沈軍 焦軒凱 戴訓(xùn)也 于曉輝
摘要:地震地質(zhì)是一門防災(zāi)減災(zāi)特色課程,它是為未來將要開展地震地質(zhì)工作的高年級本科生開設(shè)的。我們按照現(xiàn)代教學(xué)理念,面向應(yīng)用,面向技能,開展了地震地質(zhì)課程內(nèi)容和教學(xué)方法的改革和實踐。教學(xué)內(nèi)容被設(shè)計成為四大模塊,包括基本概念模塊、基本知識模塊、基本技術(shù)模塊和基本工作模塊。
關(guān)鍵詞:防災(zāi)減災(zāi);特色課程;應(yīng)用導(dǎo)向;新工科
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2020)22-0210-02
一、引言
地震地質(zhì)課是地質(zhì)學(xué)專業(yè)地震地質(zhì)方向的核心課程,該課程應(yīng)滿足學(xué)生未來從事地震地質(zhì)工作的需要。這與為未來不直接從事地震地質(zhì)工作的其他專業(yè)(如地球物理專業(yè))的學(xué)生所開設(shè)的地震地質(zhì)課程不同。它要求學(xué)生在全面掌握地震地質(zhì)基本概念和原理的同時,還要熟悉地震地質(zhì)工作的主要內(nèi)容、技術(shù)方法和相關(guān)規(guī)范。
雖然地震地質(zhì)這一概念在我國被明確提出是在20世紀50年代,但是我國地質(zhì)學(xué)家從地質(zhì)構(gòu)造角度去研究地震至少可上溯到20世紀20年代初[1]。地震地質(zhì)學(xué)課程始于20世紀70年代,1982年北京大學(xué)地震地質(zhì)教研室、南京大學(xué)區(qū)域地質(zhì)教研室和武漢地質(zhì)學(xué)院地震地質(zhì)教研室編寫了高等學(xué)校教學(xué)用書《地震地質(zhì)學(xué)》,對地震地質(zhì)學(xué)做了系統(tǒng)的介紹[2]。之后,中國地震地質(zhì)工作取得很大進展,首先是定量活動構(gòu)造學(xué)的建立并與地震危險性評價結(jié)合;二是大地震孕育和發(fā)生的深淺構(gòu)造條件研究;三是城市活斷層探測和活斷層填圖使地震地質(zhì)工作與國民經(jīng)濟建設(shè)的聯(lián)系更加緊密。在本科教學(xué)中就是要在有限的學(xué)時內(nèi)使將來從事地震地質(zhì)工作的學(xué)生初步具備開展地震地質(zhì)工作的能力,熟悉地震地質(zhì)工作的基本任務(wù)、內(nèi)容和主要方法,熟悉中國地震地質(zhì)的主要特征,并能了解一些代表性的地震地質(zhì)工作,清楚地震地質(zhì)工作的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。因此需要從應(yīng)用出發(fā),進行地震地質(zhì)課程的改革。
二、面向應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容改革
地震地質(zhì)學(xué)可以理解為與地震相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)理論、地質(zhì)工作、地質(zhì)技術(shù)和地質(zhì)資料。具體包含以下多個層次的含義:①地震引起的地質(zhì)現(xiàn)象;②地震發(fā)生的地質(zhì)條件;③孕育地震的地質(zhì)環(huán)境(地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境);④發(fā)震構(gòu)造的識別與評價;⑤區(qū)域和場地的地震地質(zhì)條件(區(qū)域區(qū)劃和工程場地的地震安全性評價);⑥誘發(fā)地震的地質(zhì)條件;⑦地震地質(zhì)災(zāi)害的勘察與評價。
地震地質(zhì)課程內(nèi)容設(shè)計成為四個模塊。第一模塊為基本概念;第二模塊為基本知識;第三模塊為基本技能;第四模塊為主要工作及規(guī)范。
(一)基于標準和權(quán)威的地震地質(zhì)概念和基礎(chǔ)
在概論中基于權(quán)威文獻,介紹地震地質(zhì)學(xué)發(fā)展歷程、地震地質(zhì)學(xué)的定義與內(nèi)容、地震地質(zhì)學(xué)的研究方法、地震地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域,讓學(xué)生了解本學(xué)科的形成過程、主要內(nèi)容和與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,使其有一個總體的印象。
結(jié)合國家和行業(yè)標準,為便于學(xué)生在未來的工作中正確使用這些概念,在地震地質(zhì)課中需要介紹中國大陸的地震地質(zhì)的基本特征。關(guān)于這方面的知識已經(jīng)積累了很多,如《中國活動構(gòu)造圖1∶400萬》[3]、新編地震動區(qū)劃圖的宣貫教材[4]等。
(二)基于典型地震案例介紹地震地質(zhì)特征
地震地質(zhì)學(xué)是要選取中國及國際上具有代表性的地震,尋找和總結(jié)地震所形成的地質(zhì)現(xiàn)象,分析發(fā)生地震的地質(zhì)環(huán)境。這可以通過對曾經(jīng)發(fā)生過的代表性地震的地震地質(zhì)特征的分析總結(jié)加以歸納,達到理論與實際的結(jié)合。實際授課中,選擇了21世紀中國10多個主要地震,具體分析了它們的地震構(gòu)造環(huán)境、發(fā)震斷層、地表破裂、活動習(xí)性、地震地質(zhì)災(zāi)害等。
(三)結(jié)合規(guī)范和案例介紹地震地質(zhì)技術(shù)
在地震地質(zhì)的研究手段和方法中介紹了遙感技術(shù)、探槽技術(shù)、物探技術(shù)在地震地質(zhì)中的應(yīng)用,以及區(qū)域地質(zhì)與地球物理資料、構(gòu)造應(yīng)力場資料、震源破裂過程資料、地殼形變觀測資料在地震地質(zhì)中的應(yīng)用。遙感技術(shù)主要介紹多源遙感信息在確定活斷層位置、幾何結(jié)構(gòu)、運動學(xué)參數(shù)、古地震形跡方面的應(yīng)用。探槽技術(shù)主要介紹其在古地震研究中的應(yīng)用,這是地震地質(zhì)學(xué)的關(guān)鍵技術(shù),有相關(guān)的規(guī)范和經(jīng)典的工作。物探在地震地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用,著重介紹淺層地震探測技術(shù),同時也介紹電磁方法、地球化學(xué)方法的原理及其在地震地質(zhì)中的應(yīng)用;鉆探技術(shù)介紹聯(lián)排鉆孔技術(shù)及其在地震地質(zhì)中的應(yīng)用。
(四)面向應(yīng)用的代表性工作簡介
目前,中國已開展了大量的地震地質(zhì)工作,并形成了具有代表性的幾類工作。例如:地震現(xiàn)場地震地質(zhì)工作主要是在破壞性大地震發(fā)生后,立即趕赴現(xiàn)場開展的一系列相關(guān)工作,如烈度調(diào)查、地表破裂調(diào)查、發(fā)震構(gòu)造調(diào)查、地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等。這項工作在幾次大地震之后,如汶川地震和玉樹地震,形成了規(guī)范。這些典型的地震地質(zhì)工作已積累了大量案例,在講授中應(yīng)做到案例與規(guī)范相互結(jié)合。
三、能力導(dǎo)向的教學(xué)方法改革
本科教學(xué)的目的一是傳授知識,二是培養(yǎng)能力。在互聯(lián)網(wǎng)的時代,課堂已不再是獲得知識的唯一渠道,甚至不是最主要渠道。網(wǎng)絡(luò)逐漸成為獲得知識的主要的和有效的渠道。在課堂上應(yīng)該是將有限的課時用于組織、指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獲取知識和應(yīng)用知識的能力。教學(xué)中將原有的以知識灌輸為主轉(zhuǎn)為以自主學(xué)習(xí)為主,主張能力培養(yǎng)重于知識的傳授。
在實際教學(xué)中主講老師采取了教練式教學(xué),將學(xué)生劃分為4個人一組,每個組完成4個作業(yè)。第一項作業(yè)是制作一個代表性地震的地震地質(zhì)特征的報告;第二項作業(yè)是總結(jié)一個地區(qū)(如華北地區(qū))或斷裂帶(如阿爾金斷裂帶)的地震構(gòu)造特征;第三項作業(yè)是總結(jié)和介紹一項地震地質(zhì)技術(shù),如鉆探技術(shù)、淺層地震技術(shù)等;第四項是介紹一種地震地質(zhì)災(zāi)害,如地震滑坡、砂土液化等。
在課時的分配中,大概三分之一的課時用于學(xué)生的匯報演講,三分之一的時間用于老師示范和引導(dǎo),三分之一課時用于老師總結(jié)和點評,并通過對已學(xué)概念、知識和技術(shù)的復(fù)習(xí)和練習(xí),鞏固強化基本知識和基本技能。同時,選定課代表和課程秘書,提高學(xué)生自我組織、相互監(jiān)督和促進的作用,培養(yǎng)團隊精神。
在課堂教學(xué)中充分利用網(wǎng)絡(luò),通過計算機聯(lián)網(wǎng),連接谷歌地圖、百度百科、知網(wǎng)等,查詢高清晰衛(wèi)星影像,展現(xiàn)活動斷層等與教學(xué)相關(guān)的地形地貌特征,學(xué)生可以隨時上網(wǎng)查詢疑難概念。培養(yǎng)學(xué)生利用百度百科、知網(wǎng)等獲取知識的習(xí)慣和能力,使他們能通過網(wǎng)絡(luò)登錄相關(guān)研究院所和業(yè)務(wù)單位,了解行業(yè)正在開展的相關(guān)工作,開闊眼界,了解動態(tài)。
四、教學(xué)效果和體會
2013—2019屆地震地質(zhì)方向六屆大三學(xué)生參加了按上述內(nèi)容和模式開設(shè)的地震地質(zhì)課,其效果出乎預(yù)料,學(xué)生表現(xiàn)出極大的積極性,各組完成的作業(yè)都很出色,所制作的PPT形式多樣,極富個性,技巧性也很高,內(nèi)容也基本到位。
在教學(xué)中學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性得到了鼓勵和尊重。學(xué)生反映獲得的知識量和信息量遠遠超出以前照本宣科式講學(xué),獲得的能力和得到的鍛煉也遠遠超出了過去“滿堂灌”“填鴨式”教學(xué)模式。實際上學(xué)生對課堂以外的知識,具備很強的自我學(xué)習(xí)能力,我們的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式可因勢利導(dǎo)地利用他們的認知習(xí)慣。
老師的重要作用是依據(jù)自己的經(jīng)驗和能力,本著注重效率和質(zhì)量的理念,把龐雜的信息歸納成有序的信息樹;將復(fù)雜問題和過程分解為若干個簡單的問題和過程,降低知識的難度,用較少的時間投入,盡可能獲得最佳的教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]劉光勛.地震地質(zhì)工作的緣起與回顧[J].地殼構(gòu)造與地殼應(yīng)力,2006,(02):15-18.
[2]北京大學(xué)地震地質(zhì)教研室,等.地震地質(zhì)學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1982.
[3]鄧起東.中國活動構(gòu)造圖[M].北京:地震出版社,2007.
[4]高孟潭.GB 18306-2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》宣貫教材[M].北京:中國質(zhì)檢出版社,中國標準出版社,2015.
Application-Oriented Undergraduate Teaching Reform and Practice of the Course in Seismic Geology
SHEN Jun, JIAO Xuan-kai, DAI Xun-ye, YU Xiao-hui
(Institute of Disaster Prevention, Sanhe, Hebei 065201, China)
Abstract: Seismic Geology is a characteristic course for disaster prevention and mitigation. It is set up for senior undergraduates who will carry out seismic geology work in the future. In accordance with the modern application-oriented and skill-oriented teaching concepts, we have carried out the reform and practice of the content and teaching methods of Seismic Geology course. The teaching content is divided into four modules: basic concept, basic knowledge, basic technology, and basic work.
Key words: disaster prevention and mitigation; characteristic course; application orientation; Emerging Engineering
收稿日期:2019-09-11
資助項目:2017年河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目“師生協(xié)同創(chuàng)新性地震地質(zhì)專業(yè)實踐教學(xué)改革”(編號:2017GJJG257);2018年防災(zāi)科技學(xué)院精品建設(shè)課程基金項目“地震地質(zhì)學(xué)”(編號:JPJS2018006)
作者簡介:沈軍(1966-),男(漢族),江蘇南通人,博士,研究員,研究方向:地震地質(zhì)。
通信作者:焦軒凱(1993-),男(漢族),湖北荊門人,本科學(xué)士,實驗員,研究方向:地質(zhì)學(xué)。