“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程野外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)的思考

姜在興，張?jiān)?，王紅亮

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院， 北京 100083

實(shí)踐教學(xué)

“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程野外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)的思考

姜在興，張?jiān)＃跫t亮

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院， 北京 100083

摘 要：野外實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)效果具有重要作用。本文以教學(xué)改革為契機(jī)，針對(duì)“沉積學(xué)基礎(chǔ)”的野外實(shí)踐教學(xué)，提出了室內(nèi)與野外教學(xué)內(nèi)容對(duì)照并互補(bǔ)，重點(diǎn)教學(xué)用例單一簡(jiǎn)明的野外教學(xué)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本原則。以延慶硅化木國(guó)家地質(zhì)公園為依托，精煉教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)選教學(xué)路線并進(jìn)行合理的野外作業(yè)設(shè)計(jì)。將以往認(rèn)知型為主的室內(nèi)教學(xué)體系輔以探索型為主的野外實(shí)踐教學(xué)，提高了“沉積學(xué)基礎(chǔ)”的教學(xué)效率和質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：沉積學(xué)基礎(chǔ)；野外實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

沉積學(xué)是當(dāng)今地學(xué)領(lǐng)域最活躍的分支學(xué)科之一，“沉積學(xué)基礎(chǔ)”是石油地質(zhì)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生對(duì)沉積學(xué)的掌握程度很大程度上決定著學(xué)生從事能源領(lǐng)域、尤其油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的潛力，影響學(xué)生在能源領(lǐng)域繼續(xù)深造的前景，也決定著我校能源學(xué)院能否培養(yǎng)出合格的、滿足“綜合素質(zhì)高、業(yè)務(wù)能力（特別是實(shí)際動(dòng)手能力）強(qiáng)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生。這門課程是地學(xué)學(xué)科和能源學(xué)科等眾多的理工科學(xué)科所必需，是我校能源學(xué)院、地球科學(xué)與資源學(xué)院、水資源與環(huán)境學(xué)院、海洋學(xué)院的等眾多理工科專業(yè)的必修課程，也是地學(xué)類和能源類學(xué)科的本科生基礎(chǔ)專業(yè)課程?！俺练e學(xué)基礎(chǔ)”的課程目標(biāo)是通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合以及課堂講授和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，使學(xué)生了解沉積學(xué)發(fā)展的歷史脈絡(luò)和學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵性事件，以及推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的國(guó)際和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)人物，幫助學(xué)生建立沉積學(xué)發(fā)展的科學(xué)規(guī)律。作為一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，野外實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)課程的教學(xué)效果具有至關(guān)重要的作用。由于條件和課時(shí)限制，野外實(shí)踐教學(xué)往往被忽略或取消，極大影響了教學(xué)效果[1]。本文以教學(xué)改革項(xiàng)目為契機(jī)，以延慶硅化木國(guó)家地質(zhì)公園為依托，在實(shí)際教學(xué)點(diǎn)的建設(shè)過(guò)程中，精煉教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)選教學(xué)路線，拓展教學(xué)實(shí)踐核心區(qū)，并基于野外教學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行合理的野外作業(yè)設(shè)計(jì)。在教學(xué)和實(shí)踐過(guò)程中，幫助學(xué)生建立沉積學(xué)對(duì)于地學(xué)和能源領(lǐng)域的重要意義的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生掌握沉積巖的概念、基本特征，沉積巖的形成機(jī)理，陸源碎屑巖及碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，主要巖石類型及其特征和成因，主要沉積相模式等沉積學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，掌握沉積巖研究和鑒定的基本技能，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)后的生產(chǎn)和研究活動(dòng)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)[2-4]。

一、“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程建設(shè)的整體架構(gòu)

“沉積學(xué)基礎(chǔ)”旨在針對(duì)本科生夯實(shí)基礎(chǔ)、拓展視野、培植潛力。在以往的教學(xué)中，課堂教學(xué)和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為兩個(gè)學(xué)期分別進(jìn)行，其中實(shí)踐教學(xué)又放在次年的暑期進(jìn)行，如此離散的教學(xué)安排不符合認(rèn)知規(guī)律，不符合沉積學(xué)的應(yīng)用性和實(shí)踐性特點(diǎn)。并且在以往的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)具有學(xué)時(shí)少、露頭少、不成體系的特點(diǎn)，露頭局限在多為古生代海相環(huán)境的北京西山，且沒(méi)有把露頭和巖心結(jié)合起來(lái)。

基于這種認(rèn)識(shí)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在姜在興教授率領(lǐng)下，開(kāi)展了“三點(diǎn)一線”教學(xué)體系實(shí)踐，即課堂教學(xué)—野外實(shí)踐—室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的一體化教學(xué)體系。同時(shí)，采取了三個(gè)措施：（1）增加野外觀察學(xué)時(shí)，由原8學(xué)時(shí)增為16學(xué)時(shí)。（2）精選野外實(shí)踐基地，團(tuán)隊(duì)多次前往北京周邊地區(qū)，選定延慶硅化木地質(zhì)公園作為中生代河流相和湖泊相的代表，北京西山作為海相的代表。此外，將勝利和華北油田作為巖心觀察基地。從而形成了體系完備、特征典型的整體實(shí)踐教學(xué)系列。（3）調(diào)整教學(xué)實(shí)踐安排，使課堂教學(xué)、室內(nèi)試驗(yàn)、野外觀察這三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)交替進(jìn)行[5]。

在完成每個(gè)實(shí)習(xí)后，要求學(xué)生獨(dú)立完成10分鐘的多媒體報(bào)告，每組抽取一名學(xué)生進(jìn)行課堂討論，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)沉積學(xué)課程的興趣。

“課堂學(xué)理論，野外拓視野，實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)”，“三點(diǎn)一線”教學(xué)體系力圖做到理論和實(shí)踐的互促互進(jìn)，最終激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)專業(yè)、堅(jiān)定從業(yè)的信心。

二、野外教學(xué)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則

1. 室內(nèi)與野外教學(xué)內(nèi)容對(duì)照原則

野外教學(xué)點(diǎn)的設(shè)計(jì)必須要有的放矢，要依據(jù)課堂上所講述的理論內(nèi)容進(jìn)行有目的的選擇。首先就要選取一些可以和課堂上講到的一些理論知識(shí)相對(duì)照的野外實(shí)踐內(nèi)容。比如，在講到碳酸鹽巖章節(jié)時(shí)，要講到不同碳酸鹽巖的識(shí)別特征，那么就可以選取野外具有典型特征的白云巖進(jìn)行實(shí)踐。這樣，使得課堂理論可以很好地在野外進(jìn)行驗(yàn)證，增強(qiáng)了知識(shí)的實(shí)用性，也更容易使學(xué)生們接受課堂上的理論知識(shí)。

2.室內(nèi)與野外教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)原則

在進(jìn)行野外教學(xué)內(nèi)容的選擇時(shí)，還需要注意教學(xué)內(nèi)容的互補(bǔ)性。要盡量把一些課堂上可能涉及不到的知識(shí)或比較容易遺漏的知識(shí)在野外實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行補(bǔ)充，也就是教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)原則。仍以碳酸鹽巖章節(jié)為例，在課堂講授時(shí)，由于“巖溶垮塌”是一種個(gè)別現(xiàn)象，往往課堂上不會(huì)提及，但在野外實(shí)踐點(diǎn)卻可以觀察到，那么在野外教學(xué)點(diǎn)的選擇上對(duì)這類知識(shí)點(diǎn)適當(dāng)?shù)丶右詢A斜，使學(xué)生的知識(shí)得以拓展。

3.重點(diǎn)教學(xué)用例單一簡(jiǎn)明原則

野外教學(xué)容易受場(chǎng)地、天氣等因素的限制。相對(duì)課堂教學(xué)，野外教學(xué)要面臨更大的困難和挑戰(zhàn)。野外教學(xué)往往要面對(duì)比課堂上更加復(fù)雜的局面。這就要求教學(xué)者在進(jìn)行野外教學(xué)內(nèi)容的選擇時(shí)，尤其要注意教學(xué)用例的選擇。盡量先做到“單一簡(jiǎn)明”，再循序漸進(jìn)，避免復(fù)雜情況的發(fā)生。比如，在進(jìn)行碎屑巖野外實(shí)踐點(diǎn)觀察時(shí)，盡量先選擇巖性比較單一的實(shí)踐點(diǎn)進(jìn)行觀察，對(duì)一些野外比較容易混淆的復(fù)雜用例要進(jìn)行刪減。這樣可以在有限的野外實(shí)踐中使學(xué)生加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握。當(dāng)然對(duì)個(gè)別理解能力突出的學(xué)生，可以適當(dāng)拓展。但教學(xué)首先要顧全整體效果，才能最大限度的提高教學(xué)質(zhì)量。

三、延慶地質(zhì)公園實(shí)踐教學(xué)點(diǎn)的建設(shè)

1.區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況和構(gòu)造背景

實(shí)踐教學(xué)點(diǎn)位于北京延慶縣的硅化木國(guó)家地質(zhì)公園中心區(qū)及附近。距延慶縣城約46km。盆地形成于中生代侏羅紀(jì)，主要地層為上侏羅統(tǒng)土城子組（J31）。土城子沉積期在南北擠壓構(gòu)造背景下形成了較為復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成多期山間坳陷盆地。其中走滑正斷層系是侏羅紀(jì)“花盆”盆地的主體構(gòu)造單元。研究盆地主體位于燕山褶皺帶的花盆－四海凹褶東側(cè)，巖石組合主要為頁(yè)巖、淺綠色含角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)粗砂巖、粉砂巖、少量安山巖、復(fù)成分火山角礫，硅化木化石群多發(fā)育在頁(yè)巖及含粉砂頁(yè)巖中[6-7]。

2.教學(xué)內(nèi)容的選擇

北京延慶硅化木地質(zhì)公園的中生界碎屑巖和元古界碳酸鹽巖沉積，前者為陸相的辮狀河沉積體系及湖相沉積體系為主，后者以海相為主。野外教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)包括硅化木公園中心區(qū)的湖相沉積，扇三角洲沉積和辮狀河沉積，公園北側(cè)中生界與元古界之間的邊界斷層及中生界沖積扇沉積，層間斷層、穹窿、單斜、背斜及大型浪成波痕等構(gòu)造現(xiàn)象及沉積現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。通過(guò)野外實(shí)地考察，使學(xué)生認(rèn)識(shí)邊界斷層、沖積扇、扇三角洲及辮狀河的特征，認(rèn)識(shí)斷層、單斜、穹窿背斜等構(gòu)造現(xiàn)象及濱淺海的沉積構(gòu)造特點(diǎn)，為室內(nèi)理論學(xué)習(xí)進(jìn)行有益的補(bǔ)充[8]。

3.教學(xué)路線（點(diǎn)）的選擇

教學(xué)點(diǎn)路線1包含5個(gè)觀察點(diǎn)，涵蓋了盆地邊界和一套底部層序。路線2包含6個(gè)觀察點(diǎn)，基本涵蓋了盆地內(nèi)部不出露的全部地層，并包含有明顯的火山事件沉積。露頭點(diǎn)觀察以識(shí)別層序邊界和層序內(nèi)部分界面特征為主要目的，詳細(xì)識(shí)別各露頭點(diǎn)生物化石情況、巖性特征、構(gòu)造特征和沉積特征。

4.基于野外教學(xué)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)

基于野外教學(xué)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循“解決實(shí)際問(wèn)題”的原則，由指導(dǎo)教師針對(duì)教學(xué)點(diǎn)的基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題設(shè)計(jì)一些的科研大作業(yè)，如“本區(qū)辮狀河沉積特征”大作業(yè)，規(guī)定相應(yīng)的課題小組要完成巖性描述、巖石成因解釋、沉積剖面繪制等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上可以增加難度，設(shè)立“辮狀河三角洲和扇三角洲的區(qū)別”大作業(yè)。使學(xué)生在對(duì)辮狀河進(jìn)行觀察時(shí)不僅僅是了解它的沉積特征，還要了解與其他的沉積體系的區(qū)別。這樣的野外作業(yè)會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

四、結(jié)論

野外實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)“沉積學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有至關(guān)重要的作用。經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐，基于對(duì)野外實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和分析，提出了室內(nèi)與野外教學(xué)內(nèi)容對(duì)照并互補(bǔ)，重點(diǎn)教學(xué)用例單一簡(jiǎn)明的野外教學(xué)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本原則。在延慶硅化木國(guó)家地質(zhì)公園實(shí)際教學(xué)點(diǎn)的建設(shè)過(guò)程中，進(jìn)一步精煉教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)選了教學(xué)路線，并進(jìn)行合理的野外作業(yè)設(shè)計(jì)。使過(guò)去的單一的室內(nèi)教學(xué)體系融入了野外實(shí)踐教學(xué)的新鮮血液，提高了“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)效率和質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果，也獲得了學(xué)生的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王海榮，姜在興，王紅亮，等.“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革探索[J].中國(guó)地質(zhì)教育， 2008，(3)：96-98.

[2] 周鼎武，賴紹聰，張成立，等.地質(zhì)學(xué)實(shí)踐教學(xué)新體系[J].中國(guó)地質(zhì)教育， 2006，(4)：47-53.

[3] 國(guó)家自然科學(xué)基金委地球科學(xué)部.21世紀(jì)初地球科學(xué)戰(zhàn)略重點(diǎn)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[4] 翟永紅.野外地質(zhì)實(shí)習(xí)與學(xué)生能力培養(yǎng)[J].中國(guó)地質(zhì)教育， 1998，(2)：39-41.

[5] 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院.教研結(jié)合 和諧奮進(jìn)[J].中國(guó)地質(zhì)教育， 2010，(1)：159-160.

[6] 趙興國(guó).加強(qiáng)保護(hù)特色地質(zhì)景觀—北京延慶辛家柵子硅化木化石群[J].北京地質(zhì)，1999，(4)： 26-27.

[7] 郭劍峰.融入百里山水畫廊感受億年地質(zhì)文化—記北京延慶硅化木國(guó)家地質(zhì)公園[J].科技潮，2010，(2)：58-59.

[8] 張?jiān)?，魏小潔?徐杰，等.北京延慶硅化木公園地質(zhì)剖面陸相層序地層特征分析[J].地學(xué)前緣，2012，(1)：68-77.

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-9372 （2012）02-0044-03

收稿日期：2012-02-16；修回日期：2012-04-10。

作者簡(jiǎn)介：姜在興，男，教授，主要從事沉積學(xué)的教學(xué)和研究工作。

Construction of the Field Practice Teaching Base for the Basis of Sedimentology

JIANG Zai-xing, ZHANG Yuan-fu, WANG Hong-liang
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Abstract:As basis of sedimentology is a strong theoretical and practical course, fi eld practice plays a crucial role for teaching effect. Basic principles of fi eld teaching design are proposed in this paper, such as comparison and complement of indoor and fi eld teaching content, single and concise cases used in key teaching. Moreover, on the basis of Yanqing Petrifi ed Wood National Geological Park, teaching content were refi ned and practice teaching routes were optimized. The previous cognitive-based indoor teaching system, supplemented by exploration-based field teaching, improves teaching efficiency and quality. The above improves field practice teaching system of geology.

Key words:basis of sedimentology; fi eld practice; teaching reform