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)合當前對地球科學的新認識和國家發(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中，更好地開發(fā)學生的地學思維;注重培養(yǎng)學生的地學大局觀，從整個地球系統(tǒng)的角度去看待和思考問題;引導學生與時俱進，關(guān)注國家發(fā)展需求，了解地學前沿問題，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);教學方法;培養(yǎng)方式

[中圖分類號] G642?? ?[文獻標志碼] 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，當代地球科學正處于重要的轉(zhuǎn)折期，其學科的功能結(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)災害預測與防治、新材料、地學信息工程等領(lǐng)域不斷拓寬[1]。隨著當前新形勢下地質(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、地球物理學、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（或地質(zhì)學基礎(chǔ)、地球科學概論）、巖石學（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）、構(gòu)造地質(zhì)學、晶體光學、結(jié)晶學與礦物學、古生物學、地史學、礦床學、地球物理學、地球化學、測量學和工程地質(zhì)學等眾多地質(zhì)學科的重要課程。然而，隨著社會發(fā)展、科技進步，地質(zhì)學的研究領(lǐng)域同時也不斷擴展，地球科學的理論發(fā)展與應(yīng)用需求都給地球科學人才培養(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的認識和國家發(fā)展需求，對地質(zhì)類專業(yè)本科教學方法、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)當今社會發(fā)展的需求，同時可為相關(guān)專業(yè)教學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

地質(zhì)學是研究地球的物質(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、成因的學科。地質(zhì)作用具有現(xiàn)象復雜、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)學生的地質(zhì)時空演化思維，在地質(zhì)課程教學過程中尤為重要。

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，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)的教學形式下，學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)象具有復雜性和多變性，二維圖件無法對其進行準確表達，這給教師教學、學生學習均帶來較大挑戰(zhàn)，制約了課堂教學質(zhì)量的提升，限制了學生地質(zhì)時空演化思維的培養(yǎng)。

綜上所述，在地學大數(shù)據(jù)背景下，將三維地質(zhì)模型引入課堂教學，不僅可以提高課堂的教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生三維地質(zhì)思維能力，還可以讓學生了解、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)科學思維的培養(yǎng)

地球系統(tǒng)科學是傳統(tǒng)地球科學發(fā)展的必然。自18世紀末期到19世紀初期，地質(zhì)學開始發(fā)展成為一門科學，正式步入了地球科學時代，此時的地質(zhì)學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世紀之后，眾多學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)，地球科學由此發(fā)展到了地球系統(tǒng)科學的全新階段。地球系統(tǒng)科學強調(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)具有跨學科、大視野處理問題能力的復合型地質(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)科學相關(guān)專業(yè)，如南京大學、清華大學等。2016年，南京大學創(chuàng)辦“地球系統(tǒng)科學與環(huán)境理科實驗班”跨學科班，力求通過不同學科、不同院系之間的相互合作，真正培養(yǎng)學科交叉復合型人才。嘗試讓學生運用“系統(tǒng)科學”的方法對“地球科學”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。從學科角度看，把地質(zhì)學、海洋學、生態(tài)學、氣象學、環(huán)境學和社會學等自然、社會科學領(lǐng)域的知識融匯在一起，用整體觀、大局觀培養(yǎng)學生，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)科學所涉及的相關(guān)學科眾多，包括地質(zhì)學、自然地理學、氣象學、海洋學、社會學、生態(tài)學、物理學等多個學科。因此，需要學生掌握相關(guān)學科的綜合知識，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)科學的本質(zhì)特征之一[6]。

當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專業(yè)人才必須具備地球系統(tǒng)科學的思維和能力，高校應(yīng)該適應(yīng)這種變化，培養(yǎng)出適應(yīng)未來發(fā)展的地學人才。

三 引導學生關(guān)注國家發(fā)展需求和地學前沿領(lǐng)域

要培養(yǎng)優(yōu)秀的新時代的地學人才，除教授其專業(yè)知識外，還應(yīng)及時引導其關(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，使學生可根據(jù)個人興趣愛好，有重點、有目標的進行相關(guān)專業(yè)知識的學習。

例如，當前中國地質(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?！叭钜煌痢笨萍碱I(lǐng)域中的深部探測方法、地下空間探測、地熱等深部資源勘查開發(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、京津冀地熱調(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中，更好地開發(fā)學生的地學思維;注重培養(yǎng)學生的地學大局觀，從整個地球系統(tǒng)的角度去看待和思考問題;引導學生與時俱進，關(guān)注國家發(fā)展需求，了解地學前沿問題，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：

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

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

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（責任編輯：張宏玉）