澳大利亚芒特艾萨地区联合地质实习特点与教学启示

李占轲，李建威，沈传波，文 广

1.中国地质大学（武汉） 资源学院，湖北 武汉 430074；2.中国地质大学（武汉） 固体矿产勘查国家级实验教学示范中心，湖北 武汉 430074

地质类专业以实践性强为突出特点，野外实践教学与室内课堂理论教学构成了地质教育的两大体系[1]。实践教学是提高学生野外动手能力和地质问题分析能力，从而获取实践经验和地质思维的重要环节，是提升学生实践创新能力的关键，也是地质类专业人才培养的一大特色和必然要求[2]。国际化是世界高等教育发展的时代潮流[3]。在“双一流”建设背景下，本科人才培养的国际化受到广泛关注和重视，也是新工科建设的一项重要内容[4-5]。国际化人才培养不仅是邀请海外优秀学者来华交流，也包括把国内学生送到海外知名高校接受优质教育，吸收和借鉴国际知名大学的先进教学方法和理念。

中国地质大学（武汉）资源学院依托“地质资源与地质工程”一流学科建设平台，通过选派优秀本科生赴海外与世界知名高校开展联合地质实习的方式，在地质实践教育与国际化教育相融合方面进行了有益探索和实践[6]。

澳大利亚詹姆斯库克大学位于昆士兰州汤斯维尔（Townsville），是覆盖整个澳大利亚东北部的公立大学，也是澳大利亚国内顶尖的研究型大学之一。依托澳大利亚北部地区复杂的地质现象和丰富的矿产资源，该校科学与工程学院（College of Science and Engineering）下属的经济地质研究中心（Economic Geology Research Unit，EGRU）长期以来开展了一系列具有重要国际影响力的矿床成因研究工作、富有成效的找矿勘查工作以及面向矿业行业的高质量培训，在国际矿床学界享有盛誉。

自2017年暑期开始，中国地质大学（武汉）资源学院连续选拔优秀本科生并由专业教师带队前往澳大利亚詹姆斯库克大学访问，同该校地质类专业本科生一道在昆士兰州西北部芒特艾萨（Mount Isa）地区开展为期18天的联合野外地质实习。联合野外实习整体效果很好，得到了双方高校师生的积极评价。本文以该联合地质实习为研究对象，详细介绍其实习内容并总结主要实习特点，在此基础上通过对比分析讨论对我国高校野外地质实践教学的启示。

一、联合地质实习内容

联合地质实习区所在的昆士兰州芒特艾萨地区是世界著名的矿产资源产地，主要矿床类型包括喷流沉积型铅锌矿床、铁氧化物铜金矿床以及沉积型铜矿床。芒特艾萨地区地质演化历史较为复杂，尤其在元古宙经历了两期大规模造山事件（Baramudi和Isan）和三期拉张盆地形成事件（Leichhardt，Calvert和 Isa），地质现象极为丰富[6]。该地区自元古宙以后构造演化日趋平静，使得原有地质现象得到了很好保留。实习区内植被不甚发育，露头裸露条件较好，交通比较便利，是詹姆斯库克大学地质类专业的传统地质填图区。

实习主要内容包括识别实习区内岩石岩性、构造、蚀变以及矿化等地质现象，开展大、中比例尺综合地质填图，制作沉积地层柱状图和构造赤平投影图，查明区内不同期次地质事件并讨论其与不同类型矿产的关系。在此基础上，编撰并提交相关地质图件和实习报告。实习内容具体可分为三个部分：实习路线考察与填图培训、分组独立填图和典型矿山考察（图1）。

图1 澳大利亚芒特艾萨地区地质矿产和实习区位置图[7]

1.实习路线考察与填图培训

该部分实习在芒特艾萨东部褶皱带Snake Creek地区进行，实习区范围约1km×1.5 km（第一实习区），实习内容侧重于沉积地层和变质变形作用。实习第一天到达实习区后，主讲教师首先介绍实习区地质演化历史并讲授野外地质工作基本技能，在带领学生踏勘的过程中讲授实习区主要地层、岩性、特殊构造等地质现象。随后两天由主讲教师分组带领学生开展典型路线考察和填图，每位老师各带一组学生（约10人），第二天轮转。在典型路线考察和填图的基础上，学生再以小组形式（2～3人）完成实习区的后续填图工作。学生在填图的同时，主讲教师也在实习区开展填图工作，并随时观察各个小组的填图情况，提供指导并解答大家的疑问。该部分最后一天为大比例网格独立填图。通过给出坐标数据，在实习区内圈定一处地质现象较为复杂的0.3km×0.4 km区域，由学生在4个小时内独立完成填图工作，重点训练学生在有限时间内识别岩性和寻找地质界线来完成填图的能力。第一部分课程需要提交的资料包括：塑料纸手图、透明纸临摹图、网格填图、构造极射赤平投影图、填图报告和野簿。

2.分组独立填图

该部分实习在芒特艾萨东部褶皱带Mary Kathleen地区进行，实习区范围约2km×3 km（第二实习区），具体的实习地点每年会有变动。实习内容侧重于沉积序列、岩浆活动、夕卡岩及成矿活动，实习方式以小组独立填图为主。主讲教师在该部分开始时带领学生做典型路线踏勘，之后为持续多天的小组独立填图。每个填图小组由2～3人组成，小组成员在野外相互协作完成填图实习任务，但每人需独立提交填图资料。第二部分填图范围显著增大，填图区地质现象更为复杂，填图难度有较大提升。要求学生在前期工作基础上充分做好填图规划（如设计合理的填图路线等），灵活运用“追索法”和“穿越法”，高效地完成填图任务。因每年实习区范围不同，有时甚至是较新的区域，所以在学生开展分组独立填图时，主讲教师同时开展填图工作，并为遇到问题的填图小组答疑解惑。该部分填图结束后需要提交的资料包括工作手图和临摹图、地层柱状图、构造极射赤平投影图、填图报告和野簿。

3.典型矿山考察

芒特艾萨地区是澳大利亚的矿业重镇，重要矿产资源包括铜、铅、锌、银、铁、铀等。该部分由主讲教师带领学生参观考察该地区的两个典型矿床：芒特艾萨铜铅锌矿床和Mary Kathleen铀-稀土矿床。到达芒特艾萨铜铅锌矿床后，学生们先聆听矿山工作人员关于矿床勘查、开发历史和矿床成因研究工作的讲座，再到岩芯库观察该矿床典型的矿石样品。对Mary Kathleen铀-稀土矿床的考察则深入露头采坑，重点观察夕卡岩化和大规模热液蚀变现象。考察完两个矿床后，主讲教师会引导学生们总结区域成矿作用类型，以及不同类型成矿作用与区域地质事件的关系。

二、联合地质实习特点

1.适量的实习参考资料

芒特艾萨地区是詹姆斯库克大学的传统研究区和实习区，该校围绕芒特艾萨地区地质和矿产开展了系统研究工作并发表了大量科研论文，且地质类专业本科生在这里开展地质填图实习已有超过30年的历史。但迄今为止尚未有一本系统的关于该地区地质填图实习内容的教材。每年实习前半个月，实习主讲教师会提供10多篇关于芒特艾萨地区地质和矿产的经典地质文献给学生们。主讲教师认为相关地质文献所涉及的研究领域和内容多样，有助于学生了解实习区基本地质情况、构造演化以及成矿作用等信息；而实习教材中涉及填图区的内容往往过于详细，提供了大量参考资料乃至填图答案，不利于学生通过自己努力去获取地质信息和培养填图技能。

2.渐进式和探究式教学方法

詹姆斯库克大学填图实习采用渐进式教学方法，即填图的范围逐步增大、内容逐渐增多、难度逐渐增强。在第一填图区大比例尺精细填图训练的基础上，主讲教师们常常在实习区域内另选择一个新的填图区（第二填图区）开展独立填图训练。第二填图区往往范围更大且地质现象更为复杂。主讲教师有时也没有在第二填图区开展过系统的填图工作，因此会和学生们同步开展独立填图工作。填图实习重视培训学生基本填图技能，尤其是准确识别和记录地质现象的能力。主讲教师多次强调把准确描述地质现象和测量相关地质数据放在野外地质填图工作的首要位置。在详细描述野外地质现象的基础上，主讲教师注重开展探究式填图，鼓励学生就地质现象的形成过程开展讨论，培养大家分析和解决地质问题的能力。对于有些复杂地质现象的成因，主讲教师之间的观点也不尽相同。他们不回避争论，反而会把各自的思考过程和支撑观点的重要地质现象摆出来。学生也加入主讲教师的讨论，发表自己的观点或指出对方观点论证的薄弱环节。对地质现象的讨论可能最后没有形成统一的认识，但学生通过这一过程锻炼了地质思辨能力。

3.多样化的填图方法

除了给学生讲授和示范“穿越法”和“追踪法”两种基本地质填图方法外，主讲教师注重结合实习区情况，指导学生综合利用多种方法开展填图工作。填图实习所用的手图为卫星拍摄图像（来源于Google Earth），提供了丰富的地貌和地形信息。手图上不同地区的颜色和形状有差别，可能反映了不同地质体的范围。这些信息既可在野外工作开始前用于合理设计填图路线，也可在填图工作中借助标志性地貌迅速确定位置。在实际填图过程中，地形、地貌和植被信息均能够提供地质信息。如实习区含硅质的角砾岩筒具有较强的抗风化能力，在空间上往往呈现为凸起的正地形。实习区内可见大量高出地面的白蚁丘（部分高达1.5 m），能够反映埋藏地下数米的岩石信息。因此，可利用蚁丘的颜色、粒度等信息来判别地下岩层的岩性。如变质角闪岩之上发育的蚁丘通常为红褐色，而石英岩、云母片岩之上发育的蚁丘颜色较浅，一般为黄褐色。此外，实习区广泛发育一种灰黄色的草本植物（学名为鬣刺属），茎叶如针般坚硬锋利的可称为硅草，反映岩层中硅质含量较高。主讲教师鼓励学生利用多种方法来完成并检查填图工作。

4.团队合作与独立工作相结合

实习过程中以团队形式开展填图实习，每个小组由2～3名学生组成。小组成员一起设计地质填图路线，在野外填图过程中互帮互助，在室内整理和总结过程中共同交流讨论。尤其是在野外工作时，小组成员间可相互配合以提高填图效率，共同行动以规避不可预知的实习风险。与此同时，小组内每位学生需独立完成自己的填图工作并提交各项作业。这一要求鼓励小组每位成员主动开展填图工作，打消部分学生消极参与实习的念头。

5.全方位考核与反馈

主讲教师在两次填图实习中都布置了需要提交的资料，这些考核资料基本涵盖了实习的各个方面，主要包括实习区填图野簿、各类填图图件（区域大图、地层柱状图、赤平投影图以及大比例尺网格填图）和全英文实习报告。考核分数为百分制，每项考核资料都设有权重，并在实习前告知所有学生。每次填图实习结束后，主讲教师会抓紧时间给学生提交的各项作业打分。成绩出来后，主讲教师会逐一跟学生交流，告知各项作业的得分，并解释失分的原因。及时的考核反馈能够让学生在实习过程中即可知晓自己的实习完成情况，尤其能够迅速纠偏，对强化填图实习效果大有裨益。

三、对我国地质类专业野外实践教学的启示

1.拓展实习路线和填图区

我国多数地质类专业的地质实习都是在固定的实习基地进行，如北京周口店[8]、安徽巢湖[9]等实习基地。这些实习基地一般有丰富的地质现象和较好的实习条件，便于接纳大量学生开展地质实习。每年实习主讲教师会带领学生走固定的实习路线并在固定的填图区填图，一些地方的典型地质现象可能随着长年累月的实习而遭到损耗或破坏，长期固定的实习范式和内容也导致学生很容易借鉴前人的实习资料和成果，从而使实习效果大打折扣。因此，很有必要结合实习基地实际情况与学生专业情况，不断拓展与开发新的实习路线乃至填图区。如詹姆斯库克大学地质实习主讲教师每年都会踏勘新的实习路线，在学生完成基本地质填图培训后，会在区域内选择一个相对陌生的填图区开展独立填图训练。这在美国高校野外地质填图实习中也较为常见[10]。此外，不同地质类专业的培养目标不同，应在培训学生地质填图能力的基础上，兼顾专业和行业特色，开发适合各类专业的特色实习路线。如针对资源勘查工程专业（固体矿产方向）学生，可在填图实习中增加矿山实地考察路线以及矿床地质特征、矿化信息识别等内容，通过现场实践来培养学生对矿床学研究和矿产勘查工作的直观认识。

2.激发学生的主动性

现代教育理念特别强调学生的主动性，而野外地质实习是最好的试验田[8]。我国大部分实习基地都有相关教材或实习指导书，这些参考资料一般都比较系统和翔实，有些甚至提供了填图区的详细图件。过于详细的参考资料无形中制约了学生在填图过程中发现问题和解决问题的主动性，也导致学生提交的实习报告和填图图件中抄袭实习指导书的现象时有发生。另外，一些高校的学生独立填图和进行相关专题研究的时间较少，致使学生在野外被动接受知识，变相成了“记录教师描述的地质现象”记录仪，这很大程度上剥夺了学生独立思考、行动的机会[11]。在地质填图教学和实习活动中，如何突出学生的主体地位并激发学生的实习主动性，一直是很多地质类专业高校关注的重要问题。詹姆斯库克大学地质填图实习主讲教师在实习开始前给学生提供了10多篇参考文献，学生从中可以初步了解区域地质特征和构造演化背景。而对于填图区范围内的具体地质现象并无详细资料可供借鉴，需要通过教师引导和学生实地填图获得。主讲教师善于在地质实习中抛出问题，鼓励学生通过独立观察、描述、分析和讨论来探究答案（尽管有时未形成统一认识），注重填图技能和思辨意识的培养，弱化最终答案对学生思维的制约。这一以学生为主体的探究式、讨论式实习方法有助于激发学生开展填图实习的主动性，对我们有借鉴意义。

3.加强实践教学师资队伍建设

同课堂教学相比，野外地质教学具有互动性强、灵活性高、不确定性大等特点。野外地质教学主讲教师实践教学经验的多少以及教学理论水平的高低，直接关系到本科生野外实践能力训练的效果[12]。近年来，随着地质类专业招生人数增多，野外地质教学中师生比过低的情况日益突出。高校中普遍存在以科研成果为主的聘用和考核机制，无形中降低了对地质类专业教师野外实践能力和教学能力的要求。在这些因素合力影响下，以科研见长但野外工作经验可能并不丰富的青年教师作为主讲教师带一个班学生（约30人）开展地质填图实习的案例时有发生。这种情况既制约了学生实习效果的达成，也无益于青年教师的成长。詹姆斯库克大学地质填图实习教师团队由2～3人组成，他们均在实习区所在区域开展过多年科学研究和教学实习工作，具有丰富的野外地质填图经验。每年参与填图实习的学生为20～30人，师生比约为1∶10。在学生独立填图阶段，几位教师也分散在填图区开展独立填图工作，遇到学生会检查他们的填图内容并提出一些指导意见，或回答学生在填图过程中的疑问。主讲教师们凭借深厚的专业学识、扎实的填图技能和以身作则的工作方式，为学生们树立了榜样并激励他们更好地完成填图工作。对于我国地质填图实习，应充分重视优秀师资队伍在指导学生开展实践过程中的重要作用，积极建立相关制度确保由野外教学经验比较丰富的教师来主讲地质实习课程，通过实习前集体备课、实习中“老带新”、实习后交流总结等措施大力锻炼和培养青年教师，打造一支年龄结构合理、野外教学能力过硬的优秀实践教学师资队伍。

4.建立完善的实习考核机制

科学、合理、有效地评定野外实习成绩，被认为是激发学生实习热情、提高学生实习投入程度和实习质量的重要手段[13]。我国传统地质填图实习考核内容主要包括野簿记录、填图图件、实习报告等，涉及面较为广泛。不过，由于实习参考资料过于翔实、实习团队填图成果共享等原因，学生填图图件和实习报告东拼西凑、内容雷同的现象时有发生。过于重视实习结果的考核，对学生掌握填图技能程度的考核相对较弱。实习结束后反馈给学生往往只有一个分数，而学生对具体哪些地方存在问题、有待改进无法知晓。借鉴詹姆斯库克大学填图实习可知，除提供给学生有限的参考资料来限制实习报告抄袭外，全方位考核与及时反馈等方法有助于激励学生投入填图实习并逐渐补齐填图技能的短板。指导教师应关注实习过程的考核，如在填图过程中设置考核内容（填图路线设计、实习工具正确使用、地质现象描述和解释等）来对学生填图技能进行实时考核；在强调团队协作填图重要性的同时，通过各自提交考核作业的方式督促学生聚焦个人填图技能的提高；及时将实习考核的结果（尤其是学生掌握薄弱的部分）反馈给学生，并督促学生认真改进，从而使填图实习效果最大化。

5.推进地质实习国际交流与合作

澳大利亚芒特艾萨地区是詹姆斯库克大学的传统实习基地，每年吸引了包括中国地质大学（武汉）资源学院学生在内的国际学生前往开展地质填图实习并获取课程学分。詹姆斯库克大学经济地质研究中心（EGRU）也长期依托该实习基地，为大型国际矿业公司开展员工地质技能培训活动。上文介绍了该实习基地的一些优势，实际上它在岩浆岩实习内容、实习后勤保障等方面也存在一些短板。世界上不同实习基地所在地区的地质演化历史和典型地质现象各有特色，实习基地有各自的优势和短板，应积极推进地质实习的国际交流与合作，借鉴优质的实习资源和培养模式以实现优势共享和互补[14]。国际联合地质实习不仅有助于培养学生全面的地质填图技能，更有利于学生们开阔国际视野并养成全球化地质思维。在输送我国高校学生“走出去”的同时，具备条件的国内实习基地也通过“引进来”的方式邀请国（境）外高校学生来华开展联合地质实习。例如，我国西北大学多次组织中美高校学生开展“鄂尔多斯——秦岭野外地质教学联合实习”[15]，中国地质大学（武汉）周口店实习基地也经常接待东盟国家地质类专业学生和地质工作者开展地质实习与培训。地质实习的“走出去”和“引进来”措施共同加强了国内高校与国（境）外高校的交流与合作，推进了国际化地学人才培养工作。

四、结语

在地质类专业学生培养过程中，野外地质实习不仅仅是室内教学的深化和扩展，更是培养学生认识、分析和解决实际地质问题能力的主要途径。如何提高地质实习的效果，一直是地质教育工作者关注的重点。本文通过对中国地质大学（武汉）与澳大利亚詹姆斯库克大学联合地质实习的详细介绍，总结了该实习的主要特点和较成熟的做法。我国地质类院校较多，地质实习需求较大，在“双一流”建设背景下通过中外对比研究来提高地质实习课程的教学水平和教学质量至关重要。本文结合我国高校地质类专业野外实践教学的实际情况，在对比分析的基础上建议国内地质实习应拓展实习路线和填图区，激发学生的主动性，加强实践教学师资队伍建设，建立完善的实习考核机制，推进地质实习国际交流与合作。本文的认识对我国高校提高野外地质实践教学效果和探索国际化地质人才培养途径具有一定指导意义。

致谢：本文受到中国地质大学（武汉）本科教学研究项目和国家级新工科研究与实践项目的联合资助。澳大利亚詹姆斯库克大学经济地质研究中心（EGRU）和中国地质大学（武汉）资源学院共同组织了联合地质实习。笔者在联合实习过程中与主讲教师Paul Dirks教授、常兆山教授（现任教于美国科罗拉多矿业学院）、Ioan Sanislav博士和程彦博博士对实习内容和教学方法进行了深入讨论。在此对以上单位和个人一并致以衷心感谢！