一流學(xué)科建設(shè)背景下《巖溶學(xué)》教學(xué)改革探析

李清光

（貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025）

隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類(lèi)不斷利用自然資源，引發(fā)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[1]。巖溶環(huán)境具有“脆弱性”和“敏感性”特點(diǎn)，且與人類(lèi)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，其中，以貴州為中心的西南喀斯特地區(qū)存在生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系國(guó)家持續(xù)發(fā)展的根本大計(jì)。隨著我國(guó)西南地區(qū)脫貧攻堅(jiān)和和鄉(xiāng)村振興工作向縱深發(fā)展，有效合理地開(kāi)發(fā)利用巖溶區(qū)各種資源，保護(hù)巖溶區(qū)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)與鄉(xiāng)村振興有效銜接，亟需大量掌握扎實(shí)巖溶知識(shí)的相關(guān)人才[2-3]。

1 《巖溶學(xué)》課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀

1.1 開(kāi)課范圍

現(xiàn)階段，《巖溶學(xué)》相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)比較有限，與我國(guó)巖溶區(qū)分布規(guī)模和面臨的巖溶地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題相比，顯得不夠協(xié)調(diào)。中學(xué)地理課程或多或少都會(huì)涉及巖溶機(jī)理和巖溶地貌等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，并對(duì)一些簡(jiǎn)單的巖溶現(xiàn)象做出解釋。在本科階段，僅有部分院校在環(huán)境類(lèi)、水文與地下水、地質(zhì)類(lèi)和自然地理等專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的《巖溶學(xué)》選修課。更多的是在地質(zhì)地貌學(xué)、生態(tài)水文學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)等課程中穿插巖溶相關(guān)的知識(shí)，但并不系統(tǒng)。

隨著巖溶學(xué)學(xué)科的發(fā)展，巖溶學(xué)在巖溶沉積記錄與全球變化、巖溶水文水資源、巖溶作用與碳水鈣循環(huán)、巖溶碳匯過(guò)程及效應(yīng)、巖溶生態(tài)恢復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域都取得了較為系統(tǒng)的研究成果。與此同時(shí)，相關(guān)高校及科研院所在上述領(lǐng)域的研究生培養(yǎng)也逐漸受到重視。巖溶學(xué)概論、巖溶環(huán)境學(xué)、巖溶生態(tài)水文等課程逐漸納入相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生培養(yǎng)課程體系。

1.2 課程內(nèi)容

巖溶學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)多學(xué)科交叉。學(xué)科交叉點(diǎn)通常就是巖溶學(xué)發(fā)展體現(xiàn)出的新的生長(zhǎng)點(diǎn)、新的科學(xué)前沿，最有可能開(kāi)辟新的研究領(lǐng)域，使巖溶學(xué)發(fā)生飛躍性變化。因此，巖溶學(xué)的研究?jī)?nèi)容涉及面較廣。以袁道先院士等編著的2015版《現(xiàn)代巖溶學(xué)》為例，全書(shū)共4篇，13章。全書(shū)首先在簡(jiǎn)要介紹巖溶發(fā)育、巖溶形態(tài)、巖溶動(dòng)力系統(tǒng)等巖溶基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，梳理了世界主要巖溶的形態(tài)組合特征，闡述了其形成機(jī)理，點(diǎn)明了現(xiàn)代巖溶學(xué)研究的科學(xué)目標(biāo)以及在全球變化中的重要意義；同時(shí)揭示巖溶地區(qū)豐富礦產(chǎn)和水土資源的形成機(jī)理，以及資源與較低環(huán)境容量之間的矛盾，并提出相應(yīng)的防治對(duì)策。郭純青主編的2007版《中國(guó)巖溶生態(tài)水文學(xué)》以巖溶多重介質(zhì)環(huán)境為對(duì)象，將巖溶地區(qū)水文學(xué)、巖溶學(xué)、生態(tài)學(xué)等綜合集成，重點(diǎn)介紹了巖溶地區(qū)的水文氣候與生態(tài)、景觀(guān)水文與生態(tài)、濕地河流與生態(tài)、森林水文與生態(tài)等方面的研究成果。此外，還有《巖溶學(xué)概論》《巖溶環(huán)境學(xué)》《中國(guó)巖溶學(xué)》《中國(guó)巖溶動(dòng)力系統(tǒng)》《巖溶水文地質(zhì)環(huán)境演化與工程效應(yīng)研究》《巖溶工程地質(zhì)學(xué)》和《巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞分析與治理》等眾多巖溶學(xué)專(zhuān)著。專(zhuān)著編寫(xiě)體系不同、側(cè)重點(diǎn)各有差異，充分體現(xiàn)出巖溶學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究體系。因此，授課范圍應(yīng)該根據(jù)巖溶學(xué)學(xué)科發(fā)展規(guī)律，對(duì)巖溶學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行合理篩選，做到內(nèi)容層次分明、重點(diǎn)突出；同時(shí)，還應(yīng)考慮學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景，授課內(nèi)容要具有一定的針對(duì)性。

2 優(yōu)化課程內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野

2.1 授課內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)生態(tài)文明內(nèi)涵

我國(guó)巖溶區(qū)主要分布在地處長(zhǎng)江和珠江源頭的西南地區(qū)，是全球最大的巖溶集中連片區(qū)，同時(shí)也是國(guó)家生態(tài)屏障的重要組成部分。西南巖溶區(qū)域具有生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)的先天屬性[4]。長(zhǎng)期以來(lái)，西南巖溶區(qū)面臨著生態(tài)系統(tǒng)功能衰退、生物多樣性不斷減少、水土不斷流失、石漠化不斷加劇和自然災(zāi)害頻發(fā)等多方面環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題[3]。因此，《巖溶學(xué)》課程內(nèi)容應(yīng)充分結(jié)合生態(tài)文明發(fā)展內(nèi)涵，在巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境、巖石碳匯和石漠化治理等授課內(nèi)容的講解過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探討巖溶區(qū)生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題、增加巖溶碳匯的技術(shù)措施，以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)對(duì)策，最終讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到巖溶區(qū)生態(tài)文明建設(shè)的必要性和緊迫性。

2.2 授課內(nèi)容應(yīng)反映學(xué)科發(fā)展前沿

在流域尺度巖溶碳匯效應(yīng)研究過(guò)程中，首先要根據(jù)巖溶流域碳循環(huán)過(guò)程，充分考慮地質(zhì)要素、氣候要素和水文要素，尤其關(guān)注生物化學(xué)過(guò)程的影響[5-6]。因此，在授課過(guò)程中，應(yīng)該啟發(fā)學(xué)生思考多尺度、多界面、多過(guò)程的碳循環(huán)機(jī)制。在全球變化的巖溶記錄方面，長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)洞穴石筍等沉積記錄已經(jīng)開(kāi)展了大量工作，這方面的研究也容易引起學(xué)生的興趣。但洞穴滴水對(duì)大氣降水響應(yīng)時(shí)間、洞穴環(huán)境變化對(duì)洞穴沉積物的影響、洞穴上覆植被、土壤變化對(duì)洞穴滴水及洞穴沉積物的影響等研究還有待加強(qiáng)。因此，有必要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這些工作對(duì)洞穴石筍在水文、生態(tài)方面的研究意義，進(jìn)而通過(guò)對(duì)貼近前沿的科學(xué)問(wèn)題探討，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入巖溶學(xué)科的研究領(lǐng)域。

2.3 授課內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)貴州省區(qū)域特色

古近紀(jì)以來(lái)，貴州省長(zhǎng)期處于濕熱的熱帶、亞熱帶氣候環(huán)境。隨著大幅度自東向西的構(gòu)造傾斜上升，并伴以局部斷塊上升和斷陷盆地的相對(duì)下降，地形切割強(qiáng)烈，巖溶發(fā)育復(fù)雜，區(qū)域分異明顯，地貌類(lèi)型多樣，水動(dòng)力條件區(qū)域變化顯著。因此，貴州巖溶發(fā)育與廣西、云南、四川和湖南相比，表現(xiàn)出獨(dú)特的區(qū)域特性。

鑒于此，在《巖溶學(xué)》教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該從區(qū)域地質(zhì)背景出發(fā)，著重突出貴州省巖溶發(fā)育的獨(dú)特之處。以雙河洞為例，作為全球最長(zhǎng)白云巖洞穴，溶洞主體發(fā)育于寒武系婁山關(guān)群和奧陶系桐梓組地層中[7]。雙河洞地質(zhì)公園內(nèi)巖溶地貌種類(lèi)齊全，是罕見(jiàn)的地質(zhì)奇觀(guān)。另一方面，貴州省作為典型的巖溶山區(qū)，山勢(shì)陡峭、起伏大，加之森林植被少、覆蓋率低，土壤瘠薄，生態(tài)脆弱，應(yīng)該在課堂中讓學(xué)生了解貴州的這些地質(zhì)特點(diǎn)。

3 巖溶學(xué)人才培養(yǎng)的幾點(diǎn)思考

我校進(jìn)入全面推進(jìn)“部省合建”和“雙一流”大學(xué)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)學(xué)校內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。因此，巖溶學(xué)人才的培養(yǎng)應(yīng)立足西南地區(qū)地域優(yōu)勢(shì)，密切結(jié)合國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)需求，著眼于地質(zhì)學(xué)科發(fā)展前沿，重點(diǎn)培養(yǎng)服務(wù)貴州及西南巖溶區(qū)生態(tài)文明建設(shè)的高質(zhì)量人才?；诖?，《巖溶學(xué)》教學(xué)必須與時(shí)俱進(jìn)，順應(yīng)時(shí)代需求，將生態(tài)文明和“雙一流”建設(shè)的內(nèi)涵貫穿始終[2-4]。

3.1 革新教學(xué)方法，培養(yǎng)自學(xué)能力

簡(jiǎn)潔而又生動(dòng)地講授《巖溶學(xué)》的課程內(nèi)容，教學(xué)方式方法尤為關(guān)鍵。一方面，授課教師應(yīng)根據(jù)《巖溶學(xué)》的內(nèi)容，合理組織授課邏輯，巧妙構(gòu)建授課知識(shí)體系。同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合演繹推理、啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)方法，提升學(xué)生學(xué)習(xí)《巖溶學(xué)》的興趣。另一方面，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)文明和“雙一流”建設(shè)的內(nèi)涵，幫助學(xué)生明確巖溶不同章節(jié)的內(nèi)容要點(diǎn)。通過(guò)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“雙碳”工程和巖溶碳匯等熱點(diǎn)話(huà)題，拓展課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

3.2 組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)團(tuán)隊(duì)的組建可以打破單一授課教師知識(shí)面的局限性，更好地服務(wù)《巖溶學(xué)》課堂教學(xué)。鑒于巖溶學(xué)交叉學(xué)科的特性，具有不同知識(shí)背景的教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，可以使教師發(fā)揮各自所長(zhǎng)，提升授課質(zhì)量。在組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮梯隊(duì)結(jié)構(gòu)和學(xué)科背景。盡可能將不同團(tuán)隊(duì)成員的研究成果融入授課內(nèi)容，讓課堂授課更加貼近學(xué)術(shù)前沿知識(shí)。此外，團(tuán)隊(duì)的凝聚力和團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)也是保障教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

3.3 搭建科教平臺(tái)，重視科研實(shí)踐

巖溶學(xué)人才是巖溶學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要推動(dòng)力，也是西南巖溶區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要人才保障。除了課題教學(xué)環(huán)節(jié)，人才的培養(yǎng)還離不開(kāi)科教平臺(tái)的建設(shè)和科研實(shí)踐[7-9]。我校建有貴州喀斯特環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)教育部野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站，旨在加強(qiáng)野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究能力建設(shè)和科學(xué)數(shù)據(jù)積累，著力支持巖溶學(xué)等相關(guān)學(xué)科建設(shè)和高層次人才培養(yǎng)，推動(dòng)我?！半p一流”建設(shè)。該平臺(tái)先后建設(shè)了雙河洞國(guó)家地質(zhì)公園和織金洞世界地質(zhì)公園等多個(gè)野外觀(guān)測(cè)點(diǎn)。這些野外臺(tái)站在區(qū)域巖溶景觀(guān)、巖溶水資源、巖溶生態(tài)系統(tǒng)等方面具有代表性。因此，巖溶學(xué)人才的培養(yǎng)應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)相關(guān)科研實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決巖溶相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

巖溶學(xué)人才培養(yǎng)對(duì)促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)與鄉(xiāng)村振興具有重要意義。巖溶學(xué)人才的培養(yǎng)應(yīng)立足西南地區(qū)地域優(yōu)勢(shì)，密切結(jié)合國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)需求，重點(diǎn)培養(yǎng)服務(wù)貴州及西南巖溶區(qū)生態(tài)文明建設(shè)的高質(zhì)量人才?，F(xiàn)階段，《巖溶學(xué)》課程授課內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)生態(tài)文明內(nèi)涵、反映學(xué)科發(fā)展前沿，并呈現(xiàn)貴州省巖溶區(qū)域特色?！稁r溶學(xué)》教學(xué)必須與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)革新教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力；通過(guò)組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高教學(xué)質(zhì)量；通過(guò)搭建科教平臺(tái)，重視科研實(shí)踐。