關(guān)于新形勢下地質(zhì)類專業(yè)本科教學(xué)的思考及建議

李華亮 吳志春 姜勇彪 許歡

[摘 要] 改革開放40年來，為適應(yīng)我國經(jīng)濟社會的發(fā)展需求，隨著地質(zhì)類專業(yè)教育的改革，地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)的模式也在發(fā)生著深刻的變化。本文結(jié)合當(dāng)前對地球科學(xué)的新認識和國家發(fā)展需求，認為地質(zhì)類專業(yè)本科教學(xué)方法、培養(yǎng)方式應(yīng)注重將先進的技術(shù)手段引入到實際的課堂教學(xué)中，更好地開發(fā)學(xué)生的地學(xué)思維;注重培養(yǎng)學(xué)生的地學(xué)大局觀，從整個地球系統(tǒng)的角度去看待和思考問題;引導(dǎo)學(xué)生與時俱進，關(guān)注國家發(fā)展需求，了解地學(xué)前沿問題，為我國地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)出更符合時代潮流的人才。

[關(guān)鍵詞] 地質(zhì)類專業(yè);教學(xué)方法;培養(yǎng)方式

[中圖分類號] G642?? ?[文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2019） 09-0078-02

改革開放40年來，地質(zhì)工作以服務(wù)國家重大需求為主線，不斷深化改革，擴大開放，拓展服務(wù)，形成了以保障能源和其他重要礦產(chǎn)資源為主體，陸海統(tǒng)籌、國內(nèi)外并行、支撐和服務(wù)各行業(yè)的地質(zhì)工作新局勢，取得了巨大成效，在經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)中的基礎(chǔ)性、先行性作用得到不斷增強。目前，當(dāng)代地球科學(xué)正處于重要的轉(zhuǎn)折期，其學(xué)科的功能結(jié)構(gòu)也正由傳統(tǒng)的“找礦型”拓展到現(xiàn)在的“社會型”，同時朝著資源和能源深度開發(fā)、新能源開發(fā)、環(huán)境保護和治理、國土資源整治、城市規(guī)劃與工程建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測與防治、新材料、地學(xué)信息工程等領(lǐng)域不斷拓寬[1]。隨著當(dāng)前新形勢下地質(zhì)類專業(yè)人才服務(wù)領(lǐng)域的不斷拓展，其研究手段也涉及更多學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果，并形成一些新的邊緣或?qū)W科交叉專業(yè)[1，2]。

在我國目前的高等教育體系中， 全國共有85所普通高校含地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、能源、礦產(chǎn)類專業(yè)[1]。各高校在主干專業(yè)課程設(shè)置方面，基本都包括普通地質(zhì)學(xué)（或地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地球科學(xué)概論）、巖石學(xué)（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、晶體光學(xué)、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)、古生物學(xué)、地史學(xué)、礦床學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、測量學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)等眾多地質(zhì)學(xué)科的重要課程。然而，隨著社會發(fā)展、科技進步，地質(zhì)學(xué)的研究領(lǐng)域同時也不斷擴展，地球科學(xué)的理論發(fā)展與應(yīng)用需求都給地球科學(xué)人才培養(yǎng)提出了新的要求，上述傳統(tǒng)課程的設(shè)置已不能完全滿足新形勢下地質(zhì)工作的服務(wù)需求。因此，如何在當(dāng)今新形勢下，培養(yǎng)高層次研究、應(yīng)用型的優(yōu)秀地質(zhì)類專業(yè)人才，使學(xué)生具有更強的專業(yè)綜合素質(zhì)，是目前地質(zhì)類專業(yè)本科培養(yǎng)所面臨的重要問題[3，4]。

筆者作為一名地質(zhì)類專業(yè)教育工作者，結(jié)合個人對新形勢下地球科學(xué)的認識和國家發(fā)展需求，對地質(zhì)類專業(yè)本科教學(xué)方法、培養(yǎng)方式提出了幾點建議，以使培養(yǎng)出的地質(zhì)類人才更好地適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展的需求，同時可為相關(guān)專業(yè)教學(xué)工作的改進提供一定的參考。

一 三維地質(zhì)模型引入課堂教學(xué)

地質(zhì)學(xué)是研究地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地球演化歷史及其表層各種作用、現(xiàn)象、成因的學(xué)科。地質(zhì)作用具有現(xiàn)象復(fù)雜、作用過程漫長等特點，各種地質(zhì)現(xiàn)象在時間、空間上都是相互關(guān)聯(lián)的。孤立和靜態(tài)的地質(zhì)思維方式，對地質(zhì)過程的分析是遠遠不夠的。因此，培養(yǎng)地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生的地質(zhì)時空演化思維，在地質(zhì)課程教學(xué)過程中尤為重要。

自2005年以來，三維地質(zhì)建模得到了快速發(fā)展，目前已成為各國地質(zhì)調(diào)查機構(gòu)的基本任務(wù)之一。經(jīng)過十余年的發(fā)展，三維地質(zhì)建模技術(shù)已在資源勘探與保護、礦產(chǎn)資源評價、基礎(chǔ)地質(zhì)研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。一些國外知名地質(zhì)類院校已將三維地質(zhì)模型及建模技術(shù)引入課堂教學(xué)，并收到了良好的效果。

目前，我國各地質(zhì)院校地質(zhì)類課程多為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式。對三維地質(zhì)現(xiàn)象的呈現(xiàn)方式主要通過剖面圖、柵狀圖、塊狀單元圖、深度分層圖等二維圖件來表達。然而，二維圖件缺少立體感，無法從不同視角觀看，難以有效呈現(xiàn)三維地質(zhì)信息。在這種傳統(tǒng)的教學(xué)形式下，學(xué)生需將通過二維圖件獲取的信息在腦海中建立三維模型，這就要求學(xué)生具有較好的三維空間想象能力和綜合理解能力;另外，地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象具有復(fù)雜性和多變性，二維圖件無法對其進行準(zhǔn)確表達，這給教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)均帶來較大挑戰(zhàn)，制約了課堂教學(xué)質(zhì)量的提升，限制了學(xué)生地質(zhì)時空演化思維的培養(yǎng)。

綜上所述，在地學(xué)大數(shù)據(jù)背景下，將三維地質(zhì)模型引入課堂教學(xué)，不僅可以提高課堂的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生三維地質(zhì)思維能力，還可以讓學(xué)生了解、掌握最新技術(shù)，為將來從事地質(zhì)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

二 注重地球系統(tǒng)科學(xué)思維的培養(yǎng)

地球系統(tǒng)科學(xué)是傳統(tǒng)地球科學(xué)發(fā)展的必然。自18世紀(jì)末期到19世紀(jì)初期，地質(zhì)學(xué)開始發(fā)展成為一門科學(xué)，正式步入了地球科學(xué)時代，此時的地質(zhì)學(xué)多是針對地球的某單一組分分門別類進行研究的，逐漸形成了各種專門的學(xué)科，同時形成了具有其各自門類特色的研究方法和知識框架。21世紀(jì)之后，眾多學(xué)者才認識到必須把地球作為一個由相互作用、影響著的各個子系統(tǒng)，地球科學(xué)由此發(fā)展到了地球系統(tǒng)科學(xué)的全新階段。地球系統(tǒng)科學(xué)強調(diào)地球巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈之間的相互作用，進而從整個地球系統(tǒng)的角度，對地球各圈層之間的相互作用過程和發(fā)生機理進行研究[5]。因此，培養(yǎng)具有跨學(xué)科、大視野處理問題能力的復(fù)合型地質(zhì)類人才顯得尤其重要。

近幾年，國內(nèi)已有部分高校先后成立了地球系統(tǒng)科學(xué)相關(guān)專業(yè)，如南京大學(xué)、清華大學(xué)等。2016年，南京大學(xué)創(chuàng)辦“地球系統(tǒng)科學(xué)與環(huán)境理科實驗班”跨學(xué)科班，力求通過不同學(xué)科、不同院系之間的相互合作，真正培養(yǎng)學(xué)科交叉復(fù)合型人才。嘗試讓學(xué)生運用“系統(tǒng)科學(xué)”的方法對“地球科學(xué)”進行相關(guān)研究，關(guān)注地球巖石圈、水圈、大氣圈及生物圈等圈層之間的相互作用和影響。從學(xué)科角度看，把地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)、環(huán)境學(xué)和社會學(xué)等自然、社會科學(xué)領(lǐng)域的知識融匯在一起，用整體觀、大局觀培養(yǎng)學(xué)生，讓他們?nèi)パ芯康厍蚋魅又g、各圈層與其所涵蓋的眾多子系統(tǒng)之間的相互作用、形成的結(jié)構(gòu)體系，以及它們本身所具有的穩(wěn)定性[6]。地球系統(tǒng)科學(xué)所涉及的相關(guān)學(xué)科眾多，包括地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)、氣象學(xué)、海洋學(xué)、社會學(xué)、生態(tài)學(xué)、物理學(xué)等多個學(xué)科。因此，需要學(xué)生掌握相關(guān)學(xué)科的綜合知識，各子系統(tǒng)之間相互作用的研究需要運用多個學(xué)科的相關(guān)知識;要掌握模型化、定量化的研究方法，獲得牢固的學(xué)科基礎(chǔ);要不斷追求探索創(chuàng)新，能深刻理解探索創(chuàng)新的重要性，這也是地球系統(tǒng)科學(xué)的本質(zhì)特征之一[6]。

當(dāng)今眾多的對地觀測衛(wèi)星、地表接收臺站，精細的時空辨別率以及強大的計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，正逐步促使人們對地球科學(xué)的更深認知，同時也使人類不斷增強適應(yīng)全球環(huán)境變化的能力，并從更高層面服務(wù)于社會可持續(xù)發(fā)展。作為未來的地球科學(xué)專業(yè)人才必須具備地球系統(tǒng)科學(xué)的思維和能力，高校應(yīng)該適應(yīng)這種變化，培養(yǎng)出適應(yīng)未來發(fā)展的地學(xué)人才。

三 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國家發(fā)展需求和地學(xué)前沿領(lǐng)域

要培養(yǎng)優(yōu)秀的新時代的地學(xué)人才，除教授其專業(yè)知識外，還應(yīng)及時引導(dǎo)其關(guān)注相關(guān)行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，了解國家的發(fā)展需求及科技進展，以便獲取更多的前沿地質(zhì)信息，使學(xué)生可根據(jù)個人興趣愛好，有重點、有目標(biāo)的進行相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。

例如，當(dāng)前中國地質(zhì)調(diào)查局緊扣影響國家經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重大地質(zhì)問題提出了一系列重點研究領(lǐng)域和調(diào)查計劃。“三深一土”科技領(lǐng)域中的深部探測方法、地下空間探測、地?zé)岬壬畈抠Y源勘查開發(fā)、深海探測、深空對地觀測、航空地球物理探測及土地地球化學(xué)調(diào)查等工程;“七大地質(zhì)科技攻堅戰(zhàn)”重點方向：天然氣水合物調(diào)查研究、在北方新區(qū)新層系油氣資源調(diào)查、南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū)油氣頁巖氣調(diào)查、西藏羌塘油氣調(diào)查、砂巖型鈾礦調(diào)查、京津冀地?zé)嵴{(diào)查及陸相盆地頁巖油調(diào)查等工程;地質(zhì)調(diào)查“十大計劃”：公益性基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查計劃、能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查計劃、重要金屬非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查計劃、海洋地質(zhì)調(diào)查與天然氣水合物勘查試采、重要經(jīng)濟區(qū)和城市群綜合地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害隱患和水文地質(zhì)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查、資源環(huán)境承載能力評價地質(zhì)調(diào)查支撐、地質(zhì)數(shù)據(jù)更新與應(yīng)用服務(wù)、服務(wù)國家重大戰(zhàn)略和國土開發(fā)保護地質(zhì)調(diào)查及地質(zhì)科技創(chuàng)新等計劃計劃。

四 結(jié)論

改革開放40年來，我國高等教育經(jīng)過改革、建設(shè)和發(fā)展，已經(jīng)逐步邁入了大眾化教育的嶄新階段。人才培養(yǎng)從之前的強調(diào)應(yīng)試、知識本位的教育模式向當(dāng)今的注重提高素質(zhì)、育人為本的教育模式轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)我國當(dāng)前經(jīng)濟社會的發(fā)展需求，隨著地質(zhì)類專業(yè)教育的改革，地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)的模式也在發(fā)生著深刻的變化。在當(dāng)前新形勢下，在地質(zhì)類本科教育中應(yīng)將先進的技術(shù)手段引入到實際的課堂教學(xué)中，更好地開發(fā)學(xué)生的地學(xué)思維;注重培養(yǎng)學(xué)生的地學(xué)大局觀，從整個地球系統(tǒng)的角度去看待和思考問題;引導(dǎo)學(xué)生與時俱進，關(guān)注國家發(fā)展需求，了解地學(xué)前沿問題，為我國地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)出更符合時代潮流的人才。

參考文獻：

[1]趙鵬大.以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo) 推進地質(zhì)教育新發(fā)展[J].中國地質(zhì)教育，2008（4）：1-7.

[2]賴紹聰.改革實踐教學(xué)體系創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式——以西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心為例[J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（8）：40-44.

[3]曲希玉，邱隆偉. 高校地質(zhì)學(xué)專業(yè)本科培養(yǎng)模式探討——從地質(zhì)學(xué)專業(yè)本科培養(yǎng)方案對比中得到的啟示[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（27）：80-84.

[4]杜遠生，劉世勇，楊坤光，等.國家地質(zhì)學(xué)理科基地創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探討——以中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)學(xué)理科基地為例[J].中國地質(zhì)教育，2004（2）：25-29.

[5]畢思文.地球系統(tǒng)科學(xué)綜述[J].地球物理學(xué)進展，2004，19（3）：504-514.

[6]陳駿.地球系統(tǒng)科學(xué)——跨學(xué)科專業(yè)建設(shè)與拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2017（3）：4-7+55.

（責(zé)任編輯：張宏玉）