地質工程（工程地質方向）專業(yè)地質學基礎周口店野外教學探討

陳劍文　王亮清

摘要：由于獨特的地理位置和漫長的地質演化歷史，中國地質大學周口店教學實習區(qū)擁有豐富且典型的地質學教學資源。周口店地質學基礎野外教學實習是我校地質工程專業(yè)（工程地質方向）本科培養(yǎng)過程中重要的一個環(huán)節(jié)，考慮到專業(yè)性質和培養(yǎng)方案設置，在教學經驗總結的基礎上，提出了周口店野外教學內容中需要注意和加強的地方，并探討了野外教學方法以助提高教學效果和質量。

關鍵詞：工程地質；周口店實習站；教學方法；野外教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0251-02

一、引言

周口店野外實踐教學區(qū)位于太行山山脈北段與華北平原的臨接處，大地構造單元隸屬于華北陸塊燕山板內（陸內）構造帶教學區(qū)內諸多的地質遺跡難易適中，加之區(qū)位優(yōu)勢和便利的交通條件，使周口店野外實踐教學站成為享譽國內教育界的野外實踐教學場所。

周口店地質學基礎野外教學實習是我校地質工程專業(yè)（工程地質方向）本科生一門重要的實踐課程，教學效果對本專業(yè)人才培養(yǎng)質量有著較大的影響，因此本文針對我校地質工程專業(yè)（工程地質方向）培養(yǎng)要求和專業(yè)特點，結合前人研究的基礎上，就教學內容以及教學方法進行探討。

二、教學內容探討

周口店地質學基礎野外教學實習由簡到繁、循序漸進，共劃分為：路線地質教學階段、獨立綜合填圖實踐和地質（實習）報告編寫三個階段。

我校地質工程專業(yè)（工程地質方向）周口店野外教學為期四周，學生系統(tǒng)地掌握常規(guī)的地質調查方法和基本技能，包括：（1）地層的野外觀察和描述；（2）羅盤和地形圖使用；（3）地層實測剖面；（4）獨立地質填圖；（5）野外教學實習報告編寫等五個內容。

地質工程專業(yè)（工程地質方向）周口店教學除按照地質學基礎野外教學任務和要求外，考慮到專業(yè)特點以及后續(xù)教學內容的銜接，筆者認為還需要注意如下方面：

1.注重圖件繪制能力訓練。周口店野外教學實習圖件編制包括地質素描圖、信手剖面圖、實測剖面圖、地層綜合柱狀圖、綜合材料圖、地質平面圖以及構造綱要圖。根據筆者周口店教學經驗，要加強學生圖件的編制能力，首先要強化地質素描以及信手剖面圖的繪制訓練。地質素描的技巧以及步驟詳見《野外地質素描》，在此只針對筆者在教學實踐中總結出幾點注意事項供參考：（1）地質素描是對地質現象的形態(tài)特征和規(guī)律采用線條為主要表現形式予以表達，故素描之前，首先需要認真觀察、看懂地質現象，然后才能畫出正確的素描。如八角寨埡口附近的石香腸構造素描，除了石香腸特征（形成原因）外，還需要表現出剪切構造的性質、運動方向以及與石香腸構造的先后順序等要點。（2）圖形比例以及關鍵點或者地質現象在圖中的位置。如孤山口火車站復雜褶皺構造素描中可以教會學生根據電線桿長度和間距估算出剖面高和長，然后根據野簿尺寸確定整數比例尺。地質點或現象的定位，首先確定典型的地形地物（擋墻、電線桿）或顯著的構造點位置，再確定其他構造點或者要素的相對位置，從而避免素描失真。（3）先后順序。如進行褶皺類素描時應首先畫兩翼，然后填充地層巖性，這樣可以避免褶皺形態(tài)失真；對于斷層則先確定斷層面的位置和產狀，然后再繪兩盤地層巖性。為了表現出不同構造期次，則應遵循由新到老的順序。

信手剖面圖最大的問題是比例失調（地形失真）、巖層產狀不正確以及巖性組合錯誤等三個問題。

比例失調一般出現在手繪地形起伏較大的剖面，可目估剖面起始距離或者從地形圖上讀取以確定剖面長度，再根據野簿尺寸確定橫向比例尺。縱向比例尺則依據地形圖讀取高差或者根據樹木、電線桿等估算山頂與谷底高差來確定縱向比例尺。坡面線則可采用羅盤測量出俯角或仰角，然后基于山頂與坡角的高差和縱向比例尺確定坡面的基準線，然后根據實際坡面起伏修正。

巖層產狀主要為巖層傾向線畫反以及傾角過陡。教學時可以告訴學生巖層傾向與剖面方向夾角小于90°則巖層傾向線向剖面方向傾斜，當二者夾角大于90°時則巖層傾向線向剖面方向相反的方向傾斜。視傾角小于或等于真傾角，故信手剖面上的巖層傾角要小于真傾角，具體數值可查閱野簿后面的附錄表。

巖性組合畫錯的主要原因是學生并沒有養(yǎng)成“邊走邊觀察記錄，邊延伸剖面圖”的習慣，加之天氣炎熱，繪圖功底不扎實，很多學生憑印象畫，甚至有的相互抄襲，以訛傳訛。故教師在路線教學時，一定要嚴格督促學生訓練其信手剖面功能。

2.強化獨立地質填圖訓練。獨立地質填圖是學生掌握常規(guī)的地質調查方法和基本技能的必由途徑，也是周口店野外教學成果的有效檢驗手段之一。

根據近六年的教學效果看，學生基本掌握了褶皺區(qū)的地質填圖，而且對不同世代的褶皺構造分析具有一定的能力，取得了良好的教學效果。但需要注意的是，部分學生對于大型斷層的確定以及填圖還存在困惑。對于此，筆者建議地質工程專業(yè)（工程地質方向）填圖區(qū)調正為東區(qū)和西區(qū)，填圖時間延長至8天，不僅使學生的地質野外功底加強，而且也后利于后續(xù)的《工程地質學基礎》和《工程地質勘察》課程的學習。

3.適當突出工程地質專業(yè)特色。周口店實習區(qū)擁有豐富的野外地質教學資源，部分路線同樣可以作為后續(xù)的《工程地質學基礎》課程教學的有益補充，如：

“房山西斷裂觀察”教學路線可以適當補充活斷層、地震以及區(qū)域穩(wěn)定方面的基礎知識。地震區(qū)選址問題可以在“八角寨—拴馬莊橋頭”地層路線中的洪水莊組（Pt2h）韌性剪切（鞘褶皺）中結合“中性三角區(qū)”予以介紹。

巖體概念以及巖體結構控制理論可以在八角寨埡口的霧迷山組（Pt1w）地層巖性觀察點進行講解。同時以組為單位讓學生進行節(jié)理測量，整理野簿時繪制玫瑰花圖并劃分優(yōu)勢節(jié)理產狀，一方面訓練學生的羅盤使用，另一方面初步加強學生對節(jié)理的水文地質工程地質意義的理解。

同樣是在“八角寨—拴馬莊橋頭”地層路線的鐵嶺組（Pt2t）三段巖性變化觀察分析之余，可介紹卸荷裂隙、巖質滑坡以及崩塌等概念，崩塌成因、邊界確定、識別方法以及治理措施等類容。

周口店實習區(qū)巖溶現象同樣發(fā)育，如太平山北坡的馬家溝灰?guī)r（O1m）與八角寨埡口和七渡教學點的霧迷山組白云巖（Pt1w）進行對比，介紹巖溶發(fā)育的三個條件，闡述巖溶發(fā)育的影響因素（巖性、巖性組合、構造）。?？谟畮旖虒W點則簡介巖溶滲漏問題以及巖溶隧道突水超前預報等問題。

房山巖體路線可講述風化概念及分帶方法。迎風坡—西風坡兩個教學點之間則邊走邊引導學生觀察花崗巖風化現象，并介紹巖體風化工程地質研究意義。

總之，周口店野外教學實習內容的主體是地質學基礎，為了更好的與后續(xù)專業(yè)課程銜接，可根據實際地質現象靈活導入部分水文地質和工程地質的基礎理論，除了激發(fā)學生專業(yè)興趣外，打下堅實的基礎外，還可以引導、訓練學生理論聯(lián)系實踐的能力。

三、教學方法探討

按照工程教育學的兩種經典模式劃分，我校地質工程專業(yè)（工程地質方向）周口店野外教學實習可參考工程模式，即關注向實踐學習，側重培育橫向思維能力，側重比較、綜合歸納、推理的能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作經驗。

1.路線教學階段。路線教學階段教師首先告知學生路線的教學任務、目的以及要求，教學時講解不同地質現象類型（地層、巖石、構造）的觀察描述方法以及野簿記錄格式等內容，然后引導學生對現象進行觀察，啟發(fā)學生去分析其產生原因及地質意義。教學方法則可靈活運用啟發(fā)式教學以及分組討論等形式，切忌出現“老師念學生抄”的現象。

路線教學階段筆者認為應該注意：（1）結合路線教學內容，讓學生理解并掌握“將今論古”的地質學思維，培育學生的“時空觀”能力。（2）向學生灌輸野簿記錄務必“認真觀察、詳細記錄，避免個人主觀判斷”，培養(yǎng)其“求真務實”的校風和工作態(tài)度。

2.獨立填圖階段。獨立填圖既是對路線教學成果的一次檢驗，也是對學生進行一次綜合而全面的地質基本功訓練，故該教學階段的主體是學生，教師只是起到輔助和督促作用。獨立填圖階段帶隊教師可利用巡山答疑機會適當和學生就填圖過程中出現的某些疑點或難點問題于現場共同商討解決，但應著重于培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。同時還可以啟發(fā)、引導學生進行野外專題研究，研究內容根據學生專業(yè)特點和興趣選擇，可以是基礎地質或工程地質方面的，也可以是環(huán)境甚至旅游地質等方面，旨在提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的科研意識和創(chuàng)新能力。

周口店獨立填圖階段教學組織方式是以教學小組為單位（5～6人），實行由組員選舉的組長負責制。填圖過程中注重學生的團隊精神訓練，即要求分工明確，各司其職（如：掌圖、定點、測量、記錄和標本采集等工作），同時也要集思廣益（如：路線制定、問題解決以及資料整理分析等），避免單打獨斗。

3.報告編制階段。該階段是教學實習的總結環(huán)節(jié)，教學的主體同樣是學生。教學方法則以啟發(fā)式為主，通過每個學生獨立完成各種基本地質圖件的整飾、清繪和文字報告的編寫，訓練學生比較、綜合歸納、推理的能力。

四、總結

我校地質工程（工程地質方向）專業(yè)為期四周的周口店地質學基礎野外教學實習過程中，除訓練學生野外地質工作的基本技能外，還應該考慮到本專業(yè)特點和人才培養(yǎng)要求，培育學生的工程地質思維和能力，教學過程中加強學生對“艱苦樸素、求真務實”校訓的理解和實踐，鍛煉其創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力。

參考文獻：

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