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探究海洋科学专业背景下构造地质学课程改革措施

2020-06-30 150 上传者：管理员

摘要：构造地质学是地学三大核心课程之一，涉及地学领域的院校均有开设。在海洋科学专业背景下的海洋地质方向，构造地质学应体现出地学与海洋学的交叉，与传统的构造地质学在课程教学内容等方面具有不同的倾向。结合广东海洋大学海洋与气象学院海洋地质方向的实际情况，对构造地质学课程的教学内容、教学方式等在传统构造地质学基础上进行合理地调整与改革尝试，使其与海洋科学海洋地质研究方向更加吻合。

关键词：
实验教学
构造地质学
海洋地质学
海洋地质研究
海洋科学
课程体系
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海洋科学是一门研究海洋自然现象、性质及其变化规律的学科，主要内容包括对海洋中的物理、化学、生物和地质过程的基础研究和面向海洋资源开发利用以及海上军事活动等的应用研究。海洋科学专业是在物理学、化学、生物及地质学的背景下，融合形成了物理海洋学、海洋化学、海洋生物学和海洋地质学等专业方向。海洋科学是一个多系统、多学科交叉的综合性学科体系，需要我们培养参与海洋科学发展研究的各类复合型人才[1]。“大类招生、分流培养”是近年来各高校实施“通才教育”的人才培养模式[2]。基于这种模式，广东海洋大学（以下简称“我校”）海洋与气象学院在海洋科学专业大类招生本科生三个班，二年级开始分别按物理海洋、海洋化学、海洋地质三个方向培养。

构造地质学是地球科学系统中一门理论性和实践性都很强的专业核心课程。早有学者从教学内容、教学方法等方面讨论了课程设计、课堂教学、实验实践教学、野外实习等环节，并提出了各具特色的教学模式[3,4,5]。然而，不同专业对构造地质学教学内容的要求和侧重点有所不同，在教学体系中应当考虑专业特色的要求[6]。在海洋科学专业海洋地质方向上，构造地质学在研究对象、研究方法与手段上与传统的地学专业有明显差异，传统的构造地质学教学模式在海洋科学海洋地质方向上需要进行一定的调整和改革，这样才能更好地与海洋科学研究领域相吻合，培养出具有海洋科学研究思路的专业人才，同时，这也可以凸显出我校海洋特色的办学思路。

一、构造地质学课程特征

构造地质学是以地球上部圈层，即岩石圈为研究对象，研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形等构造作用的成因机制及其相互作用、时空分布和演化规律的地球科学分支学科，具有空间尺度变化大、时间跨越长等特征。海洋科学专业中的构造地质学应该是传统构造地质学在海洋中的应用，不同的是研究对象是限于海水覆盖下的海底部分。海水的存在，使得海洋领域的构造地质的研究内容、方法具有自身的特征。两者之间的主要区别，一方面，从尺度上说，海洋地质构造主要研究区域尺度的大型构造和全球规模的巨型构造，传统的构造地质学主要研究手标本尺度、小尺度构造；另一方面，传统的构造地质学在海洋地球物理方面涉及很少，而海洋地质构造研究手段主要有海洋地球物理等方法，研究海洋岩石圈结构、构造特征及演化过程，大多数都是利用OBS、多道等二维/三维地震剖面为基础。

二、构造地质学课程教学的改革设想

（一）优化教学内容和教学环节

1.重视绪论

绪论是每一门课程的第一课，直接关系到学生对本课程的理解、兴趣程度，以及地质思维能力的培养。构造地质学绪论要向学生介绍研究对象、研究内容、研究方法与手段、发展历史与最新的前沿进展，让学生了解课程结构，培养学生的地质思维能力和思维模式。为了提高学生学习和对课程重要性的认识，需要涉及构造地质学的实用性，比如在油气、工程等方面的实际应用。此外，作为海洋科学的理科生，据笔者的认识经验，大多数学生对考研科目比较关注。因此，可以适当分享历年学生在考研过程中构造地质学的重要程度。绪论课除了讲述构造地质学的基本知识结构与框架外，关键还要从主观和客观两个方面激励学生对课程产生兴趣，让学生能够积极主动地学习。应重视第一课，在提出课程重要性的同时，逐渐激发学生的学习积极性和学习兴趣，做到从一开始就能抓住学生对课程的注意力。

2.理论教学环节

传统的构造地质学课程主要内容包括由地球内动力地质作用形成的褶皱、断层、节理等各种地质构造的形态、产状、形成条件、组合方式、成因机制、分布规律和演化历史等[7]，其主要偏向于露头等陆地构造地质现象，与海洋科学海洋地质方向锲合度较低（见表1）。在保证构造地质学课程体系的系统性和完整性的前提条件下，海洋科学专业下的构造地质学需要进一步优化和完善教学内容与结构，尽量补充海洋地质构造分析与研究的知识与内容。例如：除继续将褶皱、断层等内容作为教学重点之外，还应该偏向转换断层、底劈构造、花状构造、同沉积断层等海洋地壳结构地震剖面中常见的构造现象；增加圈闭、反转构造等与海洋油气资源勘探等相关的内容；补充单剪与纯剪作用在大陆边缘演化过程不同阶段中的作用，同时对某些与岩石露头构造相关的例如劈理、线理（节理）等在海洋地质研究与分析中不常见的内容进行弱化[8]。PPT相关知识点尽量都以海洋地震剖面为例，构造地质学研究内容逐渐从地壳-岩石圈-软流圈、从大陆-大洋扩展，向海洋地质构造融合过渡。

表1构造地质学理论教学体系和教学内容

在课程内容上，运用多媒体、视频、图片、动画等形式，学生能更直观地理解一些复杂的构造演化过程。同时，课程内容中应尝试半英文教学，多媒体课件使用英文标注专业名称和定义，以帮助学生随时了解专业术语的英文表述方式，培养学生的专业化发展和国际化视野，同时这也能促进教师的专业化成长。

作为理论科学，构造地质学应该注重对学生科研能力的培养，培养科研能力主要是培养一种发现问题的路径、思维和习惯；同时通过科研文献的课外阅读培养学生的自学能力。

3.实验教学环节

实验教学是加深对理论知识的理解与巩固的有效方法，是提高学生综合素质的重要教学组成部分[9]。构造地质学实践性较强，又比较抽象，实验实践操作具有重要作用。

在传统的构造地质学实验教学中，以阅读、分析和编制各种构造地质剖面图、玫瑰花图、极射赤平投影等为主要内容（见表2）。编制各种地质图件，是帮助学生培养地质时空思维的关键，具有重要意义。在实验教学过程中，通过构建简单地质模型，直观地展示三维地质结构，可以帮助学生建立起各种层面、剪切面及走向线、倾向线等之间的空间关系。如《极射赤平投影原理及基本操作方法》实验中求两平面的夹角及其等分面，利用简单材料做出多个层面与线之间的三维空间几何关系，便于学生理解作图过程。构造地质学中多种地质构造现象的形成具有时间跨度长、物理化学条件苛刻等特征而无法在实验室环境中重现，利用构造模型或者虚拟仿真实验可以让学在安全的环境下达到直观的实验体验。

表2构造地质学实验教学体系

在实验教学内容上，结合海洋地质方向特征，我们不仅仅要理解传统构造地质学实验中的各种剖面图的编制方法与读图技巧，更要加强对各类海洋地球物理地质剖面图的构造解析，来培养解译深部构造演化过程的能力。这需要补充实验：比如，以南海某一地震剖面为例，分析剖面中海底地形特征、断层性质、类型、组合方式及形成时代，判断底辟构造、盐丘、火山作用等影响，最后结合区域地质背景简单讨论其动力来源及其演化过程。

（二）改进教学方法与方式

我院构造地质学理论课时32学时，要想在这有限的时间内完成课程教学任务并取得较好的教学效果，那么教学方式就要有所改变。首先，要培养学生前预期的习惯。预习的方式可以是阅读教材或者是观看国家级精品课程视频。课堂上鼓励学生对预习过程中遇到的问题随时展开课中讨论，以增进学生的互动式学习。其次，对课程中断层与褶皱形成机制及其相互关系这类扩展开放性知识点，组织和引导学生自主思考和总结，从机理上分析褶皱控制断层还是断层控制褶皱等，学生讨论并分享自己的观点。鉴于二年级本科生知识体系和专业水准还很有限，在鼓励学生发表自己看法的同时，不单纯地从知识结构的正确与否来评判学生的想法，应从学生的角度考虑，为学生提供他们最容易接受的解释方式。

部分较为容易的实验，可以安排学生自己讲授。如在“间接方法求取岩层产状”实验中，指导教师只需提示走向线的性质及其不同高程走向线之间的关系，结合原理图，让学生自己推导及演示求取岩层产状过程，增加传统教学过程中的乐趣。不同的学生会利用不同的求解方法或者利用不同的等高线与地质界线交点，通过师生互动，可以让每位学生意识到多种求解方法，及在不同方法、不同交点下求取同一结果之间的异同。

（三）完善考核和考评方式

我校构造地质学课程48课时，其中实验课时16学时。在教学过程中，理论教学与实验教学是不分开的，作为一门课程，可以保证理论与实验教学的进程及相互配合，但在考核过程中，可以将其分开。理论与实验教学虽然相辅相成，但侧重点稍有不同。分开考核一方面可以凸显出实验教学的重要性。多数学生一般都忽略实验教学，实验报告具有明显雷同和应付的现象，因为实验效果对课程成绩影响不大而未能显示出实验过程的重要性。另一方面，分开考核可以扩大学生的知识面。比如，在“分析褶皱和断层地区地质图”实验中分析金山镇地区构造发展演化过程，这种构造解析过程是体现学生综合素质的内容，需要的时间较长，一般不在理论考核试卷中出现，但在海洋地球物理地震剖面解释中却非常重要。这种考核方式能实现从理论到实践的跨越，有效地提高教学效果。

三、结语

海洋科学是国家战略科学，部分高校的海洋科学专业开始涉及海洋地质方向。构造地质学是地学三大核心课程之一，在这些涉及海洋地质方向的海洋科学专业教学环节中，如何调整和设置构造地质学的主要教学内容与重点，更好地配合今后的海洋地质研究工作，这也是需要我们深入思考和探索的问题。

参考文献:

[1]徐秀丽,刘宝林,方芳.“海洋化学”课程体系的构建与思考[J].中国地质教育,2019(1):50-52.

[2]李明明,谢玲玲,陈法锦,等.海洋科学专业大类培养的改革实践与探索[J].当代教育实践与教学研究,2018(7):80-81.

[3]夏玉成.工科构造地质学教学改革探索与实践[J].中国地质教育,2006(1):110-112.

[4]张长厚,王根厚.“构造地质学”课程教学中的研究与拓展性学习[J].中国地质教育,2015(4):13-16.

[5]杨成杰,孙大鹏.三维可视化在构造地质学教学中的应用[J].中国地质教育,2016(2):49-51.

[6]谢焱石,涂彩蓉,谭凯旋,等.立足核特色资源勘查工程专业,构建“构造地质学”课程新体系[J].中国地质教育,2011(1):30-33.

[7]黄昕霞.浅析高职院校构造地质学的教学方法[J].淮南职业技术学院学报,2016(16):85-88.

[8]于一欣,陈建宇.“构造地质学”课程双语教学改革探索[J].教育教学论坛,2018(33):58-59.

[9]司淑梅.应用型本科教育实践教学体系研究[D].长春:东北师范大学,2006.