网站原创摘 要：地质思维是掌握地质知识的思维工具,其本质是对地质现象和地质过程的理解加深.在地质专业教学中,从地质科学的时空观来理解地质思维的特点,从实践教学出发,掌握地质思维的方法和原理,对提升专业兴趣和掌握专业知识大有裨益.
关 键 词：地质思维；构造地质学；时空观；实践教学
【中图分类号】G642
一、引言
构造地质学是研究地壳或岩石圈地质构造的一门地质学科,在地球演化、矿产资源勘探、灾害防治领域有显著作用.我国地质类院校几乎都开设构造地质学国家重点学科,如今构造地质学的知识点在不断丰富,授课内容却因课时限制而被压缩[1],教学内容主要集中在中小尺度构造和区域尺度的读图和作图.
地质构造空间尺度变化大,时间跨度长,形成过程不可逆,许多构造现象不能在实验室重现[2],由此导致构造地质学的教学内容较为抽象,要求学生具有很强的思辨能力和空间想象能力,给教师授课和学生学习带来一定的困难.笔者近年一直承担着本科生《构造地质学》的教学任务,针对以上问题对教学效果谈谈体会,抛砖引玉引发大家思考.
二、影响地质思维培养的因素
1.应试教育体制难以启动地质思维
应试教育体制对地质思维教学不够重视.教师就是在课堂讲课本,复习画课本,考试考课本.学生就是在课堂记笔记,课下看笔记,考试背笔记.学生的创造性思维和求异思维被约束,地质思维的培养被忽视.同时由于经费和课时的原因,野外实习时间被压缩,实习路线被减少,导致学生的野外工作经验欠缺,实际操作能力不足.
2.地质思维感性材料不足
地质思维感性材料包括各种实物标本、模型、模拟实验、多媒体演示、图片以及教师的课堂语言、所举实例.一些教师缺少教学经验,在课堂只能"照本宣科"和"书云亦云",语言枯燥,内容空洞.国家统编的教材也缺少动画和幻灯片等材料,地质参考书也只有文字和插图,教学材料建设不足.教师应把"破万卷书"和"行万里路"结合起来,生动的语言和具体的模型会将抽象的构造地质学变成有趣的教学.
三、地质思维的重要性
地质思维是人们对地质现象、地质构造等地质体特征的高度抽象和总结.研究对象既有微观尺度的岩石矿物成分的观察,又有宏观尺度的地质构造的描述；既有在短时间内发生的地质作用,如火山、地震等；又有在上百万年才发生的地质作用,如成矿作用、成岩作用、海陆漂移等.正确的地质思维是我们推导地球演化规律的有利工具.
四、建立地质思维的时空观加强培养地质思维
1.构造地质学的研究对象为岩石圈,演化时间非常漫长.
在地球46亿年的发展历史中,火山地震、海陆漂移、造山运动、生物演化、资源成矿等地质事件既有分秒之间发生的,也有经历数千万年才发生的.地壳中的岩石、地层就是记录此过程的信息载体,所蕴含的时间往往以百万计.出野外时,一个地质剖面的行走需要几小时,在地质历史上就穿越了上亿年的时间[3].
2.构造地质学研究对象的空间范围广阔.
构造地质学的研究对象空间广阔,空间差异大.如地层的厚度就极不均匀,巨厚沉降中心的沉积厚度可达万米,而地盾却无沉积地层覆盖,直接出露结晶质基底.在差异如此大的空间范围内,即使有相同的地质作用,因物质基础和外界环境的差异,其存留的地质信息也会大不相同[4].比如在同一压实作用下,泥岩和砂岩因矿物成分、结构组分的不同会造成压实程度和成岩标志明显不同.同样,相同的地质现象可能是不同地质作用的结果.如都是砂岩相沉积,可能来自滨岸沉积环境,也可能是三角洲沉积环境,还可能来自河流环境,只有综合各种地质信息,互相论证,才能准确判断得出正确结论.学习构造地质学时要培养由于广阔的空间和外界条件的差异造成的地质现象的多解性,形成正确的思维习惯.
3.构造地质学具有多因素、多过程互相影响制约的复杂性.
在野外观察褶皱时,就要分析岩石的物理性质、力学性质和应力环境对褶皱形态的影响,还要结合油气藏的储存条件对成藏的影响,以及多期次构造运动的叠加对先期构造的影响.在实际的野外观测中这种多因素多期次叠加造成的构造分析极多,需要强化地质思维的培养[5].
4.加强实践教学在构造地质学的应用
构造地质学的教学离不开阅读和分析地质图,学生在学习平面图时常常建立不了空间概念和立体模型.教师在教学中应加强实践教学,按照立体模型--立体图形--地质图分析的步骤,使学生对地质构造的解读有一个整体把握,实现从立体到平面、从形象到抽象的过渡.
比如,在讲解"V"字形法则时,可以用一个装有水的水杯为道具模拟等高面和地形,并以手掌为岩层面,进行通俗讲解.又如,在根据不整合地区地质图阅读地质演化问题时,可以将不同地层按新老分别看成小孩、成人和老人,让学生便于理解构造序列.在讲解褶皱要素时,拐点的概念较为抽象,教师可在讲台上按照S形走路,告诉学生顺、逆时针转换点即拐点,学生就会恍然大悟.
五、结语
构造地质学研究对象的特殊性要求教师和学生具备独特的地质思维和空间想象能力.在教学过程中,加强地质思维和构建立体模型能力的培养,对提升学生学习兴趣,提高专业知识的掌握极为重要,也为地质类相关课程的学习打下良好的基础.