德国本科生野外地质填图教学的体会与思考

许 欢，吴志春，李华亮2，，杨喜安2，，苑婷媛，赵 磊

1.东华理工大学 省部共建核资源与环境国家重点实验室，江西 南昌 30013；

2.东华理工大学 地质调查研究院，江西 南昌 30013；

3.东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 30013；

4.中国石油华北油田公司 勘探开发研究院，河北 任丘 062552

现代地球科学已有200多年的发展历史，期间出现的众多重要的学术思想和理论，如沃尔索相律、鲍文反应序列、槽台学说、板块构造等，极大地推动了这一系统性学科的进步，提高了人类对地球演化的认知。这些新理论和新思想的提出在很大程度上是建立在基础地质研究之上，其中地质图起到了至关重要的作用。

地质图是指在野外地质调查的基础上，按照一定比例将地质体或地质单元描绘在地理底图上的一类图件[1]。它是地质工作成果的载体和集中体现，同时集中反映了一个国家的地质研究程度和地质科技水平[2]。虽然对地质现象的解释有可能时刻在变，但地质图所展示的基本地质事实仍是客观的、不变的[3]。开展地质填图工作不仅需要成熟先进的填图方法和理论作为指导，而且还需要填图人员具备扎实的基础地质知识和熟练的填图技能。一般情况下，这些能力最初都是在地质类院校中学习获得。但就国内情况而言，多数地质工作者的填图能力是在研究生或工作期间通过参与相关填图项目的锻炼重新获得的。为什么当代地质类院校专门为本科生开设的野外填图实习并没有使学生真正掌握这项技能？是“教”的问题，还是“学”的问题？这值得我们深思。本文以德国波茨坦大学为例，介绍该校地质类专业本科生填图实习教学的方法和特点，同时与国内进行对比，希望能够为国内高校地质类专业野外实践教学改革提供启示和建议。

波茨坦大学位于德国勃兰登堡州首府波茨坦，始建于1991年，是一所世界闻名的综合性大学。地球与环境科学学院是波茨坦大学实力较强、特色鲜明的学院，涵盖了地球物理、沉积学、地理信息系统、热年代学、构造、矿床等13大研究方向，拥有大批国际知名学者和先进的实验仪器设备。笔者曾参与了该院三年级本科生在比利牛斯山的野外填图实习，与师生一道进行了充分的交流，较为全面地了解了其野外实践教学的内容、流程和方法。

一、德国波茨坦大学地质填图教学特点

1．师资配置

波茨坦大学野外地质实习以小班教学为主，通常一个班不超过20人，配备3名教师，其中1名为领队，同时也是主讲教师，2名为辅助教师。主讲教师一般由具有多年野外实践教学经验的教师担任，辅助教师则为工作时间不长或刚入职教师担任。由于实习区面积不大，加之地质专业学生人数不多，为了能让学生有一个更为宽松的实习环境，波茨坦大学对于在同一地区开展的野外地质实习都是一批次一个班级来实施的。较高的师生比和小班教学能够使学生获得更好的指导，从而提高教学质量。

2．后勤保障

与室内教学相比，野外实践教学所涉及的方面更多，不仅包括与教学相关的教材、教学大纲、教学设计、教案等，而且还需要充分的后勤保障。德国波茨坦大学其中一个野外实习基地位于法国南部、地中海沿岸城市蒙彼利埃。整个野外实践课程共12天，其中往返波茨坦—蒙彼利埃各2天，野外填图8天。学校会提前安排好往返途中的交通、宾馆、实习基地的住宿、吃饭以及野外用车等事宜。此外，负责实习的教师还会为学生准备第二天在野外的午餐。这一系列后勤保障工作绝大部分由实习教师来负责完成。充分的准备、合理的安排保障了实习的顺利进行。

3．野外安全

波茨坦大学野外实践教学非常注重安全方面的管理，主要包括以下4个方面：（1）每位负责实习的教师手中都有一份学生名单，在往返波茨坦—蒙彼利埃和实习期间每日出发与返回时，都会点一次名并做下记录，确保不落下一人；（2）在实习的第一天，主讲教师会在出发前拿出地形地貌图为大家讲解实习区交通、自然、人文、地貌等情况，同时提醒潜在的危险区域和可能引发危险的行为，最大程度上避免由于缺乏安全教育而导致的意外伤害；（3）在踏勘阶段，三名教师会处于学生队伍的不同部位，通常情况下主讲教师在最前面，两位辅助教师会分别穿插在队伍中间和末尾，这既有利于及时给学生解答疑问，同时也能够全方位了解实习队伍的各项情况，防止意外情况的发生；（4）在自主填图过程中，教师会以步行或驾车的方式在实习区巡查，一是及时了解学生的填图情况，二是保证意外情况发生时能够以最快的方式进行救助。

4．教学方法与流程

波茨坦大学野外填图教学主要包括两个部分，一个是以教师为主的路线踏勘教学，另一个是以学生为主的野外填图训练。在法国蒙彼利埃的实习有两个批次，分别是7月和9月。

在实习前，学生会拿到实习手册和填图区的地形图。实习手册中包含了参与两个批次实习的教师与学生信息、时间安排、实习区交通、区域地质、地层、构造地质、古生物以及地质年代表等信息，有助于学生对本次实习有一个初步的了解。

填图实习前两天属于踏勘阶段，主讲教师会首先介绍填图区的基本概况，包括地形、地貌、层位、构造等。然后登上填图区的制高点，引导大家观察整个图区的地貌特点，同时教授两点交会定位法，复习地层和构造产状测量方法。最后则是带领大家通过穿越典型路线，全面了解图区岩石地层的组成、沉积特征和垂向序列，掌握路线信手剖面的画法和地层界线的勾绘方法。在整个路线踏勘教学过程中，教师会采用不同的教学方式来进行讲解，包括引导式介绍、示范性展示和启发性讲解等。如在区域地质概况介绍时，主讲教师会从欧洲区域地质逐渐引导到填图区地质上。在画信手剖面时，主讲教师会示范性绘制一条踏勘过的路线剖面。在分析沉积环境时，主讲教师会以现代沉积环境为参照，以将今论古的原则进行启发性讲解等。多样化教学方法的实施在很大程度上有助于活跃野外课堂氛围，增加学生学习的积极性，从而提高教学效果和质量。

填图实习后六天属于填图训练阶段，学生以每两人一组自行开展填图。在前三天，三名教师每天会跟随不同小组进行填图，以便及时指导，使其更快地掌握和熟练填图方法。在遇到构造较为复杂的区域时，教师多会采用引导式教学，如针对地表出露不佳的褶皱时，教师会安排两位学生分别测量褶皱两翼的产状，通过产状的比较从而识别出褶皱的存在。此外，在每天晚餐之后，教师还会对各个小组的图面和记录本进行检查，以便及时发现问题并改正。

5．学生自主能动性

地质填图是一项对自主能动性要求非常高的工作，尤其是对还处于学习阶段的本科生[4]。地质填图中涉及大量的内容，包括三大岩类岩石学、构造地质学、古生物与地层学、第四纪地质学等。学生需要将之前在课堂上所学的相关理论知识与野外感性认识相结合，不断地思考、探索，解决相关地质问题，完成图幅的填制。因此，主观能动性在地质填图的学习和实施中至关重要。

波茨坦大学在本科生教育上比较注重培养学生提出问题、分析问题和解决问题的习惯和能力，这为野外地质填图的学习打下了良好的基础。在踏勘阶段，学生会与教师进行积极的讨论，比如欧洲地质的演化、碳酸盐岩区喀斯特地貌的形成、钙质结核的成因以及地质界线的勾绘方法等，从而提高对地球的认知以及填图方法的了解。在填图训练阶段，学生基本脱离教师的指导，真正进入实战训练。每天填图路线的设计、定点的数量与位置、样品的采集等全由小组成员自主安排与决定。各小组之间完全独立进行，仅在小组内部开展讨论。每天填图工作结束后，各小组都会进行小结并与教师讨论。波茨坦大学本科生在野外地质填图中表现出来的高度自主、独立、坚毅的品质让人印象深刻。

6．考核方式

波茨坦大学本科生野外地质填图实习的考核主要包括4个方面内容，即出勤、记录本、地质图和实习报告。通常所有学生都会参与每天的填图实习，很少会有学生因病或因特殊事情请假。由于除了小组内两人在地质图图面信息表达上一样外，其他填图资料与成果完全由学生独立自主完成。因此，教师会重点关注记录本、地质图和实习报告三个方面内容，并据此来评判成绩。

二、启示

1．小班教学，提升教学质量

野外地质实践教学是一项综合性较强的工作，它对学校、学院、教师和学生都提出较高的要求。首先，学校和学院要有针对性的选择好或新建实习基地。然后再进一步协调和安排实习时间、实习期间的交通、住宿、吃饭等事宜。当前，我国已建成许多比较成熟的野外实习基地，如北京周口店实习基地、秦皇岛北戴河实习基地、安徽巢湖实习基地等，它们每年都吸引了大量地质院校的学生前往实习[5-7]。通常，多数学校都会安排一个专业一个批次前往这些实习基地开展野外实践教学。由于过去十多年来，各大地质院校积极扩招，地质类专业人数快速增长，导致师生配置明显不足，大班教学现象普遍。特别是在野外实习期间，时常出现一个露头上聚集了数十名学生，这样很容易造成部分学生无法听清教师的讲解，同时也不能及时观察到相应的地质现象，在打消学生学习积极性的同时，也降低了教学质量。

地质学是一门经验性很强的科学，对于一名合格的地质工作者来说，不仅要有扎实的理论知识，而且还需要丰富的野外经验。特别是对于处在地质生涯初期的学生来说，在某种程度上需要教师“口传心授”，这样才能一步一步走上“正轨”。小班教学正好符合地质学教学的特点。通过小班教学，可以有效弥补大班教学带来的不足。学生能够有更多机会与教师沟通，解疑释惑。与此同时，教师也可以更好地了解各个学生的学习状况，制定更加合理的教学安排。如此以来，因材施教、因能施教就能够在小班教学中得以实施，从而培养出更多创新型人才。此外，为了适应小班教学，野外实习指导教师就需要具备更全面扎实的理论素养和实践经验。学校或学院应制定相应的评判标准，选拔合格的野外地质实践指导教师，改变先前粗犷的野外实践指导教师安排方式，努力实现优秀教师培养优秀学生，输送高质量人才的目标。

2．完善野外安全制度

安全是一切工作的前提，各行各业都需要给予高度重视。野外地质实践教学其中一个特点就是教学场所在野外自然环境中，存在一系列潜在的危险，如交通事故、滑坡、泥石流、洪水、摔伤、野生动物攻击、食物中毒等。目前，绝大多数地质类院校在开展野外实践教学之前，都会进行相应的安全教育，提醒实习学生野外可能存在的危险事件和危险行为。在实习过程中带队教师也会进一步提醒。然而，由于学生重视不够，安全教育收效甚微，每年还是会有部分学生发生意外。对此，我们要重新审视现有的安全教育。

安全教育并不是简单的口头提醒，而应该建立较为规范和完善的安全管理制度，主要包括野外风险评估和野外应急管理与救助。在实习开始之前，制定野外风险评估书，明确指出实习区可能存在的危险地点、危险事件、危险行为和注意事项，经学院领导审核后下发给参与实习的全体学生，并签字确认。在实习过程中，要求学生每日携带野外风险评估书，并强调安全事宜。对于危险易发地段，教师应率先提醒，师生共同注意。一旦发生危险事件，就需要教师做出应急处置。然而，绝大多数野外实习教师都缺乏野外应急处理能力和救助常识。因此，有必要每年对实习指导教师开展野外应急管理与救助的培训，并进行考核，合格者才能带队开展野外实习。此外，对于有条件和能力的学校，建议为学生开设野外生存与救助的课程或讲座。只有将安全教育规范化、系统化，才能够真正地将危险降到最低。

3．及时引入新理论和新技术，培养符合时代需要的人才

地质填图工作属于基础地质范畴，它既为地质科学研究提供最为基础的地质资料，同时也服务于国民经济建设。填制一幅合格的地质图，不仅需要遵循既定的填图规范，配备专业的填图人员，而且还需要先进的填图理论作为指导。1986—1991年，原地矿部开展了1∶5万区调地质填图方法研究，并出版了三类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）发育区的1∶5万区调填方法指南[8-10]。这些新方法、新理论的提出在很大程度上推动了我国区域地质调查和填图的发展，为全国性1∶5万区域地质填图工作的开展和完成提供了理论指导。随着时代的发展，国家对地质调查工作的需求和要求也在变化。在满足国家需求的同时，注重提升科研能力已成为新的趋势。在这种背景之下，中国地质调查局提出了地质调查与科研一体化的思想，以问题和需求为驱动，通过填图与科研互促的方式来实施新时期、新一轮的填图工作，即专题地质填图[1]。在专题地质填图项目的实施下，提出了一批新的填图方法，形成两套填图方法体系，分别为基岩区6种不同岩石类型区填图方法指南和9种不同特殊地质地貌区填图方法指南，同时也解决了关键地质问题。

新的填图理论和方法应及时引入到野外地质填图教学中来，这样有利于培养符合国家需求的填图人才。2000年以来，部分地质类院校在传统地质填图方法教学的基础上，逐步引入新设备、新理论和新方法，如中国地质大学（武汉）在2003年和2005年分别将计算机辅助区域地质调查系统（GeoSurvey）和RGMAP数字填图系统应用到周口店野外地质实践教学[11-12]等。经过十余年的发展，在这套数字填图的辅助之下，培养出了一大批掌握了数字填图技术的地质人才，为全国数字化地质大调查的实施奠定了坚实基础。近年来，随着国家“海绵城市”“入地”战略的实施，城市地质调查和深部地质探测已成为我国新时期地质调查工作的重点内容。然而，地下探测与地面地质存在很大差别，它不仅需要先进的仪器设备和技术手段，而且还需要三维模型作为指导。与传统区域地质调查相比，真正掌握了三维地质调查技术的人才还存在很大缺口。鉴于此，以东华理工大学为代表的部分地质院校已开始准备将三维地质调查与建模技术引用到野外地质实践教学之中。

4．考核方式改革

考核并不只是成绩的评定，更是对教学效果的检验。科学合理的考核方式对分析教学质量、提高学生学习的主动性和积极性具有重要作用[13]。传统的野外地质实习考核主要依据地质图件（综合沉积柱状图、地质图等）和实习报告，少数学校也会在实习结束后开展实习考试，考试成绩作为总评成绩的一部分（如东华理工大学）。显然，这类考核方式并不十分合理，无法准确真实地反映学生的实习情况。从笔者的学习与教学经历来看，由于学校经费、场地等方面的限制，所开展的野外地质实习多为大班授课，学生在绘图、野外记录和编写实习报告过程中存在一定的抄袭现象，无法像德国学生那样做到完全的独立自主。因此，根据这些“合作”完成的实习内容也就很难反映真实的教学效果了。鉴于此，笔者建议增加平时成绩比例，同时增设野外现场考核内容。平时成绩包括出勤、提问、记录和观察的主动性等。增设的野外现场考核内容以实际教学内容为主，重点考察学生的动手和理论联系实际的能力。将平时成绩、野外现场考核以及地质图件与实习报告按等比例纳入野外地质实践的综合评定中来，这样不仅能够更加科学合理的考察学生的学习效果，同时也能为改进教学方法、提高教学质量提供指导。

三、结语

通过对德国波茨坦大学本科生野外地质填图教学的介绍，发掘了其特点与优势，特别是在师资配置、野外安全和学生自主能动性方面值得我们借鉴。我国地质类院校众多，野外实习基地资源丰富，做好新时代野外地质实践教学改革至关重要。我们建议在条件允许情况下，积极开展小班野外实践教学；努力建立完善的野外安全制度；及时将新理论、新技术引入到野外填图教学中来；科学合理地制定新的考核方式。改革既是挑战，也是机遇。瞄准国家需求，培养更多高质量地质人才。