地质学专业野外实践教学的认识和建议

2017-01-28 14:40童金南
中国地质教育 2017年4期
关键词:秭归基地教学内容

童金南

中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北 武汉 430074

地质学专业野外实践教学的认识和建议

童金南

中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北 武汉 430074

野外实践教学是地质学专业人才基础知识教育和实践技能培养的基本途径。根据地质学知识结构特征,结合人们科学认知和技能成长的规律,在地质学野外实践教学中分阶段、有步骤循序渐进地合理规划各个教育教学环节,就能达到知识教育和技能培训双丰收的效果。中国地质大学北戴河、周口店和秭归野外实践教学基地教学分工和合作关系明确,与室内课程教学衔接也非常紧密,在地质学专业人培养方面起到了关键作用。然而,各野外教学基地在教师队伍建设和教学内容组织等方面仍有需要深入研讨和探索改进的余地。

地质学;实践教学;教育教学;人才培养

地质学是一门以固体地球为研究对象的自然科学,研究地球的物质组成、结构及其演变。地质学知识的掌握必须借助于地质实际材料,将感性认识和理性认知结合起来,方能获得较好的效果。因此在各高校地质学专业人才培养活动中,除采用室内标本观察及实验分析和模拟外,一般都要安排野外现场实践教学。虽然各学校以及不同的专业方向所安排的野外实践教学方式、时间和地点选择,以及教学内容会有所不同,但一般都可以分为从认知到认识,再到深化三个阶段,通过循序渐进的方式,方能培养学生完整的地学思维和扎实的地学知识基础。通常前两部分教学内容都在固定的实习基地进行,最后的实习则是按专业方向参与到各专业老师的科研任务中进行实训提高和综合训练。以笔者所在的中国地质大学(武汉)地质学专业为例,一年级在北戴河野外实习基地进行“地质认识实习”;二年级的集中教学实习包括4周周口店野外基地“地质填图实习”和2周秭归野外基地“地质基础加强实习”;三年级的“生产实习”或“毕业实习”则是分别按学生选择的专业方向直接跟随各专业老师进行专业地质研究,并且最后要在相关导师的指导下完成学士学位论文。

近年来,笔者先后参加了我校地质学专业各年度和各野外基地的野外实践教学工作,通过实践教学,有了一些体会和想法,特提出来讨论,也希望对其他院校地质学专业野外实践教学有参考作用。

一、野外实践教学的目标及其与室内课程的衔接

地学人才培养的室内和野外教学是一个综合实体和系统工程,既要考虑行业知识传授的循序渐进原则,也要遵从人才成长的认知规律,合理细致地规划4年大学人才培养过程中各个阶段教学内容衔接。室内课堂教学是为野外教学实习进行知识储备,而野外教学实践是对室内知识的消化和吸收,从而转化为学生的基本素质和真实才干。因此必须统一安排好室内和野外各个教学环节,方能培养出优秀的地学后备人才队伍。

1.一年级的地质认识学习

一年级的地质认识实习应该是室内“普通地质学”课程教学的野外延伸。在中国地质大学北戴河野外教学实习指导书中明确列举了本次教学实习的目的和任务[1],归纳起来有四个方面。一是地质知识训练,即将课堂知识与野外现象结合起来,培养学生的地质思维能力和时空观念;二是地质技能训练,即掌握野外地质工作的基本技能和方法;三是培养学生吃苦耐劳的精神和求真务实的工作作风;四是理解人与自然协调发展关系,树立献身地质事业人生观。

由于这是学生第一次接触到实际地质现象和地质工作,因此以上4个方面的教学目标内容都需要特别关注和重视。(1)在地质基础知识方面,野外是最好的教学课堂。学生在完成了室内课堂学习之后,配以野外感性认知,更容易全面领会。因此这方面的教学关键是教学内容和教学方式的把握,即在教学内容上如何与室内教学配合,将地质学知识与野外客观素材配套融入学生的脑海数据库中。在教学方式上如何循序渐进地培养和启示年轻人的科学认知能力,建立其地质科学思维观;(2)在实践技能方面,虽然在室内教学中也有对标本的观察实践,但其与野外现场的实际观察还是有很大的差别。其一是室内观察标本具有局限性,其二是室内观察现象之间缺少直观可见的相关性和宏观整体性。而在野外现场实践中通常可以发现,许多室内标本和书本描述现象与实际地质记录之间存在一定的错位甚至认识错觉,必须两者结合,方能完整领会。这也是每个地质工作者首先要克服的认知障碍和必须要学会的第一个基本技能。其次,这次野外实习是学生从事地质工作的起点,因此最基本的野外工作技能训练当然也是重中之重,诸如“地质三大件”(锤子、罗盘、放大镜)的使用,地形图和野外记录簿的使用,相关地质现象观察和记录的基本程序、规范和方法,等等;(3)在专业精神培养方面,作为首次实际地质实践,对学生“地质精神”的培养尤其关键,它可能会影响到学生的终生专业兴趣和地学热情,因此对学生专业精神的培养必须有机地贯穿于整个野外教学的各个环节;(4)在科学素养和社会服务方面,需要教育和引导学生通过教学实践和地学知识的掌握,更好地认识和理解地质学与国民经济发展和社会文明建设之间的有机联系,尤其地球是我们人类生存的唯一家园,对地球的认知是指导我们人类更好生存的唯一途径。

总体来说,一年级的野外教学实习应该是一个地质“入门”教育,其重点不能仅仅局限于专业内容本身,而应是让学生能够真正进入地质行业之门,即掌握本行业最基本的科学知识要点和实践技能,初步具有地质学的科学思维观和专业求索精神,具备自我钻研学习更深入的地学专业知识的能力。

2.二年级的野外实践教学

二年级的野外实践教学强调的是地质学专业基础知识的全面综合训练,它应是在地质学的5门专业基础课(古生物学、地史学、矿物学、岩石学和构造地质学)的室内教学全部完成的基础上进行的,因此本次教学实践是对学生最全面和最完整的综合地质知识和实践技能训练。早期教学安排的基本目标是,通过这次系统野外学习和训练,使得学生基本具备从事普通区域地质调查(填图)的知识水平和工作能力,因此也被称为“地质填图实习”。

但是21世纪初以来,由于学生培养的目标发生了一定的变化,也即他们未来的服务主战场除了参与区域地质调查和填图工作外,愈来愈多的学生将从事与专业相关的更深入研究或者更广阔的科技或社会服务。因此对于本阶段教学实习的目的提出了更高的要求,即除了要掌握与区域地质调查工作相关基本知识和工作技能外,还需要培养学生具有地质相关专业的深入科学研究及社会服务的能力。中国地质大学(武汉)地质学专业学生早年的二年级野外教学实习全部安排在周口店野外实习基地(6~8周),近年来分解为两个部分,即前半部在周口店野外实习基地(4~6周),后半部在秭归野外实习基地(2周)。其中周口店基地实习训练的基本目标是初步达到独立从事区域地质调查的能力,而秭归基地实习训练的基本目标是初步具备独立从事相关专业科学研究和社会服务的工作能力。显然,要达到以上目标,首先需要学生通过全面的室内相关知识学习,并将其灵活运用到野外地质实践中去,逐步达到融会贯通的目的。同时通过与相关知识相配合的野外观察和研究技能训练,逐步学会并熟练掌握相关专业工作技能,从而逐渐成长为具有比较完整的专业知识结构并能够规范而熟练地进行基础地质调查和科学研究的合格地学工作者。

总体来说,二年级的野外教学实习的目标是综合地质知识和技能训练。这次实训对于地质学专业的学生来说,可以说是大学4年教学中最关键的教学环节,它不仅是地学基础知识全面综合提升,而且是学生专业技能的系统规范培训,因此,将其比作是造就地质学专门人才“摇篮”是十分贴切的。

3.三年级的野外实习

三年级的野外实习具有很强的专业针对性,是在学生室内学习了地质学相关专业方向的必(选)修课的基础上进行的,因此在学习目的和实习内容的规划上都已进入培养行业人才的高级阶段。几乎所有的学生在这阶段的实习都是直接参与到相关专业方向老师们的科研或生产项目中,通过直接承担专业任务,达到学习和提高的目的。由此可见,本次实习前的专业方向选择和相关知识储备(即专业课程的室内学习)是保证该野外实训目的和效果的关键。虽然一些地质基础知识和野外技能在前两次野外实践中得以训练,但作为一个地质学从业人员或相关专业内容的科技和社会服务工作者,有针对性的专业实践技能训练是未来成才的关键。无论学生将来从事什么行业或者进行什么工作,这一过程训练都将在很大程度上影响到其未来的思维和工作习性。对于将来继续从事地质学及相关领域科学和社会工作的同学来说,这次实习是其步入未来工作领域的真正起始;而对于以后可能不再直接从事地质学行业工作的学生来说,这也是其科研或社会服务技能训练的最重要途径之一(即以地质学资料为素材进行工作能力培训)。

要做好这次野外实习,学生的知识储备仅仅几门地质学专业基础课内容是不够的,必须有计划地分方向设置和在实习之前安排好相关专业方向的必(选)修课程。以笔者所从事的古生物学和地层学专业方向为例,必须安排在本次实习之前的必选课程至少应该包括地层学、沉积地质学、古生态学和微体古生物学等,其他一些更专门化的课程可以安排在野外实习回来之后继续深入学习,如古生物化石鉴定和分析技术、地球生物学等。

总体来说,三年级的野外教学实习是地质学专业学生地学成才的关键,实现专业人才的完整训练过程,也能够真正实现行业内早起步。这次教学实习曾被称为“生产实习”,即学生直接进行的是行业生产实践训练,以达到实习后能够直接从事生产活动(如地质填图)的目的,以满足当时迫切的行业人才需求。但近年来随着对地学行业人才培养目标的逐步扩大和转移,培养出来的学生并不只是为行业生产服务,他们还将服务于科技和社会等其他领域,因此现在普遍称为“毕业实习”,即实习的主要目标是能够达到大学毕业的综合要求,因此这次实习既是一次具有针对性的专业训练,也是一次对大学知识和实践技能的综合系统训练,是野外实践教学的高级阶段。

二、各阶段野外实践教学内容及其相互衔接

大学三阶段的野外教学不仅要与相应的室内教学内容密切配合和合理联系,而且也需要特别注意各阶段之间相互联系。在教学内容安排和实践技能训练方面既要做好各阶段的分工定位,同时也要做好相互之间的衔接关系。

一年级野外教学着重基础教育,以感性认知教育为主,引导培养学生的实践动手能力。但教学培养的目标是从感性认知向理性认识的升华。“普通地质学”课程(教材)曾被称为“动力地质学”,似乎后者更适合表达一年级野外教学实习的目的,即从内、外动力学的角度去认知和分析各种地质现象,更有助于学生认识和理解相关地质现象的科学内涵,也有利于培养学生的科学思维,提升科学兴趣。总之,一年级的野外教学,以“认知和理解”为基本原则,应与室内普通地质学教学内容密切一致,一些比较专深的内容宜安排在后阶段的野外实践中。例如,精确的岩性和岩相描述(包括岩浆岩、变质岩和沉积岩)、精确的地层和沉积构造描述等,都是二年级课程和野外教学的主要内容。同样地,在野外技能训练要求方面也要有所取舍地加强重点内容的训练,如罗盘和地形图使用,规范化的野簿记录和地质素描等,应贯穿于野外教学所有路线上,而一些比较专深的内容可以适当从简,如地层剖面的精细描述和剖面制图等。

二年级的野外教学内容强调的是综合地质技能训练和对学生野外实践能力的全方位培养。在教学内容上的要求是系统性和科学性,从而为以后的专业性工作打下坚实的基础。当前中国地质大学(武汉)地质学专业本阶段的野外实习分解为两个部分,分别在周口店和秭归两个实习基地进行。前者重点是进行行业规范和综合实践技能训练,后者强调的是专业基础的科学化训练。周口店的野外教学实习内容,一方面是与一年级北戴河实习教学紧密衔接,并将知识内容扩展到矿物岩石、地层古生物、沉积、构造等各个专业方向,进行全方位更深入的知识学习和实践训练;另一方面结合地质学各方向的专业知识内容进行更深入的专业技能学习和实践训练,并最后达到能够独立进行区域地质调查(填图)的知识水平和工作能力。周口店的教学内容安排通常分为两个阶段[2],前阶段主要是在教师的引导下进行专业知识学习和规范化实践技能训练(以路线考察的形式进行)。后阶段是在所有路线教学完成后,安排一段时间让学生进行独立填图综合训练,一方面锻炼学生的综合知识运用和野外实际操作能力,另一方面也可以考察学生的学习效果。秭归的野外教学实习是在周口店综合地质教学实践基础上的进一步专业深化,着重于各方面专业基础知识巩固和科学分析训练,因此它是连接周口店综合地质实践与三年级专业毕业实习之间的重要纽带。虽然该教学实习环节是近几年才开始执行,其功能定位还需要进一步探索,但从当前的执行情况及初步显现的效果来看,其能够更好地适应当代地学专业人才培养的新需求。因为新时期对地质学专业人才需求的主体除了基础地质调查工作外,更多的人才将是从事更深入的科学研究或者相关社会服务等方面的工作。鉴于此,秭归教学实习内容建议着重两个方面,其一是相关地质学专业方向上更深入的知识学习和科学思维训练,其二是地质专业知识的社会服务能力训练。从目前的实习内容安排来看①注:①喻建新等,2016.地质学专业秭归野外地质教学实习手册.中国地质大学(武汉)内部使用。,前一方面做得比较好,而后一方面尚未得以关注。事实上,当前在秭归实习基地已有很多地学类甚至非地学类专业开展野外教学实习(如地球化学、地球物理、工程地质、环境工程、土地资源管理、信息工程、艺术与传媒等),他们的教学内容绝大部分都与本区的基础地质相关联[3-5]。因此,在本基地野外教学中加入一些地学专业知识服务社会方面的教学内容是完全可行的,如地质工程建设和地质灾害防治、农业土地资源开发与利用、环境工程与生态建设等。

当前三年级地质学专业的毕业实习一般是结合导师的科研项目进行,因此具有很强的专业针对性,而且通常直接面向的行业科学前沿。这种野外实习实质上就是参加实际的野外生产和科学研究工作,其核心内容不再是以教科书式的学习为主,而是通过具体的生产和科学探索实践,在摸索中学习前行,因而也具有很强的专业自主性。学习和工作成效,一方面取决于学生的前期专业基础知识和技能的掌握程度,另一方面也取决于毕业实习的工作设计和指导教师实际教学和科研水平,当然也还受制于学生本人的科学素养和专业素质,以及指导老师的实际投入情况。总体来说,毕业实习是对学生最重要的专业实战综合训练,是专业成才培养的关键,同时也是对学生多年来专业知识和实践能力的一次综合检验。当然,由于学科方向的不同,毕业实习的过程、内容和工作形式等方面都存在一定的差别。有些专业方向要特别重视野外实际资料的观察、记述和分析,如沉积学、构造地质学等;而另一些专业方面除基础性地野外观察记录和标本样品采集外,更多的研究工作还要在室内进行,如微体古生物学、地球化学等。因此,毕业实习和大学最后阶段的毕业设计实质上是一个系统的综合实践训练,最后的专业水平和工作成效,主要是通过最后的毕业论文来体现。

由于毕业实习是与老师的科研工作结合进行,因此目前大学生接受的教育训练更加专业化,也使得学生的成长成才周期显著提前。有些学生从大学二年级就开始通过大学生课外科技创新实践等活动参与到有关老师的科研小组或科研课题实践中,有些学生甚至在本科生学习阶段就能够完成和发表具有国际水平的SCI论文,从而涌现出一批优秀的年轻地学专业科技人才。不过,虽然这种教育和拔尖人才的培养方式得到了专家的肯定,但也逐步显现出一些弊端。例如,由于毕业实习过程中专业自主性过强,不同导师科研和生产项目的性质和要求差别很大,对学生教学和科研实践培养的过程和内容也很不相同,因而最终产出的教学和科研成效(如毕业论文)也很不平衡。例如,有的学生偏重于基础实践材料的收集和整理以及综合归纳分析,但缺少理论和科学提高;有的学生仅专注于某一具体科学问题做专深研究,而明显忽视各方面专业基础资料的野外和室内分析;还有学生基本上依赖的是室内实验室数据和资料的分析和总结研究,野外工作除了跟随他人去采样外,甚至连最基础性的野外地质观测工作都没做过,等等。总之,当前三年级的毕业实习的自由度越来越高,如何对相关教学内容和教学过程进行规范,以保证每个地质学专业毕业的学生都能够得到比较充分的专业训练,并掌握基本的专业知识及生产和科研工作技能,是亟待加以研究和尽快解决落实的问题。

三、野外实践教学工作一些意见和建议

经过几代地质学工作者的不断探索和改进,当前我国各高校地质学专业野外教学实习的各项工作计划和实施体系已经比较周全,所取得的成效也是十分显著的。但是,随着科技的发展和社会的进步,我们对野外教学实习的改革探索也一刻不能停止。只有不断进行新的探索,与时俱进,方能更好地满足科学和社会发展的人才培养需求。但在改革中也会不断遇到一些新的问题,需要我们及时改进。根据笔者近几年的野外教学实践,结合我校当前地质学专业野外教学实习中出现的问题,提出以下初步想法,与同行专家们进行研讨。

1.关于教学队伍建设

作为地质学专业人才培养的关键教学环节,一般高校对各实习基地会配备有专门的教学团队,其对于规范每个实习基地的业务教学起到了非常重要的作用。但是,目前这些教学队伍建设中通常会存在一些难以解决的困难和问题。其一是野外教师队伍与室内教师队伍的脱节,即一部分承担野外教学的教师不是承担室内相关课程教学任务的老师,因此对野外教学内容比较难以把握。鉴于这种情况是不可避免的,因此建议各基地教学团队的老师们,在实习备课阶段需要对各带队老师进行一些有针对性的“规范培训”,不能完全由各位老师在实习过程中“过度自由发挥”。其二是当前各年级(基地)实习队伍和教师之间的沟通和交流相对缺乏,即一部分教师对其他年级(基地)的野外教学实习内容不太了解,甚至有些老师完全没有参与过其他年级(基地)的教学工作,因此也会造成教学内容的脱节或重复。建议是,承担各年级(基地)野外教学的教师队伍要进行经常性的沟通和交流。包括两个方面,一是共同进行野外和室内研讨,二是交换部分教学队伍(包括教学团队成员)。

2.关于教学目标定位和教学内容规划

虽然当前3大野外实习基地的基本培养目标定位和教学内容分割是清楚的,但在实际执行过程中仍存在一定的执行不到位或执行超前的情况。总体来看,当前周口店基地的执行情况相对来说比较到位,其不足的是受客观条件的限制,有些专业方向的教学素材不太理想,如沉积、地层和古生物等,因此需要通过秭归实习基地进行弥补。但当前北戴河和秭归两大实习基地的野外教学工作还有需要进一步改进的地方。例如,北戴河野外基地的4个目标定位非常准确,但当前对前2个地质学专业业务方面的内容执行比较全面,甚至部分内容有些超前。如各类岩石的精确记录描述、地层剖面的专业化记录和分析等,这些更具有专业针对性的内容建议放到周口店实习基地训练,而在该基地的路线教学中建议适当加强基本技能的训练内容,如罗盘、放大镜和地形图的使用,野外地质现象的观察方法和地质素描训练等。同时后2个关于专业精神和人文素质培养方面的内容也应该在野外教学内容规划中适当考虑进去,其一是将专业精神教育融入相关专业路线教学中,即在有关教学路线上留出适当时间开展素质教育和训练;其二是开发专门的人文地质和地学社会服务教学路线,开拓学生的精神视野。

秭归野外基地的教学实习目标定位是清晰的,但一些细节上的内容还很需要在实施中不断探索。该基地教学主要是弥补周口店野外基地的不足,在此基础上可适当补充一些与专业科研训练相关的教学内容。周口店基地最大的资源优势是构造和变质岩(及岩浆岩),稍有欠缺的是沉积、地层和古生物,而后者正是秭归实习基地的优势,因此正好补充。位于长江三峡的秭归地区,这里的地质记录不仅发育比较齐全,而且很具有复杂性,既有开展基础地质教育和教学的优秀资源,而且是多种专业地质实习的宝库[3-5]。但如果秭归基地教学实习只安排两周时间,那么与周口店基地资源互补的专业基础知识训练仍是野外教学实习的主体。虽然作为与三年级专业实习教学的过渡连接,可以增加一些专业实训方面的内容,但不建议求大求全地将本区所有有特色的地质现象都纳入本次教学实习内容中去。此外,秭归基地的野外教学实习除了进行地质学专业基础训练外,还建议探索地质学与社会服务相联系的教学内容,与当前已经在该基地进行野外实习的其他学科专业的教学和科研团队,合作开发新的学科交叉教学路线,以满足当代地质学专业人才交叉培养领域新的知识需求。

[1]王家生,喻建新,江海水,等.北戴河地质认识实践教学指导书[M].武汉:中国地质大学出版社,2011.

[2]赵温霞. 周口店地质及野外地质工作方法与高新技术应用[M].武汉:中国地质大学出版社,2003.

[3]侯春林,彭红霞.秭归产学研基地野外实践教学教程—自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划分册[M].武汉:中国地质大学出版社,2016.

[4]李长冬,王亮清,章广成,等.提升工程地质专业秭归基地野外教学质量的探索与实践[J].中国地质教育,2015,24(1):110-113.

[5]曹雪莲,陈丽霞,喻鑫,等.地球信息科学与技术专业三峡秭归地质实践教学改革研究[J].中国地质教育,2016,25(2):86-89.

geology; practice teaching;education and teaching; talents training

G642

A

1006-9372(2017)04-0082-05

Title:Understanding and Suggestion on the Field Practice Teaching for Geological Specialty

Author(s):Tong Jin-nan

2017-05-14。

湖北省和中国地质大学(武汉)教学研究项目“新时期地学基础知识需求调查及教学改革研究”(2015148);湖北省名师工作室和中国地质大学(武汉)地球科学学院教学团队项目。

童金南,男,教授,博士生导师,主要从事古生物学和地层学的教学和科研工作。

投稿网址: www.chinageoeducation.net.cn 联系邮箱:bjb3162@cugb.edu.cn

童金南.地质学专业野外实践教学的认识和建议[J].中国地质教育,2017,26(4):82-86.

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