“構(gòu)造地質(zhì)”課程群一體化實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)探索

陳青 譚先鋒 王佳

摘 要：“構(gòu)造地質(zhì)”課程群一體化實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)探索，是在深入調(diào)研高校課程的基礎(chǔ)上，探索并構(gòu)建以實(shí)踐能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以計(jì)算機(jī)虛擬成像和構(gòu)造物理模型模擬為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一體化的科學(xué)、系統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群實(shí)踐教學(xué)體系，能實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中的虛實(shí)互補(bǔ)，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：構(gòu)造地質(zhì)課程群；實(shí)踐教學(xué)；虛擬仿真

作者簡介：陳青，博士，重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院講師。研究方向：構(gòu)造地球物理；譚先鋒；重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院；王佳，重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2018）02-0057-02

“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”是傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)的三個(gè)主要分支學(xué)科之一，也是地質(zhì)類專業(yè)本科生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。目前，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)越來越受到重視，而將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)聯(lián)系在一起，才能突出實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)應(yīng)用型人才過程中的作用?！皹?gòu)造地質(zhì)”課程群是以地質(zhì)類專業(yè)基礎(chǔ)課程“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”為核心，以“大地構(gòu)造學(xué)”“板塊構(gòu)造”“含油氣盆地分析”“野外地質(zhì)填圖”和“地震解釋”等系列課程為輔組成的專業(yè)課程群。該課程群主要研究組成巖石圈各種地質(zhì)體的構(gòu)造現(xiàn)象、組合形式及其形成和發(fā)育規(guī)律，探索地球板塊構(gòu)造及演化過程，并解決油氣形成富集過程的構(gòu)造問題。

近年來，有學(xué)者針對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行了探索和實(shí)踐。然而，目前尚無專門針對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群的理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合為一體的改革和探索。肖偉才提出理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化教學(xué)模式兼顧了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一，是地方本科院校實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑。如何利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有教學(xué)資源，解決教學(xué)過程中理論課與實(shí)踐課程的脫節(jié)、重塑地質(zhì)過程、建立地球演化的地質(zhì)思維是“構(gòu)造地質(zhì)”課程群面臨的主要問題，也是地學(xué)類人才培養(yǎng)模式改革中的重要課題。因此，構(gòu)建一體化的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群實(shí)踐教學(xué)體系，有利于實(shí)踐教學(xué)中虛實(shí)互補(bǔ)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

一、現(xiàn)狀分析

實(shí)踐教學(xué)是實(shí)用型和創(chuàng)新型地質(zhì)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。然而，現(xiàn)行的構(gòu)造地質(zhì)課程群教學(xué)體系中均以教學(xué)大綱為指導(dǎo)開展理論教學(xué)，配合理論教學(xué)內(nèi)容開展實(shí)踐教學(xué)，導(dǎo)致整個(gè)教學(xué)體系中存在以下問題和不足：

1. 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實(shí)踐能力培養(yǎng)中理論課程與實(shí)踐課程脫節(jié)問題突出

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是空間性、抽象性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。然而，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，一方面課堂以教師為主體，教學(xué)內(nèi)容圍繞理論展開，忽視了學(xué)生對(duì)野外具體地質(zhì)現(xiàn)象的識(shí)別和分析能力；另一方面，野外實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造受到不同期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相互疊加的影響，往往具有多樣性特征，而室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課程安排通常是具有典型特征的地質(zhì)構(gòu)造，使學(xué)生無法深刻理解各類地質(zhì)現(xiàn)象；此外，在各大高校專業(yè)課時(shí)普遍壓縮的情況下，學(xué)生課堂所學(xué)內(nèi)容也相應(yīng)減縮，造成知識(shí)系統(tǒng)不完善，解決實(shí)際問題的能力有所下降。因此，這些因素必然造成教學(xué)中理論和實(shí)踐的脫節(jié)，使學(xué)生很難將所學(xué)知識(shí)與各種復(fù)雜的客觀構(gòu)造現(xiàn)象融會(huì)貫通。能否利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造過程的模擬，使學(xué)生真正理解并掌握基本地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、分類、組合形式和形成機(jī)制，及各種地質(zhì)構(gòu)造的觀察描述和研究方法，成為亟待解決的問題。

2. 構(gòu)造實(shí)際過程與虛擬仿真教學(xué)不匹配，互動(dòng)式教學(xué)效果較差

賦存于地下、經(jīng)歷了漫長地質(zhì)歷史的地質(zhì)體的形成過程看不見、摸不著，在實(shí)驗(yàn)室物理環(huán)境中難以再現(xiàn)，而復(fù)雜的地質(zhì)作用和礦產(chǎn)賦存狀態(tài)在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)中也無法重復(fù)。因此，無法使學(xué)生對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、演化和發(fā)展產(chǎn)生直觀認(rèn)識(shí)，影響了教學(xué)效果。

3. 教學(xué)資源利用不充分，一體化實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)嚴(yán)重滯后

首先，在多年的教學(xué)過程中，很多教師積累了大量的反映各種構(gòu)造現(xiàn)象的圖片、動(dòng)畫和錄像等，而這些資料未充分利用到相關(guān)課程群的教學(xué)中；其次，學(xué)校與東方地球物理公司共建的“物探技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”和“地球物理計(jì)算中心”擁有大型計(jì)算機(jī)集群和GeoEast軟件、Landmark軟件等設(shè)備，但與現(xiàn)有的專業(yè)課程教學(xué)融合還不完善；最后，實(shí)驗(yàn)室于2011年購置了一套地質(zhì)構(gòu)造模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可通過模擬構(gòu)造形成過程，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的成因進(jìn)行定性和定量分析，但該設(shè)備并沒有完全投入教學(xué)的使用中。

綜上所述，傳統(tǒng)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)過程中存在的諸多問題使得實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)受到極大影響。以豐富地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)體系、完善相關(guān)實(shí)踐教學(xué)條件為目標(biāo)，構(gòu)建將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相銜接的一體化教學(xué)模式和人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)成為地方本科院校實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑。

二、教學(xué)改革思路與目標(biāo)

1. “構(gòu)造地質(zhì)”課程群相關(guān)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方案設(shè)計(jì)

通過對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群教學(xué)研究現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)方案充分調(diào)研和分析，研究在理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握程度，總結(jié)、分析哪些內(nèi)容學(xué)生不能很好地建立地質(zhì)構(gòu)造的立體空間概念，哪些地質(zhì)現(xiàn)象學(xué)生不易將野外實(shí)際與理論知識(shí)聯(lián)系在一起，哪些內(nèi)容需要通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬構(gòu)建立體空間模型，哪些內(nèi)容需要通過構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)現(xiàn)過程再現(xiàn)，據(jù)此找到著力點(diǎn)；再按照理論教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、野外實(shí)訓(xùn)和綜合課程設(shè)計(jì)等分類原則，對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類和設(shè)計(jì)。

2. 地質(zhì)構(gòu)造過程的計(jì)算機(jī)模擬及過程再現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)理論與野外實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方案的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)地質(zhì)構(gòu)造過程室內(nèi)微型化再現(xiàn)的方案。首先，搜集現(xiàn)有構(gòu)造地質(zhì)課程群相關(guān)實(shí)踐教學(xué)資源，如反映各種構(gòu)造現(xiàn)象的圖片、動(dòng)畫和錄像等，這些資源可用于課堂教學(xué)，亦可作為計(jì)算機(jī)模擬過程的素材；其次，對(duì)于賦存于地下、看不見摸不著的地質(zhì)體，自主設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模擬程序，虛擬地下條件變化情況下及可能產(chǎn)生的地質(zhì)構(gòu)造，展現(xiàn)地質(zhì)體的空間立體模型，使學(xué)生形成對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造的直觀認(rèn)識(shí)；最后，對(duì)于典型地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，如伸展、走滑、擠壓等，通過構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，再現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造形成演化過程，強(qiáng)化學(xué)生的理解和認(rèn)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中的虛實(shí)互補(bǔ)，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系。

3. 一體化實(shí)踐教學(xué)資源體系構(gòu)建及標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

根據(jù)以上構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，提出構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程群一體化實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和原則，建立適用于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)相關(guān)學(xué)科的計(jì)算機(jī)虛擬成像系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一套構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，并在野外地質(zhì)實(shí)踐中檢驗(yàn)其實(shí)用性，構(gòu)建一套一體化的構(gòu)造地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)資源體系和標(biāo)準(zhǔn)。

4. 實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)

建立一套該實(shí)踐教學(xué)反饋機(jī)制及能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革及實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)的有效性。首先，將整合的教學(xué)資源和新的教學(xué)方法應(yīng)用于選定試點(diǎn)班的理論課及實(shí)踐課的教學(xué)過程中，并開展全覆蓋問卷調(diào)查，結(jié)合實(shí)際考試和考察的結(jié)果，進(jìn)行效果評(píng)價(jià)；其次，結(jié)合專業(yè)的能力結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的能力要求，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，檢查實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是否存在漏洞，對(duì)效果不佳的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)，開展實(shí)踐教學(xué)方式的改革，修訂教學(xué)計(jì)劃和實(shí)踐教學(xué)方式，制定野外、室內(nèi)和虛擬的教學(xué)資源利用計(jì)劃。

為了解決現(xiàn)行“構(gòu)造地質(zhì)”課程群實(shí)踐教學(xué)存在的理論和實(shí)踐脫節(jié)、實(shí)際構(gòu)造過程和虛擬仿真不匹配、教學(xué)資源不系統(tǒng)等三方面問題，必須科學(xué)、系統(tǒng)地構(gòu)建一體化的實(shí)踐教學(xué)資源。通過計(jì)算機(jī)虛擬成像和構(gòu)造物理模型模擬為基礎(chǔ)平臺(tái)的一體化實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中的虛實(shí)互補(bǔ)，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。

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（編輯：秦俊嫄）