“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

[摘 要] “構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”是地質(zhì)學(xué)的一門重要分支學(xué)科，也是地學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。結(jié)合近年來在此門課程教學(xué)過程中的一些認(rèn)識和總結(jié)，對“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索和實(shí)踐，提出了從構(gòu)建清晰的知識點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)、采用多媒體資料與實(shí)物教學(xué)相結(jié)合、加強(qiáng)空間思維能力的鍛煉和培養(yǎng)、加強(qiáng)地質(zhì)綜合圖件分析課堂練習(xí)和建立野外實(shí)踐和理論教學(xué)的適時(shí)反饋這幾個(gè)方面對課堂理論教學(xué)方法加以改革，幫助學(xué)生理解和掌握“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的基本理論和方法，真正達(dá)到讓學(xué)生利用“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的基本技能解決專業(yè)相關(guān)問題的目的。

[關(guān)鍵詞] 構(gòu)造地質(zhì)學(xué);教學(xué)方法;空間思維;野外實(shí)踐

[基金項(xiàng)目] 2018年度國家自然基金“長石礦物表面溶解及其與重金屬元素相互作用機(jī)制研究”（41703108）

[作者簡介] 唐翠華（1988—），女，湖南湘潭人，博士，長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院講師，主要從事礦物表界面物理化學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）29-0097-04 ? [收稿日期] 2021-03-09

“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”是地學(xué)類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程主要研究組成地殼或巖石圈的巖層和巖體在內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形和變位而形成的各種地質(zhì)構(gòu)造。這門課程涉及包括巖石學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、流變學(xué)等眾多相關(guān)學(xué)科，而且研究對象時(shí)空變化大，需要很好的空間想象能力[1]。而學(xué)生普遍反映這門課程學(xué)習(xí)難度大，知識點(diǎn)多，不好學(xué)，學(xué)習(xí)興趣不高等問題;也有部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中死記硬背，知識點(diǎn)背熟了，記住了，可是在野外實(shí)踐中仍然不能靈活運(yùn)用。針對以上問題，筆者結(jié)合近年來在這門課程教學(xué)過程中的一些認(rèn)識和實(shí)踐，以及課后學(xué)生給予的教學(xué)意見反饋，在充分總結(jié)和反思的基礎(chǔ)上，對“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程的教學(xué)方法進(jìn)行了一些初步探索，從以下幾個(gè)方面下功夫，旨在提高課堂的趣味性，提升學(xué)生對構(gòu)造地質(zhì)的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生掌握“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)相關(guān)概念和理論的理解和掌握，從而為后續(xù)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、構(gòu)建清晰的知識點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)

“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”研究的主要內(nèi)容為地質(zhì)構(gòu)造的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及構(gòu)造的演化歷史，具體包括各種地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、形成條件、機(jī)制、時(shí)間、演化規(guī)律及其動(dòng)力來源等。該門課程涉及的內(nèi)容繁多，知識點(diǎn)龐雜，這也是學(xué)生普遍反映課程難學(xué)的主要原因。因此，幫助學(xué)生構(gòu)建起清晰合理的知識點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)是非常必要的。筆者承擔(dān)的是水文與水資源工程本科專業(yè)的“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程教學(xué)，總課時(shí)為40課時(shí)（2021年培養(yǎng)方案調(diào)整后，課時(shí)調(diào)整為32課時(shí)），課時(shí)緊張，課程內(nèi)容多。結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，筆者對該門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理調(diào)整，針對重點(diǎn)章節(jié)做出如下課時(shí)安排：沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀分析（4課時(shí)）、褶皺（6課時(shí)）、節(jié)理（4課時(shí)）、斷層（8課時(shí)）、劈理和線理（2課時(shí)）。盡管如此，課時(shí)少、知識點(diǎn)多仍然是突出的矛盾。筆者認(rèn)為要解決以上矛盾，必須教會學(xué)生把握幾條主線，構(gòu)建合理的知識點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)，才能對本課程內(nèi)容形成比較清晰的脈絡(luò)，從而更好地開展本課程及其他相關(guān)課程的拓展學(xué)習(xí)。例如，在緒論課章節(jié)，可以給學(xué)生把整個(gè)課程的內(nèi)容框架列出來。該門課程主要涵蓋了三部分內(nèi)容：（1）沉積巖層的構(gòu)造研究;（2）巖漿巖體的構(gòu)造研究;（3）變質(zhì)巖區(qū)的構(gòu)造研究。其中沉積巖層的構(gòu)造研究是課程的重點(diǎn)，包括沉積巖層的原生構(gòu)造研究（第二章）和次生構(gòu)造研究，而沉積巖層的次生構(gòu)造研究又包括褶皺（第四章）、節(jié)理（第五章）、斷層（第六章）及劈理和線理（第七章）等幾種具體的構(gòu)造研究。次生構(gòu)造指的是成巖后巖層在構(gòu)造力的作用下形成的構(gòu)造。因此，在介紹沉積巖層的次生構(gòu)造前，需要對地質(zhì)構(gòu)造解析中的力學(xué)基礎(chǔ)知識（第三章）有一定的認(rèn)識。同樣，關(guān)于巖漿巖體的構(gòu)造研究（第八章）不僅包括構(gòu)造解析中常見的產(chǎn)狀分析、接觸關(guān)系分析等，也包含了原生構(gòu)造和次生構(gòu)造的基本概念和基本理論。而變質(zhì)巖區(qū)的構(gòu)造研究（第九章）主要涵蓋的是變質(zhì)巖區(qū)的構(gòu)造特征和構(gòu)造解析內(nèi)容。通過課程內(nèi)容的整體呈現(xiàn)，學(xué)生從總體上對課程的層次性和時(shí)間性有了整體的了解，對學(xué)習(xí)進(jìn)度也能有一定的把控，而且在課程學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)的過程中，也能一定程度地避免“一團(tuán)亂麻厘不清”的局面。另外，幫助學(xué)生建立起知識點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)不容忽視。盡管學(xué)生對每一章內(nèi)容以及章與章之間的聯(lián)系有了比較清晰的認(rèn)識，但是，每一章的知識點(diǎn)是繁多而細(xì)微的，如果不能將知識點(diǎn)串聯(lián)起來理解，那么學(xué)習(xí)效率的提高也必然只是一場空。例如，在“褶皺的分類”這一章節(jié)介紹中，蘭姆賽根據(jù)等傾斜線的型式不同，將褶皺分為頂厚褶皺和頂薄褶皺等一系列褶皺。頂厚褶皺形成的機(jī)理是縱彎褶皺作用的結(jié)果，具體來說，水平巖層在受到順層擠壓力作用發(fā)生彎曲變形形成褶皺，由于彎流作用，層內(nèi)的物質(zhì)從受壓的翼部流向轉(zhuǎn)折端，巖層在轉(zhuǎn)折端部位不同程度地增厚，翼部相對減薄，形成頂厚褶皺。而頂薄褶皺的形成機(jī)制則完全不同，是水平巖層受到與層面垂直作用力形成的。由于巖層整體處于拉伸狀態(tài)，層內(nèi)的物質(zhì)由頂部的轉(zhuǎn)折端流向翼部，褶皺頂部受到拉伸而變薄，形成頂薄褶皺。將褶皺的幾何形態(tài)、巖層內(nèi)物質(zhì)流動(dòng)和巖層的受力情況等知識點(diǎn)串聯(lián)起來，學(xué)生就能較容易地掌握褶皺的蘭姆賽分類、不同褶皺作用的特點(diǎn)等知識點(diǎn)。此外，盡管在教學(xué)過程中，各種地質(zhì)構(gòu)造是分開描述和講解的，但在實(shí)際自然界系統(tǒng)中，各種地質(zhì)構(gòu)造往往會伴生或共存在同一構(gòu)造或同一區(qū)域中，如褶皺與斷層、褶皺與劈理及斷層與節(jié)理等。實(shí)際上這與地區(qū)巖石的力學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造力的性質(zhì)等因素是分不開的。因此，在每一種地質(zhì)構(gòu)造的學(xué)習(xí)過程中，將這些因素結(jié)合起來理解，那么在各種共存構(gòu)造的構(gòu)造解析中，就能作出比較準(zhǔn)確且合理的解釋了。

二、采用多媒體資料與實(shí)物教學(xué)相結(jié)合

“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的研究對象是三維空間中的地質(zhì)構(gòu)造，涉及其位態(tài)、機(jī)制和演化等復(fù)雜的時(shí)空問題，如何采用清晰、易懂的方式把各個(gè)地質(zhì)構(gòu)造解析清楚，對于每位“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的教師而言都是值得思考的問題。而且，地質(zhì)構(gòu)造的形成過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，某些比較抽象的概念，僅靠文字描述和圖片展示來講解，學(xué)生往往很難理解和掌握。因此，在教學(xué)過程中，對于一些比較難理解的概念、理論，盡可能地采用立體—平面圖形結(jié)合、分步動(dòng)畫、視頻等多媒體資料給學(xué)生展示講解。例如，在講授“V”字形法則時(shí)，部分學(xué)生對于巖層的露頭界線形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、地面坡向和坡度不能建立很好的空間構(gòu)型，從而不能很好地理解掌握“V”字形法則規(guī)律。通過立體—平面圖相結(jié)合的方法，在立體圖中用不同顏色標(biāo)注出不同巖層，建立起清晰傾斜巖層產(chǎn)狀、地面坡度坡向的空間構(gòu)型，通過講解后，逐步巖層、地形等投射到平面圖上，并建立起對應(yīng)的簡易模式圖，最后在整體理解的基礎(chǔ)上，用4～5個(gè)字概括出每一條法則，以此幫助學(xué)生在課堂上就能比較輕松地理解和掌握“V”字形法則這一知識點(diǎn)。通過學(xué)生的學(xué)習(xí)成果考核發(fā)現(xiàn)，較之前傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生記”的方式，這種方式效果較好。此外，一些常見的物體也可常被選做教學(xué)模具。例如，上課用的書本常被當(dāng)作原始的沉積巖層，通過改變作用力的方向，模擬巖層在受到順層擠壓、向上隆拱等不同作用機(jī)制形成褶皺的過程。同理，剪切褶皺是巖層沿著一系列與層面不平行的密集劈理面發(fā)生差異滑動(dòng)而形成的“褶皺”，這種褶皺并非巖層面真正發(fā)生了彎曲變形。一部分學(xué)生對這一概念很難理解，但是在課堂上利用一副撲克牌或者卡片模擬整個(gè)剪切作用形成“褶皺”的過程，問題就迎刃而解了。以一張張撲克牌或卡片的接觸面模擬劈理面，順著接觸面推動(dòng)撲克牌或卡片，使其形成彎曲的“褶皺”。通過這樣的演示，學(xué)生就能很好地理解“褶皺”的形成并不是巖層彎曲的結(jié)果，而是密集劈理面差異滑動(dòng)造成的，而且也不容易將這一概念混淆和遺忘了。