周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程

劉寧強(qiáng)，魏玉帥，龔慶杰，張秀寶，陶 樹(shù)

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083

周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程

劉寧強(qiáng)1，魏玉帥1，龔慶杰1，張秀寶1，陶 樹(shù)2

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083

邏輯思維是人腦的一種理性活動(dòng)，是一種高級(jí)思維形式，有助于我們正確認(rèn)識(shí)客觀事物、準(zhǔn)確表達(dá)思想。本文以周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中地層路線信手剖面圖繪制為例，從實(shí)證出發(fā)探討地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程，并從理論層面剖析其重要性，認(rèn)為教學(xué)不僅是知識(shí)的傳授過(guò)程，更重要的應(yīng)為知識(shí)的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程的再現(xiàn)。

周口店；實(shí)踐教學(xué)；地質(zhì)；邏輯思維

周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生步入地質(zhì)殿堂的必修環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生初步掌握野外地質(zhì)工作方法和初步建立正確的地質(zhì)思維方法。自1954年我校在周口店建立實(shí)習(xí)站以來(lái)，有組織的地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)持續(xù)60多年，這一過(guò)程甚至可以上溯至1914～1915年章鴻釗、丁文江、翁文灝等創(chuàng)立的我國(guó)第一個(gè)地質(zhì)啟蒙教育野外實(shí)踐訓(xùn)練班[1]。在幾十年的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，我們注重地質(zhì)工作方法的掌握，尤其是正確地質(zhì)思維方法的建立[2-5]，對(duì)于學(xué)生今后獨(dú)立的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)有重要的指導(dǎo)性意義。

在多年的課堂和野外實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，筆者注意到學(xué)生對(duì)于知識(shí)體系的理解和掌握缺乏邏輯性，僅限于知識(shí)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，而不是點(diǎn)對(duì)面、對(duì)體的融會(huì)貫通?；蛘哒f(shuō)在教與學(xué)的過(guò)程中，沒(méi)有注意到知識(shí)背后的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程，而過(guò)多地注重知識(shí)點(diǎn)，故當(dāng)其僅掌握了知識(shí)點(diǎn)，而不能由點(diǎn)及面、舉一反三，更不要說(shuō)思維創(chuàng)新活動(dòng)。

尤其是對(duì)于野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程更是如此，如不注重其邏輯思維認(rèn)知過(guò)程，加之野外現(xiàn)象的復(fù)雜性、時(shí)空的交疊轉(zhuǎn)換，及由自然現(xiàn)象到人腦投射過(guò)程中的形象思維到抽象思維的認(rèn)知過(guò)程，事倍功半的教學(xué)效果可想而知。且學(xué)生即便“掌握”，大多也僅限于得“魚(yú)”而非“漁”，即其不能獨(dú)立地進(jìn)行知識(shí)的由點(diǎn)及面的思維認(rèn)知。

本文將以周口店地質(zhì)路線信手剖面圖的繪制為例，從野外現(xiàn)象觀察和信手剖面圖的形成和繪制兩方面討論其中的思維認(rèn)知過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，從理論上探討思維認(rèn)知過(guò)程在教育教學(xué)中的重要性和意義。

一、信手剖面圖繪制的思維認(rèn)知過(guò)程

有關(guān)周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中信手剖面圖繪制的方法和要求，魏玉帥等在《地質(zhì)路線信手剖面圖的繪制與教學(xué)—以周口店八角寨-栓馬莊中新元古代地層觀察路線為例》一文已有詳細(xì)論述[6]。在教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生在圖件結(jié)構(gòu)的規(guī)范和完整性方面仍存在問(wèn)題，筆者認(rèn)為這和教學(xué)過(guò)程中邏輯思維認(rèn)知過(guò)程的欠缺有必然聯(lián)系。

周口店實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，我們要將實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象變成野簿上的信手剖面圖，是邏輯思維認(rèn)知活動(dòng)的結(jié)果。這里面有兩個(gè)層次的思維活動(dòng)：將實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)象通過(guò)觀察經(jīng)由形象、抽象思維投射到大腦中形成完整的地層剖面；將人腦初步形成的完整的地層剖面按照一定的方法和規(guī)范繪制成地層信手剖面圖。

首先，第一層思維活動(dòng)，即將實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)象通過(guò)觀察經(jīng)由形象思維、抽象思維投射到大腦中形成完整的地層剖面。要將實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象在大腦中形成完整的地層剖面，除了上述的思維認(rèn)知過(guò)程外，還要用到系統(tǒng)科學(xué)中的整體論和還原論。

我們?cè)谝巴獾刭|(zhì)路線教學(xué)時(shí)，首先要用整體論的思想告訴學(xué)生這條路線的主要任務(wù)和總體情況，甚至是背景知識(shí)，以便在其大腦中形成知識(shí)的“骨骼”框架。然后再用還原論的思想對(duì)“骨骼”框架中具體的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行觀察剖析，并適時(shí)地不斷引導(dǎo)學(xué)生思維要拎著知識(shí)的“骨骼”框架，不斷訓(xùn)練和強(qiáng)化學(xué)生的整體思維，這樣既能夠比較準(zhǔn)確地把握該知識(shí)點(diǎn)的位置和重要性，同時(shí)又能將所有相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，融會(huì)貫通，最后還要回到整體認(rèn)識(shí)之上，完成一個(gè)思維認(rèn)知的閉合回路。

如在周口店八角寨-栓馬莊中新元古代地層路線的教學(xué)過(guò)程中，教師先向?qū)W生介紹這條路線的基本情況和背景知識(shí)，這條路線出露的為中新元古代地層，包括了中元古界薊縣系的霧迷山組、洪水莊組、鐵嶺組，以及新元古界青白口系的下馬嶺組、長(zhǎng)龍山組和景兒峪組。華北地區(qū)區(qū)域上中新元古代出露地層包括三個(gè)系，分別為長(zhǎng)城系、薊縣系和青白口系，周口店地區(qū)長(zhǎng)城系缺失，薊縣系地層直接覆蓋在太古宙的官地雜巖之上，呈斷層接觸。在了解該路線整體地層出露情況之后，帶領(lǐng)學(xué)生一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)點(diǎn)地觀察剖析每組地層層序、巖性組成、構(gòu)造活動(dòng)及組與組之間的接觸關(guān)系，以及沉積環(huán)境等，此為還原剖析。由于地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性和多解性，對(duì)于多解的地質(zhì)現(xiàn)象，運(yùn)用整體論的思想將其可能的解劃歸和限定在整體的知識(shí)框架和背景中去，這就是可能的唯一解，此為野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的操作方法。如果是獨(dú)立工作，則應(yīng)在文獻(xiàn)調(diào)研和野外踏勘階段完成對(duì)地質(zhì)路線整體論的認(rèn)識(shí)，在這一整體認(rèn)識(shí)思想的指引下，完成對(duì)具體現(xiàn)象問(wèn)題的剖析和還原，最后將還原得來(lái)的零碎認(rèn)識(shí)統(tǒng)規(guī)和修正先前的整體認(rèn)識(shí)，得出結(jié)論。

其次，第二層思維認(rèn)知活動(dòng)，將人腦初步形成的完整的地層剖面按照一定的方法和規(guī)范繪制成地層信手剖面圖。這一過(guò)程其實(shí)就是將實(shí)際現(xiàn)象投射到人腦中的映像呈現(xiàn)于紙上的過(guò)程。

這一過(guò)程其實(shí)也簡(jiǎn)單，只需按照一定的規(guī)范和方法去繪制即可?？稍趯?shí)際的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，即便教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)，仍有同學(xué)在繪制信手剖面圖時(shí)圖面結(jié)構(gòu)不全，圖繪制的不規(guī)范、不美觀。究其原因，主要在于繪制過(guò)程的邏輯思維欠缺，當(dāng)然肯定有沒(méi)好好學(xué)、不用心和沒(méi)學(xué)好的原因。

信手剖面圖繪制的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程仍然無(wú)外乎系統(tǒng)科學(xué)的整體論和還原論。

我們要繪制信手剖面圖，首先第一個(gè)問(wèn)題是信手剖面圖是什么樣子？或者說(shuō)它有哪些要素組成。如圖1所示，信手剖面圖主要有圖名、比例尺（一般為線段比例尺）、剖面方位、剖面主圖和圖例四部分組成，其中由地形線、接觸關(guān)系界線、巖性花紋、產(chǎn)狀等要素構(gòu)成剖面圖的主圖。

要根據(jù)一條實(shí)際的地層剖面繪制其信手剖面圖，首先要確定比例尺，周口店路線教學(xué)中信手剖面圖的比例尺一般為1∶2000，比例尺確定了，信手剖面圖的大小也就基本確定。由于信手剖面圖基本是在野外完成的，故其一般繪制在野簿或其他記錄本上，在準(zhǔn)確、規(guī)范的前提下，出于美觀考慮，一般要求整個(gè)信手剖面圖在野簿的一頁(yè)紙上（確定一頁(yè)一幅圖），上下、左右居中，其中的部分要素也要做到上下或者左右居中，這樣就達(dá)到了準(zhǔn)確、規(guī)范、美觀三個(gè)層次要求。當(dāng)然準(zhǔn)確是第一位的。

在這樣的要求和前提下，根據(jù)圖要素的組成情況，在野簿上確定圖名比例尺位置、剖面方位位置、主圖位置和圖例的位置。這就是整體論的思維認(rèn)知過(guò)程。有了這樣一個(gè)整體的思想，就不至于在繪制過(guò)程中出現(xiàn)圖不居中、圖例沒(méi)有位置畫等一系列問(wèn)題。故在教學(xué)過(guò)程中，訓(xùn)練學(xué)生在下筆之前，在整體思維認(rèn)知的前提下，統(tǒng)籌整體規(guī)劃，做到心中有數(shù)。然后用還原論的思想逐一去完善整個(gè)圖件。具體為：

（1）首先要確定剖面的方位，即由剖面起點(diǎn)指向終點(diǎn)的方向，據(jù)此才能確定巖層產(chǎn)狀的畫法，據(jù)此才能在回到室內(nèi)的情況下恢復(fù)整個(gè)剖面的空間關(guān)系。

（2）根據(jù)實(shí)際地形和比例尺確定地形線的形狀和長(zhǎng)度，繪制在野簿信手剖面圖的相應(yīng)位置。

（3）根據(jù)實(shí)際地層的接觸關(guān)系和產(chǎn)狀按照一定的表示方法繪制在地形線上，注意不同的接觸關(guān)系有不同的表示方法。在不懂或不明白的前提下，切不可隨意表示，此時(shí)你要想到凡事都有規(guī)矩，這里有規(guī)范。

圖1 信手剖面圖圖面結(jié)構(gòu)示意圖（據(jù)文獻(xiàn)[6]修改）

（4）根據(jù)巖石組合和地層層序按照一定的巖性花紋填充到剖面圖地形線的下方。這時(shí)邏輯思維認(rèn)知過(guò)程指引你思考，巖性花紋該如何畫（根據(jù)巖層產(chǎn)狀和剖面方位的關(guān)系確定左傾還是右傾），畫多寬、多長(zhǎng)，即為還原細(xì)節(jié)。

（5）將測(cè)得的地層產(chǎn)狀、地層代號(hào)、分層號(hào)、點(diǎn)號(hào)、標(biāo)本號(hào)按照規(guī)范標(biāo)注在相應(yīng)位置。

（6）根據(jù)圖的組成情況（主要為巖性花紋）確定圖例的個(gè)數(shù)，在居中的美觀要求下按照規(guī)范繪制在相應(yīng)位置。

按照上述邏輯思維認(rèn)知過(guò)程，在整體論和還原論的指導(dǎo)下，才能繪制出滿足準(zhǔn)確、規(guī)范、美觀要求的信手剖面圖。

二、思維認(rèn)知過(guò)程的理論探討

於崇文先生認(rèn)為自然科學(xué)的研究程度由淺入深可以分為以下四個(gè)層次：（1）將觀察所得的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行總結(jié)；（2）將基本現(xiàn)象進(jìn)行歸納和演繹，并整合成唯象理論；（3）將唯象理論上升到具有普適性和包容性的基礎(chǔ)理論和方法論；（4）將其進(jìn)一步抽象為系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)和哲學(xué)思維[7]。地質(zhì)科學(xué)發(fā)展過(guò)程尤為如此，且其目前研究程度大多停留在第二階段，即將基本現(xiàn)象歸納和演繹，并整合成唯象理論。這四個(gè)層次的邏輯關(guān)系不是并列等同的，而是增進(jìn)上升的思維認(rèn)知過(guò)程，其中不難發(fā)現(xiàn)邏輯思維的重要性。

綜觀自然科學(xué)研究程度的四個(gè)層次的邏輯關(guān)系，其和人類思維認(rèn)知過(guò)程的發(fā)展極為相像，即主體（人類思維）和客體（如地質(zhì)學(xué)）相互作用致使作為主體的人類思維發(fā)展過(guò)程和客體的地質(zhì)學(xué)科發(fā)展過(guò)程極為相似，也就是皮亞杰發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理中的兒童思維認(rèn)知的起源問(wèn)題。

皮亞杰發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理直接的思想來(lái)源就是康德的認(rèn)識(shí)論。康德把先驗(yàn)的知性范疇同后天的經(jīng)驗(yàn)素材結(jié)合起來(lái)，認(rèn)為通過(guò)感覺(jué)得到的經(jīng)驗(yàn)材料與先驗(yàn)的時(shí)間、空間、因果等知性范疇相結(jié)合，導(dǎo)致了普遍性和必然性的知識(shí)的產(chǎn)生。皮亞杰吸收了康德的先驗(yàn)范疇理論，把先驗(yàn)范疇改造成為遺傳的“圖式”[8]。

皮亞杰的“發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理”將兒童的認(rèn)知發(fā)展分成以下四個(gè)階段：（1）感知運(yùn)算階段（感覺(jué)-動(dòng)作期，0～2歲），這個(gè)階段的兒童的主要認(rèn)知結(jié)構(gòu)是感知運(yùn)動(dòng)圖式，兒童借助這種圖式可以協(xié)調(diào)感知輸入和動(dòng)作反應(yīng)，從而依靠動(dòng)作去適應(yīng)環(huán)境。（2）前運(yùn)算階段（前運(yùn)算思維期，2～7歲），兒童將感知?jiǎng)幼鲀?nèi)化為表象，建立了符號(hào)功能，可憑借心理符號(hào)（主要是表象）進(jìn)行思維，從而使思維有了質(zhì)的飛躍。（3）具體運(yùn)算階段（具體運(yùn)算思維期，7～11歲），在本階段內(nèi)，兒童的認(rèn)知結(jié)構(gòu)由前運(yùn)算階段的表象圖式演化為運(yùn)算圖式。皮亞杰認(rèn)為，該時(shí)期的心理操作著眼于抽象概念，屬于運(yùn)算性（邏輯性）的，但思維活動(dòng)需要具體內(nèi)容的支持。（4）形式運(yùn)算階段（形式運(yùn)算思維期，從11歲開(kāi)始一直發(fā)展），這個(gè)時(shí)期，兒童思維發(fā)展到抽象邏輯推理水平。其思維形式擺脫思維內(nèi)容，形式運(yùn)算階段的兒童能夠擺脫現(xiàn)實(shí)的影響，關(guān)注假設(shè)的命題，可以對(duì)假設(shè)命題作出邏輯的和富有創(chuàng)造性的反映。同時(shí)兒童可以進(jìn)行假設(shè)—演繹推理[8-9]。

感知?jiǎng)幼麟A段是智慧的萌芽，前運(yùn)算階段出現(xiàn)表象和直覺(jué)思維，具體運(yùn)算階段出現(xiàn)初步的邏輯思維，形式運(yùn)算階段出現(xiàn)抽象的邏輯思維，其思維認(rèn)知活動(dòng)是一個(gè)遞進(jìn)過(guò)程。皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)論可理解為人類思維從無(wú)到有再到成熟的發(fā)展過(guò)程，由此筆者認(rèn)為人類對(duì)未知事物的思維認(rèn)知過(guò)程則可視為皮亞杰發(fā)生認(rèn)識(shí)論的再現(xiàn)過(guò)程。即兒童思維認(rèn)知的發(fā)展過(guò)程和人類（成熟思維）對(duì)完全未知事物的思維認(rèn)知過(guò)程具有自相似性—思維分形。

綜上，從自然科學(xué)的研究程度和皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理重新審視教學(xué)活動(dòng)，筆者認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)不僅是知識(shí)的教與授過(guò)程，更為重要的是其應(yīng)為對(duì)知識(shí)的思維認(rèn)知過(guò)程的再現(xiàn)。在教授的過(guò)程中教的是知識(shí)、技術(shù)、方法，更是獲得知識(shí)、技術(shù)、方法的思維認(rèn)知過(guò)程。當(dāng)然，教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生獲得、理解和掌握知識(shí)及其思維認(rèn)知過(guò)程，為其日后的獨(dú)立的思維創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。古人云“授人以魚(yú)，不如授之以漁”，我們要“魚(yú)”和“漁”兼授，最終是“漁”，社會(huì)的進(jìn)步源于此，文化的傳承源于此。

三、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)是教師和學(xué)生相互作用的過(guò)程，目的是使學(xué)生學(xué)會(huì)、懂得，進(jìn)而獨(dú)立，然后創(chuàng)新，故筆者認(rèn)為：“教學(xué)活動(dòng)應(yīng)為人對(duì)知識(shí)的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程的再現(xiàn)?！薄皫熣?，所以傳道受業(yè)解惑也”，從某種意義上說(shuō)，此也應(yīng)為“道”。

[1]趙溫霞．周口店地質(zhì)及野外地質(zhì)工作方法與高新技術(shù)應(yīng)用[M]．武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2003：3-5．

[2]王根厚．周口店野外地質(zhì)教學(xué)中地質(zhì)思維的培養(yǎng)[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2004,13（4）：49-51．

[3]曹麗文．工程地質(zhì)學(xué)思維方法培養(yǎng)的教學(xué)研究[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2002,11（4）：54-57．

[4]杜鎮(zhèn)．淺議創(chuàng)新思維的方法[J].教育教學(xué)研究，2010（3）：131．

[5]譚?。芸诘甑刭|(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)中學(xué)生地質(zhì)時(shí)空演化思維的培養(yǎng)[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2012,21（1）155-157．

[6]魏玉帥，徐德兵，張秀寶，等．地質(zhì)路線信手剖面的繪制與教學(xué)—以周口店八角寨-栓馬莊中新元古代地層觀察路線為例[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2016，25（3）：95-98．

[7]於崇文．礦床在混沌邊緣分形生長(zhǎng)（上卷）[M]．合肥：安徽教育出版社，2006：5．

[8]葉浩生．西方心理學(xué)理論與流派[M]．廣州：廣東高等教育出版社，2004：358-382．

[9]皮亞杰．發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理[M]．北京：商務(wù)印書館，1997：1-113．

Zhoukoudian; practice teaching; geology; logical thinking

G642

A

1006-9372（2017）04-0078-04

Title:Cognitive Process of Logical Thinking in Zhou kou dian Geological Practice Teaching

Author(s):LIU Ning-qiang, WEI Yu-shuai, GONG Qing-jie, ZHANG Xiu-bao, TAO Shu

2017-05-10。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）教學(xué)研究與教學(xué)改革項(xiàng)目“周口店地質(zhì)技能教學(xué)改革與實(shí)習(xí)平臺(tái)建設(shè)”（JGZHD201501）。

劉寧強(qiáng)，男，講師，主要從事地球化學(xué)和地質(zhì)系統(tǒng)復(fù)雜性的教學(xué)和研究工作。

投稿網(wǎng)址： www.chinageoeducation.net.cn 聯(lián)系郵箱：bjb3162@cugb.edu.cn

劉寧強(qiáng)，魏玉帥，龔慶杰，等．周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的邏輯思維認(rèn)知過(guò)程[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2017，26（4）：78-81.