通過地質(zhì)填圖實習(xí)培養(yǎng)宏觀思維

丁汝鑫

（1.中山大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 珠海 519082；2.廣東省地球動力作用與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，廣東 珠海 519082；3.廣東省地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源探查重點實驗室，廣東 廣州 510275；4.南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室，廣東 珠海 519082）

實踐教學(xué)是大學(xué)本科專業(yè)教育的重要內(nèi)容，在求學(xué)與就業(yè)之間起著承上啟下的作用。在實踐過程中，學(xué)生可以通過具體的案例和操作，或進(jìn)行模擬訓(xùn)練，或嘗試學(xué)以致用等方法，總之在進(jìn)入工作崗位之前得到一次難得的訓(xùn)練機(jī)會。除此之外，實踐教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的宏觀思維，這在未來的工作發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用，而這種思維的培養(yǎng)不僅限于專業(yè)方向上的發(fā)展，還對未來人生格局上的規(guī)劃發(fā)展也具有一定的啟示價值。這樣對于學(xué)生而言，無論從事什么樣的工作，都將受益終身。

我們以地質(zhì)專業(yè)野外填圖實習(xí)為例，通過系統(tǒng)的教學(xué)方法及課程本身的特點，建立宏觀思維的培養(yǎng)模式，為高校教學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究提供參考。

一、“地質(zhì)填圖實習(xí)”簡介

“地質(zhì)填圖實習(xí)”屬于地質(zhì)學(xué)專業(yè)本科野外教學(xué)實習(xí)的一門重要課程，即通過查明工作區(qū)范圍內(nèi)的地層、構(gòu)造及礦產(chǎn)資源等各種地質(zhì)信息，確定地質(zhì)體分布，繪制出工作區(qū)的地質(zhì)圖。地質(zhì)填圖的相關(guān)成果可以為國土規(guī)劃、資源勘查及工程建設(shè)等提供第一手的地質(zhì)資料，因此地質(zhì)填圖是一項非常重要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，同時也是地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生必備的一項專業(yè)技能。

“地質(zhì)填圖實習(xí)”的野外工作階段包括地質(zhì)踏勘、實測地質(zhì)剖面以及路線填圖三部分，然后在此基礎(chǔ)上編制地質(zhì)圖等各類地質(zhì)圖件并提交一份調(diào)查報告。在完成“地質(zhì)填圖實習(xí)”的整個過程中，不但需要學(xué)生對工作區(qū)進(jìn)行深入的調(diào)查分析、總結(jié)歸納，還需要學(xué)生之間通力配合、共同完成。因此，“地質(zhì)填圖實習(xí)”不但可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，也可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院每年在云南玉溪市澄江開展本科二年級的地質(zhì)填圖實習(xí)，通過填圖實習(xí)使學(xué)生具備基本的為調(diào)查區(qū)繪制地質(zhì)圖的專業(yè)技能。經(jīng)過多年的填圖實習(xí)訓(xùn)練，我們發(fā)現(xiàn)填圖實習(xí)還有更高層次的教學(xué)效果，即從最基礎(chǔ)的知識點觀察記錄到形成對整個填圖區(qū)宏觀的地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)知這樣一個過程，為構(gòu)建系統(tǒng)的宏觀思維培養(yǎng)模式，提供了非常優(yōu)良的教學(xué)素材，因此我們在基本的教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，嘗試探索培養(yǎng)學(xué)生的宏觀思維模式。

二、宏觀思維構(gòu)建步驟

（一）構(gòu)建結(jié)點

在野外踏勘階段，我們對野外地質(zhì)教學(xué)過程中準(zhǔn)備的每一個觀測點或案例都要進(jìn)行深入的解析。要把每一個案例講全講透，無論是從內(nèi)容上還是從方法上，都應(yīng)該做深入的講解，讓學(xué)生能夠透徹地理解，留下深刻的印象，并以此構(gòu)建一個重要的知識結(jié)點。

“地質(zhì)填圖實習(xí)”中，我們首先帶領(lǐng)學(xué)生觀察指定的地質(zhì)露頭，觀察工作區(qū)典型的地層特征及斷裂特征。例如我們在梁王山地區(qū)的飲馬池村第一個觀察點是震旦系上統(tǒng)燈影組的地層。燈影組地層以白云巖為主，中間有黑色燧石條帶。這些現(xiàn)象中含有一系列的知識點，需要我們在與學(xué)生互動過程中進(jìn)行全面深入的解析。

第一個知識點就是辨別是什么巖性，以及如何辨別巖性。對于地質(zhì)專業(yè)的學(xué)生而言，可通過麻婆臉、刀砍紋等特征來辨別白云巖。在現(xiàn)場實習(xí)過程中，學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)白云巖中夾雜著黑色條帶，并詢問黑色條帶的巖性。我們會解釋道，這是燧石條帶，是晶型不可見的隱晶質(zhì)石英、硅質(zhì)巖石。接著，我們會引導(dǎo)學(xué)生思考這樣的問題：為什么燧石條帶沒有晶型，而野外卻經(jīng)常能夠看到顯晶質(zhì)的石英脈，甚至偉晶巖？這時，我們道出第二個知識點，即燧石條帶是在低溫條件下形成的，其經(jīng)歷的時間和溫度都不足以完成結(jié)晶，而石英脈往往是在中溫條件下結(jié)晶形成的；偉晶巖是在高溫條件下，成巖溫度在600 ℃～800 ℃，由巖漿冷凝結(jié)晶形成的產(chǎn)物。例如在大別山變質(zhì)巖地區(qū)大量出露石英脈，在廣東的花崗巖地區(qū)經(jīng)常出露偉晶巖脈。通過我們教師的講解，學(xué)生能夠輕而易舉地理解眼前的地質(zhì)現(xiàn)象，進(jìn)而推測燧石條帶形成于地下淺部，而石英脈相對較深一些，偉晶巖往往會形成于更深的部位。通過這么一個小的知識結(jié)點的深入講解，學(xué)生會把以前理論課學(xué)的內(nèi)容都串起來，然后發(fā)現(xiàn)地質(zhì)學(xué)本身其實并不是死記硬背或者靠經(jīng)驗說話，它有明顯的規(guī)律與層層遞進(jìn)的邏輯推理，值得思考玩味。

（二）舉一反三

經(jīng)過對每一個結(jié)點的構(gòu)建，學(xué)生對結(jié)點知識有了深刻的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，可以引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，自動生成更多的知識結(jié)點。也就是說，我們在詳細(xì)深入地講解某一觀測點或?qū)嵺`案例的同時，配套準(zhǔn)備一些類似的觀測點或案例，供學(xué)生思考。學(xué)生在思考過程中如果能夠做到舉一反三，那么其掌握的知識結(jié)點就一下子擴(kuò)展到數(shù)個，大大地提高了學(xué)習(xí)效率。

我們?nèi)匀灰陨厦嬉粋€知識點為例來闡述舉一反三的過程。在上述知識結(jié)點中，我們討論了震旦系燈影組內(nèi)的燧石條帶成因。那么，在梁王山地區(qū)二疊系玄武巖中發(fā)現(xiàn)的大量瑪瑙是怎么形成的呢？結(jié)合前一個知識點，根據(jù)瑪瑙的主要成分也是隱晶質(zhì)石英這一特點，學(xué)生能夠輕而易舉地推測出瑪瑙成因與燧石類似，即由于火山噴發(fā)后沒有足夠的時間及溫度條件完成石英結(jié)晶使然。同理，在下寒武統(tǒng)漁戶村組夾有的含磷硅質(zhì)巖的成因是什么呢？在前面知識點不斷延伸的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步推測出它們的形成可能與當(dāng)時海底火山活動有關(guān)［1］。在教學(xué)過程中通過一連串的知識點的深入延伸，順利完成舉一反三的目的，讓學(xué)生對整個實習(xí)區(qū)的同類問題有了系統(tǒng)的認(rèn)識與聯(lián)系，并建立了相關(guān)知識的架構(gòu)體系。在此基礎(chǔ)上，我們鼓勵有興趣的學(xué)生對此再做一些學(xué)術(shù)探討，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，開展更加前沿的研究。

（三）融會貫通

在類似知識結(jié)點相互擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，將不同類別或差異比較大的知識結(jié)點進(jìn)行聯(lián)通，使得學(xué)生在更高的知識層面上完成知識互通，提高了技術(shù)水平。地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對地質(zhì)空間演變的構(gòu)建，因此在培養(yǎng)學(xué)生空間宏觀思維上具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

地質(zhì)填圖實習(xí)的總體思想就是“追層找斷、格架再現(xiàn)”。通過對地層的識別、追蹤及圈定，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)地層錯斷、重復(fù)或缺失，最終以此為線條基礎(chǔ)確認(rèn)整個空間構(gòu)造格架，仿佛在畫一幅線條畫。當(dāng)學(xué)生用腳丈量實習(xí)區(qū)的山山水水，繪出方圓百里的地質(zhì)圖，會恍然大悟，意識到這實際是一個背斜。在經(jīng)歷了“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同”的階段，學(xué)生最終會明白沒有宏觀觀察，就會“不識廬山真面目”。

再舉一例，在實習(xí)區(qū)內(nèi)，有一條沿對角線方向橫穿實習(xí)區(qū)的F3斷層。它是區(qū)內(nèi)最長斷層，切穿了從震旦系到晚古生界不同的地層?？梢杂^察到在斷層有些地方有大量斷層角礫巖，有些地方被石膏充填，據(jù)此很難判定斷層的性質(zhì)。這時，就需要通過宏觀角度，大范圍搜索判別該斷層性質(zhì)的證據(jù)。在實習(xí)區(qū)東北角公路邊可發(fā)現(xiàn)一處該斷層出露，寒武系底部沿斷層逆沖到震旦系之上，形成一個半遮擋的帽子蓋在震旦系之上，這時學(xué)生就很容易理解并判斷出F3斷層是一條逆斷層。

（四）觸類旁通

在融會貫通的基礎(chǔ)之上，學(xué)生往往會局限于某一個小領(lǐng)域，不能自拔。這個時候，我們的任務(wù)就是教會學(xué)生將知識領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展。以現(xiàn)有知識領(lǐng)域為基礎(chǔ)，以現(xiàn)有技術(shù)為手段，將知識點作跨領(lǐng)域延伸，熟練掌握更大量的專業(yè)知識。

當(dāng)學(xué)生把地質(zhì)圖及構(gòu)造綱要圖繪制完成之后，可能就會進(jìn)一步地提出問題，梁王山實習(xí)區(qū)的褶皺及大量的北東向斷裂是怎么形成的？這時我們需要提醒學(xué)生，跳出實習(xí)區(qū)，放眼四周?？梢园l(fā)現(xiàn)在大地構(gòu)造位置上，實習(xí)區(qū)東臨小江深大斷裂西支，西鄰普渡河斷裂帶，總體構(gòu)造輪廓受東西兩側(cè)深大斷裂的夾持，地層受壓扭應(yīng)力的影響，形成一系列北東向褶皺及斷裂［2-3］。進(jìn)而我們可以探討梁王山實習(xí)區(qū)四周圍繞的幾個明珠——滇池、撫仙湖及陽宗海等形成原因。大型走滑斷裂造就了深水湖泊的形成，如撫仙湖是我國蓄水量最大的深水型淡水湖泊，最大水深為158.9米，占云南九大高原湖泊總蓄水量的72.8%［4-5］。最后，我們可以研究斷層的活動性，如在2018年云南玉溪市通海縣發(fā)生的5.0級地震，說明周邊斷裂帶至今仍在活動。這些都與實習(xí)區(qū)所見到的斷裂密切相關(guān)，遙相呼應(yīng)。

因此，當(dāng)我們把學(xué)習(xí)內(nèi)容放到更大的尺度上看的時候，通過不同事物、不同領(lǐng)域之間的聯(lián)系與對比，我們會發(fā)現(xiàn)對學(xué)習(xí)內(nèi)容理解得更加透徹。反之，當(dāng)從所熟悉的專業(yè)角度，看待更大尺度的事物的時候，結(jié)合對手上資料的深入理解，使得我們對宏觀事物也具有了獨(dú)特的見解。

（五）團(tuán)結(jié)協(xié)作

知識方法都掌握了，那么團(tuán)結(jié)協(xié)作是必不可少的，因為每個人的知識、精力以及能力都是有限的，要想做成更大更難的事情，就必須有大家的團(tuán)結(jié)協(xié)作。能認(rèn)識到人的作用，對于構(gòu)建宏觀思維，可謂是又上了一個新臺階。

我們在實踐教學(xué)過程中，有許多案例需要學(xué)生組隊完成，這與平時理論學(xué)習(xí)不同，團(tuán)結(jié)意識、協(xié)調(diào)能力都會得到鍛煉。例如實測地質(zhì)剖面，就需要學(xué)生以組為單位進(jìn)行，一般需要6人，分別擔(dān)當(dāng)前測手、后測手、疏導(dǎo)及聯(lián)絡(luò)員、記錄員、分層員、標(biāo)本采集及產(chǎn)狀測量員［6］。各小組成員的角色和作用都是非常重要的，只有大家團(tuán)結(jié)協(xié)作才能保證野外實測剖面的工作質(zhì)量。還有在路線填圖的時候，學(xué)生也是分組進(jìn)行的，為保證工作質(zhì)量及提高工作效率，學(xué)生也要按照野外工作的實際情況進(jìn)行角色分配，包括產(chǎn)狀測量、地層分層、標(biāo)本采集以及照相描述等。除此之外，學(xué)生在野外也需要互相幫助、相互理解，才能保證安全并順利完成野外工作。

因此，“地質(zhì)填圖實習(xí)”是大學(xué)本科教育中非常強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊精神的一門課程，它對培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神、提高對團(tuán)隊的認(rèn)識都起到了特別重要的作用。隨著現(xiàn)代社會知識爆炸性的增加，發(fā)明創(chuàng)造越來越高端復(fù)雜，團(tuán)隊攻關(guān)越發(fā)必不可少。因此，學(xué)會與他人協(xié)作，甚至能夠領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊高速運(yùn)轉(zhuǎn)，是學(xué)生在未來發(fā)展的必經(jīng)之路。因此地質(zhì)填圖實習(xí)為初出茅廬的本科生提供了一次非常好的訓(xùn)練機(jī)會。

（六）著眼未來

當(dāng)實踐教學(xué)接近尾聲的時候，學(xué)生都會覺得意猶未盡。而在這時，學(xué)生更需要思考一個問題，實習(xí)實踐的目的是什么，未來該如何在專業(yè)上走出康莊大道？許多學(xué)生可能在就業(yè)前夕才思考這個問題，甚至有些人可能人到中年還沒搞清楚這個問題。因此，我們在實踐教學(xué)的過程中，就應(yīng)該培養(yǎng)這種超前思維。以現(xiàn)有知識架構(gòu)為基礎(chǔ)，以行業(yè)發(fā)展方向為依托，結(jié)合人力和物力，構(gòu)建未來發(fā)展藍(lán)圖。這也是宏觀思維的一部分，不但在空間上、人力上，在時間上也要放大思維格局，構(gòu)建更大更完整的宏觀思維體系。而最后這一點恰恰是最容易被忽略的。

地質(zhì)填圖的重要目的之一就是為礦產(chǎn)勘查、大型工程、高層建筑以及防災(zāi)減災(zāi)等提供第一手的地質(zhì)資料，這在現(xiàn)代生活中發(fā)揮著重要的作用。對此，我們實習(xí)過程中參觀了云南省地礦局地質(zhì)大數(shù)據(jù)中心，了解到將地質(zhì)資料等多種信息與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合之后，地質(zhì)研究為國土、資源、農(nóng)業(yè)、交通及環(huán)保等多領(lǐng)域業(yè)務(wù)提供了強(qiáng)有力的支撐作用。

另外，在梁王山填圖實習(xí)區(qū)附近的玉溪市紅塔區(qū)小石橋鄉(xiāng)，2020年前后發(fā)現(xiàn)了世界級鋰礦［7］。在當(dāng)今新能源發(fā)展的風(fēng)口之上，這個世界級鋰礦對我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展及云南經(jīng)濟(jì)發(fā)展都將發(fā)揮重要作用。放眼“有鋰走遍天下、走遍天下找鋰”的當(dāng)今世界，未來發(fā)展的大格局對年輕人而言，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。因此，小小的地質(zhì)填圖實習(xí)不僅讓學(xué)生看到了更大的世界，而且還培養(yǎng)了宏觀思維。

結(jié)語

地質(zhì)填圖實習(xí)為宏觀思維培養(yǎng)提供了良好的實踐機(jī)會。地質(zhì)填圖過程就好比盲人摸象，通過不斷的知識積累、團(tuán)隊協(xié)作，最終發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造的本來面目。本文通過在地質(zhì)填圖實習(xí)過程中，構(gòu)建結(jié)點、舉一反三、融會貫通、觸類旁通、團(tuán)結(jié)協(xié)作以及著眼未來等六個步驟，逐級搭建宏觀思維的架構(gòu)模式，讓學(xué)生不但看到地質(zhì)構(gòu)造的宏觀架構(gòu)，也能夠隱約看到未來發(fā)展的人生藍(lán)圖。

學(xué)習(xí)到的知識總是不夠的，人的能量也是有限的，人生更是短暫的，但通過宏觀思維來思考問題、深挖專業(yè)潛力、突破專業(yè)門檻、發(fā)揮人的主觀能動性，勢必能夠在短暫的人生過程中創(chuàng)造出更大的價值，正所謂盲人摸象，越摸越像，只有開拓思路才能越來越好，才能在未來發(fā)展中承擔(dān)更大的任務(wù)。