紐帶型課程建設的必要性與實踐過程—以區域成礦學為例

雷萬杉，楊興科，錢壯志

長安大學 地球科學與資源學院，陜西 西安 710054

課程體系是指在一定的教育價值理念指導下，將課程的各個構成要素加以排列組合，使各個課程要素在動態過程中統一指向專業培養目標實現的系統。紐帶型課程是指聯系各專業課程以形成完整的學科思想的課程，這類課程在課程體系中具有提綱挈領的作用。

長安大學資源勘查工程專業為國家級特色專業，經過長期建設已形成為一個相對完整而有效的專業課程體系。該專業是綜合利用地球科學、地質學和地球化學等學科理論和方法研究礦產資源的形成與分布規律，進行礦產資源評價和普查勘探方法的學科，是地礦類的主干專業。“區域成礦分析”是針對資源勘查工程專業和地礦類專業本科生和研究生開設的一門專業選修課，共40 課時，設置在四年級（或第七學期）。該課程是通過區域構造演化、成礦物質來源、成礦條件耦合來重建區域成礦系統的一門課程，課程涵蓋了自巖石學、礦床學、地球化學和地球物理等幾乎全部地質礦產類課程，是地球科學的多學科融合。通過該課程的學習可以讓學生對地質科學的相互關聯及最終對象形成一套完整的認識。該課程可能是加強各學科關聯的潤滑劑，也是提升地球科學深度的一個重要手段。筆者在教學過程中通過對該課程與地礦類專業學科的教學目的、對象和方法的思考研究，認為當前地礦專業的學科覆蓋完整性較好，但地質事件的驅動力和作用過程沒有統一的、清晰的介紹，使得各學科的關聯性相對松散。

針對以上情況，筆者對區域成礦學的起源和現狀以及其在地球科學課程內的必要性進行了深入的討論，并對優化該課程教學效果提出了幾點建議，希望能促進地球科學課程的建設。

一、區域成礦學的起源和現狀

1.區域成礦學的來源

地質學分支學科史的研究是一項復雜的研究工作。區域成礦學的發展過程尚未有專門的研究，區域成礦學的研究從最初的成礦區域和成礦時代為主線，之后緊密結合大地構造的發展，進入20 世紀90 年代形成了在全球構造演化和層圈相互作用的基礎上從地球動力學機理來研究區域成礦規律。區域成礦學是建立在區域地質調查研究和礦產勘查工作的基礎之上的學科，為適應區域普查找礦的需要而逐步形成和發展起來的。

從區域成礦學的演化發展史看，構造運動對區域成礦的主導作用在逐漸清晰，從槽臺和板塊構造理論都從宏觀上指導了區域成礦研究，當前學術界正在探索運用大陸動力學來指導陸內成礦規律的研究。

2.區域成礦學的學科特點

區域成礦學具有區域性、綜合性、實踐性三個特點。

（1）區域性。區域內的巖石、構造、地層、礦產等單元具有緊密的聯系和相互依存的關系，它們有大致相同的地質歷史，礦床是區域地質演化的產物，在區域尺度上研究成礦特征，可以提高礦床學研究的科學性，同時可以開拓找礦預測的視野。

（2）綜合性。區域成礦規律研究涉及多種多樣的地質控制因素和地球物理、地球化學和地質生物作用。它不再局限于對單個礦床地質的深入研究，而是宏觀與微觀結合，整體與局部結合，它是更高層次和更大尺度的成礦學研究，涉及更廣闊的直接、間接控礦因素。

（3）實踐性。區域成礦學研究獲得的成礦規律性認識對礦產預測、普查找礦有直接和全面的指導意義，它是進行預測和找礦的理論基礎，其研究成果可以完善地球科學理論，豐富地球演化過程。

這三個特點決定了區域成礦學研究的廣度和深度，同時也表明其在地球科學中的交叉和融合作用。

3.區域成礦學的開展現狀與存在問題

自1996 年翟裕生首次在中國地質大學針對博士生開設“區域成礦學”課程以來，全國多所院校進行了“區域成礦學”課程的嘗試。長安大學自2002 年對本科生和研究生開設了“區域成礦分析”課程，主體為區域成礦學，選用翟裕生編《區域成礦學》。通過與學生開展的課堂討論，從學術思想和教學方法角度進行了廣泛而深入的交流，結合筆者教學實踐和設想，認為當前“區域成礦學”課程雖然開拓了視野，活躍了思想，但教材內容太龐大，細節又過深，使得教學目的難以實現。針對課程現狀，大體存在以下幾方面問題。

（1）學科主旨明確，但科學系統性尚有加強的地方，如加強地球動力來源與分類的內容。

（2）教材思路廣闊，但高年級學生上課學時有限，避免重點過多和過于膚淺。如建立三類成礦理論為重點的成礦系統。

（3）課程實踐環節有待加強。課程的設置一定程度上使得地學學科鏈條更加完整，但尚沒有合適的實踐教學平臺，需對實踐環節進行創新性設計。

二、加強區域成礦學的必要性

1.認識論的邏輯完整性

長安大學當前以地質礦產為目標的本科專業主要是資源勘查工程和地質學，針對這兩個專業，課程設置涵蓋了從礦物學、巖石學、地史學、地球物理和地球化學等基礎學科，形成了基本完善的地球科學體系，同時為了與生產實踐相結合，又開設了以找礦勘探和預測為目標的地學資源信息系統、找礦勘探地質學、區域地質調查方法等與找礦勘探學等眾多實踐性課程，并且部分設置了采礦與礦山設計、礦產資源經濟與管理等以礦床的開發與保護為目標的后續課程。該學科體系為地礦類學生提供了廣闊的科學視野和系統的知識邏輯，為培養合格、優質的地學專業人才做出了巨大貢獻。

然而，仔細分析現有課程設置（圖1），發現沒有一個統一的動力學體系來串聯起整個科學思路。現有的礦物、巖石、構造等課程就像醫學中的皮膚、肝膽等獨立學科，但地球科學缺乏像心臟、血液、神經系統等具有全系統驅動、循環功能的學科。雖然我們當前開設的一些課程如動力地質學原理、構造地質學和區域大地構造等課程已經包含了部分地球發展演化的動力學實證，但這些課程開設在本科的一二年級，內容寬且淺，更像是科普教學。這些課程不足以建立地球的動力學分類和動力驅動形成自然現象和礦產資源的內在邏輯。

圖1 地礦類學科專業課程設置

因此，從認識論來講我們的各學科像拼圖的獨立模塊，當前需要一門能引領學生將各模塊拼合成圖，形成完整學科思路的紐帶型課程。

2.地球科學學科系統性

長期以來礦床學與找礦勘探學等課程以礦床、礦點和礦化為研究對象，以指導生產實踐為研究方向，為國家資源開發和保證做出了重要的工作。在科研和生產中，一定的時空和構造環境產出一定的礦床類型，反之，一定的礦床類型也可作為認識構造環境演化的一種標志。因此，對成礦區帶及其中成礦系統的深入剖析（地層、構造、地球物理、地球化學），能提供該區域巖石圈結構、組成和演化歷史等方面十分重要的信息。再者，成礦作用作為地球內部物質高度富集的機制，這個富集的動力和過程應該是地球科學鏈條中的重要一環，它的研究成果可以豐富和充實整個地球科學的理論體系。因此，建立和完善從動力學體系－大地構造環境－成礦系統的科學演化過程，可以豐富和完善地球演化的細節，完善地球科學學科的系統性。

三、加強區域成礦學課程的建議

當前我校開設“區域成礦學”課程從學科系統性方面已經有了一定的進步，但是由于區域成礦學學科的復雜性，使得進行全面、充分的研究學習仍然比較困難。因此，針對學科的發展現狀，作者認為從以下幾方面做有側重的加強，可以對當前較弱的區域成礦學開展會有所幫助。

1.地球動力學系統研究作為學科開展的基石

當前一些高精度的年齡數據和地球化學數據對地球科學的定量化研究已有了較大的提升，然而由于地球內部的不可探測性和地球化學數據的復雜性，使得除測年數據外的地球科學認識仍是一種經驗性的、探索性的結論。已有的地質觀察、觀測以及年齡和地球化學數據已經對地球的成分和發展演化規律有了一些基本的認識，并得到了大量的驗證。因此，建立起地球發展演化的動力學模式已經成為一種可能。

（1）收集和整理當前學術界對地球演化的動力來源和成礦系統的驅動機制的討論，給學生展示地球科學發展的現狀和存在問題，構筑一個完整的地球科學系統。

（2）針對特定區域內成礦系統的復雜性，結合大地構造演化歷史，講述區域內成礦系統形成、發展、演化以及變遷的內在動力學機制。

2.圍繞三大成礦理論的學習－實踐路線

自板塊構造理論逐漸發展和成熟以來，成礦學和區域成礦學也進行了深刻的調整，形成了以板塊構造理論為依據的當代成礦理論，歸結起來大體有三種類型，分別是邊緣成礦理論、碰撞成礦理論和克拉通成礦理論。針對已有的地學教育框架有必要在從動力學、區域成礦學的角度進行重新的闡述。

（1）針對動力學機制的差異講述當前邊緣成礦理論、碰撞成礦理論、克拉通成礦理論的起源和應用。

（2）針對三大成礦理論幫助學生建立：“成礦動力—成礦理論（三種動力學背景）—全球演化—成礦系列—礦床—礦致異常—找礦勘探模式增長成礦預測”的科學思路。掌握“構造事實觀察－動力學分析－成礦模式建立－礦床預測”的學習實踐路線。

3.建立區域地質－構造演化－成礦系統實驗演示基地

當前“區域成礦學”課程仍在較小的范圍內開展和討論，因此學科的完備程度仍有待加強，其中實踐教學課程的安排和演示方式或實習基地亟須解決。建立和完善教學實踐課程的方法和步驟如下。

（1）研究和分析當前已有成礦模式的成熟度。尋找動力學模式－成礦模式吻合較好，且得到地質事實和地球化學、地球物理事實檢驗的成礦區帶進行成礦系統的建立。例如建立金川巖漿分異型成礦系統實驗教學基地。

（2）利用計算機仿真和三維建模技術，建立成礦帶的動力驅動、構造演化和礦床形成的動畫教學演示課件，構建受動力學驅動的多級影響驅動機制，最終形成一套選定區域的完整的區域成礦課件，同時收集相關的地質圖件、礦產圖件、地球化學數據、地球物理數據作為成礦系統的佐證。

（3）針對教學環節內具有典型意義的地質、構造、蝕變、礦化部位進行實地踏勘，建立多個區域成礦系統野外考查基地。

以上工作的開展可以形成一套完整、科學的教學體系，該體系涵蓋了從基礎地質理論、構造發展演化和區域成巖成礦的完整演化過程，對學生形成完整的地球科學認識具有重要的意義。

事實上，課程建設如同學校建設一樣，并不是說規模與程度越大越好，僅擴展課程和加深難度只可能帶來一個臃腫而龐大的體系，而一些紐帶型的小課程可能是整個學科體系的點睛之筆，其加強和完善對強化學科和課程體系有著至關重要的作用。

本文所研究的區域成礦學一直以來是針對碩博士生開設的小課時專業選修課，但通過近幾年針對高年級學生的教學實踐，發現該課程具有良好的歸納總結和融會貫通的作用，對學生形成科學思維方式和深化專業認識都具有較好的效果。課程適當的加強和完善具有重要的理論和現實意義。與此相仿的紐帶型課程建設也會是整個課程建設中的潤滑劑，也是復雜學科體系中的點睛之筆。

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