礦物資源工程專業地質學基礎與工程地質課程改革的探討

馬艾陽 段先哲 韓世禮 唐振平 喻清

摘要：在南華大學礦業工程學科整個課程體系中，地質學基礎與工程地質課程所涉及的知識包括普通地質學、工程地質學和礦山地質學等，而所占課時比例是相對不足的。課時分配、易混概念區分、實驗選擇等就成了亟需解決的問題。本文主要圍繞上述幾個內容展開。

關鍵詞：礦業工程學科；地質學基礎與工程地質；課時分配；易混概念區分；實驗選擇

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）11-0110-03

一、現狀

《地質學基礎與工程地質》是具有核特色的礦物資源工程專業（又稱為采礦工程專業，在下文中統一稱為采礦工程專業）的一門理論性和實踐性很強的學科基礎必修課程。本課程包括普通地質學和工程地質學兩個單元部分，其任務是使學生掌握普通地質和工程地質學的基本理論和地質工作的方法，新版培養方案增加了礦山地質學部分，因此，《地質學基礎與工程地質》包括普通地質學、工程地質學和礦山地質學三個部分。

普通地質學是地質學類專業以及相關專業的專業基礎課程。普通地質學課程包括全面介紹地球知識，介紹地球的動力類型和來源、運動過程和產物，地層地質年代、巖石礦物組成及特點，各種動力改造地表以及物質循環規律等內容。普通地質學是地、礦、油高校乃至部分綜合大學中與地質、資源勘查工程、勘查技術與工程及地質學等本科專業的專業基礎課[1]。

工程地質學是研究與人類工程建筑等活動有關的地質問題的科學，主要包括三個部分：（1）工程巖土學，論述土及巖石的物理性質、水理性質、力學性質，巖體結構特征，巖土體的分類及分級；（2）工程地質分析，介紹常見工程地質問題的類型、形成條件、影響因素及防治措施，分析不同建筑工程類型的常見工程地質問題；（3）巖土工程勘察，介紹巖土工程勘察分級、勘察階段劃分、常用勘察方法手段及勘察成果報告等相關知識。

礦山地質學是一門介于地質與采礦學科之間的邊緣應用學科，研究礦床開采階段為保證礦山有計劃持續正常生產、資源合理利用以及擴大礦山規模、延長服務年限所需進行的各項地質工作的基本原理和方法。

在2014版教學大綱中，考慮到擴寬礦物資源工程專業本科生的知識面，縮減了該課程的學時數量，僅為56個學時，包括50個理論課時和6個實驗課時。事實上，不論是南華大學，還是其他學校，其采礦工程專業均面臨內容多、雜而學時少這個問題。表1是國內若干大學采礦工程專業的地質學相關課程設置情況。內容多、雜而學時少引發了一系列問題，主要包括課時分配、易混概念區分、實驗選擇和野外實習等。經過2年多的教學，獲得了一些總結，下面將一一介紹。

二、課時分配

課程主要內容包括：地質作用所產生的各種地質現象；常見礦物、巖石的各種特征及其肉眼鑒定方法；常見地質構造的基本特征；研究建設地區和建筑場地中的巖體、土體的空間分布規律和工程地質性質；控制這些性質的巖石和土的成分和結構，以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向，制定巖石和土的工程地質分類；礦山地質工作介紹，礦產地質調查研究，礦產勘查中的礦床揭露，原始地質編錄和礦產取樣，礦產地質調查資料的綜合及研究等。

通過一段時間的教學，我們進行了學時分配，盡量促使課時分配合理并使前后內容銜接，見表2。礦物和巖石（會穿插地質作用內容）放在第一個序列；緊接著，將巖石和土的工程地質性質（工程巖土學內容）放在第二個序列；然后，將地質年代及地層系統、地質構造、地形地質圖及其閱讀放在第三個序列，在這個序列中，會強調地質體的就位與三維特征，強化地球系統整體思想；礦山地質學部分放在第四個序列，前面三個序列的內容可以很好地為這部分內容鋪墊；第五個序列主要包括工程巖體結構穩定性與變形破壞，以及各種環境（特別是采礦環境）所面臨的具體工程地質問題和防控措施等。

三、易混概念區分

在實際教學過程中，難免會碰到這樣一種情況，即相同名詞或者相近名詞在三門課程中存在不同的含義。在講到這些名詞的基本概念時，會強調其區別；在試卷中，也會盡量指明該名詞的所屬范疇。下面選取一些典型實例進行介紹。

原生與次生這兩個名詞在工程地質學和普通地質學上具有不同的意義。在工程地質學上，結構面可以分為原生結構面、次生結構面和構造結構面。原生是指結構面的形成與三大巖（沉積巖、巖漿巖和變質巖）的成因密切相關，即結構面與三大巖的形成有關。次生是指結構面在三大巖形成以后在外營力作用下產生。在普通地質學（確切地說，應該是構造地質學部分的內容）上，面理可以分為原生面理和次生面理兩大類。原生面理包括沉積巖中的層理和韻律層及巖漿巖中的成分分異層和流面等[2]，即與沉積巖及巖漿巖的形成有關。次生面理是指變形變質作用中形成的劈理、片理、片麻理和各種破裂面，即與變質巖的形成有關。可見，原生與次生在工程地質學和普通地質學上差別非常明顯。

產狀這個名詞在普通地質學里面的構造地質學和巖石學部分都有出現。在巖石學上，侵入巖的產狀是指侵入體的形態、大小及其與圍巖之間關系的總和[3]。在這里，產狀是指形態和就位等。在構造地質學上，產狀是指面狀結構和線狀結構的方位和空間狀態，確切點，是指空間上的延伸方位與傾斜程度。可見，產狀在構造地質學和巖石學上也有明顯差別。

結構這個名詞在工程地質學和普通地質學上具有不同的意義。在工程地質學上，巖體結構由結構面與結構體組成。在這里，結構更多是指不同尺度的斷裂與裂隙，反映了巖體的本質。在普通地質學上，結構是指巖石中礦物顆粒本身的特點及顆粒之間的相互關系所反映出來的巖石構成的特征[4]。可見，結構在工程地質學和普通地質學上差別較大。

當然，還有更多的名詞存在上述這種一詞多義的情況。這種現象給學生對相關知識點的掌握帶來了或多或少的困擾，應該反復強調。

四、實驗安排

由于實驗課時較少，僅為6個學時，故設計了3次實驗課，包括常見礦物、巖石的肉眼鑒定，地質構造認識及羅盤的使用，地形地質圖讀圖等。第一次實驗放在第一個序列之后，培養學生對常見造巖礦物和典型巖石的認識能力，第二次和第三次實驗放在第三個序列之后，分別培養野外面理/線理產狀測量的動手能力和二維地質圖到三維地質體空間分布的理解能力。

五、結語

對于礦物資源工程專業本科生來說，《地質學基礎與工程地質》這門課程的學習是非常必要的，有助于理解礦產形成、礦產勘探、礦山開采相關的工程地質問題與解決對策等。在學時有限的情況下，合理分配課時是非常必要的；在教學內容多、雜的情況下，重點強調一詞多義是必須的；實驗安排也必須精簡，在培養學生動手能力的同時，也必須加強學生對重難點知識的理解能力。只有不斷地改革課程，才能順應社會的需要、順應時代的需要。

參考文獻：

[1]竇斌，蔣國盛，段隆臣，高輝.非地學專業普通地質學野外實習存在的問題及思考[J].中國地質大學學報（社會科學版），2014：33-34.

[2]曾佐勛，樊光明.構造地質學[M].第三版.武漢：中國地質大學出版社，2008.

[3]盧良兆，許文良.巖石學[M].第一版.北京：地質出版社，2011.

[4]宋春青，邱維理，張振春.地質學基礎[M].第四版.北京：高等教育出版社，2007.