蘭曉東　魏玉帥　姜正龍　劉豪

摘? 要：在傳統(tǒng)周口店地質(zhì)實習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合海洋資源與環(huán)境專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，強化海洋地學(xué)特色。通過實習(xí)內(nèi)容重構(gòu)，突出海洋知識傳授、海陸地質(zhì)特征對比和地質(zhì)思維培養(yǎng)三部分內(nèi)容，強化學(xué)生野外地質(zhì)實踐技能，培養(yǎng)學(xué)生大海洋地質(zhì)觀。在實踐教學(xué)中，充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，以海洋地學(xué)為中心，注重實習(xí)與專業(yè)課程的交叉，鼓勵學(xué)生思考與質(zhì)疑，強化實習(xí)的分層次培養(yǎng)。探索傳統(tǒng)地學(xué)野外實踐的海洋地學(xué)特色，對我校海洋資源與環(huán)境專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)和海洋創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：海洋資源與環(huán)境;周口店;野外實踐教學(xué);教學(xué)探索

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）10-0082-04

Abstract： Based on the traditional geological field practice in the Zhoukoudian area， the characteristics of marine geosciences are strengthened with the training objectives of marine resources and environment major. Three parts of field practice content are highlighted， which are teaching of marine geoscience knowledge， comparison of marine and terrestrial geological characteristics， and cultivation of geological thinking. Meanwhile， students' field geological practice skills are strengthened， and students' marine geological outlook is cultivated. During the field practice teaching， teachers should give full play to their guiding role. Focused on marine geosciences， the teachers should pay attention to the intersection of field practice and professional courses， encourage students to think and query， and strengthen the hierarchical training of field practice. It is of great significance to explore the marine geoscience characteristics of traditional field practice in our university， which benefit for the teaching system construction of marine resources and environment major and the cultivation of marine innovative talents.

Keywords： marine resources and environment; Zhoukoudian area; field teaching; teaching investigates

周口店地區(qū)是房山世界地質(zhì)公園的核心部分，從沉積地層到巖石礦產(chǎn)，從構(gòu)造變形到內(nèi)外力地質(zhì)作用，地質(zhì)現(xiàn)象十分豐富。自1954年以來，周口店一直作為我校各專業(yè)地質(zhì)實習(xí)的理想場所[1]，走出數(shù)位院士及地質(zhì)棟梁，被譽為培養(yǎng)地學(xué)類人才的搖籃。隨著實踐教學(xué)基地及教學(xué)路線的完善，地質(zhì)教學(xué)方法及手段也越趨成熟，形成了“問題引領(lǐng)、夯實三練、國際視野、地學(xué)搖籃”的地質(zhì)實踐教育理念[2-3]。然而，周口店地質(zhì)教學(xué)體系定位于基礎(chǔ)地質(zhì)，針對海洋專業(yè)沒有特別的教學(xué)實習(xí)內(nèi)容。海洋資源與環(huán)境專業(yè)是2018年我校在海洋科學(xué)基礎(chǔ)上新增的專業(yè)，旨在培養(yǎng)具備海洋地質(zhì)資源系統(tǒng)知識和技能，具有較強的科學(xué)素養(yǎng)、敬業(yè)精神和比較廣泛的適應(yīng)能力，能夠在科研、教學(xué)、產(chǎn)業(yè)和管理部門特別是在與海洋地質(zhì)資源密切相關(guān)領(lǐng)域勝任工作的高級專門人才。海洋學(xué)院自2004年建院以來，大二暑期實踐教學(xué)均在周口店地區(qū)開展。如何既依托學(xué)校傳統(tǒng)地學(xué)優(yōu)勢又能突出海洋地學(xué)特色，是學(xué)院帶隊教師一直都在教學(xué)思考與實踐探索的問題。在近些年帶隊實踐教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上，筆者試圖在現(xiàn)有幾近成熟的地質(zhì)教學(xué)實習(xí)體系上，針對海洋資源與環(huán)境專業(yè)的培養(yǎng)，提出新的教學(xué)改革方案，有利于強化海洋專業(yè)實習(xí)特色及海洋地學(xué)人才的培養(yǎng)。

一、實習(xí)內(nèi)容的重構(gòu)

在大學(xué)第一、二學(xué)年主要完成公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，在第三、四學(xué)年完成專業(yè)課學(xué)習(xí)和專業(yè)技能訓(xùn)練。參加周口店實習(xí)的均為大二學(xué)生，在此之前已經(jīng)經(jīng)歷過北戴河海洋認知實習(xí)，同時也具備了一定的基礎(chǔ)地質(zhì)與海洋地質(zhì)知識，但仍缺乏野外地質(zhì)情況的綜合解釋。周口店教師帶隊實習(xí)路線共有十一條：三條地層觀察路線（太平山南坡、八角寨-拴馬樁、黃院東山梁;五條構(gòu)造路線（太平山北坡、164背斜、金子溝、?？谟畮?、車場）;兩條房山巖體與變質(zhì)巖路線（羊屎溝、官地房山巖體）和一條第四紀(jì)路線（周口河-龍骨山）。除了完成基礎(chǔ)地質(zhì)實習(xí)內(nèi)容外，每條地質(zhì)教學(xué)路線還要結(jié)合本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及海洋地學(xué)特色，進一步梳理和深化實習(xí)內(nèi)容，突出海洋專業(yè)知識傳授和實踐技能培養(yǎng)。

（一）地質(zhì)故事-地質(zhì)思維的訓(xùn)練

北戴河認知實習(xí)讓學(xué)生們初步認識了海洋及各種地質(zhì)現(xiàn)象，周口店實習(xí)則是培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)思維，鞏固并強化學(xué)生的地質(zhì)技能。在觀察實習(xí)中不局限于海洋地質(zhì)，而是著眼于海洋與陸地的整個地質(zhì)環(huán)境，學(xué)會運用地質(zhì)思維去觀察、分析和解釋地質(zhì)現(xiàn)象與地質(zhì)作用。

首先，設(shè)計好描述地質(zhì)現(xiàn)象的“套路”，利用專業(yè)術(shù)語有框架有順序地描述地質(zhì)現(xiàn)象。周口店每條實習(xí)路線都是經(jīng)過精挑細選，各個觀察點的地質(zhì)現(xiàn)象豐富且典型。巖性要從名稱、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分幾方面來開展描述，斷層要從名稱、位置、走向與延伸規(guī)模、斷面產(chǎn)狀、兩盤地層及產(chǎn)狀和伴隨構(gòu)造等方面來開展描述，褶皺一般從名稱、位置、走向及延伸規(guī)模、兩翼地層產(chǎn)狀及轉(zhuǎn)折端形態(tài)、軸面及樞紐產(chǎn)狀和次生構(gòu)造等方面來開展描述。有了“套路”，學(xué)生可以有的放矢地描述各類地質(zhì)現(xiàn)象。

其次，在“套路描述”的基礎(chǔ)上，設(shè)計鍛煉學(xué)生“將今論古”的地質(zhì)思維，結(jié)合課堂專業(yè)知識深層地認識地質(zhì)現(xiàn)象的形成環(huán)境。在八角寨鐵嶺組頂部發(fā)育的一系列疊層石，有緩波狀、丘狀、包卷狀和分枝狀等形態(tài)，結(jié)合現(xiàn)今不同水體深度的藻席類型和分布[4-6]，其形態(tài)表征海水動力逐漸增強，代表了從潮上到潮下海水深度逐漸加深的潮坪環(huán)境。

最后，強調(diào)現(xiàn)今觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象只是漫長地質(zhì)作用中的一個短暫片段，而在過去的地質(zhì)記錄中卻往往保留了地質(zhì)作用的全部過程。在某些實習(xí)觀察點，設(shè)計一些采用“以古論今論未來”的思維去推斷現(xiàn)今地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生的條件、過程和特點的實習(xí)內(nèi)容。周口店地區(qū)構(gòu)造現(xiàn)象十分豐富，在地質(zhì)描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合海底及盆地構(gòu)造分析課程知識來解釋現(xiàn)今構(gòu)造的形成機理。在八角寨鐵嶺組上部地層中發(fā)育大小不一的鞘褶皺，在垂直運動方向上呈現(xiàn)同心圓狀或眼球狀截面，在平行運動方向上發(fā)育拉伸線理，呈現(xiàn)不對稱的緊閉倒轉(zhuǎn)或等斜褶皺;這種“A”型褶皺往往由巖層順層剪切作用形成，隨著構(gòu)造變形的加劇，鞘褶皺會由舌狀變?yōu)閯η?，且劍鞘越來越長。這些設(shè)立的實習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生面對地質(zhì)現(xiàn)象講地質(zhì)故事的能力，如描述地質(zhì)現(xiàn)象、解釋其成因機理和預(yù)測未來狀態(tài)，同時能夠鍛煉學(xué)生的地質(zhì)思維，幫助學(xué)生從本質(zhì)上認識地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生大海洋地質(zhì)觀[7]。

（二）滄海桑田-威爾遜旋回的理解

周口店地區(qū)經(jīng)歷了多期及多體制的復(fù)雜構(gòu)造演化過程，與大尺度的巖石圈深層次的活動密切相關(guān)。在三條沉積地層路線教學(xué)內(nèi)容中，通過地層巖性與沉積環(huán)境的對應(yīng)關(guān)系，分析沉積地層的垂向序列和沉積演化，從宏觀上理解威爾遜旋回導(dǎo)致的海陸變遷。在八角寨路線中，從薊縣系以碳酸鹽巖建造為主的潟湖-潮坪沉積，經(jīng)歷芹峪運動后，青白口系從碎屑巖到碳酸鹽巖和鈣質(zhì)泥巖互層的濱淺海沉積;經(jīng)歷薊縣運動后，在黃院東山梁路線中，寒武-奧陶系以碳酸鹽巖為主的潟湖-潮坪沉積;加里東運動之后，石炭-二疊系從濱淺海碎屑沉積過渡到陸相河湖相沉積。區(qū)域地質(zhì)演化可以總結(jié)為中新元古代持續(xù)伸展并接受巨量裂谷沉積，古生代隨著華北克拉通周緣造山作用，區(qū)域沉積逐漸由海相轉(zhuǎn)為陸相環(huán)境，整個地質(zhì)演化過程與古亞洲洋的向南俯沖和關(guān)閉息息相關(guān)[8-9]，接近一個完整的威爾遜旋回，即古亞洲洋開閉的整個過程。通過總結(jié)區(qū)域海陸變遷沉積演化特征，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)并加深海洋地質(zhì)學(xué)威爾遜旋回知識，加深對古亞洲洋從萌芽階段（大陸裂谷）到消亡階段（大陸相碰造山）過程的認識，培養(yǎng)地質(zhì)演化的時空觀。

（三）海陸對比-陸地與海洋地質(zhì)特征的區(qū)別

自然沉積環(huán)境可以劃分為陸相、海相及海陸過渡相，海相就是在海洋環(huán)境中形成的一系列沉積。在黃院東山梁與太平山南坡剖面的實習(xí)內(nèi)容中，我們通過突出海相與陸相沉積地層的對比，來強化學(xué)生辨認不同巖相地層的能力。周口店海相沉積地層發(fā)育在中新元古界及下古生界，巖性主要以化學(xué)沉積的碳酸鹽巖為主;太平山南坡石炭系山西組之上逐漸過渡到陸相碎屑巖地層，巖性主要以巖屑砂巖、板巖為主。在實習(xí)內(nèi)容中設(shè)立海相碎屑巖與陸相碎屑巖差異，幫助學(xué)生比較海相長龍山組砂巖與陸相山西組砂巖的差異。前者成分較單一，結(jié)構(gòu)較簡單，以分選好的石英砂巖為主;而后者為陸相河湖相沉積，巖屑含量高，成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)差異大，既有分選好的石英砂巖，又有分選差的長石砂巖或巖屑砂巖。沉積環(huán)境決定了沉積巖的特征，海相與陸相沉積地層的巖性對比有助于學(xué)生分析并掌握區(qū)域地質(zhì)環(huán)境演化。

房山巖體巖性及相關(guān)構(gòu)造變形是周口店實習(xí)的重要實踐內(nèi)容，在實習(xí)內(nèi)容中注重巖體與基性巖漿巖的對比學(xué)習(xí)。房山巖體為侵入巖體，主要由石英二長閃長巖和三種不同結(jié)構(gòu)的花崗閃長巖單元組成[10]，整體為中酸性火成巖。實習(xí)內(nèi)容除了完成房山巖體的巖性組合特征及相互接觸關(guān)系、原生構(gòu)造及與圍巖接觸關(guān)系外，還要強調(diào)中酸性與基性火山巖的對比，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生加深對洋殼與陸殼物質(zhì)組成的認識，洋殼的物質(zhì)組成只有硅鎂層，而陸殼的物質(zhì)組成為上部硅鋁層，下部硅鎂層。海洋中的火山活動主要是基性玄武巖，而房山巖體的巖漿顯然來自陸殼上部物質(zhì)的熔融。

二、實習(xí)過程中教師的引領(lǐng)

周口店地質(zhì)實習(xí)分為典型路線教學(xué)、基礎(chǔ)課程講解、半獨立和獨立實踐及綜合性填圖四個主要環(huán)節(jié)。在典型路線教學(xué)中，應(yīng)該充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，以海洋地學(xué)為中心，注重實習(xí)與專業(yè)課程的交叉，鼓勵學(xué)生思考與質(zhì)疑，強化實習(xí)的分層次培養(yǎng)。

（一）引導(dǎo)實習(xí)與專業(yè)課程的交叉

周口店實習(xí)是集沉積地層、構(gòu)造變形、第四紀(jì)和火成巖等地質(zhì)內(nèi)容為一體的綜合性地質(zhì)實踐，涉及本專業(yè)大二課程，包括礦物與巖石、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)、海底及盆地構(gòu)造分析、沉積巖與沉積相和海洋地質(zhì)學(xué)。在實習(xí)過程中要強調(diào)與相關(guān)課程的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生知識的回憶與思考;同時實習(xí)可為大三海洋地質(zhì)資源、海洋油氣地質(zhì)學(xué)和地史與古生物等專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，提高學(xué)生對課程知識的興趣。

1. 周口店地區(qū)地層發(fā)育較為齊全，所在京西坳陷的部分地區(qū)可見油苗及固體瀝青[11]，具備一定的生儲蓋石油地質(zhì)條件，因此可以結(jié)合路線及地質(zhì)現(xiàn)象引導(dǎo)介紹海洋油氣地質(zhì)課程知識。薊縣系洪水莊組發(fā)育黑色板巖，有機質(zhì)含量較高，區(qū)域上可以作為生油生氣母質(zhì)，即烴源巖;青白口系下馬嶺組中部的暗綠色板巖中夾灰黑色、暗色炭質(zhì)板巖，同樣也可以作為烴源巖;中奧陶統(tǒng)馬家溝組頂部溶洞及裂縫發(fā)育，石炭系本溪組粉砂巖、太原組砂巖、山西組及楊家屯組砂礫巖均可以作為油氣存儲空間儲層;而區(qū)域發(fā)育的致密巖性均可以作為油氣封蓋層，例如鐵嶺組白云巖、景兒峪組大理巖、府君山組豹皮灰?guī)r、黃院組泥質(zhì)條帶灰?guī)r等。不同巖性地層的縱向疊加形成了多套油氣生儲蓋組合，這些實習(xí)內(nèi)容為海洋油氣地質(zhì)學(xué)的教學(xué)提供了良好的野外實踐平臺。

2. 中元古界至下古生界石炭統(tǒng)為海相沉積地層，可以認識海洋沉積和判斷海洋沉積環(huán)境。霧迷山組普遍發(fā)育水平薄層和緩波狀藻紋層，應(yīng)屬一套潮坪沉積;鐵嶺組底部白云巖中發(fā)育大型魚骨狀交錯層理，局部見內(nèi)碎屑，結(jié)合楔狀交錯層理可以判斷海水運動方向為近北東向，代表一種潮間或潮下高能蒸發(fā)性環(huán)境;海相地層包含眾多的海洋沉積和海洋環(huán)境信息，結(jié)合野外地質(zhì)現(xiàn)象復(fù)習(xí)沉積巖與沉積相關(guān)課程知識。

3. 周口店地區(qū)蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源，很大一部分與海洋地質(zhì)資源關(guān)系密切。下馬嶺組海相沉積的砂質(zhì)板巖中含有大量的紅柱石晶體，可以作為高級耐火材料;長龍山組砂巖是一套成熟度較高的濱淺海相碎屑巖沉積，可以還原為中新元古代的濱海砂礦;景兒峪組粉色、白色等多種顏色大理石材是古海洋沉積的碳酸鹽巖經(jīng)變質(zhì)作用形成;寒武系府君山組與冶里組、奧陶系馬家溝組地層中的純凈碳酸鹽巖，可以作為燒制石灰的原料。馬家溝組白云巖的發(fā)育主要代表一種蒸發(fā)式沉積環(huán)境，可以啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考是否在區(qū)域地層頂部沉積膏鹽巖、巖鹽、鉀鹽等蒸發(fā)礦產(chǎn)。在地層觀察路線中注重引導(dǎo)地層巖石與海洋地質(zhì)資源的聯(lián)系，增強學(xué)生的大海洋地質(zhì)資源觀。

（二）鼓勵學(xué)生思考和質(zhì)疑

地質(zhì)科學(xué)是總結(jié)出來，雖然不像數(shù)學(xué)那樣精確，但是有著獨特的思維方式，從現(xiàn)象到描述到分析形成機理，再通過求證來判斷或驗證其合理性。在實習(xí)過程中鼓勵學(xué)生思考并提出問題，或由教師來引導(dǎo)提出問題，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)進行深度探討。周口河兩岸雖已被植被和人為改造，但仍可見比較明顯的三級河流階地，一級階地為周口店鎮(zhèn)，二級階地為白色堆砌石頭護欄，三級階地為實習(xí)站平地，在地質(zhì)描述的基礎(chǔ)上，判斷周口河河流階地屬于基座式類型，然后引導(dǎo)學(xué)生思考河流階地形成的內(nèi)因與外因，討論河流階地與海平面升降的關(guān)系，同時與北戴河實習(xí)中的大石河河流階地和海邊海蝕階地做出聯(lián)系與對比。這樣，教師以發(fā)散思維引導(dǎo)學(xué)生進行地質(zhì)思考，深度培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)思維。

周口店地區(qū)地質(zhì)研究有著百年多歷史，取得了很多標(biāo)志性成果和成熟的認識，然而還存在一些爭議性且需要進一步研究的問題。八角寨路線中洪水莊組巖性以灰黑色含錳質(zhì)板巖為主，沉積環(huán)境尚存在爭議，有陸架邊緣的潮坪相、潟湖相[12]，也有深海陸隆滯留缺氧-硫化水體沉積等[13]。同時中新元古界大規(guī)模分布的白云巖成因、霧迷山組與洪水莊組沉積轉(zhuǎn)換機制、區(qū)域發(fā)育的拆離斷層及固流褶皺機理、房山巖體的侵位機制等，這些地質(zhì)問題都需要進一步深入探討。實踐教學(xué)不同于室內(nèi)教學(xué)，更注重路線中引導(dǎo)學(xué)生獨立觀察、測量和思考，從以教為主逐漸過渡到以學(xué)生自我探究為主，更多地體現(xiàn)“授之以魚不如授之以漁”的教學(xué)方法。在實習(xí)中適時地將問題拋出，觸發(fā)學(xué)生質(zhì)疑與思考，發(fā)揮主觀能動性在野外尋找相關(guān)地質(zhì)證據(jù)來進行探索或驗證其合理性，避免填鴨式的教育。

（三）激發(fā)專業(yè)興趣與分層次培養(yǎng)

周口店地質(zhì)實踐教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生實際地質(zhì)工作的能力，包括地質(zhì)現(xiàn)象的觀察、描述和分析能力，動手實踐能力和團隊協(xié)作能力等。以野外實習(xí)為契機，以地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)問題為導(dǎo)向，更多地引導(dǎo)學(xué)生進行地質(zhì)思考，只有腦子轉(zhuǎn)起來才能帶動野外實習(xí)的積極性。同時結(jié)合海洋資源與環(huán)境專業(yè)特點，在實習(xí)教學(xué)活動中更多地引導(dǎo)與專業(yè)課程相結(jié)合，讓學(xué)生知曉專業(yè)課程并不是脫離實際枯燥無味的，“書到用時方恨少”，能夠督促學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過的專業(yè)知識，鼓勵每天教學(xué)實習(xí)后的自我加碼，激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。周口店地質(zhì)實習(xí)讓學(xué)生知道野外地質(zhì)工作的內(nèi)容，在實習(xí)培養(yǎng)目標(biāo)下，針對學(xué)生的不同特點和要求，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生針對野外地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)問題提出科學(xué)問題，結(jié)合海洋地學(xué)特色開展大學(xué)生創(chuàng)新項目，進一步提高專業(yè)水平及創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語

海洋資源與環(huán)境專業(yè)的野外實踐教學(xué)是培養(yǎng)海洋類人才的重要環(huán)節(jié)，而實習(xí)基地的選擇與建設(shè)是難點，如何在已有的具有傳統(tǒng)地學(xué)優(yōu)勢的周口店實習(xí)中凸顯海洋地學(xué)特色，成為解決問題的關(guān)鍵所在。通過周口店野外實習(xí)內(nèi)容的重構(gòu)及實習(xí)過程教師的引領(lǐng)，探索出適合本專業(yè)實踐教學(xué)的可行之路，希望對高校海洋類專業(yè)的野外教學(xué)實踐培育創(chuàng)新人才提供借鑒和參考。

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基金項目：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費優(yōu)秀教師基金項目“北京周口店地區(qū)洪水莊組物源與古海洋生產(chǎn)力分析”（35832019010）;中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2020年度本科教育質(zhì)量提升計劃建設(shè)項目“海洋工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系探索”（JGZD202010）

作者簡介：蘭曉東（1984-），男，漢族，山東乳山人，博士，副教授，研究方向為海洋資源、海洋油氣地質(zhì)。