关于新形势下地质类专业本科教学的思考及建议

[摘 要] 改革开放40年来，为适应我国经济社会的发展需求，随着地质类专业教育的改革，地质类专业人才培养的模式也在发生着深刻的变化。本文结合当前对地球科学的新认识和国家发展需求，认为地质类专业本科教学方法、培养方式应注重将先进的技术手段引入到实际的课堂教学中，更好地开发学生的地学思维;注重培养学生的地学大局观，从整个地球系统的角度去看待和思考问题;引导学生与时俱进，关注国家发展需求，了解地学前沿问题，为我国地质事业的发展培养出更符合时代潮流的人才。

[关键词] 地质类专业;教学方法;培养方式

[中图分类号] G642     [文献标志码] A[文章编号] 1008-2549（2019） 09-0078-02    

改革开放40年来，地质工作以服务国家重大需求为主线，不断深化改革，扩大开放，拓展服务，形成了以保障能源和其他重要矿产资源为主体，陆海统筹、国内外并行、支撑和服务各行业的地质工作新局势，取得了巨大成效，在经济社会发展、生态文明建设中的基础性、先行性作用得到不断增强。目前，当代地球科学正处于重要的转折期，其学科的功能结构也正由传统的“找矿型”拓展到现在的“社会型”，同时朝着资源和能源深度开发、新能源开发、环境保护和治理、国土资源整治、城市规划与工程建设、地质灾害预测与防治、新材料、地学信息工程等领域不断拓宽[1]。随着当前新形势下地质类专业人才服务领域的不断拓展，其研究手段也涉及更多学科领域的最新研究成果，并形成一些新的边缘或学科交叉专业[1，2]。

在我国目前的高等教育体系中， 全国共有85所普通高校含地质学、地球物理学、能源、矿产类专业[1]。各高校在主干专业课程设置方面，基本都包括普通地质学（或地质学基础、地球科学概论）、岩石学（沉积岩、岩浆岩、变质岩）、构造地质学、晶体光学、结晶学与矿物学、古生物学、地史学、矿床学、地球物理学、地球化学、测量学和工程地质学等众多地质学科的重要课程。然而，随着社会发展、科技进步，地质学的研究领域同时也不断扩展，地球科学的理论发展与应用需求都给地球科学人才培养提出了新的要求，上述传统课程的设置已不能完全满足新形势下地质工作的服务需求。因此，如何在当今新形势下，培养高层次研究、应用型的优秀地质类专业人才，使学生具有更强的专业综合素质，是目前地质类专业本科培养所面临的重要问题[3，4]。

笔者作为一名地质类专业教育工作者，结合个人对新形势下地球科学的认识和国家发展需求，对地质类专业本科教学方法、培养方式提出了几点建议，以使培养出的地质类人才更好地适应当今社会发展的需求，同时可为相关专业教学工作的改进提供一定的参考。

一 三维地质模型引入课堂教学

地质学是研究地球的物质组成、结构构造、地球演化历史及其表层各种作用、现象、成因的学科。地质作用具有现象复杂、作用过程漫长等特点，各种地质现象在时间、空间上都是相互关联的。孤立和静态的地质思维方式，对地质过程的分析是远远不够的。因此，培养地质类专业学生的地质时空演化思维，在地质课程教学过程中尤为重要。

自2005年以来，三维地质建模得到了快速发展，目前已成为各国地质调查机构的基本任务之一。经过十余年的发展，三维地质建模技术已在资源勘探与保护、矿产资源评价、基础地质研究等领域得到了广泛应用。一些国外知名地质类院校已将三维地质模型及建模技术引入课堂教学，并收到了良好的效果。

目前，我国各地质院校地质类课程多为传统的课堂教学形式。对三维地质现象的呈现方式主要通过剖面图、栅状图、块状单元图、深度分层图等二维图件来表达。然而，二维图件缺少立体感，无法从不同视角观看，难以有效呈现三维地质信息。在这种传统的教学形式下，学生需将通过二维图件获取的信息在脑海中建立三维模型，这就要求学生具有较好的三维空间想象能力和综合理解能力;另外，地质体和地质现象具有复杂性和多变性，二维图件无法对其进行准确表达，这给教师教学、学生学习均带来较大挑战，制约了课堂教学质量的提升，限制了学生地质时空演化思维的培养。

综上所述，在地学大数据背景下，将三维地质模型引入课堂教学，不仅可以提高课堂的教学质量，培养学生三维地质思维能力，还可以让学生了解、掌握最新技术，为将来从事地质工作打下坚实的基础。

二 注重地球系统科学思维的培养

地球系统科学是传统地球科学发展的必然。自18世纪末期到19世纪初期，地质学开始发展成为一门科学，正式步入了地球科学时代，此时的地质学多是针对地球的某单一组分分门别类进行研究的，逐渐形成了各种专门的学科，同时形成了具有其各自门类特色的研究方法和知识框架。21世纪之后，众多学者才认识到必须把地球作为一个由相互作用、影响着的各个子系统，地球科学由此发展到了地球系统科学的全新阶段。地球系统科学强调地球岩石圈、水圈、生物圈和大气圈之间的相互作用，进而从整个地球系统的角度，对地球各圈层之间的相互作用过程和发生机理进行研究[5]。因此，培养具有跨学科、大视野处理问题能力的复合型地质类人才显得尤其重要。

近几年，国内已有部分高校先后成立了地球系统科学相关专业，如南京大學、清华大学等。2016年，南京大学创办“地球系统科学与环境理科实验班”跨学科班，力求通过不同学科、不同院系之间的相互合作，真正培养学科交叉复合型人才。尝试让学生运用“系统科学”的方法对“地球科学”进行相关研究，关注地球岩石圈、水圈、大气圈及生物圈等圈层之间的相互作用和影响。从学科角度看，把地质学、海洋学、生态学、气象学、环境学和社会学等自然、社会科学领域的知识融汇在一起，用整体观、大局观培养学生，让他们去研究地球各圈层之间、各圈层与其所涵盖的众多子系统之间的相互作用、形成的结构体系，以及它们本身所具有的稳定性[6]。地球系统科学所涉及的相关学科众多，包括地质学、自然地理学、气象学、海洋学、社会学、生态学、物理学等多个学科。因此，需要学生掌握相关学科的综合知识，各子系统之间相互作用的研究需要运用多个学科的相关知识;要掌握模型化、定量化的研究方法，获得牢固的学科基础;要不断追求探索创新，能深刻理解探索创新的重要性，这也是地球系统科学的本质特征之一[6]。

当今众多的对地观测卫星、地表接收台站，精细的时空辨别率以及强大的计算机数据处理系统，正逐步促使人们对地球科学的更深认知，同时也使人类不断增强适应全球环境变化的能力，并从更高层面服务于社会可持续发展。作为未来的地球科学专业人才必须具备地球系统科学的思维和能力，高校应该适应这种变化，培养出适应未来发展的地学人才。

三 引导学生关注国家发展需求和地学前沿领域

要培养优秀的新时代的地学人才，除教授其专业知识外，还应及时引导其关注相关行业的发展动态，了解国家的发展需求及科技进展，以便获取更多的前沿地质信息，使学生可根据个人兴趣爱好，有重点、有目标的进行相关专业知识的学习。

例如，当前中国地质调查局紧扣影响国家经济社会发展和生态文明建设的重大地质问题提出了一系列重点研究领域和调查计划。“三深一土”科技领域中的深部探测方法、地下空间探测、地热等深部资源勘查开发、深海探测、深空对地观测、航空地球物理探测及土地地球化学调查等工程;“七大地质科技攻坚战”重点方向：天然气水合物调查研究、在北方新区新层系油气资源调查、南方复杂构造区油气页岩气调查、西藏羌塘油气调查、砂岩型铀矿调查、京津冀地热调查及陆相盆地页岩油调查等工程;地质调查“十大计划”：公益性基础地质调查计划、能源矿产地质调查计划、重要金属非金属矿产地质调查计划、海洋地质调查与天然气水合物勘查试采、重要经济区和城市群综合地质调查、地质灾害隐患和水文地质生态地质调查、资源环境承载能力评价地质调查支撑、地质数据更新与应用服务、服务国家重大战略和国土开发保护地质调查及地质科技创新等计划计划。

四 结论

改革开放40年来，我国高等教育经过改革、建设和发展，已经逐步迈入了大众化教育的崭新阶段。人才培养从之前的强调应试、知识本位的教育模式向当今的注重提高素质、育人为本的教育模式转变。为适应我国当前经济社会的发展需求，随着地质类专业教育的改革，地质类专业人才培养的模式也在发生着深刻的变化。在当前新形势下，在地質类本科教育中应将先进的技术手段引入到实际的课堂教学中，更好地开发学生的地学思维;注重培养学生的地学大局观，从整个地球系统的角度去看待和思考问题;引导学生与时俱进，关注国家发展需求，了解地学前沿问题，为我国地质事业的发展培养出更符合时代潮流的人才。

参考文献：

[1]赵鹏大.以科学发展观为指导 推进地质教育新发展[J].中国地质教育，2008（4）：1-7.

[2]赖绍聪.改革实践教学体系创新人才培养模式——以西北大学地质学国家级实验教学示范中心为例[J].中国大学教学，2014（8）：40-44.

[3]曲希玉，邱隆伟. 高校地质学专业本科培养模式探讨——从地质学专业本科培养方案对比中得到的启示[J].中国大学教学，2018（27）：80-84.

[4]杜远生，刘世勇，杨坤光，等.国家地质学理科基地创新人才培养模式探讨——以中国地质大学（武汉）地质学理科基地为例[J].中国地质教育，2004（2）：25-29.

[5]毕思文.地球系统科学综述[J].地球物理学进展，2004，19（3）：504-514.

[6]陈骏.地球系统科学——跨学科专业建设与拔尖创新人才培养[J].中国大学教学，2017（3）：4-7+55.

（责任编辑：张宏玉）

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