地质学教学改革的思考

2022-09-10

地质学是地理专业的一门必修的专业基础课, 一般在大学一年级时开设, 它的教学内容和效果直接影响到学生对地理专业的认知程度及后续课程的学习兴趣。在培养学生辨证和创新思维能力、科学实验技能、掌握科学方法等方面, 都有其它课程不能替代的重要作用。目前有两种趋势对地质学的教学内容和质量提出了挑战:一是在教学改革实践中地质学课时被大量压缩或与其它课程合并;二是地学教育面临着经济社会可持续发展更高的要求。

1 地质学在地理专业中的地位和作用

地质学和地理学都是以地球为研究对象, 同属于地学。它们是从不同的角度和范围来观察、研究地球的发生、发展及其变化规律的科学。地球的圈层结构, 地学界现公认具有内三圈 (岩石圈、地幔和地核) 和外四圈 (大气圈、水圈、生物圈和人类圈) , 相比之下, 地质学比较关注内三圈的状况, 尤其是岩石圈的组成和运动;地理学比较关注外四圈的问题, 侧重人与自然的关系, 以人类生态系统为主要研究对象。

地质学与多门地理专业课有着密切的联系, 不管是自然地理学, 还是人文地理学, 地质学为其提供了科学原理和背景, 特别像地貌学、水文地理学、土壤地理学、区域自然地理学, 以及经济地理学等。地壳的内外力地质作用不仅决定了地球的洋盆和陆地的形态及分布、造就了地表的起伏以及形态各异的地貌, 从而影响了海陆大气循环、资源的形成和空间分布, 实现了为生态系统提供无机养分以及岩石圈与生物圈之间的物质和能量交换, 进而影响了植物的地带分布, 影响了生物圈的面貌, 也影响了区域经济发展和人类的社会经济行为。例如, 青藏高原是我国新构造运动最强烈的地区, 其大幅度整体断块抬升是第四纪我国环境演变中最突出的区域性事件[1], 不了解青藏高原的形成和地质发展史, 就不可能对我国自然地理状况有深刻的理解。

现代化大生产是与矿产资源的开发利用密不可分, 现今世界经济, 在某种程度上讲是矿产经济或石油经济, 是影响世界政治格局和安全稳定的顶级因素之一。资源是中华民族发展的根本, 只有拥有自己独立的资源开发体系和资源保证体系, 才能在资源开发的独立性和开放性中保持足够的主动, 我国目前乃至今后相当长时期是“资源型”经济。我国国情一大特点是北煤南运, 为什么煤在北方多而南方少?为什么我国能源结构是以煤炭型为主?这使得地质知识不仅为专业人员所需, 而且成为计划、决策工作者的必备条件, 地质教育应大力普及, 地质学在地理专业中更是不可或缺。

2 地学面临的新形势

随着社会和科技的发展, 地学的内涵、性质和社会功能发生了很大的变化, 主要表现在:

(1) 遥感、信息技术和各种实时观测、分析技术的发展[2], 使地球科学进入了覆盖全球、穿越层圈, 亦即地球系统科学的新阶段, 从局部现象的描述推进到行星范围的机理探索, 获得了全球性和系统性。是当前和今后几十年内自然科学领域内最活跃的一个前沿科学领域, 进入了高层次、高起点的从全球性各方位、各层次、整体性问题角度研究全球性问题和社会问题的地球系统科学时期[3]。

(2) 随着社会发展而出现的环境恶化和自然灾害后果的加重, 地学的研究领域已不在局限于开发资源, 拓宽到全球规模和区域范围的资源、环境、灾害等社会问题上。“可持续发展”成为当今经济社会发展的主题, 人类从“征服自然”的妄想中醒悟过来[4], 认识到只有理解自己的生存环境, 找到人和自然和谐相处的途径, 社会的发展才能持续。地球科学从来没有像今天这样面临如此众多的与人类发展和社会进步紧密相关的紧迫现实问题。因此, 地球科学已经不是关于过去的科学, 而是一门关系未来的科学, 是了解“整个地球系统的过去、现在和未来行为”的科学。在经历了连续多年经济高速增长之后, 我国面临着保持社会持续发展的重大任务, 更需要地球科学从资源、环境、地学工程技术等方面提供保证。

由于地学不断向“社会型”转变, 向环境保护、国土整治、新资源开发、城市规划与市政工程建设等新领域发展[5], 所以, 社会发展需要地学教育提供潜在支持的领域越来越多, 地学教育服务面越来越大, 新领域对地学人才的需求也逐渐增多, 这给地学教育带来了无限生机。因此, 大力发展地学教育, 加强全民的地学意识具有重要战略意义, 高校地理专业所承担的历史使命义不容辞。

3 地质学教学内容改革思路

传统地质学受到冷落的原因, 这与社会对地学知识普及程度有关, 就整个我国学科现状而言, 对数、理、化、天、地、生六大基础科学, 民众最缺乏的算是地学知识了。由于现在的学生几乎都是一直成长于校园之中, 很少接触工矿业、工程建筑业, 对地质学的感性认识很少, 学生在上过地质学课程以后, 普遍反映地质学好像是“杂”、“乱”、“繁”。

所谓“杂”, 即地质学科学范围广泛, 所涉及的时空尺度差别巨大。空间尺度从全球性的大地构造学说、地球历史演变, 到微观世界的细小矿物, 以至矿物中的元素、同位素。时间尺度上, 从几十亿年前的地球诞生、生命的起源, 到历时仅几天的火山喷发, 历时仅几秒的地震活动。地质营力有内力的、外力的和地外物体撞击力;地质作用有物理的、化学的、生物的和人文的;等等。地质学的博大精深让地理专业的学生要在一个学期、几十个课时内, 掌握其主要基本知识, 困难较大。

所谓“乱”, 是指地质学无系统性和多解性。由于地理专业的地质学基础教程, 一般采用《地质学基础》或《基础地质学》等名称的教材, 它们是地质学基础知识的缩写本, 主要涉及地质学的基本知识、基本学说和基本规律。受篇幅的限制, 不可避免的将地质学不同研究领域中相互联系的、具有系统性和规律性的东西简化或省略, 导致地质知识体系前后内容的脱节, 形成孤立的、死记的名词概念。另外, 科学技术在地质学的发展还远远没有达到对所有地质运动完全认知的程度, 地质学的复杂性导致多解性, 这是很正常的科学现象, 但我们的教育体制使学生崇拜权威, 喜爱定律, 缺乏创新和突破, 多解性往往使学生困惑。

“繁”是说地质学繁琐, 名词繁多。地质学是一门描述性学科, 要求科学术语准确规范, 如矿床, 其定义是:“在一定地质作用下形成的在质量和数量上都能满足当前经济技术要求, 能够开采利用的有用矿物富集的地段”, 描述性的形容词有六个, 缺一不可。地质学的不同研究内容, 其名词、术语层出不穷, 如果不将它们有机的组合在一起, 形成一个相对完整的体系, 地质学必将枯燥乏味, 学生就会失去学习的兴趣。

因此, 作为地理学专业基础的地质学, 面对地学发展的新形势, 必须与时俱进, 在课程内容安排上应考虑以下几个方面的问题:

首先要考虑到地质学本身的特点, 既要保持传统地质学基本的、精华的内容, 又要吸收地质学的新近研究成果。地质学作为一门基础科学, 不仅其研究成果成为人类的精神财富, 而且其研究方法、思维方式等也都作为科学方法与科学品质成为高等教育的内容, 因此, 继承与创新不可偏废。现代信息技术的发展, 为地质教育方式、教学方法和手段提供了新的条件。努力提高教学质量和效率, 化“杂乱”为有序, 化繁为简, 努力提高学生学习兴趣, 培养他们的求知欲。

第二方面, 基础地质学的教学内容肯定不能像地质专业那样具有系统性和完整性, 因为它是为地理专业后续课程服务的, 更应考虑教学内容应以地理学关注的问题为主。地质学注重地球的物质组成、地壳运动及其产生的各种结果;地理学关注的则是:哪些地方有什么?为什么会这样?人类应该这么办?这就要求地质学课程编排应该侧重地表地质作用的过程、资源状况以及人与地质环境的关系等[6]。比如:地理专业并不注重于鉴定岩石由什么矿物组成, 岩石的分类是怎样, 而更关心岩石与地形的关系, 岩石与土壤的关系;地理学更需要了解哪些地方有什么矿产?为什么有这样的矿产?该怎样利用这些矿产资源?

第三方面, 应考虑地质学与地理学之间的科学融合[7], 这是当今地球系统科学的发展趋势, 尤其在与人类生存环境密切相关的地球表层系统, 它们彼此的联系已成血肉一体, 要杜绝某些课程之间流于形式的、貌合神离的合并, 而要真正使地学成为有机、有序枝繁叶茂的大树。教学计划的修改应具有科学性, 出版高水平的教材已成为当务之急。

第四方面, 尽可能接近社会需求, 以“可持续发展”为核心重新构建地质学思维方式, 使地质学真正成为解决资源、环境等现实问题的技术科学, 加大地质学“社会型”方面的学习力度。

第五方面, 加强实验 (习) 教学, 地质学是一门实践性很强的学科, 通过实验, 学生不仅能加深对地质现象和原理的理解, 还能培养学生的动手能力和实践技能, 这是现代大学生不可或缺的专业素质。除了室内的实验、实习教学外, 野外实习具有举足轻重的作用。野外实习可采取机动灵活的方式, 地质现象在我们的生活环境中, 随处可见, 尤其是地处郊区的院校, 沟沟坎坎, 黄土碎石都是我们实习研究的对象, 条件允许还可进行现场教学。

第六方面, 努力实施研究性教学和研究性学习[8,9], 地质学学科特点比较适宜进行研究性教学和学习, 只有发挥学生自主性[10]、探究性、合作性, 培养学生的创新意识与发现问题、分析问题和解决问题的能力, 才能使地质学的“杂”、“乱”、“繁”, 在学生的研究性学习中, 逐一消化理解, 才能面对地学日新月异的发展, 面对人类生存环境不断出现的新问题, 只有实施研究性学习, 才能使学生建立起对地质学学习的兴趣和热爱。

摘要：地质学是地理专业重要的专业基础课, 同地理学一起面临着地球科学全球性、系统性的挑战, 面对着诸多经济社会急需解决的可持续发展问题, 地质学在地理专业中应积极与地理学融合, 教学内容应多涉及地理学关注的问题, 为地学的“社会型”服务, 加强实验 (习) 环节教学, 努力实施研究性教学和研究性学习, 为学生打下良好的专业基础。

关键词：地质学,地理专业,教学改革