设备远远满足不了实践教学的需要。
地质工程学科专业办学历史可追溯至50余年前的淮南工业专科学校,初期设有煤田地质与勘探专业,1996年学科专业调整后, 将原地质类专业整合为地质工程专业。从近20年我校地质工程专业师生对比情况来看(见图1),专业调整前,该专业有教师23人,学生为120人,师生比约为0.19;调整后,由于行业不景气,师生人数都有所降低,其中教师为15人,学生为72人,师生比约为0.21;高校扩招后,特别是近些年地矿行业对专业技术人才的需求量增加,学生人数迅速上升,达到了180人,而教师的数量增加不明显,只有20人,师生比约为0.11,师生比较之前一下下降了10个百分点。师资力量短缺,教师教学任务重,使得野外教学质量在短期内很难有一个质的飞跃。
图1 近20年师生人数对比柱状图(以10年为一间隔)
实习指导书是野外实践教学的依据,实习教材建设直接影响到野外教学质量的好坏。现有的淮南地区以及巢湖地区实习教材,都是在2000年前后编写的,无论是内容还是形式都落后于时代的发展,缺少针对性和实际应用性。
最近几年地质类专业正处于学科大融合、大发展阶段,野外实践既要重视基本知识和技能的训练,更要重视学生综合素质和创新意识的培养。对于后者,实习教材体现甚少,时代特色不明显,且形式过于单一,缺少电子版、多媒体野外实习教材。另外,专业调整后,野外教学时间明显压缩,原实习内容过泛,部分内容不全或缺失,不能很好地指导现在的野外实践教学。
在现有师资力量情况下,要保证野外实践教学质量,使野外教学更具特色,除增加实习经费投入、大力加强实习基地及教材建设外,实习过程中还应从以下几方面入手:
野外教学不单是培养学生吃苦耐劳、艰苦奋斗的工作作风,更重要的是使学生掌握野外地质工作的基本方法与技能,培养对地质现象的观察、认识、描述和分析的综合能力,逐步树立地学思维观。
学习本身是一种认知过程,理论教学可以使学生快速获得系统的理性知识和间接经验,但必须以一定的感性知识为基础,特别是基本技能的掌握和综合动手能力离不开野外实践教学。因此,每次实习,都要使学生明确目标,甚至落实到每一天的野外实践,这样可以做到有的放矢。同学们在野外通过勤观察、勤动手、勤记录、勤思考,来提升理论与实践统一的综合能力。
地质学研究的对象——地球,是一个具有漫长的演变历史和复杂的相互作用的巨大系统[3]。现有的地质现象和构造都是经过复杂的地质作用叠加、复合、更新以及继承而来的,往往存在多因、多时、多性的基本因素,造成学生理解上的困难和障碍。只有通过野外的实践训练,同学们在获得感性认识以后,才能逐渐理解地学思维的整体性、复杂性、不确定性等特点,树立“将今论古”的思维方法,达到认识“地质”之“质”的目的。
当前,由于我国经济的快速增长,地质工程专业不再是服务于单一的矿产资源勘查领域,还服务于生态环境、地质灾害、工程建设等与人类生产、生活息息相关的各个领域。当前一个明显事实是,与社会联系紧密的教学实践活动往往普遍受到同学们的欢迎,同时也得到生产和科研部门的认同。
温总理曾经说过,要加快地质工作重大的转变,使它“两个更加”,一是更加紧密地跟经济建设和社会发展相结合,再一个是更加主动地为经济建设和社会发展服务,提供经济建设和广大人民群众所需求的大量地质资料和信息。这决定了我们野外实践必须紧密的联系社会,增强实用性,使培养的地质工程人才能更好地适应社会的需要,使野外教学更具针对性和活力。
传统的野外教学,仅满足于野外地质现象记录的实习训练。学生们每到一个观察点,教师讲,学生记,学生的积极性、主动性得不到发挥。因此,野外教学中应采用启发式、讨论式、避免注入式。在生动、活泼的氛围中,锻炼学生的观察能力、思考和分析问题的能力及野外工作能力,让学生始终保持一种新鲜感和成就感,激发求知欲望,培养对地质科学的兴趣。
对野外地质现象不应仅局限于野外形态的观察与描述,更重要的是将它们与成因、发展及变化联系起来,给学生留下思维和想象的空间。如淮南舜耕山以东山体由寒武、奥陶系组成,其北侧曾有九龙岗、大通及洞山煤矿(现均已关闭)。如果按正常地层层序推断,舜耕山以北理应是煤系地层广泛分布的地区,可事实并非如此。这样可以激起同学们的兴趣,积极主动去探讨淮南地区煤系地层的分布、演变规律及相关地质现象。
此外,野外实践教学中,教师还可以结合自己的研究,将一些学科前沿的东西适当融入实践教学中,充分发挥学生的潜能,激发其创新欲望;增加互动环节,使学生进入一种大胆想象、积极探索、勇于钻研的学习状态。
野外实践对于地质工程专业本科生来说,是一个非常重要的教学环节。在现有的教学资源情况下,除继续发扬我校野外实践教学的传统优势外,应尽力去克服各种不利因素,从教学内容和组织形式等方面进一步挖潜,保质保量地完成野外实践教学任务,为地质工程专业技术人才的培养提供有力支撑。
[1]姚多喜,严家平,刘盛东,等.我校地质工程学科专业发展战略研究[J].中国地质教育.2005,(3): 51-57.
[2]刘文中,陈萍,严家平,等.地质工程专业的教育改革与实践[J].中国地质教育.2008,(4): 61-64.
[3]於崇文.地质系统的复杂性[J].地球科学—中国地质大学学报[J].2002,27 (5): 549-519.
Thinking of The Field Practice Teaching of Geological Engineering Speciality at Anhui University of Science & Technology
Wu Shi-yong Liu Wen-zhong Zhao zhi-gen Li Zong-hai Zheng Jian-bin Wang Xing-zhen School of Earth Science and Environmental Engineering, Anhui University of Science & Technology, Huainan 232001,China
Q642
A
10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.129
安徽理工大学教研课题资助
吴诗勇(1971-),男,安徽太湖人,讲师,博士,主要从事地质工程方面的教学及相关研究。
AbstractField practice teaching is an element of undergraduate education on geological engineering speciality, and also is an important step of training students’ability of observation and analysis and solving problem.This thesis discussed the feature and some open questions of the field practice of this major at our college, and presented some effective suggestions to develop field practice teaching.Especially at the condition of existing teaching resource, field practice should excavate latent capacity from itself to assure its qualification and to increase students’ comprehensive practical capability.
Key wordsfield practice teaching; geological engineering speciality; Huainan