青藏高原地質(zhì)學(xué)理科野外教學(xué)基地探索與實(shí)踐

孟 俊，李亞林

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

一、前言

高新技術(shù)快速應(yīng)用、從單一的巖石圈研究轉(zhuǎn)向各圈層相互作用以及多個分支學(xué)科和多個國家聯(lián)合攻關(guān)是當(dāng)前國際地球科學(xué)發(fā)展的顯著特點(diǎn)。從研究性教學(xué)角度和未來國際化創(chuàng)新型地學(xué)人才培養(yǎng)角度出發(fā)，將學(xué)科優(yōu)勢與典型地區(qū)科學(xué)研究優(yōu)勢有效結(jié)合是新形勢下培養(yǎng)適應(yīng)于面向國際地球科學(xué)發(fā)展需求的優(yōu)秀地學(xué)人才的有效教學(xué)手段。地球科學(xué)是一門實(shí)踐性學(xué)科，野外地質(zhì)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力最為重要的環(huán)節(jié)[1-5]。然而，通過近年來筆者的教學(xué)和科研實(shí)踐分析，地質(zhì)學(xué)野外教學(xué)難以跟上科學(xué)研究步伐，教學(xué)內(nèi)容難以與國際研究前沿相結(jié)合，嚴(yán)重影響了地質(zhì)學(xué)創(chuàng)新型人才培育的質(zhì)量。具體表現(xiàn)為：（1）野外實(shí)習(xí)基地地質(zhì)現(xiàn)象不夠典型，教學(xué)內(nèi)容單一，與國際研究前沿脫節(jié)；（2）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容隨著地球科學(xué)的發(fā)展，亟須補(bǔ)充和更新；（3）實(shí)踐教學(xué)師資缺乏；（4）地質(zhì)學(xué)新技術(shù)新方法無法在實(shí)踐教學(xué)中體現(xiàn)；（5）學(xué)生課程負(fù)擔(dān)過重，野外實(shí)踐環(huán)節(jié)相對較少，特別是特色鮮明的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)有限；（6）在學(xué)生的前期培養(yǎng)階段，研究和發(fā)展方向定位相對滯后，在大三保研階段普遍出現(xiàn)了跟隨導(dǎo)師研究方向和研究興趣的“隨行就市”，未能體現(xiàn)興趣帶動創(chuàng)新的理念。在中后期培養(yǎng)階段，學(xué)生理論知識盡管較為扎實(shí)，但實(shí)踐能力相對較弱，提出問題、解決問題的能力有待提高。

那么，如何將地質(zhì)學(xué)學(xué)科優(yōu)勢和科學(xué)研究優(yōu)勢相結(jié)合，激發(fā)科研興趣和潛力，培養(yǎng)創(chuàng)新型研究人才成為目前亟待解決的問題。從野外教學(xué)改革入手，是解決上述問題的有效途徑之一。青藏高原被譽(yù)為國際地球科學(xué)研究的天然實(shí)驗(yàn)室和地球科學(xué)新理論誕生的搖籃，同樣也是地質(zhì)學(xué)野外教學(xué)實(shí)習(xí)最為理想的基地之一。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）對青藏高原有較長的研究歷史，并造就了一批杰出的學(xué)者。當(dāng)前，隨著西部大開發(fā)和國土資源部青藏發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，我校承擔(dān)了大量青藏高原地質(zhì)科研項(xiàng)目，并取得突出成果，在國際青藏高原研究中的地位日趨突出。同時，青藏高原是國際地質(zhì)研究的熱點(diǎn)地區(qū)，每年都有大量國外學(xué)者及其研究生在此開展研究與教學(xué)實(shí)踐，為實(shí)踐教學(xué)開展國際合作交流提供了良好基礎(chǔ)。因此，青藏高原不僅有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)知識，更有利于學(xué)生了解和接觸應(yīng)用于國際地學(xué)研究前沿的最新技術(shù)方法。越來越多的本科生、研究生投入到青藏高原地質(zhì)研究中，研究方向涵蓋地層學(xué)、古生物學(xué)、巖石學(xué)、沉積學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦床學(xué)、石油地質(zhì)、氣候環(huán)境變化等多個學(xué)科。然而，青藏高原研究面積大，野外工作環(huán)境極其艱苦，地質(zhì)內(nèi)容與地質(zhì)現(xiàn)象復(fù)雜，現(xiàn)階段在該地區(qū)尚未形成成型的教學(xué)與研究基地，使得學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間對青藏高原了解較少或較晚，在實(shí)習(xí)和實(shí)踐工作中難以快速進(jìn)入研究狀態(tài)。學(xué)生對青藏高原地質(zhì)缺乏系統(tǒng)認(rèn)識，制約了培養(yǎng)進(jìn)程和成果的取得。

以我校教學(xué)研究與教學(xué)改革項(xiàng)目為依托，以青藏高原得天獨(dú)厚的地域優(yōu)勢為特色，結(jié)合國外地質(zhì)院校野外實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)[6-7]，本文在對青藏高原野外實(shí)習(xí)野外教學(xué)內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了野外實(shí)踐教學(xué)探索過程，并提出了遇到的問題和解決方案。本次實(shí)踐旨在充分利用青藏高原豐富的地質(zhì)內(nèi)容、廣泛的國際研究合作以及我校的學(xué)科優(yōu)勢，培養(yǎng)適應(yīng)國際地球科學(xué)發(fā)展要求、具有創(chuàng)新能力的研究型地學(xué)人才。

二、青藏高原野外實(shí)習(xí)基地地質(zhì)特征與教學(xué)內(nèi)容

本次青藏高原野外實(shí)習(xí)基地選擇西藏日喀則仲巴縣地區(qū)作為試點(diǎn)。仲巴地區(qū)位于印度-歐亞大陸碰撞造山帶，其構(gòu)造位置跨越了歐亞大陸南緣、雅魯藏布江縫合帶和印度大陸北緣，發(fā)育了岡底斯巖漿弧、弧前盆地、蛇綠構(gòu)造混雜巖以及被動大陸邊緣沉積等大量典型的地質(zhì)內(nèi)容。既記錄了特提斯洋俯沖閉合，青藏高原構(gòu)造地體碰撞造山和陸內(nèi)擠壓-伸展的構(gòu)造、沉積、變質(zhì)作用過程，也記錄了能源礦產(chǎn)資源富集以及冰川、氣候、環(huán)境的變遷。我?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在該地區(qū)進(jìn)行了近20年的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積與地層學(xué)、古生物學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、巖石地球化學(xué)等多學(xué)科的科學(xué)研究，經(jīng)歷了反復(fù)認(rèn)識、實(shí)踐、再認(rèn)識的過程。尤其是近5年內(nèi)在該地區(qū)開展了大量1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，不僅取得了重大科研成果，使該地區(qū)成為國際地學(xué)研究的熱點(diǎn)地區(qū)，更重要的是對該地區(qū)長期積累的科學(xué)研究成果向教學(xué)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，逐步建成了區(qū)域地質(zhì)綜合實(shí)習(xí)和創(chuàng)新教育的野外教學(xué)基地。

仲巴地區(qū)作為地質(zhì)實(shí)習(xí)基地，可以客觀展現(xiàn)地質(zhì)歷史時期的不同地質(zhì)作用、不同構(gòu)造盆地內(nèi)特殊的沉積巖石構(gòu)造組合、高原地形地貌，也可以使學(xué)生全面了解新技術(shù)方法在地球科學(xué)中的應(yīng)用。

在基礎(chǔ)地質(zhì)認(rèn)知方面，該地區(qū)發(fā)育有：（1）大量與碰撞相關(guān)的逆沖斷裂（岡底斯逆沖系統(tǒng)）和褶皺變形，與后期高原伸展構(gòu)造相關(guān)的走滑斷層與正斷層系統(tǒng)（藏南拆離斷層系與南北向裂谷地塹），并伴生有大量線理、面理構(gòu)造現(xiàn)象；（2）岡底斯巖基以及大量鎂鐵質(zhì)巖墻與巖脈；（3）綠片巖相、角閃巖相等眾多變質(zhì)相巖石組合；（4）雅魯藏布縫合帶蛇綠混雜巖（保存了超基性巖、輝長巖、席狀巖墻、枕狀玄武巖和桂質(zhì)巖的完整蛇綠巖套）；（5）被動大陸斜坡-盆地沉積的濁積巖、硅質(zhì)巖、大洋紅層以及三角洲-斜坡沉積的碎屑巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r；（6）弧前盆地斜坡相的濁流沉積，三角洲-濱海-淺海環(huán)境砂礫巖、灰?guī)r沉積，可見到典型的層面、層理構(gòu)造，生物擾動、潛穴、化石；（7）大量第四紀(jì)沉積、冰川、河流（雅魯藏布江）以及伴生的地貌改造作用和新構(gòu)造活動。

在科學(xué)研究與創(chuàng)新方面，印度-歐亞大陸碰撞與青藏隆升歷史和機(jī)制等重大基礎(chǔ)科研問題一直是國際地學(xué)研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，同樣岡底斯成礦帶的控礦條件與成礦模式等重大生產(chǎn)實(shí)踐問題也被深入研究。

在新技術(shù)方法應(yīng)用方面，近年來由于青藏高原對于板塊構(gòu)造理論創(chuàng)新與全球氣候變化研究的重要性，眾多新技術(shù)方法被應(yīng)用到了青藏高原研究中，如宇宙核素測量喀拉昆侖斷裂活動時代、古地磁學(xué)手段限定印度-歐亞大陸碰撞的時代與位置、同位素古高程計(jì)約束青藏高原隆升高度與時代、構(gòu)造熱年代學(xué)恢復(fù)古高原構(gòu)造熱歷史與隆升歷史等等。

三、青藏高原野外實(shí)習(xí)基地教學(xué)探索

近年來，我校青藏高原科研團(tuán)隊(duì)與美國加州大學(xué)圣克魯茲分校、美國邁阿密大學(xué)、澳大利亞悉尼大學(xué)、臺灣成功大學(xué)等高校在西藏仲巴縣教學(xué)研究基地及鄰區(qū)持續(xù)開展了國際合作與交流，外方諸多本科生和研究生也參加了研究實(shí)踐。因此，針對中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)學(xué)基地班本-碩-博貫通培養(yǎng)的特點(diǎn)，選取本科三年級基地班以及國際合作研究單位學(xué)生“1對1”結(jié)合，在提高學(xué)生外語水平的同時，掌握學(xué)科研究前沿和國際動態(tài)，達(dá)到培養(yǎng)高質(zhì)量的人才的目的。同時，類比美國加州大學(xué)圣克魯茲分校同類型課程Elements of Field Geology的教學(xué)內(nèi)容，全面綜合的室內(nèi)基礎(chǔ)課程教學(xué)與較長時間的選定區(qū)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，實(shí)踐教學(xué)與地質(zhì)填圖相結(jié)合進(jìn)行實(shí)習(xí)訓(xùn)練。

1.教學(xué)形式

（1）開設(shè)野外地質(zhì)學(xué)課程。并針對野外地質(zhì)學(xué)分專題進(jìn)行室內(nèi)教學(xué)，包括構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)與地層學(xué)、巖石學(xué)基礎(chǔ)與野外工作方法、野外填圖工作方法、青藏高原地質(zhì)演化介紹，并配合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)教學(xué)。野外地質(zhì)學(xué)課程側(cè)重野外實(shí)踐，因此室內(nèi)教學(xué)以野外工作方法為主要內(nèi)容。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)部分主要側(cè)重羅盤使用、方位角、坡角、地層產(chǎn)狀、構(gòu)造面理線理產(chǎn)狀測量、斷層-褶皺等構(gòu)造要素在地質(zhì)圖中的識別等內(nèi)容；巖石學(xué)基礎(chǔ)主要側(cè)重三大巖類肉眼鑒定；沉積學(xué)與地層學(xué)主要側(cè)重剖面測量、古水流測量、礫石統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容。建議使用教材有：張克信等于2001年在中國地質(zhì)大學(xué)出版社出版的《青藏高原區(qū)域地質(zhì)調(diào)查野外工作手冊》[8]；王成善等于1999年在地質(zhì)出版社出版的《雅魯藏布江-喜馬拉雅山地質(zhì)》[9]；Yin A & Harrison T M 2010年在《Annual Review of Earth and Planetary Sciences》發(fā)表的Geologic evolution of the Himalayan-Tibetan orogen 論文[10]。

（2）野外實(shí)習(xí)教學(xué)與填圖教學(xué)前準(zhǔn)備。實(shí)習(xí)時間選在6月初，這一時間段仲巴地區(qū)結(jié)束嚴(yán)寒，并且雨季尚未來臨。由于青藏高原海拔高、空氣稀薄，工作環(huán)境比平原區(qū)更加艱苦。因此在正式開始野外實(shí)習(xí)教學(xué)與填圖之前，需要進(jìn)行實(shí)習(xí)材料準(zhǔn)備與學(xué)生的安全教育準(zhǔn)備，包括常規(guī)地質(zhì)工具如地質(zhì)錘、放大鏡、羅盤、樣品袋、記號筆、野簿、相機(jī)、GPS、卷尺等，勞保用品如帳篷、睡袋、登山鞋、沖鋒衣、常用藥品以及氧氣瓶等。課堂講解野外生存基本技能，強(qiáng)調(diào)青藏高原野外教學(xué)安全守則。

（3）“1對1”教學(xué)模式下的野外地質(zhì)教學(xué)與填圖實(shí)習(xí)。將野外教學(xué)分成教學(xué)、實(shí)踐與科研三個階段。第一階段為教學(xué)階段，由若干名教師使用仲巴地區(qū)野外實(shí)習(xí)教材，針對上文提到的青藏高原仲巴地區(qū)地質(zhì)特征，選取典型路線與剖面進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，如觀測逆沖推覆及伴生構(gòu)造、日喀則弧前盆地沉積組合、混雜巖剖面、被動大陸邊緣斜坡相沉積等。第二階段為實(shí)踐階段。將中外學(xué)生分組，每組由一名有高原野外經(jīng)驗(yàn)的教師領(lǐng)隊(duì)，其余為“1對1”國際學(xué)生與中國學(xué)生，選取具備科學(xué)問題的典型區(qū)域進(jìn)行小范圍1:5萬數(shù)字化地質(zhì)填圖訓(xùn)練。訓(xùn)練期間，中國學(xué)生與國際學(xué)生討論地質(zhì)現(xiàn)象，認(rèn)識以及科學(xué)問題。 第三階段為科研階段，由教師指導(dǎo)，以小組為單位發(fā)現(xiàn)并討論科學(xué)問題，制定詳細(xì)野外工作計(jì)劃并進(jìn)一步完成科研地質(zhì)工作與采樣，提出室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及下一步研究方案。實(shí)習(xí)完畢返校后小組成員針對選取的科學(xué)問題進(jìn)行深入研究，并由導(dǎo)師指導(dǎo)發(fā)表相關(guān)研究成果。

2.對學(xué)生產(chǎn)生的積極影響、出現(xiàn)的問題及建議

經(jīng)過3年的嘗試，上述青藏高原野外教學(xué)探索對學(xué)生產(chǎn)生了多方面的積極影響。（1）它對學(xué)生的科研學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生了積極影響。近年來我校大批研究生致力于青藏高原地質(zhì)學(xué)研究，參加本次教學(xué)探索的學(xué)生先于未經(jīng)實(shí)習(xí)培訓(xùn)的碩士一年級學(xué)生以較快速度適應(yīng)了青藏高原的研究工作，并且對青藏高原地質(zhì)與熱點(diǎn)研究問題有了系統(tǒng)認(rèn)識，加快了其培養(yǎng)進(jìn)程和成果的取得進(jìn)程，有效地激發(fā)了學(xué)習(xí)與科研的積極性。（2）它增加了學(xué)生對新技術(shù)方法的了解，盡管這種了解并不深入。目前國際青藏高原地質(zhì)研究競爭趨于白熱化，地質(zhì)學(xué)新理論新技術(shù)不斷發(fā)展。本次教學(xué)探索充分發(fā)揮了青藏高原野外教學(xué)研究基地教學(xué)實(shí)踐功能，使得學(xué)生在本科階段就接觸到了國際前緣的科學(xué)問題和最新發(fā)展的新技術(shù)新方法。（3）專業(yè)英語水平有顯著提高。與國際留學(xué)生“1對1”共同實(shí)習(xí)，為國內(nèi)實(shí)習(xí)生專業(yè)英語學(xué)習(xí)提供了語言環(huán)境，增加了運(yùn)用語言的機(jī)會。這種野外實(shí)習(xí)教學(xué)方式擴(kuò)大了學(xué)生的英語詞匯量和專業(yè)知識面，有助于提高學(xué)生用英語思維的能力。（4）有助于學(xué)生就業(yè)。對地質(zhì)學(xué)野外技能的培訓(xùn)增加了學(xué)生對業(yè)務(wù)能力的信心，經(jīng)過高原野外教學(xué)訓(xùn)練的學(xué)生能夠掌握更加堅(jiān)實(shí)的基本技能，有更多的就業(yè)選擇。而且通過新技術(shù)的學(xué)習(xí)還影響到了學(xué)生就業(yè)謀職時的決策。在應(yīng)聘單位時，這些學(xué)生具備過硬的野外地質(zhì)學(xué)技術(shù)與英語背景，增加了就業(yè)成功的機(jī)會。（5）青藏高原野外地質(zhì)學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，如獨(dú)立工作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、心理素質(zhì)、環(huán)保素質(zhì)等等。

但是，在青藏高原野外教學(xué)探索中，也遇到了一些困難和問題，在此基礎(chǔ)上本文提出建議，希望對加強(qiáng)地學(xué)實(shí)踐教學(xué)有所幫助。高原條件惡劣，存在缺氧、野生動物攻擊、疾病、走失等安全隱患。實(shí)習(xí)生第一次進(jìn)藏，對高原野外作業(yè)沒經(jīng)驗(yàn)，因此安全仍然是第一大問題。相應(yīng)的，租車、燃油、食物等價格高昂，高原實(shí)習(xí)花費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平原地區(qū)。但是青藏高原野外教學(xué)的積極影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它的困難和問題，因此在這里，為加強(qiáng)青藏高原地質(zhì)學(xué)實(shí)踐教學(xué)提出以下建議：（1）增加青藏高原實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入，將其建設(shè)成為國家級地學(xué)實(shí)踐教學(xué)基地。增加常規(guī)性經(jīng)費(fèi)投入，如仲巴地區(qū)實(shí)習(xí)基地建設(shè)、野外實(shí)習(xí)裝備和實(shí)習(xí)費(fèi)用等，不僅使得青藏高原野外實(shí)習(xí)教學(xué)不再局限在依靠科研經(jīng)費(fèi)來完成，更重要的是使得實(shí)習(xí)學(xué)生的安全有了極大的保障。（2）增加校企合作，在合作中仲巴實(shí)習(xí)基地給予企業(yè)技術(shù)、宣傳和文化支持，企業(yè)為實(shí)習(xí)基地提供必要的經(jīng)費(fèi)保障。（3）實(shí)習(xí)基地由多院校多學(xué)科共同使用，以共享形式提高基地使用率效率[4,11]。地球系統(tǒng)科學(xué)把巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈和人類社會作為一個統(tǒng)一的、相互作用的系統(tǒng)來研究，從地球系統(tǒng)科學(xué)的角度構(gòu)建仲巴綜合性野外實(shí)訓(xùn)基地，將生物、地理、人文、水資源、大氣等專業(yè)引入實(shí)習(xí)基地，嘗試開發(fā)綜合性、多學(xué)科共同實(shí)習(xí)線路，實(shí)現(xiàn)從單一學(xué)科向多學(xué)科的資源共享。這種方式既使得野外實(shí)習(xí)基地有較高的投入產(chǎn)出比，又促進(jìn)了不同學(xué)校、不同學(xué)科師生間的廣泛交流，帶來不同學(xué)科知識體系的交融，有利于新觀點(diǎn)新想法的產(chǎn)生，也有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

四、結(jié)語

青藏高原仲巴野外教學(xué)基地教學(xué)內(nèi)容包括構(gòu)造、沉積地層、巖石、古生物、氣候變化、第四紀(jì)等各個學(xué)科，并且涵蓋了俯沖碰撞造山帶的全套構(gòu)造單元，擁有大量典型的地質(zhì)現(xiàn)象與科學(xué)研究問題。采用教學(xué)、實(shí)踐與科研相結(jié)合的教學(xué)方法，通過國內(nèi)外學(xué)生“1對1”結(jié)合，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)水平。青藏高原仲巴地質(zhì)實(shí)習(xí)基地是培養(yǎng)地質(zhì)專業(yè)人才的搖籃，增加教學(xué)資源投入與共享，將其建設(shè)成為國家級地質(zhì)野外教學(xué)科研基地，才能真正達(dá)到教學(xué)實(shí)踐與學(xué)科前沿緊密結(jié)合，達(dá)到提高培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。

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