对地质学的认识范文
时间:2023-10-24 18:02:13
导语:如何才能写好一篇对地质学的认识,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
课程改革在全国范围内已经大面积的展开了,我省已经在全省范围内全面推开新课程,这给我们教师提出了新的挑战。作为一名高中地理教师,应清楚的认识到以往的知识结构和教学方法已经远远不能适应即将到来的课改。老师必须加强自身业务学习的同时还要不断的学习新课程理念,作好充分的准备迎接即将到来的课程改革。下面结合自身的教学实际和学习情况,谈一下高中地理教师课程改革下的一具体的做法。
一、加强学习,转变理念
作为一名成长在新世纪的教师,必须认识到加强自身理论知识学习的重要性,这不是一朝一夕的事,是一辈子的事,只有终身学习,才能适应现代教育的发展。在实施素质教育的今天,过去的教学方法已不能适应现代教育发展的需要,这就要求教师要经常学习先进的教育理论,切实转变教学观念,这是我们当今教师的立教之本。教师必须清楚:知识不是通过教师传授获得的,是学习者在一定的情景即社会文化背景下,借助于其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资源,通过意义建构的方式获得的。所以教师在课堂上要敢于放手,让学生积极思考、大胆发表自己的看法和见解。以前的教学,更多的是以老师为主导,采用的多是“挤牙膏、填鸭式”教学,让学生的思维受到了压制。所以,我们必须转变教育观念,以学生为本,以学生的发展作为教学改革的出发点,走出一条优质高效、可持续发展的新路。
二、明确主体,善加引导
新课程要求学生学会学习、学会合作、学习生存和学会做人。以前,地理课堂里主要是教师为主体的传授知识,学生被动接受,这不再符合现代教育的发展。现在的教学要求教师要关注学生的学习过程和学习方式,重视学生的学习方式及学习过程,只有这样,才能更好地引导学生学会学习,教给学生学习的方法。学生学习的知识不是我们灌输进去的,而是学生在学习过程中主动地参与、大胆的探索、自我构建而获得的。因此,教师应为学生创设一个自主、合作、讨论、探究的课堂学习环境,并通过教师的积极引导,使学生主动学习,获取适应社会和个人发展必需的知识,培养分析问题、解决问题和合作交流的能力。
三、创设情景,激发热情
对于新课引入,可以在教学中设计成问题的形式,让学生发现新旧知识的联系,并予以迁移和转化,所设计的问题要能充分展现新旧知识的联系,使问题既要建立在旧知识的基础上,使学生不感到陌生,有思考的余地,又要在此基础上向新课作自然延伸,使学生在思考中有新的发现,而这种发现又使学生自然地进入到新课状态和新课情境中来。我们在教学中主要从以下几个方面创设情景:(1)创设产生学习兴趣的情景;(2)创设产生认知冲突的问题情景;(3)创设产生发现乐趣的发现情景;(4)创设产生探索欲望的知识迁移情景;(5)创设产生成就感的成功情景。例如在讲解随机事件问题时,可举了一个例子创设悬念:同学们,老师有个发现,把地理课本随意翻开,一定会出现这样的事情:左边的页码是偶数,右边的页码是奇数,相信不相信?试一试。接着我又出示第二个例子:老师手中的硬币,如果将它向上抛出,请你们猜一猜,当硬币落地时,硬币是下面朝上还是反面朝上?(学生发现答案不确定)。翻书和硬币这两个事情是现实中的有趣问题,最能触及学生的情感和意志领域,自然会把学生引入随机现象之中,使学生感受到随机事件就在身边。这一问题情景建立在学生的生活现实和认知基础上,学生“跳一跳,够得着”,因而能够成为学生进入学习状态的诱因,不断地引起认知冲突,然后再根据教材中的事例展开分析,更能用好教材。
四、重视创新,综合发展
在教学中要激发学生学习地理的好奇心,不断追求新知识,要启发学生能够多发现问题和提出问题,善于独立思考,要学会分析问题和创造性地解决问题,使地理成为再创造、再发现的教学。在教学中,要增强用地理的意识,一方面应使学生通过背景材料进行观察、比较、分析、综合,抽象和得出地理概念及其规律;另一方面更重要的是使学生能够用已有的知识进行交流,能将实际问题抽象为地理问题,建立地理模型,从而形成比较完全的地理知识。讨论、合作是学习小组成员完成学习任务的手段,而交流则促进学生智慧(成果)共享。课堂上的讨论、交流、合作首先有利于学生培养自主,自信和学习的主动性,许多平时内向、不善言辞的同学也会活跃起来 勇于发表个人见解,学生个性得到张扬;其次,有利于创造自由、轻松、愉悦的学习环境,促进学生思维的伸展,这也是愉快学习的一种形式;最后有利于学生培养与人交往、合作的能力,这正是21世纪知识经济时代每个学生存的必备条件,应具备的基本素质。
五、选用多媒体
篇2
【关键词】民族地区 中职学校 民族文化 文化传承 调查
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)09B-0009-03
我国是一个多民族国家,各个民族在繁衍生息中延续本民族的历史,并在历史延续的过程中形成本民族的传统文化。少数民族文化是中华文化的重要组成部分,是一个国家、一个民族的象征,是中华民族的共有精神财富。保护和传承少数民族文化,有利于维护和发展文化多样性、增强中华文化的生机和活力,有利于提高各族人民群众的文化素质、促进人的全面发展,有利于加快少数民族地区经济社会发展、实现各民族共同繁荣。
民族文化的传承、发展与创新是促进少数民族地区文化建设和构建和谐社会的重要条件,但在现代文化的强烈冲击下,许多优秀的少数民族传统文化面临衰退、变异,甚至消亡的严峻考验。近年来,国家十分重视保护和传承少数民族文化,2009年,国务院召开全国少数民族文化工作会议,了《国务院关于进一步繁荣发展少数民族文化事业的若干意见》,为有效保护和弘扬民族文化注入了新活力;各级政府也积极采取各种有力措施,在少数民族文化的传承和保护上倾注了很多精力;而在传承和发展民族文化的途径中,学校教育历来都在起着主渠道作用,在这场守护精神家园的战争中,学校这个主阵地应该发挥更大、更积极的作用。
百色市民族卫生学校创建于1978年,是桂西唯一一所中等卫生职业学校。百色市西与云南相接,北与贵州毗邻,是滇、黔、桂三省区中心城市,是中国大西南通往太平洋地区出海通道的“黄金走廊”。近年来,依托百色市得天独厚的地理优势,加上办学社会效益不断提高,百色市民族卫生学校的生源分布也发生了明显变化,即由原来的绝大多数生源来自本市,变成了现在的本市生源稳定,两翼(云南、贵州)生源数量不断增多、比例不断加大的局面,目前云南、贵州两省户籍的学生已超过总人数的三分之一。
众所周知,云南是我国少数民族最多的省份,共有26个世居民族,被誉为少数民族之乡,26个世居民族相对聚居又交错杂居,创造了云南绚丽多彩的民族文化,使其成为当之无愧的文化大省。贵州是民族文化积淀浓厚的地区,全省少数民族人口占总人口的37.8%,不同的民族形成了不同的乡土风俗、节日庆典和文艺活动方式,这些独具特色的宝贵资源,成就了贵州绚丽多彩的民族风情。而广西则是我国少数民族人口最多的自治区,世居有壮、汉、瑶、苗、侗、仫佬、毛南、回、京、彝、水、仡佬等12个主要民族,另外有25个其他少数民族成分,广西各族人民既有着相似的生活热情和命运轨迹,也有着基于不同生存环境、不同繁衍过程、不同族群基因而各自形成的独特文化,它们和谐共存却又不丢失自己的斑斓个性,让美丽的民族文化之花绽放在八桂大地上。可以说,滇、黔、桂三省区的民族文化各具特色又融会贯通,共同铸造了西南地区绚丽多姿的民族文化大景观。而生源主要来自这三个地区的百色市民族卫生学校,其实就是西南地区少数民族聚居地的一个小缩影,以此作为对象进行民族文化传承调查,具有典型的代表性。
本文以理论研究与实践研究相结合的方法,在相关理论基础上开展具体的教育实践研究。本次问卷调查以百色市民族卫生学校一、二年级学生为对象,共发放问卷3580份,收回问卷3580份,回收率100%。下面将调查所获得的信息进行梳理和分析,希望能对问题的解决提供帮助,并以此为经验在同类学校中推广。
一、被调查者的基本情况
共有3580名全日制普通中专在校生接受问卷调查,其中男生462名,占12.9%;女生3118名,占87.1%。被调查者来自广西、云南、贵州3个省区的不同民族,其中汉族学生783名,占21.9%;壮族学生2340名,占65.4%;瑶族学生114名,占3.2%;布依族学生198名,占5.5%;苗族学生104名,占2.9%;其他少数民族学生39名,占1.1%。
二、调查问卷具体情况
(一)被调查者对当地民族文化的了解情况。被调查的3580名学生中,有218名学生表示很了解当地的民族文化,占总数的6.1%;有2068名学生表示比较了解,占总数的57.8%;有36.1%的学生表示不了解当地的民族文化,总共是1294名学生。
被调查学生的家乡节庆日主要有什么活动这方面,有749名学生回答以祭祀为主,占20.9%;有819名学生回答以戏剧表演为主,占22.9%;还有1774名学生回答以邀请亲朋到家作客为主,占49.6%。
(二)被调查者对民族文化意义的认识。为更全面地了解学生对民族传统文化意义的认识态度,本次调查问卷设置了两个涉及以上内容的问题。
对“民族传统文化是本民族、本地区人民在生产生活中积累多年的文化,你怎么看待民族传统文化呢”这一问题,有3370名学生认为有其积极意义,大多都值得学习,占总数的94.1%;有61名学生认为大多都不值得学习,占总数的1.7%;还有149名学生表示不知道,占总数的4.2%。
对“你认为传统民族文化对于当下中国社会有影响吗”,有1212名学生认为很重要,占33.9%;有1713名学生认为有些规范作用,占47.8%;有273名学生认为有消极作用,占7.6%,有358名学生认为可有可无,占10%;还有0.7%的学生认为完全过时,这部分学生共24名。
(三)被调查者对传统文化和现代文化的喜好。为了解学生对传统文化和现代文化的不同认识,问卷里特别设置了“你更喜欢过民间节日还是现代节日”这一问题,试图从这一方面了解学生对传统文化和现代文化的态度差异。
共有2047名学生选择更喜欢过传统节日,占总数的57.2%;1533名学生选择更喜欢过现代节日,占总数的42.8%。
(四)被调查者对我国民族文化传承和保护工作的态度。传承民族文化任重而道远,需要社会各界力量共同配合。而学校教育一直是传承民族文化的主渠道,学生则是传承民族文化的主体,学生的认识和态度对传承和保护民族文化将产生至关重要的影响。为此,本次问卷调查有两个问题主要针对上以内容而设置。
在回答“你认为当前民族文化有必要被保护吗”这一问题时,有1452名学生认为非常有必要,占40.6%;有2053名学生认为有必要,占57.4%;有75名学生认为没有必要,占2.1%。
在对传统民族文化传承保护前景问题上,有908人认为很乐观,占25.4%;有1589人认为比较乐观,占44.4%;有302人认为不乐观,占8.4%;有86人认为很悲观,占2.4%,还有615人认为很难说,占17.2%。
(五)被调查者掌握民族传统文化技能和本民族语言的情况。来自各少数民族地区的学生,她们是民族传统文化技能和民族语言的直接接触者,那么,在现代文化猛烈冲击的今天,她们是否还掌握本民族的一些传统文化技能、是否想学习这方面的技能、是否会听会说本民族的语言呢,这也是这次问卷调查的一个重要内容。
在回答“你有民族传统文化方面的特长吗”这一问题时,有2520名学生表示没有,但很想学,占总数的70.4%;有665名学生表示没有,暂时还不想学,占总数的18.6%;回答有民族文化特长的学生共395名,占总数的11%。
西南少数民族地区农村一般以本民族的地方方言为沟通用语,但在广播电视事业迅速发展、各地大力推广普通话以及农村地区外出务工人员增加、务工人员子女跟随父母到外地入学等情况的影响下,学生对本民族语言的掌握情况是否会受到影响,本次调查问卷特地设置了“你会讲会听本民族的语言吗”这一问题,有2673人表示会讲会听,占74.7%;有522人表示只会听不会讲,占14.6%;还有385人表示不会讲也不会听,占10.8%。
三、分析
(一)学生对传承民族文化的认识主流是正确的。在我国改革开放引导的现代化进程中,各种现代传媒的传播速度和传播范围发生了翻天覆地的变动,各种传统文化受现代文化的冲击也面临着前所未有的严峻形势,一些民歌、曲艺、传说等开始失传,一些精湛的民族建筑开始衰微,一些灵验有效的民族医药失去市场,一些有利于培养人类美德的传统习俗被废弃,甚至人们对传统民族文化的态度也变得漠然。以上这些状况,致使一些少数民族传统文化濒临灭亡,如何对其实施保护,这是我国迫在眉睫的文化发展大事。
令人欣慰的是,本次问卷调查结果显示,广大学生在传承民族文化一事的认识上主流是好的,大多数同学都认为民族传统文化有积极意义,对当下社会有重要影响,这一点为我们做好民族文化传承工作提供了良好的思想基础。
(二)学生传承民族文化的自觉性比较强。因为西南地区各省份的经济相对中东部省份落后,来自这些地区的广大同学,她们所处的生产生活条件相对来说还比较落后,这让她们当中的大部分人还有条件直接或是近距离接触到最原生态的民族文化。正因为这样,她们对民族文化的认识有着良好的根基和土壤,传承民族文化的自觉性也比较强,比如在回答“你认为当前民族文化有必要被保护吗”这一问题时,有98%的学生选择“非常有必要”和“有必要”选项。
(三)部分学生认同现代文化的同时削弱了对民族文化的重视。在现代文化的冲击下,尤其是各种现代快餐文化层出不穷的情况下,有一些青年学生更乐于选择现代文化来满足自己的精神需要,比如在回答“你更喜欢过民间节日还是现代节日”这一问题时,有1533名学生选择更喜欢过现代节日,占总数的42.8%,这个比例跟回答“更喜欢传统节日”的比例很相近,可见在现代文化面前,相当一部分同学对民族文化的重视程度被削弱了。
(四)学生对传承民族文化存在困惑,不知道从何做起。近年来,各级政府十分重视民族文化的保护和传承,全社会共同关注民族文化事业的氛围也正在形成,但应该做什么、怎么做,才能为保护和传承民族文化尽个人之力,在这一方面有很多学生也显示出困惑,比如有2520名同学不掌握民族传统文化方面的技艺,很想学,占总数的70.4%。
四、建议
(一)加强领导,提高认识,形成传承民族文化的强大凝聚力。早在1951年,国家就明确指出,民族教育应当采取适合于发展和进步的民族形式;1981年又重申了民族教育应当采取多种形式办学的方针政策,并于1984年将这一方针政策写进《中华人民共和国民族区域自治法》。
近年来,乘着国家高度重视职业教育事业和基层卫生事业的东风,百色市民族卫生学校在科学发展的道路上取得了新成绩,目前共有全日制普通中专在校生6000多人,是全市规模最大的中等职业学校。另外,由于办学社会效益显著,吸引了云南、贵州两省份很多少数民族地区的学生前来就读,多个民族的少数民族学生聚集在一起,组成一个名副其实的西南地区少数民族大家庭。学校领导者应该抓住这一显著特点,提高对民族文化传承工作重要意义的认识,把传承民族文化提高到“提升学校品质”的高度来认识,在着重传授给学生专业知识和技能的同时,注重培养学生的民族文化意识,使之与其他的人文教育融合在一起;要解决切实解决学校在开展民族文化传承教育活动中(下转第21页)(上接第10页)存在的困难和问题,着力培育全校自觉担负起传承民族文化任务的良好校园氛围。
(二)达成共识,加强培训,提高教师队伍的民族文化素养。民族文化的传承应以课堂教学为主、课外活动为辅,广大教师则是传承工作的引导者。为此,应该先在教师队伍中达成思想共识,让教育者们明确民族文化传承的重要性和紧迫性,并进行相对应的统一培训,提高教师队伍的民族文化素养,以帮助广大教师在自身的教育教学工作中能够主动、自如地开展民族文化传承方面的渗透。
(三)真抓实干,精心组织,将传承民族文化有机融入到校园文化建设中。民族文化传承工作是一项系统工程,要坚持和深化民族文化进校园、进课堂活动的机制,将其渗透在各种课堂教学的同时,还要把开展民族文化进校园活动与校园文化建设有机结合起来,发挥教师的主导作用和学生的主体作用,结合民族文化艺术思想深邃、源远流长的特点以及学校自身的实际情况,多开展丰富多彩、健康活泼的校园文化活动,并突出活动的参与性、互动性和趣味性,使师生们在活动中感受快乐,并切实培养和形成传承民族文化的自觉意识。从这个角度来说,学校要安排工作人员组建一支相对稳定的队伍,定期研究民族文化传承工作的开展策略、计划,并负责活动的具体实施。只要这样真抓实干,精心组织,这一工作一定会取得实效。
(四)以点带面,全面铺开,确保民族文化传承工作深入人心。卫生职业学校教学任务繁重,教师的教学压力也因师资力量不足等客观原因而变得很大,所以,民族文化传承工作不可能经常大规模性地开展集体活动,只能以点带面,以少带多。可以先在每个班级选拔出一名民族文化宣传员,进行集中的规范培训,然后由这些民族文化宣传员负责带动和指导班里开展相关的学习和活动;还要确保“民族文化进课堂”这一载体真正得到落实,每周安排1~2节课组织各班同学学习民族文化知识,通过这些有力措施,促进整个学校民族文化传承工作全面开展。
(五)善于总结,积极推广,促进民族文化传承工作取得良好社会效益。在开展民族文化传承工作的过程中,一定要善于总结,发现好的做法要及时收集,及时汇总和完善,并在校内做好宣传和推广工作;也可以带着这些好做法到同类学校开展交流活动,形成各学校之间互动和学习的良好氛围。同时,要和当地负责民族文化传承工作的行政管理部门以及其他相关工作部门多沟通、常联系,让学校民族文化传承工作与社会接轨,充分发挥其社会效益。
篇3
遥感技术作为一门发展极其迅速的技术,在当今各行各业中的作用日益突显。尤其作为“数字地球”等国际重大计划中不可或缺的重要技术,其技术的更新日新月异。而作为地质学类学生必修的一门专业基础课,遥感地质学课程要求学生能够掌握基本的遥感技术特点、遥感图像解译方法、遥感工作的基本流程、遥感地质解译方法等内容,更重要的是要求学生能够利用相关的图像处理软件完成一定图像的解译,达到能真正使用遥感技术解决实际地质问题的目的[1-3]。作为大学三年级的本科生,虽然已经学习了地质学基础、构造地质学、岩浆岩、变质岩、沉积岩等地质学类的相关基础课程。但是,因为学时、教学经费、教学资源的限制,学生的地质野外实践课时非常有限,除了经过两次教学实习之外(大学一年级的地质认识实习和大学二年级的地质填图实习),对野外的实际地质现象的了解以及野外地质问题的认识还非常局限。如果对某一研究区域毫无了解和认识,或者只是通过书本知识以及查找相关资料获取了一定的内容。那么在遥感地质学的教学中,让学生自己利用遥感技术解决相应的地质问题则几乎不可能。因此,地质解译资料的选取,决定了在教学中能否让学生掌握遥感地质学的整体内容、地质解译的步骤和具体的方法。为此,本文将论述在遥感地质学课程的教学中结合野外地质填图实习内容的教学方法,加深学生对地质解译流程、解译方法等内容的强化学习,为遥感地质学的教学提供新的参考。
一、遥感地质学课程的性质和主要内容
遥感地质学,简单来讲就是遥感技术与地质学的结合,也就是利用遥感的技术手段来解决地质的问题。课程最主要的内容可以分成两大模块:其一为遥感技术的基础知识,如遥感的基本概念、遥感的应用、遥感的基本原理,同时还必须讲解遥感的仪器、平台以及信息获取的整个过程,并让学生掌握遥感图像的处理方法和步骤。这部分内容属于全新的内容,对于地质学类的学生来说较为陌生。因此,需要花费较长的时间让学生理解和掌握,才能为后续课程的学习提供基础和参考。其二为地质解译的主要内容,即地貌解译、构造解译、岩性解译、遥感找矿等。这部分内容属于重点掌握内容,但因为课时的限制,这部分内容的教学主要是让学生尽快回顾已学课程的内容,并紧密结合前期课程的基础内容才能尽快掌握。而整个遥感地质学的内容,需要将上述两部分内容紧密地结合起来,才能进行后续的实际应用。在后半部分实际问题的解决中,最为常见的遥感地?|问题有地质灾害、水体、冰川等的变化研究及监测,进而为相关灾害预警、环境变化提供帮助。这部分内容主要在方法技术手段以及地貌解译部分讲解。虽然内容繁多,但整体方法步骤清晰简单。而在基础地质学的研究中,遥感主要用来进行构造、岩性、地层等的解译,进一步完成地质规律及演化等相关内容的深入研究。虽然学生在学习遥感地质学之前,已经具备了地质学的基础知识体系,可以在野外识别地质现象、岩性、构造等。同时,学生也可以利用简单的地质现象对地质规律、地质问题进行描述和解释。然而,遥感地质学和其他很多基础地质科学不同,遥感地质学必须在学习概念、理论的基础上掌握具体的操作,并让学生会针对性地进行地质解译。因此,实践教学是其中重要的一个环节。为了更加有效地学习课程后半部分地质解译的内容,必须让学生熟悉整个解译过程(包括室内和野外的结合)。而大多数的教学中,都是根据课程的需要通过教师给学生练习的数据完成室内教学内容。但是通常给出的数据区域,学生往往比较陌生或者对研究区的地质状况所知不深,难以达到野外和室内相结合的目的。在这种情况下,学生在遥感技术的学习和地质学的学习容易脱节,根本无法很好地将二者联系起来。因此,学生往往反馈遥感在进行地质解译时困难较大,无从下手。
二、地质填图实习主要内容
地质填图实习,是大学二年级暑假之前进行的教学实习,通常选取自然条件好,便于观察和描述岩石露头以及地层的研究区进行。在地质填图实习阶段,学生已经通过前期的课程掌握了一定的地质专业基础理论。地质填图实习的目的在于通过教师的指导,让学生可以在一定程度上独立开展地质工作。其主要内容是从整体上进行地质特征、构造的认识和分析,并通过岩性的识别、鉴定以及地层的描述,最终完成地质填图[4]。主要步骤有踏勘、剖面测制、路线调查以及室内制图和报告编程。首先由带队教师带领所有学生进行踏勘,对整个区域的地质地貌及构造进行总体的把握,然后分组进行剖面测制,对填图区域进行地层以及岩性的基本了解。在此基础上,学生进行路线调查完成整个区域的地质情况调查和描述。在具体的剖面测制以及路线调查中,学生需独立进行观察并记录,对观察到的地质现象进行详细描述,并根据地形图勾勒地质地层分界线、岩性界限、典型的构造位置等。这样才能进行最后的室内制图和报告编写。以笔者所在单位为例,整个过程是三周的野外实践和一周的室内资料整理及报告编写。通过四周的实习训练,学生对整个研究区的地质概况、地貌、地层划分、岩性等内容有了整体的了解。
三、利用地质填图内容完成遥感地质学实践课程教学
以上的内容可以看出,野外地质填图所涉及到的内容,主要有岩性的识别、构造的识别、地层的识别等内容,这和遥感地质学所要掌握的重点解译内容几乎一样。因此,结合已有的野外地质调查资料进行遥感内容的学习,可以起到事半功倍的效果。学生已经在野外进行了三周的地质填图实习,并进行了一周的室内资料和报告编写,对研究区的地层、岩性和构造有了较为深入的了解。同时,通过前期的遥感技术部分的学习,掌握了遥感图像处理的基本方法和步骤。在此基础上,学习遥感地质学后面的地质解译内容时,只需要下载相关研究区的遥感数据,并在课堂上利用遥感的手段对遥感图像进行解译即可。因学生对研究区的地质情况比较熟悉,很快就可以和遥感内容相结合。学生主要进行解译流程的掌握,从遥感图像的导入到图像的辐射定标和大气校正,然后进行几何校正。同时,结合不同的处理方法,进行图像的增强、彩色变换、分类等处理即可。
篇4
关键词:地质学基础;教学;多媒体教学;实践;探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)49-0209-02
《地质学基础》是高等师范地理科学专业的一门重要的专业基础课,是学习地理科学专业后续课程的入门课,同时该课程也是地理科学专业的必修课。学好它将为其他地理课程如“人文地理学”、“中国地理”、“世界地理”等打下良好的学习基础,并直接服务于中学的地理课堂教学和课外地理活动,有助于今后进行地理科普宣传活动及开展乡土地学科研,开发和利用地质、地貌资源,振兴家乡经济;同时,对于大学生树立辩证唯物主义世界观也有重要的意义。总之,掌握该门课程的知识、理论和方法,是中学地理教师智能修养的重要组成部分。另外,该门课程对学好自然地理学,特别是对《地貌学》的后续学习也是必不可少的。
一、《地质学基础》课程教学体系
1.《地质学基础》课程的教材、教辅。《地质学基础》课程以宋春青等人的《地质学基础》为教材。国外的参考书目有:Strahler.A.N的《Physical geology》,Dott.R.H 等人的《Evolution of the earth》,以及Seyfert.C.K等人的《Earth history and plate tectonics》等。国内的参考书目有:王维的《地球的形状》、李叔达的《动力地质学原理》、刘东生的《黄土与环境》、王鸿祯和刘本培的《地史学教程》、苏文才和朱积安的《地质学简明教程》、夏邦栋《普通地质学》、潘兆橹的《结晶学与矿物学》、李善邦的《中国地震》以及武汉地质学院煤田教研室的《煤田地质学》等。
2.《地质学基础》课程的教学目的。地质学是研究地球的科学,地质学侧重研究地球的地下部分;地质作用分内动力地质作用和外动力地质作用。对于地质学的学习,即注重内动力地质作用对地表形态的塑造机理,也注重外动力地质作用对地壳物质和构造形迹的改造。不仅让学生掌握地质学的基本原理,更重要的是要做到加强联系,互相渗透,各有侧重,相对独立,注重实用。通过本课程的学习,使学生充分认识和了解“我们只有一个地球”的真实含义,从而使他(她)们成为一支在未来的生活中善待地球、保护我们美丽家园的重要力量。
3.《地质学基础》课程的教学内容。该课程主要讲授地壳的物质组成,地质作用的类型、条件、作用过程,地壳的构造形变和改造,地质发展历史等,共分十章,共计安排72学时,教学安排在同一学期。包括室内矿物、岩石标本认识实习。具体内容详见表1。
4.《地质学基础》课程的教学方式。《地质学基础》课程的教学方式采用教师讲授与学生多媒体教学互动的方式结合进行。①传统教学存在的问题,作为一门实践性很强的课程,在没有将多媒体教学引入课堂之前,对《地质学基础》采取的授课方式只能是以“填鸭式”简单描述的教学授课模式,学生们普遍缺乏感性认识,教学效果较差。由于授课的对象是大学一年级的新生,学生们在多数的时间里对一些地质现象常常感到“丈二和尚摸不着头脑”,而授课教师用了大量宝贵时间进行解释也不见得效果有多好,加之该门课程是地质学各个分支学科的大综合,初学者面对众多生涩的专业术语往往会望而却步,对学习该门课程的积极性和趣味性影响很大。②多媒体教学在本课程中的应用:PPT演示,PPT演示不仅具有省时、高效、省力的优点,而且展示图片的功能异常强大。在《地质学基础》课程教学当中,最基本的教学内容需要向学生传授矿物、岩石的相关知识,特别是重要矿物和三大类岩石的经典图片需要展示,往往能激发学生们的学习热情。从课堂教学实践看,效果非常好。在该门课程的实践教学中,笔者在互联网收集了大量与地质学内容有关的动画,比如岩层的形成顺序、褶皱和断层的形成、物理风化作用、桂林山水的成因、地幔对流过程、大陆漂移和矿床的形成等。从教学的效果看,事半功倍,非常成功。动画演示得形象生动,初学者容易理解;视频演示,视频演示在《地质学基础》教学中的应用可以说将多媒体教学的作用发挥到了极致。平常笔者十分重视将该门课程同日常发生的地质事件相联系。将地质现象和教学内容紧密结合。在互联网上的主流网站搜集了大量地质视频影像资料。比如《火山活动》《日本3.11大地震》《唐山地震启示录》《四川汶川大地震》《板块构造学说》以及《地壳波浪镶嵌构造》等。这些视频资料的播放,仿佛将学生带到了地质事件发生的第一现场,极大地震撼了他们的心灵。通过播放一些地质灾害发生的全过程,同学们充分认识到学习地质学知识的重要性和紧迫性,学习的积极性和主动性大大提高。
5.《地质学基础》课程的考核方式。《地质学基础》课程考核包括平时成绩(课后作业、实验报告、课堂提问等,占室内教学考核总评成绩的20%)、阶段测试(占室内教学考核总评成绩的10%)和期末考试(占室内教学考核总评成绩的70%)等3个组成部分。成绩皆采取百分制。平时成绩:课后作业、实验报告、课堂提问等。阶段测试:期中考试、实验考核等。期末考试:以基本概念的理解、识图能力、分析问题和综合分析问题的能力为考核重点,试卷一般以名词的解释、综合题(填空、选择、判断、简答和论述等)占较大分值(一般为卷面分值的75%左右)。
二、《地质学基础》课程的教学效果
《地质学基础》课程是陕西师范大学旅游与环境学院地理科学专业学生的专业必修课,也是学生大学一年级入学后的两门专业课之一;尽管存在着种种不利的因素,比如大一新生不适应大学的学习方式等原因,从对2005~2012级学生的讲授效果来看,学生对本门课程的满意程度达到95%以上(评教结果);从期末考试的成绩看,考试分数大都符合正态分布,综合成绩的通过率在90%以上。
通过多年来的《地质学基础》教学,笔者深深地感到多媒体教学的重要性和必要性。因此,在高等师范地理科学专业《地质学基础》课程的教学实践与探索中首要的任务就是要加强多媒体教学。和传统的教学相比,多媒体教学有着得天独厚的优势,其优势主要表现在:(1)传授知识准确;(2)教学形式多样、灵活;(3)教学省时、省力、高效;(4)能够激发学生们学习的兴趣。当然,多媒体教学也有其劣势,主要体现在教学过程中PPT翻页的速度太快,不利于学生在课堂上记笔记。针对存在问题,多年以来笔者对多媒体教学做了适当的改进。具体来讲,发挥其优势,弥补其不足,在教学过程中,除了有适当的黑板板书外,还将多媒体课件发到学生邮箱,以备复习之用。多年的实践证明,不论多么夸大多媒体在《地质学基础》课程教学中的作用都是不过分的。
另外,在《地质学基础》课程的教学实践与探索中还要以教材主导,因材施教,加强实验课教学环节。众所周知,地质学是一门实践性很强的学科,其实践性主要表现在矿物及岩石的识别方面,让每一个同学在较短时间内认识重要的矿物和岩石,是这门课程的最基本要求。鉴于《地质学基础》课程是一个地质学这个学科的“浓缩版本”,而且学习者基本上没有基础知识,这就要求教师在最初的讲授过程中要适当地慢一些,并且要以所学的教材为主,不然会使学生感到不理解的名词、术语太多、生涩,从而产生畏难情绪,所以老师在讲授的过程中要吃透教材,找出难点、重点,主动为学生答疑解惑,只有这样,才会做到本门课程学习的事半功倍。
参考文献:
[1]宋春青,邱维理,张振春.地质学基础[M].第四版.北京:高等教育出版社,2005.
篇5
关键词 地质学 哲学思维 教育
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.07.024
Abstract Geology is rich in philosophy because of itself characteristic. The philosophical thinking should received attention and be infiltrated in geology education. The article introduced philosophical thinking in geology and its instructive effect on geology education. Take structure geology, mathematical geology, sedimentary petrology, clastic rock diagenesis and petroleum geology for example, the philosophical thinking in these courses are analyzed. And the necessity and teaching value of infiltration of philosophical thinking within geology education is discussed.
Key words Geology; Philosophical thinking; education
哲学是人类对客观世界及其自身精神生活的反思,是系统化、理论化、科学化的世界观,是人们认识世界和改造世界的工具,“哲学的目的在于用思维和概念去把握真理”。①随着我国大学教育改革的不断深化,探索哲学与地质学的教育切合点,通过哲学理论来指导地质学教育,提高地质学教育水平;通过地质学教育来传达哲学理论,培养大学生哲学思维,已成为地质学教育工作者们的一个改革方向。
地质学是一个实用科学,它是以人类社会赖以生存和发展的地球及其环境为基本研究对象,是支撑社会发展的关键学科之一。②与其他学科研究相比,地质学研究的广博与漫长是其他学科无法比拟的,主要表现在以下五个方面:(1)地质学研究尺度从小到原子、分子以及聚核裂变,大到宇宙天体的运行,都囊括其中;(2)地质学研究时间跨度大到涉及地球形成和演化近46亿年,而如此漫长的过程又绝非现今能够人为再现的;(3)地质学研究内容包罗万象,涉及地表和地下,涉及有机和无机,涉及有建造的和有改造的,涉及有生命的和无生命的,等等;(4)地质学研究的作用类型遍及物理的,化学的以及生物的;(5)地质学研究方法与手段几乎涵盖了目前人类社会已有的全部发明创造,而且也随着人类科学技术手段的进步而与时俱进。
鉴于此,地质学研究决定了地质工作者的具体研究是盲人摸象、难窥全貌,因此基于系统化、理论化、科学化为一体的哲学思维可以帮助地质工作者更好地透过现象看本质,探索地球科学的一般规律。同时也需要传承地质学前辈们流传下来的地学思维,如李四光、陈国达、张伯声等著名地质学家都是将哲学原理渗入到地质学研究中的典范,在他们的引领下,我国地质学研究得到了极大的推动与发展,逐渐形成了多点开花、多点争鸣的学术氛围。因为地质学研究的特点,也决定了地球科学体系中蕴含了丰富的哲学。
(1)构造地质学,一门以地球系统的物质运动为基本研究内容的特殊学科。哲学的发展观构建了这门地质学一级学科的理论体系并引导了其发展。例如从上个世纪六十年代以来直至今日一直处于主导地位的板块构造说,就是以地质作用动力来源为研究切入点,运用地质运动观来动态研究而提出的,打破了以往静态的大地构造学说。但是,随着科技的不断发展,人类观察自然界的本领越来越强,人类已知的地壳构造活动属性存在着由客观事物矛盾的两个方面,构造应力的作用方式既有挤压,也有拉伸,其作用产物既有压性扭曲,也有张性扭曲,地壳的活动既有抬升,也有下降,即始终存在着一种相对稳定与相对活动的对立统一。随着研究的逐步深入,早期所认知的一成不变的稳定论学说,以及那种极端的活动论学说,都逐渐背离了客观的实际,必将有更为前沿的构造学说取而代之。正如前文所说的,地质学研究范围极其庞杂,要想脱离哲学抽象思维而在纷繁复杂的地质现象背后探讨其基本规律,只会寸步难行,任何一个有关全球地质构造的基本理论或者学说都要经得起哲学思维的推敲。
(2)数学地质学,三门看起来截然不同的学科(地质学与数学、计算机),偏偏相结合成为一门边缘学科。通过建立数学模型查明地质运动的数量规律性,以求从量的方面研究和解决地质科学问题。例如,地质学的研究对象,是一个多变量的问题,因此针对地质变量参数的进行分类时,可抽提研究对象相对定量参数,建立基于聚类分析或判别分析的多维数学模型,并在此基础上进行模型的优选,使其更适应现今的地质学研究层次。而当面对大量的定性的描述性的地质资料,可将其改写为类似于计算机语句的变量(如0和1),针对各种0和1的定量数据建立多重变量的多元模型,以解决地质体分布预测和油气有利区带预测等各类不确定性难题。数学地质的出现彻底摘到了地质学长久以来被标注为“大概的准科学”头衔,建立从定性描述阶段向着定量表征的新途径,一方面为地质学的研究带来新的发展方向,也让地质学的研究能够尽早适应现今的大数据时代。
(3)沉积岩石学,一门研究沉积岩(物)的岩石学。常规的研究方法有两个,一个是在野外从宏观的角度,鉴定沉积岩(物)的岩性,描述原生岩层产状和厚度,确定岩层之间的接触关系及其成因标志,查明沉积岩体在时间和空间上的分布和演化特点;另一个是在室内从微观的角度,研究沉积岩(物)的结构成份、显微构造特征、化学特征,分析岩石的形成作用、分布规律及其演化过程。③野外的宏观性研究是室内的微观性研究的基础,室内的微观性研究室野外的宏观性研究的继续,两者要密切结合起来。例如,对一个地区进行物源分析,不仅要从宏观角度判断古陆或侵蚀区的存在,查明古陆地形起伏特征与古河流体系的恢复,还要利用砾岩的成分、重矿物组合及分布、物源综合分析等微观角度确定物源区母的岩性质。
(4)碎屑岩成岩作用,一门研究从碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或因构造运动重新抬升到地表遭受风化以前所发生的一切变化过程及其结果的课程。④从哲学的角度来看,就是松散沉积物通过剥蚀、风化、沉积等量变转为坚硬的岩石,最终发生了本质的变化。反之,当坚硬的沉积岩被不断地风化、侵蚀也会转化为无数松散的碎屑,这正是从质变到量变的转化。
(5)石油地质学,一门研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科。⑤由于研究的对象都是地质流体,所以在沉积盆地中,当石油和天然气生成以后,必然会通过在输导层中进行运移,最终充注进入到有利的圈闭中,聚集储存下来形成油气藏。从哲学的角度来分析,就是从局部的运动状态转化为整体的静止状态的过程。然而地球的地质构造并非是一成不变的,当原本有利的圈闭环境发生了改变,已经聚集的石油和天然气必然会开始新的运移历程,这样原本相对静止的成藏系统又转变为局部的运移状态。所以当我们研究石油地质学的时候,必须时刻用在哲学的运动观,从温、压等动力的角度研究油气的成烃和成藏过程,将油气生成―运移―聚集作为一个统一的整体,来分析和解决油气系统问题。
地质学教育工作者在教学中渗透哲学教育,可以培养学生的哲学思维,帮助他们在众多杂乱无章的信息中,发现主要矛盾,理清头绪,归纳问题,化繁为简,最后达到大道至简。同时也提高了教师自身的哲学思维。在教育生涯中,我们也会看到现实生活中的另外一面:我们共同生活的大千世界,的确有点鱼龙混杂,雅俗共存,无穷无尽的原则和规律在发生作用,当自己辛辛苦苦地提供的正面教育会被学生的家长所否定,被混浊的社会氛围所吞没;当看到一些努力学习、踏踏实实,品学端正的学生考试成绩未必优秀,而某些“品学兼优”的学生毕业后也未必能为社会做出有益的贡献。当看到有的学生在教师、家长百般呵护和精心培养下长大后,个人天资优异,学习很好但并不思报效社会,只是想利用自己的智能,在自我中心的城防中贪得无厌,巧取豪夺时,我们有惑何尝不会进行深度反思,探求这些纷繁复杂的教育现象之中的哲理呢?为了教书育人,为了从大到小、从内到外、从自然到社会都有一个充满着正义、真理、善良和友谊的和谐育人环境,为了促使人类社会健康地发展,教学工作者必须自己先要深入学习哲学,通过哲学的滋养和熏陶,树立辩证的思维方式,提高全面客观的观察现象和思考问题的能力。当哲学思维得到了提高,我们的心灵将留有一块自留地,多一分自我反思、少一分自以为是,多一分察古知今、少一分重蹈覆辙,让我们的理想、信仰、理性等非物质的东西与日趋发展的科技与时俱进,达到精神上和物质上协调发展;我们的日常教育、教学或管理工作将保持满腔的热情和清醒的头脑,多一点上下求索、少一点固步自封,多一点融会贯通、少一点生吞活剥,饱尝“罗天下英才施教之,其乐无穷”的教学相长的喜悦。
哲学思维也许并不会帮助我们解决非常具体的问题,但会帮助我们扩大视野,增加热情,更深入地认识和睿智地解决现实与理想的矛盾,开创更加美好的明天。
注释
① 贺麟.黑格尔哲学史讲演录.王太庆,译.北京:商务印书馆,第1卷,1957:24.
② 肖传桃.普通地质学.北京:石油工业出版社,2015:1-4.
篇6
摘要:野外地质实践教学是石油高校提高地学专业教学效果和保证地学人才培养质量的关键环节。系统调研发现野外地质实习中缺乏石油地质教学内容、以教师为主导的实习教学方式、实习指导教师的野外实践教学能力亟需提高、学生野外地质实习积极性不高和野外地质实践教学考核欠科学等问题严重影响了野外地质实践教学的质量,研究对于有关职能部门提高野外地质实践教学质量具有一定指导意义。
关键词:石油高校;野外实习;教学质量;影响因素
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)13-0208-03
大量的野外地质实践教学是培养合格地学人才的关键,也是地学教学最具特色的内容[1]。这是因为野外地质实践不仅可以增加学生的感性认识,并可以提高学生发现、观察、分析和解决地质问题的能力。因而,野外地质实践教学历来被国内外地学院校所高度重视[2-4],历史上知名地质学家和地质学教育家无一例外均高度重视野外地质调查工作[5]。
地球科学与工程学院是西安石油大学的一个以培养石油地质类专业人才为目的的二级教学单位,学院目前有资源勘查工程、勘查技术与工程、地质学和地质工程四个地学本科专业。作为一个培养石油地学专业人才的二级教学单位,如何保证野外地质实践教学质量和提高野外地质实际教学效果,一直是我院本科教学高度重视的核心问题,因为其直接关系着培养的学生质量和学校的长远发展。鉴于野外地质实践教学在地学专业学生培养中的重要地位,搞清影响教学质量的因素就成了院系和实习指导教师首要考虑的问题。
一、野外地质实习环节和内容
作为培养石油地学人才的教学单位,培养能够在油气勘探开发领域从事研究或管理工作的创新型专业技术人才是我院本科生教育的主旋律。因我院地学专业野外地质实践教学方案是以西北大学地质系的野外实践教学为蓝本建立起来的,因而其与国内众多地矿院校或院系的野外地质实践教学方案也基本一致[6-8],其主要包括一年级的野外地质认识实习和二年级的野外地质填图实习。
野外地质认识实习是学生学完普通地质学或地球科学概论后进行的一次野外地质实践教学[6-8],其目的是使学生通过对丰富多彩的野外典型地质现象的观察、描述,使学生建立地质现象的感性认识,以加深学生对室内所学地质知识的了解,激发学生对地质学的兴趣,并为学生后续课程的学习奠定良好的基础。
野外地质填图实习是学生在学完“构造地质学”、“地层学”、“古生物学”、“结晶学与矿物学”、“岩浆岩与变质岩”、“沉积岩石学”和“沉积相”等地学专业基础课程的基础上,进行的一项综合性的野外地质调查训练[6-8]。其中,野外地质填图是对研究区地质情况的全面勘察,是进行基础地质、矿产地质、环境地质、城市地质、农业地质、灾害地质和水文地质等一切区域地质调查的基础。野外地质填图实践教学主要包括路线地质观察(踏勘)、实测剖面和野外地质填图等3个教学阶段,其通过地质调查将研究区内的各种地质要素投影在平面地形图上,为图区范围内的地质发展史及资源预测和环境地质研究奠定基础,其不仅可以使学生加深对所学地质知识和地质理论的理解与掌握,还可以使学生掌握野外地质工作的基本方法,并可在潜移默化中培养学生发现、观察、分析、解决地质问题的能力和创新能力。
二、影响教学质量的因素与问题
近十多年来,随着社会经济的发展,高等教育日益大众化,各地学院校在校学生人数急剧增加,致使实践教学资源紧缺、实习经费投入不足和教师数量相对不足的矛盾日渐彰显[9],以致学生野外地质实践教学工作首当其冲受到冲击和影响,并造成野外地质实践教学工作较为薄弱的现状日趋恶化。要改变学生野外地质工作能力和创新能力较差的F状,首先必须搞清影响野外地质实践教学质量提高的因素。
1.野外实践教学中石油地质内容缺乏。野外地质实习环节与内容不仅关系学生专业综合素质培养,还直接影响学生就业的质量。我校野外地质实习教学,如:一年级地质认识实习和二年级的野外地质填图实习,其实习教学内容与流程同地矿院校和综合类院校一致,均以区域地质调查工作程序、方法的掌握为教学任务,而对石油地质中油气成藏要素和油气成藏过程的认识与分析较少涉及,对油气成盆、成烃、成藏、后期调整与改造的系统思维的建立更无从谈起。野外地质教学中石油地质内容的缺乏,导致学生无法建立对石油地质和油气勘探开发的感性认识,更难以培养其对野外地质实习的兴趣,以致学生普遍认为野外地质实习内容与以后从事的石油勘探开发工作关系不大。当然这与石油类高校野外地质教学直接硬搬地矿或综合类院校实践教学模式和石油地质学、油气成藏地质学、含油气盆地分析等课程开课较晚有关。
2.以教师为主导的野外实践教学模式。提高野外地质教学质量是地学院校永恒的主题,而改进野外地质实践教学方法是提高野外实践教学质量的基础。学生只有通过对野外地质现象的观察,才能获取有关岩石、地层、构造及油气成藏要素等方面的感性认识,才能达到巩固和深化课堂理论教学的目的[10]。因而,学生能否在野外现场对地质现象进行认真的观察,将直接影响其能否获得对地质现象的感性认识,进而影响野外地质教学质量的提高。然而,目前限于师生比例失调的原因,在野外地质实习中,指导老师多采用“灌输式”、“讲解―接受”的教学模式[11]。在野外地质现象观察点,指导教师就把同学召集起来像讲解员、导游员那样简单地告诉学生“是什么”或者“不是什么”,学生被动记笔录,学生成了老师所授知识的记录仪。在野外地质实习教学过程中,学生应是实践教学的主体,以教师为主导的“填鸭式”教学方法,不但背离了野外地质实习的初衷和根本目标,也大大降低了野外地质实践教学的效果,不利于野外地质实习初衷的实现[12-14]。
3.部分指导教师的野外地质实践经验和能力亟需提高。在学生野外地质实践能力培养和训练的过程中,指导教师是实施野外地质实践教学的主体。师资力量建设是野外地质实际教学的重中之重。野外地质实习效果的好坏,很大程度上取决于实习指导老师的能力和素质[9]。也就是说,实习指导教师野外地质实践经验的多少以及能力的高低,将直接关系大学生野外实践能力的培养效果。由于我校地学各专业建立较晚,缺乏专职野外地质实习指导教师,尤其是缺乏具有丰富野外地质工作经验的教师,加之部分具有丰富野外实践经验的教师忙于管理和科研工作,以致承担野外地质实践教学任务的指导教师多是刚毕业的博士。野外地质实习指导老师年轻化的优点是精力充沛,易与学生沟通;但缺点也较为明显,尤其是部分博士野外地质实践经验较少,以致难以给学生传授正确的知识,从而严重影响了野外地质教学的质量[15-17]。
4.部分学生实习积极性不高。自地学专业招生大规模增加后,学生数量急剧增加,生源质量也随之降低。生源质量的降低直接导致学生对知识,尤其是专业知识的渴求大不如以前,加之实习队伍规模过大,野外地质实习指导老师无法对所有学生进行一一指导,以致学生野外实习的积极性难以有效提高,终使野外地质教学的效果下滑明显。此外,学生择业多元化也使部分感觉毕业后不从事地学专业工作学生对专业失去兴趣,这些学生又影响了其他学生。总之,种种因素共同造成很多学生对野外地质实习的积极性不高、参与度不够,终使部分立场不坚的学生也丧失了专业热情。
5.野外地质实习考核需科学化。野外地质实习的目的在于使学生学会野外地质工作的方法和技能,建立地质的意识,培养地质的思维。地质实习考核中,一般采用各院校普遍采用的以实习报告和实习图件为主的考核制度。很明显,这种以实习报告为主的考核方式存在一定局限性,难以全面反映学生参与野外地质实习的积极性和主动性,也难以对学生的综合能力进行准确的评价,这无形中影响了部分学生对野外地质实习的态度,影响了其对野外地质实习投入的时间与精力,以致其互相抄袭实习报告,最终导致野外地质实践教学的质量难以保证。
三、结论
地学专业人才培养需要大量的野外地质实践教学,野外地质实践教学在保证地学专业教学质量和提高地学专业教学效果中具有不可替代的作用。根据多年来的野外地质实践教学的经历,探讨了影响我校石油地质类专业学生野外地质实践教学质量的因素,指出了缺乏石油地质教学内容、以教师为主导的实习教学方式、部分实习指导教师经验能力欠缺、部分学生实习积极性不高和实习考核不科学问题等影响实习质量的因素。本研究对于相关部门采取措施提高野外地质教学质量具有重要意义。
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篇7
关键词:遥感技术 地质 作用
一、引言
近年来,一方面,由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展,为遥感技术奠定了必要的技术基础,另一方面,由于人类生产活动不断地向深度和广度进军,遥感技术得到较为广泛的应用,因而使得遥感技术获得了飞跃的发展,已经成为发达国家和一些发展中国家十分重视的一项科学技术。随着我国工农业生产的高速发展,人类对自然资源,特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段,充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性,构造的状况分析后服务与地调填图,矿产普查,工程地质,水文地质及地质灾害治理方面,有着其特殊的高效性,空间性和优势所在。正如中科院院士徐冠华等,所谈及遥感技术为地学研究提供了全新的手段,导致了地学研究范围,内容、方法的重要变化,标志着地学信息获取和方法处理的一场革命。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化,在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家,中国遥感事业与其尚存在较大差距,这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。
二、地质灾害遥感技术的历史与成绩
人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。人口的不断增长,导致了对资源需求的不断增加;人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采,导致了一系列环境问题,引起了一系列自然灾害。在各种自然灾害中,地质灾害占有重要的比重。据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占55%。遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分,是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统(EOS)”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统(GPS)可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况,从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况,监测重点灾害点的发展演化趋势,增强地质灾害发生的预见性。因此,为了能及时地调查地质灾害状况,为抢灾与救灾工作提供准确资料,根据国民经济建设与可持续发展的需要,在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段,是尤为必要的,这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20年发展起来的,现已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。
三、遥感技术的作用和方法
构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后,不管是在研究方法还是研究程度上都已经有了很大的进步。构造地质学强调野外实地观测,其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。这也对构造地质学的研究方法提出了更高的要求。20世纪60年代以后遥感技术的运用,对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪,但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分,使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好,研究得更深入。因此,遥感影像上这些特殊影像体得识别是遥感直接找矿的一个重要环节。各种金属矿体的露头,特别是富含硫化物的矿体的露头,经风化淋滤后形成的氧化物或含氧岩类矿物,呈现出与周围岩石迥然不同的色彩,在高分辨率图像上可直接识别。通过遥感解译,信息提取,确定矿源层、含矿岩体、含矿脉体、矿化蚀变带等含矿地质体的存在。通过地物波普测试,来寻找含矿地质体存在的波普特征,提取与成矿有关的某些蚀变矿物的波普特征,确定含矿地质体的可能所在。另外,从遥感影像上识别出矿化与矿化体的特殊形态特征,如某些含矿石英脉的浅色纹带。矿床模型是对矿床赋存的地质环境、矿床产出的时空规律、矿床特征等矿床本质特征的高度概括,涵盖了矿产形成和保全的全部地质因素,显示现今地质科学对矿床学的研究程度,也显示了将矿床资料理论化的观念认识水平。利用遥感技术在打面积内寻找矿化集中区,将图像上的色、线、环、影纹图像与旷田构造的基本要素(成矿岩体、控矿断裂、围岩蚀变)相结合,提取矿床遥感地质信息,寻找区域找矿标志,并用矿床模式的概念来识别矿床赋存的遥感影特征,建立矿床遥感模型,逐渐成为20世纪90年代以来遥感找矿学的研究热点之一。这也势必能为影像矿床的分析开拓新的思路,把矿床遥感地质研究推进到一个新的层次。遥感技术对区域性和全球性成矿带、成矿域研究方面有着极其重要的意义。对大量不同来源、不同内容的图像或非图像子量进行综合处理,把原来的地学理论和逻辑思维转换成三维的直观和形象化得、时间和空间模型,把原来的定性概念转化为定量的观念和分析方法,进行多元化地学综合成矿。治理和预测地质灾害是我国迫在眉睫的件大事,故遥感人才是国家急需的专业性技术人才。
四、结语
遥感地质是一门理论与技术相结合的课程,其实际操纵性较强,需要我们对理论基础知识不断地应用巩固。它在未来地质工作中有非常重要的意义。
参考文献:
篇8
[关键词]地质学专业 水文地质学基础 教学探索
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0146-03
一、引言
“水文地质学基础”是水文与水资源工程、地下水科学与工程本科专业的一门重要主干基础专业课程,同时也是地质工程、勘查技术与工程等工科专业的重要基础课程,但国内理科地质学专业开设该课程的高校较少。
安徽大学立足安徽,服务区域经济社会发展,在环境科学与工程、生态学、地理信息科学等相关专业基础上,于2011年开设地质学专业。在我校地质学本科人才培养方案中,“水文地质学基础”作为专业基础课程开设,以培养学生具有地下水方面的知识和意识。本文就两年来我校地质学专业“水文地质学基础”课程教学过程中的探索和实践进行归纳和总结,以便更好的指导今后的教学工作。
二、教学探索与实践
(一)使用教材优中选优
在教学活动和教学改革中,教材占有重要的地位,是提高教学质量的重要保证。一本好的教材不仅要内容丰富、知识点全面,更要通俗易懂、深入浅出,使学生容易接受,而且要反映学科最近进展。[2]因此,需精心挑选教材。
目前,国内水文地质学基础方面的教材主要有以下几本。①张人权等编著,地质出版社出版的《水文地质学基础》(第六版,2011年),该书是在我国水文地质学重要奠基人王大纯先生主编的《水文地质学基础》(前5版)基础上修订出版,是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。[1]②崔可锐主编,合肥工业大学出版社出版的《水文地质学基础》(2010年),该书是安徽省高等教育岩土工程和工程地质专业系列规划教材。[3]③陈南祥主编,中国水利水电出版社出版的《水文地质学》(2008年),该书是普通高等教育“十一五”规划教材。[4]④肖长来等编著,清华大学出版社出版的《水文地质学》(2010年)。[5]⑤高宗军等编著,中国矿业大学出版社出版的《水文地质学》(2011年),该书是普通高等教育“十二五”规划教材。[6]③④⑤三本教材针对非水文地质专业方向,不仅包含“水文地质学基础”课程的相关内容,还包括地下水运动、水文地质参数计算、水文地质勘察、地下水资源评价等内容。
考虑到:①我校地质学专业有地下水动力学、专门水文地质学等后续选修课程,因此在基础课程教学中宜使用《水文地质学基础》教材。②调研发现,国内多数高校在水文地质学入门课程使用张人权等编著的《水文地质学基础》教材。该书着重阐明水文地质学的基本概念、基本原理及基本分析方法,广泛吸收国内外最新研究成果,深入探讨地下水资源及地下含水系统概念,引入地下水流系统理论,强调与地下水有关的生态环境问题。[1]因此,我们选用该书作为我校地质学专业本科教材。实践表明,选用该教材是合适的,学生普遍反映该教材通俗易懂,概念清晰,内容丰富且新颖。
(二)教学手段四位一体
心理学研究表明,人通过不同器官获取知识的能力不一样。通过听觉获得的知识一般能记住15%,通过视觉获得的知识能记住25%,同时使用这两种器官能记住获得知识的65%,在交流过程中对自己所说的内容能记住70%。而且,人通过不同媒介认识事物所需的时间也不同,通过实物、图形图像认识事物所需时间最短,通过语言描述认识事物的时间约是上述的2倍。[7]基于这一认识,本门课程采用课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作等四位一体式教学手段,以增加知识的保持度,同时缩短学生对新事物认识所需时间。
1.课堂讲授
随着计算机技术的快速发展,多媒体技术已经被广泛地运用到该课程的教学中。[8]因此,课堂讲授主要采用现代化的多媒体数字课件,辅以板书。本门课程的多媒体课件图文并茂,文字简洁精炼,图片(照片)经典丰富,不但配有水文循环、潜水承压水示意图等经典图片(彩色),而且还有黏性土的微观扫描电镜照片、淮南地区猴家山组灰岩(含裂隙)、巢湖地区南陵湖组板状灰岩照片(含裂隙)等任课教师科研中积累的照片及我校学生实习照片,全部课件有照片近200张。给文字、图片配以教师讲解,使讲授内容既丰富多样,又提高了学生的兴趣,吸引了学生的注意力。
2.随堂讨论与练习
随堂讨论与练习主要是为了给予学生思考、联想、创新的启迪,以及调动学生情绪,活跃课堂气氛。在详细了解学生以往所学过的地质学基础课的基础上,教师以实际问题为例,以启发式的方法引导学生根据已有的知识来理解新的概念和专业术语。通过教师和学生互提问题,大家共同讨论的方式,使同学们试图为解决该问题提供思路以加深对概念的理解,而不只是对书本上的知识死记硬背。
比如在地下水运动的基本规律这一部分内容讲授完之后,把学生分成10个小组,随堂讨论达西公式的应用条件、岩土介质渗透系数的测试方法等问题;并进行8个题目的练习,涉及实际流速与渗透流速的关系、地下水流向的判断、水力梯度与单宽流量的计算、地下水水位线的绘制等达西定律的理解与应用问题。通过讨论和练习,增加了学生对达西定律的认识和理解,并提出一些岩土介质渗透系数测试有意义的想法,更重要的是创造了一个轻松愉快的学习氛围。
3.实验实习
由于初学者缺乏对地下水的感性认识,同时,地下水科学具有综合性,只有结合具体问题进行分析才能掌握理解。因此,实验和实习显得尤为重要,通过该环节的训练,有利于提高学生分析和解决问题的能力,有利于培养学生的创新思维。[9]
我校根据中国地质大学(武汉)等知名高校教学实验情况,从上海江科实验设备有限公司定制水文地质实验仪器28台,开设了雷诺实验、孔隙与水、达西渗流实验、砂土中水的毛细运动、潜水模拟演示、承压水模拟演示共6个实验,进行编制潜水等水位线图、达西定律的物理实质及其应用、地下水化学成分形成作用实例分析、读水文地质图等4个实习。
通过开设的实验实习项目,促进了学生创新精神和实践能力的培养,强化了学生对基本知识的掌握和基本技能的训练,提高了我校复合型和应用型高素质人才的培养质量。
4.上机操作
数值模拟可视化是新兴发展的计算机技术,以实时动态模拟可视化教学手段将抽象的公式和概念表达具体化和形象化,以加强学生对计算模拟结果的感官认识,加深对知识的理解,从而提高学生的动手实践能力,提高教学效果。[10] [11]
使用GMS软件,对学生进行了4个学时的上机操作训练,采用直接建模法演练了有降雨入渗、河流排泄、人工取水等条件下的地下水流问题。多数学生在练习之后的报告中直接谈到“通过上机模拟,直观地观察到地下水的运动状态,同时,也将该课程的基础理论与现代技术相结合,把研究问题可视化的呈现在我们面前”。
(三)任课教师团队化
在教学过程中,组建教学科研团队,将“一课一人上”变为“一课多人上”的教学模式,每个教师发挥自己科研领域的独特优势,将精力集中于自己擅长的一个或几个部分,相比传统教学模式,学生可领略不同教师的不同教学风格,丰富模块的知识结构。
同时,任课教师把各自近几年相关科研成果实施到教学工作中来,提前让学生接触科研,打破他们对于科研的“敬畏”,并组建创新团队,对他们的新想法进行创新实验。比如,2013级地质学5位学生在进行砂土中水的毛细运动实验之后,积极思考,主动查找文献,设计并进行了粉煤灰及其改良砂质土壤的毛细上升试验,获取了粉煤灰中毛细水上升规律和过程。
(四)考核方式多样化
在课程教学中,考核方式具备检验和激励双重功能。一方面要全面、客观、公平的检验学生学习情况,另一方面要充分利用它的激励功能,特别是在课外拓展学习中的激励性。在该课程的考核方式中,细化考核因子,采用三级指标体系(图1)进行考核。
图1 考核指标体系及权重
1.增加平时考核的适用性
平时成绩是考核学生学习知识的重要方面,要客观公平、全面,且要有实际可操作性。具体做法是把平时成绩分成三个部分,包括出勤率(30%)、课堂知识回顾与提问以及小组讨论情况(30%)、课后作业练习及文献阅读等(40%)。这种平时成绩考核方式,不仅仅是要学生来到课堂,更重要的是激发学生自主思考,使学生由原来的被动“接受性”学习变为主动的“发现性”学习或“探究性”学习,从而真正成为学习的主体。
2.提高试卷考核的开放性
“水文地质学基础”这门课程注重基本概念、基本原理的教学,但试卷考核题型应避免让学生“死记硬背”,避免出现试卷分数很高,但只记住概念,不理解概念的现象,要提高试卷考核的开放性,把基本概念的考核融入图件的绘制、实际问题的分析中。
比如,在考查含水层、隔水层、潜水、承压水等基本概念时,比较简单的做法是以名词解释或简答题来考查学生。笔者考查的题型则是绘图分析题,具体题目是“绘制一水文地质剖面图,使之反映并表示出含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水,潜水含水层厚度、潜水埋深、承压高度、承压含水层厚度,以及潜水位、测压水位。”该题型具有以下几个特点:①既考查基本概念,又灵活开放,重点是考查学生对基本概念的理解,而不是简单的背记概念;②综合程度较高,该题目把地下水赋存的基本知识点包括在内,而且构成一个有机的整体,增加学生对地下含水系统概念的理解,而不是基本概念简单机械的叠加;③该题目外延要求较高,而不但要求学生掌握地下水赋存的基本概念,而且要求学生对水文地质剖面图的绘制有一定掌握,从另一个方面加强了学生的基本能力锻炼,这在平时练习中也是重点锻炼的。
三、结束语
通过优秀教材的比选,课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作四位一体教学手段的构建,一课多人上的教学团队化建设,三级考核指标的细化等措施的探索与实践,有效提高了地质学专业“水文地质学基础”课程的教学质量,为今后教学质量的进一步提高打下基础,也为其他课程教学模式的探索提供了参考借鉴。
[ 注 释 ]
[1] 张人权,梁杏,靳孟贵,等.水文地质学基础(第六版)[M].北京:地质出版社,2011.
[2] 杨治东.对高校优秀教材研发要素的思考[J].教育探索,2013(10):19-20.
[3] 崔可锐,赵川,查甫生,等.水文地质学基础[M].合肥:合肥工业大学出版社,2011.
[4] 陈南祥.水文地质学[M].北京:中国水利水电出版社,2008.
[5] 肖长来,梁秀娟,王彪.水文地质学[M].北京:清华大学出版社,2010.
[6] 高宗军,魏久传,王敏.水文地质学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2011.
[7] 徐慧,章国安,严燕.现代化教学手段下教学模式研究[J].南通大学学报(教育科学版),2005(1):77-80.
[8] 郭会荣,梁杏,孙蓉琳,等.《水文地质学基础》课程多媒体教学改革与实践[J].湖南环境生物职业技术学院学报,2007(4):74-77.
[9] 梁杏,郭会荣.水文地质学基础实验实习教程[M].北京:地质出版社,2009.
篇9
地质工程作为一门应用学科,主要研究与地质体有关的工程问题,是在利用地球的自然环境、物质材料和自然资源的人类活动中,涉及地质体的评价、处理、改造和控制的科学技术。19世纪中期,国外地质工作者开始对工程地质条件进行研究,逐步形成工程地质学科体系。1949年之前,我国没有独立的地质工程学科,地质工程学科被包含在土木工程领域内。1952年,国家先成立长春地质学院和北京地质学院,又成立武汉地质学院、河北地质学院、西安地质学院、成都地质学院等,后来,冶金部、铁道部、水利部等所属高校视各校实际状况开设了水文地质与工程地质本科专业。国家教委在1993年颁布《普通高等学校本科专业目录和专业简介》,含“勘察工程”“水文地质和工程地质”等10多个工科类地质及相关专业。1998年,开始实行新专业目录,这次改革把“勘查技术与工程(080104)”和“资源勘查工程(080105)”两专业合并成“地质工程(080106)”,新的地质工程专业包含1998年专业调整前地质类所有的地质类工科专业。2004年9月,“教育部地矿学科教育指导委员会”第二次会议在武汉召开,建议增设“地质工程”专业,保留“资源勘查工程”专业,并新增“应用地球物理”专业。近年来,我国有28所高校开设了地质工程专业,28所高校以前隶属不同行业部委,与地质工程专业的培养方案和培养目标都有所不同,根据各个学校长期办学的积累和特色,形成了特定的专业内涵和定位。学校需求侧重面各不相同,因此,各校的课程设置及培养方式差异也较大。江西理工大学位于享有“稀土王国”“世界钨都”美誉的赣州,其前身江西冶金学院成立于1958年,当时设有采矿与地质系;1977年增设矿山地质专业,地质工程专业于2008年开始招生。根据社会发展需求,以服务地方经济建设为目标,确立复合型地质工程本科的办学方向;2014年,地质工程已有3届毕业生,由于办学定位准确,人才培养目标明确,毕业生以专业适用性高和“为人诚实、基础扎实、工作踏实”的特点而受用人单位欢迎。专业连续3年,就业率为100%,考研升学率达34.3%。
二、地质工程专业复合型人才的素质要求
(一)社会对地质工程专业人才的需求
地质工程专业可服务于国民经济建设的多领域。毕业生的就业环境好,就业门路宽。从2004年开始,国民经济持续稳定发展,岩土工程勘察、地基基础工程、地质灾害防治与地质调查、矿产资源的普查勘探等工作日渐重要,为地质工程毕业生创造了很好的就业环境。据调查,从2004年至2014年,国内各高校地质工程专业学生供应量与市场需求量之间的比例一般在1∶5到1∶6之间,有的甚至达到1∶10。随着城市化进程的发展,岩土工程勘察、工程钻探、基础工程施工及地质灾害防治等工作对地质工程人才的需求量也较大。近年来,由于国家政策变化、产业结构调整,矿产资源的需求量减少,矿山企业对地质工程专业毕业生的需求量随之减少。而近年,各校地质工程专业的毕业生逐年增多,用人单位人员饱和,对地质工程专业毕业生的要求也不断提高。以江西理工大学为例,与前几年相比,2014年10月学校大型招聘会招地质工程专业毕业生的单位及需求量减少,不及前几年岗位数的三分之一。随着国民经济的高速发展,今后社会对地质工程专业人才需求将由技术型需求转向素质型需求,计划经济体制下“专才”模式将很难适应社会发展。
(二)社会对复合型人才培养的素质要求
复合型人才具有扎实的专业知识背景、良好的文化修养、较强的发展后劲和多种能力,主要体现为专业知识、专业技能和思维三个方面的复合。地质工程复合人才不仅要掌握地质学科专业知识,还需精通工程理论和设计知识;不但要逻辑思维能力强,还要有较强的工程实践能力,懂施工、会管理、能经营。
三、江西理工大学地质工程专业人才培养的改革思路与实践
近年来,江西理工大学为保证地质工程专业复合型人才培养目标的实现,不断强化课程体系建设,加强师资队伍建设、实习基地建设工作,形成学校独有特色。
(一)调整和优化课程体系
作为学科专业建设基础,课程体系建设在人才培养中发挥奠基性、导向性的重要作用。地质工程专业积极构造自己的课程体系,课程在模块设置上分为通识课程、学科基础课程、专业核心课程、专业任选课和集中实践环节。通识课程设置包括“体育”“军事理论”“思想道德与法律”“英语”等,重在培养学生树立正确的世界观和人生观;学科基础包括“高等数学”“大学物理”“线性代数”“概率统计”“工程测量”“理论力学”“材料力学”“土力学”“普通地质学”等;专业核心课程包括“岩土工程勘察”“工程地质学”“基础工程施工技术”等;专业任选课包括“工程钻探”“地质灾害防治”“地球物理勘探”“岩土锚固与支挡工程”等;实践教学环节包括实验、实习、课程设计等。
(二)加强教师队伍建设
优秀的师资队伍是人才培养的重要保障。目前,我国高校教师有工程实践背景的比例还不是很高,特别是工科专业。为提升教师的教学水平和科研能力,根据地质工程专业需要,与相关企业、工程单位共同制定了双向培养计划。每年选派教师到工程单位进行工程训练,促进高校和企业之间的交流与合作,更新教师的知识体系与教学方法,同时,学校也从工程单位引进有多年工程经验的高素质人才,稳定和壮大教师队伍。
(三)加强实践环节教育
实践教学对本科人才培养具有重要意义,也是提升学生动手能力、巩固理论知识、提高综合素质的重要环节。为提高地质工程专业学生分析、解决问题的综合能力,教学实践采取校内外相结合的形式。地质工程专业学生在校期间,安排了普通地质学认识学习、测量实习、生产实习、毕业实习与毕业设计等11门必修课程和专业任选课,安排210学时实验,3门课程的课程设计。江西理工大学作为江西赣州的一所本科院校,有得天独厚的实践教学条件,学校所在的赣州市有众多岩土工程勘察、地基基础施工企业及大量矿山企业。通过与这些企业共建教学实践基地和毕业实习基地等方式,为复合型地质工程本科人才培养提供了完备的实践教学平台。另外,学校每年邀请企业技术人员到校做学术报告以拓宽学生知识面,组织学生到企业参观激发学生的学习兴趣。
四、结论
篇10
[关键字]岩石 地质本质性 石力学
[中图分类号]P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-27-2
0引言
岩石是一种经过了漫长的地质历史和多种地球动力作用而形成的一种自然造物,并因此具有了其特殊的本质性。本文先对岩石力学与地质学的关系、岩石的地质本质性进行了相关分析,再对岩石力学本构性作了阐述,以期为岩石力学的进一步发展提供有利依据。
1 岩石力学和地质学的相关分析
1.1岩石力学和地质学的学科关系分析
岩石力学该门学科发展的研究目标是力学理论,其研究对象则是岩石。岩石属于地质产物,又称地质体[1]。从广义上理解岩石力学,岩石力学实质是力学和地质学结合而成的交叉学科,若从侧重点的角度看,岩石力学更侧重于力学和岩石地质的结合。岩石力学是一门应用基础学科,其研究任务主要是岩石的工程建设及地质资源的开发工程。从岩石力学的发展趋势看,更具深度与广度的力学、地质学势必会和和工程学科相结合。所以,地质学一定会变为岩石力学和岩石工程学科的一门支柱性基础学科。
1.2地质学的相关分析
地质学以地球为研究对象,特别是对地壳的研究,主要研究任务是对其物质组成与结构、形成、演化的地质动力作用及其过程进行研究,而地质学的核心研究思路则是地质历史的时空重建,通过以层序与构造分析为基础,采用一些现代的物理化科学方法、技术方法,使传统的地质学科进入到了现代科学行列[2]。
1.3工程地质学的相关分析
工程地质学该门学科的应用性较强,主要研究任务对工程建设的地质条件、出现的问题及治理措施进行研究,重点是对工程的地质作用进行研究,包括人类工程活动与地质环境之间的相互作用与制约。工程地质学的主要学科领域包括工程地质力学、工程岩土学、工程环境地质学、地质灾害学、资源地质工程学等[3]。
2 岩石的地质本质性分析
物体的本质性指的是物体本身的物理特性及结构而形成的内在本性。许多岩石力学家都认为岩石属于一种较特殊的材料,而其特殊性主要决定于地质本质性,同时,岩石还具有演化性。
2.1岩石的物质性分析
岩石属于矿物的结合体,是由矿物组合而成,而其物质性主要由成岩及其演化过程中所形成的矿物组合情况决定。
2.1.1原岩物质的相关分析
岩浆岩属于原始岩类,而其物质组成部分主要是由岩浆的成分决定;同时,因为变质岩与沉积岩都是次生岩类,所以岩浆岩也是地壳岩石的基本组成物质,常见的造岩矿物包括石英、云母、长石等暗色的矿物,这些造岩矿物的力学硬度与强度差异较大,其中以石英的强度最高、长石次之,那些暗色且呈鳞片状或者针状的矿物,不仅刚度小,强度也较低。矿物力学特性的差异会对岩石力学性能造成直接的影响。
在岩石中,较典型的岩浆岩则为花岗岩,该岩石一般含有较多的长石与石英,所占的比例约分别为40%~50%,但暗色矿物一般只占15%左右。不同岩类的矿物由于比例不相同及所含的矿物成分也不尽相同,因此使岩石具有多样性。沉积岩是次生岩类,其矿物组成是对原岩次生变化以及在沉积前发生于地面和水面的变化的反映。除了较典型的造岩物以外,岩石中还包括大量的岩类、黏土以及次生蚀变矿物等。化学沉积岩则主要是碳酸盐或者其他的岩类组成。同时,变质岩也是次生岩类,而浅变质岩的组成基本还和原岩一样,且原岩经过高温作用会出现熔融与再结晶的现象,最终形成深变质岩,常见的如花岗片麻岩。
在岩石的构成中,矿物晶体或者原岩颗粒之间一般是由基质充填;在结晶中,其物质组成与颗粒相似,但主要是以隐晶或者非晶质的物态呈现出来。在沉积岩中,其充填物主要是泥质、硅质与钙质,尤以硅质最强,泥质最软弱,其中硅质与钙质都是坚硬充填物。
因此,岩石在成岩之后其力学强度便会具有显著差异,软弱组分主要是降低岩石的强度,并增大岩石的环境敏感性,在后期的演化中容易发生变异。
2.1.2关于次生演化的相关分析
在后期的演化过程中,岩石会出现两种转化情况:①由坚硬组分向软弱物质转化;②由软弱组分向坚硬物质转化,两者皆属于原生矿物向次生矿物转化。从岩石工程力学性能的角度看,重点的考察对象则是岩石软化。
由上述可知,岩石的物质性主要包括矿物的组成与变异。尽管造岩矿物居于主导地位,但从岩石力学与工程研究的角度看,重点是研究软弱组分,特别是对粘土化的判定,其中以高岭石化与蒙脱石化的测定最为重要,而在某些时候,当岩石出现粘土化时,不仅会降低力学参数,还会对其均一性造成影响,甚至会改变力学的本构模型。
2.2岩石结构性的相关分析
岩石结构性指的是尺度不同的结构体其形态、排列及相互间的连接特征,是其对岩石力学特性的影响作出的一种反映[4]。岩石的结构是随着成岩而形成的,且会在后期的构造作用及次生演化中得到强化与确立。岩石的结构一般有原生结构与次生结构之分,而两种结构的构造特点有着较大的区别,并在后期的演化过程中发挥着不同的作用。
3关于岩石力学本构性分析
可以通过两个不同类型观点帮助认识岩石本构性:其中一个就是不连续力学观点,另外一个是连续力学观点。如果从使用目的方面而言,通常采用断续性观点,因为这一观点能满足实际地质具有的属性及本质。但是在研究普适性的相关方法及理论知识方面做得不够,需要进行深入了解。本文认为从岩石地质本质性角度进行分析,其结构比较复杂,因此可以选用多元耦合力学模型帮助表示。在实际中,大部分已有岩石力学本构模型也在不断尝试在某一类已有模型前提下将另外一类模型要素添加进来,以便获得满足实际需求。
不同岩石,即便是小型的手标本岩石,也会存在差异。对于含有较软弱的胶结物,或者是脆性较强的岩质颗粒的岩石,在处于风化作用或局部蚀变作用下也可含有软弱性较强的蒙脱石和伊利石等黏土矿物。在应变以及应力不断发展中,该类物质结构要素在这一阶段中体现出应力分布情况不均匀,在出现三个方向的外荷载作用下也会出现拉应力以及偏应力。若外荷载三个方向不等压情况时,在岩石中出现拉应力、局部偏应力强度也会增大。如果外荷载作用达到一定程度时,可以使岩石中一些成分材料出现屈服,导致某部分裂面结构出现滑移、张开情况,此时结束了全部弹性变形情况。
4 分析岩石物质结构情况以及岩石具备的工程力学性能情况
对岩石形成及演变过程进行综合分析,并结合主要形成物质的结构和成分,以及其工程特性,能将工程岩体类型分成3种:层状岩体类型、节理状岩体类型以及碎裂岩体类型[5]。
4.1层状岩体类型
其是主要表现是层状沉积岩,组成成分是岩质颗粒,因为泥质胶结物质含有大量黏土物,所以存在胶结连接。黏土物质分布情况是按照层进行分布,而薄层软岩则共同组成了软弱层岩体。其在构造作用下会出现褶皱现象,并在已有裂缝情况下继续演变,然后出现构造断裂现象,一般为场地的第三和第四级别结构面。很少出现贯穿第一和第二级软弱结构或是断裂结构面情况。
4.2节理状岩体类型
其主要是结晶岩类型,组成成分是造岩矿物,存在结晶连接,具有的软弱片状矿物质相对比较少,黏土物质也比较少。已有裂缝也会在一定基础情况下继续发展,然后承受一定构造作用,并出现小断层、节理裂隙情况等,一般为场地的第三、四级结构面,穿过场地的第一、第二级断裂结构、软弱面情况比较少,出现浅层演化以及次生演化不强。
4.3碎裂岩体类型
给类型岩体是由层状岩体、原生块状岩体遭受严重构造作用,或者是遇到严重浅层、次生演变情况,从而出现严重碎裂情况以及变形现象,使岩石松弛而造成裂隙情况。
5结论
总之,岩石具备的三大属性分别是:①物理本属性;②地质本质性;③力学本构性。三种属性类型共同发挥作用可以帮助更好的深入了解岩石力学知识,提高工程研究水平。理论上认为岩石力学学科属于一门多种学科知识相互交叉分布,不仅有合作,还具有分工工作的学科。因此,地质学者需要重视岩石具有的地质本质性方面内容,另一方面也不能忽视物理本属性以及力学本构性方面内容的研究。如果岩石力学研究者可以了解及掌握更多岩石地质特征知识,并进行综合分析,能帮组更好建立本构模型,以及进行力学参数的选择工作,以便达到符合工程需要的相关要求。在自然资源开发工作中以及基础工程建设施工中都会应用到岩石力学,所以其需要融汇多种不同学科知识才能很好的完成整个工作流程。
参考文献
[1]王思敬.论岩石的地质本质性及其岩石力学演绎[J].岩石力学与工程学报.2009,28(03):433-450.
[2]黄琴.单井岩石地质特征分析[J].科技资讯.2010(14):116.
[3]甄贞.车西洼陷沙三下砂砾岩储层成岩作用研究[J].西部探矿工程.2009(10):69-71.