地质教学过程中地质思维的培养

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,从现实主义的方法分析出发,尽快掌握地质思维的一般方法和原理,对专业兴趣的提升和专业知识的掌握是大有裨益的.

关 键 词：地质思维；时空观；现实主义原则；地质学习

中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）31-0131-02

目前地质学是一门以岩石圈为主要研究对象的地球科学,研究地球表面和内部各种地质现象、地质作用、地质构造的形成和演化规律,研究对象的宏大和内容的广泛性,增加了学习难度,具有较强的抽象性和实践性.地质学有其特殊性,人们对地球的发展演化历史主要从地层来获得,而地层的形成又是经历了漫长的演化,有其独特的时空观和地质思维方式.在教学过程中,注重分析各种地质体的特殊性,在地球发展的时空观中培养地质思维,对掌握地质学的精髓,是非常重要的.

一、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概括,是学习地质科学的重要内容之一.地质科学的研究对象有其特殊性,既有微观尺度的岩石矿物成分的观察,又有宏观尺度的构造变动、地质构造的描述；既有在极短的时间内发生的地质作用,如火山、地震等；又有在上百万年甚至上亿年的时间尺度才发生的地质作用,如生物灭绝、成矿作用、成岩作用、海陆漂移等.而且绝大部分地质作用和现象的发生,在生物生命周期内几乎没有可能亲身经历；对地质事件的恢复和演化规律的认识,是建立在对现存地质构造现象合理分析推导的基础上的,因而,正确合理的地质思维,是我们认识地质现象,推导地球发展演化的重要思维工具.

二、地质科学的时空观

1.因地质学研究对象的特殊性,以整个岩石圈为研究主体,涉及的时间非常悠久,其空间范围也非常广阔.地球的发展历史已有46亿年,在漫长的发展过程中,地球发生过天翻地覆的重大变化,火山地震、生物演化、成矿作用、造山运动、海陆漂移,既有在分秒之间发生的,也有要经历数百万年甚至数千万年的周期才发生的.而对这些变化和事件的研究,必须依靠研究分析地球发展过程中留下的各种记录来完成.在地壳中所形成的各种岩石类型、地层就是记录地球发展过程的信息载体,所蕴含的时间往往以百万计.在野外地质考察过程中,往往一个剖面走下来,在地质历史上就已记录了上亿年的时间.

2.同时,地质学研究对象具有广阔的空间,地层的厚度也极不均衡,在巨厚的沉降中心,仅沉积厚度可达万米；而在有些地区,无沉积地层覆盖,直接出露结晶质基底,在地质上称为地盾.在差异如此大的空间范围内,即使相同的地质作用,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,比如同时压实作用,泥岩和砂岩因矿物成分、结构组分的差异造成二者的压实程度,成岩标志有显著的差异；同样,即使相同的地质现象,也可能是不同地质作用的结果,比如同是砂岩相沉积,可能是滨岸沉积环境,也可能来自三角洲沉积环境,或者来自河流环境,更精确的判断来自综合各种地质信息,互相印证,才能得出符合实际的结论.在地质学习过程中,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.另外地质学具有多因素、多过程互相影响制约的复杂性.在野外观察褶皱这一地质现象时,就要分析岩石的物理性质、力学性质、应力环境所形成的褶皱形态的观察,同时还要结合油气藏的生储盖条件分析对成藏的影响,还要注意到褶皱形成后,多期次构造运动的叠加对先期构造的影响.在实践中,这种多因素多期次叠加造成的构造分析复杂比比皆是,也进一步强化了培养地质思维的重要性.

三、将今论古的科学方法

在地球漫长的发展过程中,其发展演化规律就湮没于各种地质现象和构造的遗迹中,地质学家的任务,就是要读出这些信息,为生产实践怎么写作.地质学的特殊性还在于其研究工程是通过各种地质事件所遗留下来的地质现象与结果,利用现今观察到的地质作用的规律,反演古代地质事件发生的条件、过程及特点,这就是将今论古的“历史比较法”,或称为现实主义原则.“将今论古”是地质学的传统思维方法,对地质学的发展起了很到的促进作用,也使地质学这门科学为更多的人所接受.地质学发展的初期,地球科学的很多成果在是建立在这一方法论之上的.历史比较法是著名英国地质学家莱伊尔（charksLyell）1861年在其论著《地质学原理》中提出的.他认为当前正在进行着的各种地质作用和方式,和地质时期是一样的,在地质历史时期作用着的地质作用和过程,现今仍然在发挥着作用,所不同的只是量的差别.各种缓慢的为人所不察觉的地质作用,只要经过漫长的岁月,就可产生惊人的结果.莱伊尔将今论古的思维方法的核心表述“现在是认识过去的钥匙”,这句话很好地阐述了将今论古的现实主义方法.即我们可以根据目前的地质过程和方式就可推断过去的地质过程和方式,从而恢复地质时代演化历史.这种根据已有或公认的科学认识、科学理论和方法进行推导事物的过程与结论是地质学常用的思维方法.在地学研究中,推理包括归纳法和演绎法.归纳法的核心就是通过具体的个别的地质现象和构造推导出一般性结论,如魏格纳（AlfredLotharWegener）根据大西洋两岸的古生物、地质构造、古冰川分布、古动植物区系分布而得出在地质历史时期存在统一的泛大陆的结论；而演绎法则是根据一般的原理和规律推导或预测个别现象的发展规律和特点,比如通过沉积分异规律,就可以再现物源区的方向、搬运距离等具体的研究区域的地质特征.这两种方法在地质学的研究中都是广泛地存在着,发挥着作用.但是随着人们对地质规律认识的深入,发现不同地质时期内各种地质条件是不相同的,地质作用的范围和方式也相应地发生改变,现在并不是过去的简单重复.因而在地质分析中不能将过去的地质作用和现代正在进行的地质作用,机械地套用现实主义方法.这就引出了地质思维的辩证性,只有做到历史和逻辑的统一,全面辩证地看问题,才会得出正确的结论.

地质学的研究对象的特殊性,使得地质学课程的学习有独特的思维过程,其思维本质就是更好地理解地质过程.在学习过程中,注重地质过程原理的分析,培养地质思维,对提升学生学习兴趣,提高专业知识的掌握程度是非常重要的,也为地质学相关课程的学习打下了良好的基础.