王中亮 赵国春

[摘 要] 野外实践教学是地质类专业学生扎实的地学基础知识和创新的地学思维培养的基本途径，北戴河地质认识实习是中国地质大学（北京）地质类专业学生一年级本科生必修的教学环节。以“北戴河地质认识实践教学”为例，对如何培养学生实践创新能力及顶层设计观念、野外地质观察能力、野外地质记录能力和地质“时空四维观”进行了详细的探讨，提出“授之以渔而不只是授之以鱼”是实现理论与实践融会贯通及形成系统的地学思维的关键，应该注重通过野外实践把学习的方法和地质思维传授给学生，培养学生的逻辑思维能力。

[关键词] 北戴河地质认识;实践教学;地学思维;顶层设计

[基金项目] 2018—2021年国家自然科学基金面上项目“焦家金矿床成矿多样性的构造控制机理”（41772061）

[作者简介] 王中亮（1977—），男，河南南阳人，博士，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院讲师，硕士生导师，主要从事矿床学及矿产普查与勘探研究。

[中图分类号] G642.41    [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）19-0093-04    [收稿日期] 2020-11-30

地质学是一门实践性和应用性极强的自然学科[1]，必须借助于野外客观地质材料，将理论与实践紧密联系，由感性认识升华到理性认知，才能培养出具有形象思维、发散思维和逻辑思维的地质学专业人才[2]。然而，大多数硕士研究生阶段的学生及本科毕业刚进入地质行业工作的学生并不具备基本的地学思维，未能将课堂上学的理论知识灵活应用到野外实践中，有的学生连罗盘、放大镜的使用及地质现象描述等最基本的野外地质技能都不具备，甚至已经忘记了实践教学中的野外路线。究其主要原因是，尽管我们经过多年的教学研究与改革，采取了多种教学方法和方式，但并未从根本上改变传统的“填鸭式”教学模式。因此，提出“授之以渔而不只是授之以鱼”是野外地质实践教学中，培养学生的地质思维能力、实现理论与实践融会贯通的关键。

中国地质大学（北京）历来重视野外实践教学，遵循循序渐进的原则，分别针对大学一、二、三年级的学生设立了“北戴河地质认识实践教学”“周口店野外地质填图实践教学”和专业性生产实习（也称为行业生产实践训练），以期达到培养学生扎实的地学基础知识、理论和系统的地学思维的目的。对于地质学类专业的大学一年级的学生来说，“北戴河地质认识实践教学”是他们第一次接触到实际地质现象和地质工作，对他们来说极其重要，关乎他们是否能真正地走进地球科学殿堂的大门，是否能成为地球科学世界中的一员，甚至对他们的一生都将会产生重大影响。因此，对于我们教师来说，在“北戴河地质认识实践教学”中，重要的是把地学思维传授给学生，教会他们学习的方法，培养他们的逻辑思维能力，而不是简单地进行专业知识的传授。鉴于此，本文以“北戴河地质认识实践教学”为例，将近几年来野外实践教学工作的一些体会在此讨论，希望对其他院校地质学类专业野外实践教学有参考作用。

一、构建思维导图，培养学生的实践创新能力和顶层设计观念

“北戴河地质认识实践教学”是一年级地学类专业本科生地球科学知识室内理论教学的野外延续和深化[3] （P103），目的是通过野外的地质知识和地质技能训练，将地球科学基本理论与野外客观素材配套融入地学类学生的脑海数据库中，培养学生的科学认知能力和逻辑思维能力[4]。然而，当学生走进野外的教学课堂，真正接触实际地质现象时，却发现野外现场的实际观察与室内标本和书本描述的现象往往有很大的差别，存在一定的错位甚至认识错觉，很难将课堂知识与野外感性认知结合起来。究其主要原因，是室内课堂学习过程中对理论知识进行死记硬背，而缺少对理性思维的培养，从而导致学生有效的知识储备严重不足，以致无法实现理论到实践的转换。因此，鉴于地球科学是一门知识结构有序、逻辑性很强的理科学科，如何激发学生的实践创新能力、减少机械记忆、增强理解记忆和创造性记忆，是使学生建立地球系统科学观，并为后续的野外课堂学习打下扎实的理论知识基础的关键[5]。

思维导图是一种简单有效的锻炼思维的工具[6]，其利用节点和连线把所学过的单个知识点由点→块→网依次联系起来，以便于学生可视化观察、理解甚至发现自己尚未意识到的各个知识点间的关系[7]，使头脑中堆放的原本毫无头绪、杂乱无章的知识点有机地、系统地储存起来，实现感性认识到理性认识的升华，甚至会产生一些创新性的见解，因此，能发展学生的理性思维能力，激发其想象力和创造潜能，增进理解记忆和创造性记忆能力[8]。为此，我们在室内理论学习和野外实践教学之间增加了一个“思维导图训练”环节，要求同学们在对《地球科學概论》和《北戴河野外地质实习指导书》分别认真复习和预习的基础上，先依次构建由节→章→篇（整本书）三个层次体现隶属关系的单向思维导图;再构建若干个以某个（组）知识点为中心的强调不同章节之间逻辑关系的多元化思维导图。通过构建《地球科学概论》思维导图，将已学过的多而零散的知识点梳理、联结成一张由关键地质信息及其内在地质作用所组成的网格图，便于学生深刻理解并抓住该学科的主线，理清各个知识点之间的内在联系，达到复习、巩固所学内容的目的[6]。通过构建《北戴河野外地质实习》思维导图，使学生提前整体感知野外实践教学的目的和任务，把握主要内容，厘清脉络，提高学生的概括能力和想象能力。在完成以上两个思维导图的基础上，让学生对各个层次的导图进行分解→合并→再分解→再合并，以便找到不同知识点间的并列、因果、递进等逻辑关系，将室内和野外知识形成一个完整的知识体系，实现课堂理论知识、课堂实习与野外感性认知的衔接，从而基于思维导图进行顶层设计，制订野外实习计划并设计野外实习路线，进一步提高学生掌握知识和运用知识的能力。

二、先由总体到局部、由面到点，再由点到面，培养学生野外地质观察能力

客观地、准确地、全面地获得事实性地质信息是一切地质工作的关键，因此，培养学生野外地质观察能力是我们北戴河野外地质实习过程的重中之重。培养学生的野外地质观察能力，其关键是要教会学生一个先由总体到局部、由面到点，再由点到面的观察思维。目前，不少地质人员可能到一个观察点后的习惯性思维就是就事论事，看到什么说什么，往往忽略了总体观;尤其是在给学生讲课时，对一个观察点滔滔不绝地讲了很多，给学生留下的观察和记录的时间很少，结果学生听得很累，还不知道听了什么要点，因为没有教给学生观察什么，怎么观察，没有让学生自己去亲身实践，这样学生只是变成了一个简单的记录员，没有达到培养学生观察能力的目的。下面以石门寨实习路线为例，讲述具体怎样由总体到局部、由面到点，再由点到面进行观察。

石门寨实习路线的主要任务就是观察早奥陶世至二叠纪地层层序及接触关系等，要求绘制石门寨西至拜印台的信手剖面。该路线的观察点和内容很多，这就更需要一个先总体到局部、由面到点，再由点到面这样的一个反复观察过程，否则是达不到教学目的的;然而，很多情况下往往是到一个观察点说一个观察点，尤其是当实习的班级多的时候，更是先到哪個观察点就说哪个观察点，连一个先后顺序也没有，这对大学一年级的学生来说是极其不可行的。我们在实践教学中是按照以下步骤进行的：（1）给学生讲这个路线的目的任务和主要学习内容，让学生读懂这个地方的地形地质图。（2）带领学生从起点（石门寨西的采石坑）开始，边走边观察，一直到拜印台，先进行一个总体的观察，也就是我们常说的“踏勘”，让学生先有一个总体的认识，这时针对每个观察点只需要记录每个点的位置、海拔高度及各点之间的距离、坡度及总的路线长度，对每个点的地质现象先有一个大致的感性认识即可;然后让学生把这个信手剖面的地形线在野簿上绘制出来，并把每个观察点标记在相应的位置，在这个过程中，一定要教会学生怎样确定比例尺，怎样合理地进行图件布局及明白剖面图的方向是怎么选择的，这就是我们先进行的总体上的和面上的工作。（3）进行每个点的细致观察，这里我们要做的是教会学生观察什么、怎么观察，让他们自己去观察、去描述，而不是我们替他们观察描述（具体每个观察点怎么描述详见后文）。（4）最后就是把各个点联系起来，不仅是在图上连起来，而且是要把他们的地质关系联系起来，尤其要注意让学生明白为什么要在这些位置设置观察点，培养他们独立观察的能力。在实践教学过程中，通过这样的反复训练，既提升了学生的总体把握能力，又培养了学生的观察能力。

三、突出重点，抓住主要地质现象进详细描述，培养学生野外地质记录能力

野外地质观察的目的是获得描述型事实性信息，这些信息是对地质体的客观描述性记录，其既是进一步从中发掘、获取其他信息的源泉，又是我们进行室内地质研究分析的基础，因此，让学生将野外地质现象简明扼要地以文字和图件的格式记录在野簿上、培养学生野外地质记录能力是野外实践教学中的一项重要任务。但野外地质现象很多，哪些是该记录的，哪些是需要详细描述的等，我们一定要根据研究目的任务分清主次，突出重点，抓住主要地质现象进行详细描述，不能眉毛胡子一把抓。下面以亮甲山下奥陶统岩性观察点为例说明如何培养学生野外地质记录能力。

在对地质体进行描述记录之前，采取互动或启发方式（切忌讲授式）让学生再次明确该观察点的任务，根据任务以思维导图的形式进行顶层设计，先确定哪些地质现象需要记录，哪些不需要记录;然后再确定哪些是总体，哪些是局部;哪些是主要描述对象，哪些是次要描述对象;哪些是先形成的，哪些是后形成的;最后按照先总体后局部、先主要描述对象后次要描述对象、由早到晚的顺序条理清楚地逐条记录。例如，亮甲山这个观察点的主要任务是观察这里出露的下奥陶统各组的岩性、层序及其接触关系，因此，该处下奥陶统地质体的客观属性和特征如岩性、形态、规模、产状等是需要重点记录的，局部出露的后期形成的小规模的地质体（石英细脉、伟晶岩脉等）一般不需要记录，而出露较广泛的规模相对较大的如煌斑岩、辉绿岩等一些基性岩脉需要记录。具体记录时应：（1）先进行总体描述，如该处出露上下两层岩性不同的地层，产状均为272°∠13°，其分界面为一凹凸不平的冲刷面;（2）再进行局部描述，如该处上部岩层的厚度约为7m，岩性为下奥陶统亮甲山组底部灰色厚层灰岩和粒榍灰岩夹灰绿色薄层页岩，下部岩层出露厚度约2m，岩性为下奥陶统冶里组顶部灰色厚层灰岩、虫孔灰岩、豹皮灰岩;（3）最后再对主体形成后发生的一些地质作用进行描述，如该处发育一南北向近直立切穿该上下两组岩层的断层，断层内充填有方解石脉，断层面上发育有阶步和擦痕，指示其为左行平移断层。

通过这个教学过程，使学生在较短的时间内既按时完成了野外地质现象的描述记录，又掌握了基本技能，并增强了学生实习过程中的主动性及独立性，收到了良好的实习效果。针对所有的野外观察点，都采取了类似的教学方法，使学生不仅掌握了地球科学知识，还为今后的学习和工作打下了初步的地学基础。

四、将今论古，回顾总结，讲地质故事，培养学生地质学习的“时空四维观”

地球科学承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命，然而，由于地球演化时间漫长，现在所观察到的地质现象是多期地质作用叠加演化的结果[9] （P318），因此，将今论古，将地质现象转为矿产宝藏及预防地质灾害的能力等是地球科学研究的重要任务。这就需要我们在野外实践教学中，要善于抓住不同地质现象之间的联系和区别，灵活运用启发式和互动式教学法，通过不断地回顾总结，激励同学们一起讲地质故事，培养他们地质学习的“时空四维观”。

野外实践教学中，在完成地质现象的描述记录之后，我们根据同学们的学习表现将班级分成5—6组（每组4—6名），以小组为单位增加了一个现场讨论环节。现场讨论以讲地质故事的形式进行，按照循序渐进的原则要求每个小组均依次讲述单个地质现象→每个观察点→每条路线这三个层次的地质故事。如何才能讲好地质故事呢？由于地质现象是地质作用的产物，这就需要同学们充分调动自己脑海中的有关地质作用的思维导图，先由果→因将所观察到的地质现象和地质作用对应起来，然后再分析地质作用产生的条件、过程及发生的时间、空间，最后由因→果将推测的地质作用和所观察到的地质现象有机地联系起来，并扩展成一个完整的故事。比如，在鸡冠山路线中，同学们根据上山途中所观察到的黑云母花岗岩的地质特征，就会依次联想到岩浆作用—侵入作用—深成侵入作用，再根据该花岗岩在实习地区广泛分布及其地质特征与辽宁新太古代绥中花岗岩类似，推测其形成的时间（20多亿年的新太古代）和空间（区域性大规模分布），于是一个人物、时间、活动、地点俱全的故事就发生了：20多亿年的新太古代，在还没有人类出现的时候，我们现在所待的这个有山有水环境优美的北戴河地区曾经发生大规模的岩浆侵入作用，在地壳的深部形成了黑云母花岗岩，随后又经过了一系列的地质作用，就形成了我们现在所看到的鸡冠山及在北戴河滨海地区所广泛出露的基岩。然而，当我们走到半山腰及山顶的时候，却发现一切全变了，中粗粒块状构造的黑云母花岗岩不见了，取而代之的是近水平的层状的新元古代长龙山组石英砂岩，为什么会这样呢？待同学们详细观察描述完之后，继续采取上述思维方法，便可将新元古代长龙山组石英砂岩的来历一一道来。通过这种思维的锻炼，不仅能激发学生的兴趣，使学生对地质现象有深刻的认识，还强化了室内课堂的理论知识，培养了学生的地质思维和实践创新能力。

“北戴河地質认识实践教学”是地球科学知识室内理论教学的野外延续和深化，经过几代地质学工作者的不断探索和改进，已形成了较为完善的野外教学体系。然而，为了培养适应科学和社会发展需求的有扎实的基础知识和创新的地学思维的专业人才，我们不能把野外实习仅作为一个深化室内理论知识的野外课堂，只是把课堂所学的知识在野外重新生动形象地讲一遍，而是重在通过野外实践把学习的方法和地质思维传授给他们，培养他们的逻辑思维能力，以达到理论与实践融会贯通及形成系统的地学思维的目的。

参考文献

[1]周鼎武，崔智林，张成立，等.地质学人才培养基地高年级野外地质教学改革的构想和实践[J].中国地质教育，1999，8（2）：22-24.

[2]李艳军.北戴河地质认识实习中矿床学专业兴趣的培养[J].教育教学论坛，2019（49）：204-206.

[3]林建平，赵国春，程捷，等.北戴河地质认识实习指导书[M].北京：地质出版社，2005.

[4]童金南.地质学专业野外实践教学的认识和建议[J].中国地质教育，2017，26（4）：82-86.

[5]杨桥，王子煜.关于《地球科学概论》课程教学的思考[J].中国地质教育，2002，11（3）：39-43.

[6]达秀兰.“绘”出课堂的精彩——思维导图在阅读教学中的应用[J].新课程（小学），2019（11）：69.

[7]刘宇.思维导图在企业管理教学设计中的应用研究[J].科教导刊，2014（9）：131-132+145.

[8]饶娟.建构思维导图，培养思维素养[J].江西教育，2017（11）：42-43.

[9]汪新文，林建平，程捷.地球科学概论[M].北京：地质出版社，1999.

Experience on the Practice Teaching of Understanding the Geology of Beidaihe Area

WANG Zhong-liang， ZHAO Guo-chun

（School of Earth Sciences and Resources， China University of Geoscience 〔Beijing〕， Beijing 100083， China）

Abstract： Field practice teaching is a basic way for geology students to learn basic geoscience knowledge and to establish geoscience thinking. Therefore， “the practice teaching of understanding the geology of Beidaihe area” is a compulsory teaching link for the first-grade undergraduates majoring in geology in China University of Geosciences （Beijing）. This paper takes “the practice teaching of understanding the geology of Beidaihe area” as an example to discuss how to cultivate students practical innovation ability and top-level design concepts， field geological observation ability， field geological recording ability and geological “four dimensions of space and time”， and proposes that teaching a man how to fish instead of giving him fish is the key to the integration of theory and practice and the formation of geoscience thinking. We should pay attention to imparting the learning methods and geological thinking to students through field practice and cultivate students logical thinking ability.

Key words：  geological thinking of Beidaihe; practice teaching; geoscience thinking; top-level design