紐帶型課程建設(shè)的必要性與實踐過程—以區(qū)域成礦學(xué)為例

雷萬杉，楊興科，錢壯志

長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054

課程體系是指在一定的教育價值理念指導(dǎo)下，將課程的各個構(gòu)成要素加以排列組合，使各個課程要素在動態(tài)過程中統(tǒng)一指向?qū)I(yè)培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的系統(tǒng)。紐帶型課程是指聯(lián)系各專業(yè)課程以形成完整的學(xué)科思想的課程，這類課程在課程體系中具有提綱挈領(lǐng)的作用。

長安大學(xué)資源勘查工程專業(yè)為國家級特色專業(yè)，經(jīng)過長期建設(shè)已形成為一個相對完整而有效的專業(yè)課程體系。該專業(yè)是綜合利用地球科學(xué)、地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)等學(xué)科理論和方法研究礦產(chǎn)資源的形成與分布規(guī)律，進(jìn)行礦產(chǎn)資源評價和普查勘探方法的學(xué)科，是地礦類的主干專業(yè)?！皡^(qū)域成礦分析”是針對資源勘查工程專業(yè)和地礦類專業(yè)本科生和研究生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，共40 課時，設(shè)置在四年級（或第七學(xué)期）。該課程是通過區(qū)域構(gòu)造演化、成礦物質(zhì)來源、成礦條件耦合來重建區(qū)域成礦系統(tǒng)的一門課程，課程涵蓋了自巖石學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)和地球物理等幾乎全部地質(zhì)礦產(chǎn)類課程，是地球科學(xué)的多學(xué)科融合。通過該課程的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生對地質(zhì)科學(xué)的相互關(guān)聯(lián)及最終對象形成一套完整的認(rèn)識。該課程可能是加強各學(xué)科關(guān)聯(lián)的潤滑劑，也是提升地球科學(xué)深度的一個重要手段。筆者在教學(xué)過程中通過對該課程與地礦類專業(yè)學(xué)科的教學(xué)目的、對象和方法的思考研究，認(rèn)為當(dāng)前地礦專業(yè)的學(xué)科覆蓋完整性較好，但地質(zhì)事件的驅(qū)動力和作用過程沒有統(tǒng)一的、清晰的介紹，使得各學(xué)科的關(guān)聯(lián)性相對松散。

針對以上情況，筆者對區(qū)域成礦學(xué)的起源和現(xiàn)狀以及其在地球科學(xué)課程內(nèi)的必要性進(jìn)行了深入的討論，并對優(yōu)化該課程教學(xué)效果提出了幾點建議，希望能促進(jìn)地球科學(xué)課程的建設(shè)。

一、區(qū)域成礦學(xué)的起源和現(xiàn)狀

1.區(qū)域成礦學(xué)的來源

地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科史的研究是一項復(fù)雜的研究工作。區(qū)域成礦學(xué)的發(fā)展過程尚未有專門的研究，區(qū)域成礦學(xué)的研究從最初的成礦區(qū)域和成礦時代為主線，之后緊密結(jié)合大地構(gòu)造的發(fā)展，進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代形成了在全球構(gòu)造演化和層圈相互作用的基礎(chǔ)上從地球動力學(xué)機理來研究區(qū)域成礦規(guī)律。區(qū)域成礦學(xué)是建立在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究和礦產(chǎn)勘查工作的基礎(chǔ)之上的學(xué)科，為適應(yīng)區(qū)域普查找礦的需要而逐步形成和發(fā)展起來的。

從區(qū)域成礦學(xué)的演化發(fā)展史看，構(gòu)造運動對區(qū)域成礦的主導(dǎo)作用在逐漸清晰，從槽臺和板塊構(gòu)造理論都從宏觀上指導(dǎo)了區(qū)域成礦研究，當(dāng)前學(xué)術(shù)界正在探索運用大陸動力學(xué)來指導(dǎo)陸內(nèi)成礦規(guī)律的研究。

2.區(qū)域成礦學(xué)的學(xué)科特點

區(qū)域成礦學(xué)具有區(qū)域性、綜合性、實踐性三個特點。

（1）區(qū)域性。區(qū)域內(nèi)的巖石、構(gòu)造、地層、礦產(chǎn)等單元具有緊密的聯(lián)系和相互依存的關(guān)系，它們有大致相同的地質(zhì)歷史，礦床是區(qū)域地質(zhì)演化的產(chǎn)物，在區(qū)域尺度上研究成礦特征，可以提高礦床學(xué)研究的科學(xué)性，同時可以開拓找礦預(yù)測的視野。

（2）綜合性。區(qū)域成礦規(guī)律研究涉及多種多樣的地質(zhì)控制因素和地球物理、地球化學(xué)和地質(zhì)生物作用。它不再局限于對單個礦床地質(zhì)的深入研究，而是宏觀與微觀結(jié)合，整體與局部結(jié)合，它是更高層次和更大尺度的成礦學(xué)研究，涉及更廣闊的直接、間接控礦因素。

（3）實踐性。區(qū)域成礦學(xué)研究獲得的成礦規(guī)律性認(rèn)識對礦產(chǎn)預(yù)測、普查找礦有直接和全面的指導(dǎo)意義，它是進(jìn)行預(yù)測和找礦的理論基礎(chǔ)，其研究成果可以完善地球科學(xué)理論，豐富地球演化過程。

這三個特點決定了區(qū)域成礦學(xué)研究的廣度和深度，同時也表明其在地球科學(xué)中的交叉和融合作用。

3.區(qū)域成礦學(xué)的開展現(xiàn)狀與存在問題

自1996 年翟裕生首次在中國地質(zhì)大學(xué)針對博士生開設(shè)“區(qū)域成礦學(xué)”課程以來，全國多所院校進(jìn)行了“區(qū)域成礦學(xué)”課程的嘗試。長安大學(xué)自2002 年對本科生和研究生開設(shè)了“區(qū)域成礦分析”課程，主體為區(qū)域成礦學(xué)，選用翟裕生編《區(qū)域成礦學(xué)》。通過與學(xué)生開展的課堂討論，從學(xué)術(shù)思想和教學(xué)方法角度進(jìn)行了廣泛而深入的交流，結(jié)合筆者教學(xué)實踐和設(shè)想，認(rèn)為當(dāng)前“區(qū)域成礦學(xué)”課程雖然開拓了視野，活躍了思想，但教材內(nèi)容太龐大，細(xì)節(jié)又過深，使得教學(xué)目的難以實現(xiàn)。針對課程現(xiàn)狀，大體存在以下幾方面問題。

（1）學(xué)科主旨明確，但科學(xué)系統(tǒng)性尚有加強的地方，如加強地球動力來源與分類的內(nèi)容。

（2）教材思路廣闊，但高年級學(xué)生上課學(xué)時有限，避免重點過多和過于膚淺。如建立三類成礦理論為重點的成礦系統(tǒng)。

（3）課程實踐環(huán)節(jié)有待加強。課程的設(shè)置一定程度上使得地學(xué)學(xué)科鏈條更加完整，但尚沒有合適的實踐教學(xué)平臺，需對實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計。

二、加強區(qū)域成礦學(xué)的必要性

1.認(rèn)識論的邏輯完整性

長安大學(xué)當(dāng)前以地質(zhì)礦產(chǎn)為目標(biāo)的本科專業(yè)主要是資源勘查工程和地質(zhì)學(xué)，針對這兩個專業(yè)，課程設(shè)置涵蓋了從礦物學(xué)、巖石學(xué)、地史學(xué)、地球物理和地球化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，形成了基本完善的地球科學(xué)體系，同時為了與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，又開設(shè)了以找礦勘探和預(yù)測為目標(biāo)的地學(xué)資源信息系統(tǒng)、找礦勘探地質(zhì)學(xué)、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法等與找礦勘探學(xué)等眾多實踐性課程，并且部分設(shè)置了采礦與礦山設(shè)計、礦產(chǎn)資源經(jīng)濟與管理等以礦床的開發(fā)與保護為目標(biāo)的后續(xù)課程。該學(xué)科體系為地礦類學(xué)生提供了廣闊的科學(xué)視野和系統(tǒng)的知識邏輯，為培養(yǎng)合格、優(yōu)質(zhì)的地學(xué)專業(yè)人才做出了巨大貢獻(xiàn)。

然而，仔細(xì)分析現(xiàn)有課程設(shè)置（圖1），發(fā)現(xiàn)沒有一個統(tǒng)一的動力學(xué)體系來串聯(lián)起整個科學(xué)思路?，F(xiàn)有的礦物、巖石、構(gòu)造等課程就像醫(yī)學(xué)中的皮膚、肝膽等獨立學(xué)科，但地球科學(xué)缺乏像心臟、血液、神經(jīng)系統(tǒng)等具有全系統(tǒng)驅(qū)動、循環(huán)功能的學(xué)科。雖然我們當(dāng)前開設(shè)的一些課程如動力地質(zhì)學(xué)原理、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和區(qū)域大地構(gòu)造等課程已經(jīng)包含了部分地球發(fā)展演化的動力學(xué)實證，但這些課程開設(shè)在本科的一二年級，內(nèi)容寬且淺，更像是科普教學(xué)。這些課程不足以建立地球的動力學(xué)分類和動力驅(qū)動形成自然現(xiàn)象和礦產(chǎn)資源的內(nèi)在邏輯。

圖1 地礦類學(xué)科專業(yè)課程設(shè)置

因此，從認(rèn)識論來講我們的各學(xué)科像拼圖的獨立模塊，當(dāng)前需要一門能引領(lǐng)學(xué)生將各模塊拼合成圖，形成完整學(xué)科思路的紐帶型課程。

2.地球科學(xué)學(xué)科系統(tǒng)性

長期以來礦床學(xué)與找礦勘探學(xué)等課程以礦床、礦點和礦化為研究對象，以指導(dǎo)生產(chǎn)實踐為研究方向，為國家資源開發(fā)和保證做出了重要的工作。在科研和生產(chǎn)中，一定的時空和構(gòu)造環(huán)境產(chǎn)出一定的礦床類型，反之，一定的礦床類型也可作為認(rèn)識構(gòu)造環(huán)境演化的一種標(biāo)志。因此，對成礦區(qū)帶及其中成礦系統(tǒng)的深入剖析（地層、構(gòu)造、地球物理、地球化學(xué)），能提供該區(qū)域巖石圈結(jié)構(gòu)、組成和演化歷史等方面十分重要的信息。再者，成礦作用作為地球內(nèi)部物質(zhì)高度富集的機制，這個富集的動力和過程應(yīng)該是地球科學(xué)鏈條中的重要一環(huán)，它的研究成果可以豐富和充實整個地球科學(xué)的理論體系。因此，建立和完善從動力學(xué)體系－大地構(gòu)造環(huán)境－成礦系統(tǒng)的科學(xué)演化過程，可以豐富和完善地球演化的細(xì)節(jié)，完善地球科學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)性。

三、加強區(qū)域成礦學(xué)課程的建議

當(dāng)前我校開設(shè)“區(qū)域成礦學(xué)”課程從學(xué)科系統(tǒng)性方面已經(jīng)有了一定的進(jìn)步，但是由于區(qū)域成礦學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性，使得進(jìn)行全面、充分的研究學(xué)習(xí)仍然比較困難。因此，針對學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，作者認(rèn)為從以下幾方面做有側(cè)重的加強，可以對當(dāng)前較弱的區(qū)域成礦學(xué)開展會有所幫助。

1.地球動力學(xué)系統(tǒng)研究作為學(xué)科開展的基石

當(dāng)前一些高精度的年齡數(shù)據(jù)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)對地球科學(xué)的定量化研究已有了較大的提升，然而由于地球內(nèi)部的不可探測性和地球化學(xué)數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，使得除測年數(shù)據(jù)外的地球科學(xué)認(rèn)識仍是一種經(jīng)驗性的、探索性的結(jié)論。已有的地質(zhì)觀察、觀測以及年齡和地球化學(xué)數(shù)據(jù)已經(jīng)對地球的成分和發(fā)展演化規(guī)律有了一些基本的認(rèn)識，并得到了大量的驗證。因此，建立起地球發(fā)展演化的動力學(xué)模式已經(jīng)成為一種可能。

（1）收集和整理當(dāng)前學(xué)術(shù)界對地球演化的動力來源和成礦系統(tǒng)的驅(qū)動機制的討論，給學(xué)生展示地球科學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和存在問題，構(gòu)筑一個完整的地球科學(xué)系統(tǒng)。

（2）針對特定區(qū)域內(nèi)成礦系統(tǒng)的復(fù)雜性，結(jié)合大地構(gòu)造演化歷史，講述區(qū)域內(nèi)成礦系統(tǒng)形成、發(fā)展、演化以及變遷的內(nèi)在動力學(xué)機制。

2.圍繞三大成礦理論的學(xué)習(xí)－實踐路線

自板塊構(gòu)造理論逐漸發(fā)展和成熟以來，成礦學(xué)和區(qū)域成礦學(xué)也進(jìn)行了深刻的調(diào)整，形成了以板塊構(gòu)造理論為依據(jù)的當(dāng)代成礦理論，歸結(jié)起來大體有三種類型，分別是邊緣成礦理論、碰撞成礦理論和克拉通成礦理論。針對已有的地學(xué)教育框架有必要在從動力學(xué)、區(qū)域成礦學(xué)的角度進(jìn)行重新的闡述。

（1）針對動力學(xué)機制的差異講述當(dāng)前邊緣成礦理論、碰撞成礦理論、克拉通成礦理論的起源和應(yīng)用。

（2）針對三大成礦理論幫助學(xué)生建立：“成礦動力—成礦理論（三種動力學(xué)背景）—全球演化—成礦系列—礦床—礦致異常—找礦勘探模式增長成礦預(yù)測”的科學(xué)思路。掌握“構(gòu)造事實觀察－動力學(xué)分析－成礦模式建立－礦床預(yù)測”的學(xué)習(xí)實踐路線。

3.建立區(qū)域地質(zhì)－構(gòu)造演化－成礦系統(tǒng)實驗演示基地

當(dāng)前“區(qū)域成礦學(xué)”課程仍在較小的范圍內(nèi)開展和討論，因此學(xué)科的完備程度仍有待加強，其中實踐教學(xué)課程的安排和演示方式或?qū)嵙?xí)基地亟須解決。建立和完善教學(xué)實踐課程的方法和步驟如下。

（1）研究和分析當(dāng)前已有成礦模式的成熟度。尋找動力學(xué)模式－成礦模式吻合較好，且得到地質(zhì)事實和地球化學(xué)、地球物理事實檢驗的成礦區(qū)帶進(jìn)行成礦系統(tǒng)的建立。例如建立金川巖漿分異型成礦系統(tǒng)實驗教學(xué)基地。

（2）利用計算機仿真和三維建模技術(shù)，建立成礦帶的動力驅(qū)動、構(gòu)造演化和礦床形成的動畫教學(xué)演示課件，構(gòu)建受動力學(xué)驅(qū)動的多級影響驅(qū)動機制，最終形成一套選定區(qū)域的完整的區(qū)域成礦課件，同時收集相關(guān)的地質(zhì)圖件、礦產(chǎn)圖件、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)作為成礦系統(tǒng)的佐證。

（3）針對教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)具有典型意義的地質(zhì)、構(gòu)造、蝕變、礦化部位進(jìn)行實地踏勘，建立多個區(qū)域成礦系統(tǒng)野外考查基地。

以上工作的開展可以形成一套完整、科學(xué)的教學(xué)體系，該體系涵蓋了從基礎(chǔ)地質(zhì)理論、構(gòu)造發(fā)展演化和區(qū)域成巖成礦的完整演化過程，對學(xué)生形成完整的地球科學(xué)認(rèn)識具有重要的意義。

事實上，課程建設(shè)如同學(xué)校建設(shè)一樣，并不是說規(guī)模與程度越大越好，僅擴展課程和加深難度只可能帶來一個臃腫而龐大的體系，而一些紐帶型的小課程可能是整個學(xué)科體系的點睛之筆，其加強和完善對強化學(xué)科和課程體系有著至關(guān)重要的作用。

本文所研究的區(qū)域成礦學(xué)一直以來是針對碩博士生開設(shè)的小課時專業(yè)選修課，但通過近幾年針對高年級學(xué)生的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)該課程具有良好的歸納總結(jié)和融會貫通的作用，對學(xué)生形成科學(xué)思維方式和深化專業(yè)認(rèn)識都具有較好的效果。課程適當(dāng)?shù)募訌姾屯晟凭哂兄匾睦碚摵同F(xiàn)實意義。與此相仿的紐帶型課程建設(shè)也會是整個課程建設(shè)中的潤滑劑，也是復(fù)雜學(xué)科體系中的點睛之筆。

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