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国际化野外实习课程探索——以新西兰海洋地质实习为例.pdf

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1、中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION1272023 年第 2 期地质学是研究地球物质组成、内部构造、外部特征、各圈层之间相互作用和演化历史的一级学科1。在地质学的学习研究过程中,丰富的野外地质工作经验是科研人员将理论与实际相联系的必要过程2,也是相关学生与学者成为地球科学高水平地质人才的重要条件。现代地质学 200 多年的发展历史中,诸多重要的学术思想与理论大都基于野外地质观察与思考3-4。因此,野外地质教学在各大高校的地质学相关专业培养体系中都占据了较大比重。如中国海洋大学海洋地质专业本科培养计划便包含了地质认识实习、地质填图实习、海洋地质综合实习、工程实习,

2、毕业实习等,实习地点包括山东、辽宁、河北等地,实践课程学分占据总学分的 1/3。然而受限于各方面条件,国内地质实习课程的实习地点多局限于国内部分地质现象丰富的省国际化野外实习课程探索以新西兰海洋地质实习为例王永红1,2,徐继尚1,2,王凯伟1,21.中国海洋大学 海洋地球科学学院,山东 青岛 266100;2.海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东 青岛 266100摘要:野外实践教学是地质学相关专业人才培养的关键,是地球科学学生将理论与实际相结合的重要途径。国际化实践教学是提升本科教学水平,促进学校一流学科建设的重要基础。自2018年起,中国海洋大学首次执行新西兰海洋地质实习项目。本文从中

3、国海洋大学新西兰海洋地质实习的课程准备、实习路线、科学与文化交流、学生实习收获、机遇及挑战五个方面对其进行系统的介绍,并根据2018年和2019年的教学实践探索和效果评价,对未来国际化野外实习课程建设提供新的建议。虽然疫情的发生对国际化野外实习产生了一定的影响,但通过开展国际化野外实习课程可有效地提高本校的国际化教学水平,促进本科地质学专业的实践教学发展。从长远来看,国际化海洋地质实习仍然需要持久坚持。关键词:国际化野外实习;海洋地质实习;国际化课程中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-9372(2023)02-0127-05Title:Exploration of Inter

4、national Field Practice Courses:Taking New Zealand Marine Geology Practice as an ExampleAuthor(s):WANG Yonghong,XU Jishang,WANG KaiweiKeywords:international field practice;marine geology practice;international courses收稿日期:2023-01-20;修回日期:2023-03-20。基金项目:中国海洋大学 2021 年研究生一流全英文课程建设项目(HDYWK21002)。作者简介:王

5、永红,女,教授,主要从事海洋地质和环境方面的教学与科研工作。投稿网址: 联系邮箱:引用格式:王永红,徐继尚,王凯伟.国际化野外实习课程探索以新西兰海洋地质实习为例 J.中国地质教育,2023,32(2):127-131.市,与之相对的海外地质实习则只有部分高校尝试开展。在中国海洋大学国际合作与交流处和教务处的支持下,中国海洋大学海洋地球科学学院于 2018 年和 2019 年成功开展了新西兰海洋地质野外实习。通过这两次实习,学生实地调研了新西兰独特的海洋地质地貌现象,与当地高校和研究所的专家教授进行了学术与跨国文化交流,极大地激发了学生们的科研学习兴趣。让学生在本科阶段即接触到世界其他地区的经

6、典地质现象,也有助于培养学生全球化的地质思维。此外海外实习还提高了学生的英语交际能力与学术写作水平,开阔了其国际视野。一、实习课程准备中国海洋大学新西兰海洋地质实习于 2018 年与 2019 年开展。2018 年新西兰海洋地质实习日期为 7 月 14 日至 7 月 25 日共 12 天,学生共 7 人,实践教学与基地建设128中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2023 年第 2 期由 1 名从事海洋沉积动力地貌的教授带队;2019年新西兰海洋地质实习日期为 7 月 11 日至 7 月 22日共 12 天,学生共 10 人,由 1 名从事海洋沉积的教授带队。通

7、过综合成绩排名、专业知识排名以及英语能力测试三方面综合考量,分别从中国海洋大学海洋地球科学学院地质学专业、勘察技术与工程专业以及地球信息科学与技术专业的自愿报名学生中选取。由于学生平时接触的理论知识与实践教学以国内案例居多,且新西兰地质背景较为特殊,因此在完成新西兰海洋地质实习团队成员选拔后便立刻开始对学生进行了相关的室内理论教学,教学内容包括专业英语学习、新西兰地质背景学习两方面,主要参考资料为 2013 年由 von Hochestetter 撰 写 的 New Zealand:Its Physical Geography,Geology and Natural History,with

8、Special Reference To the Provinces of Auckland and Nelson 一书5以及 2012 年由 Campbell 等人撰写的 New Zealand Geology 一文6,并辅以其他新西兰相关文献。理论课程教学完毕后,由学生根据自身专业背景与个人兴趣,自由选取自己在本次实习中的重点研究方向,如地热、地质构造、海滩沉积、河流沉积等,并查阅相关中英文文献,进行该方向的英文汇报,以明确自己本次海外实习的研究内容并提前适应英文地质资料的阅读与整理。在实习出发之前,中国海洋大学海洋地球科学学院已与新西兰地质实习接待单位充分沟通,以保证实习路线的设计合理;

9、此外还与新西兰地质与核能研究所(GNS)、奥克兰大学、怀卡托大学以及怀卡托理工大学进行了联系,确定了本次海外实习过程中对上述高校及科研机构的参观与访问。二、新西兰海洋地质实习课程路线1.实习区简介新西兰分为北部半岛和南部半岛,其位于太平洋板块和澳大利亚板块之间的活跃地段,平行并横跨了太平洋-澳大利亚板块交界处,以多样化的地质景观和动态的构造环境而闻名7。太平洋板块俯冲到澳洲板块之下产生强烈的地震和火山活动,使新西兰成为地球上最具活力的地区之一,造就了新西兰独特的地质地貌现象、丰富的岩石类型和岩层结构以及多样的海岸类型。例如在火山喷发的作用下,北岛遍布火山熔岩,形成了许多奇特的自然景观,火山区和

10、丘陵占据了半岛的西半部。另外,火山密布的地区自然少不了丰富的地热资源,在新西兰北岛罗托鲁瓦有著名的蒸汽喷泉、温泉、泥浆泉、间歇泉等,蒸汽喷泉喷出的蒸汽高达 15 30 米。而新西兰的南岛为世界第十二大海岛,其西海岸的阿尔卑斯山脉是新西兰最大的山区,库克峰海拔 3754 米,是新西兰最高峰。因此新西兰是认识板块俯冲、海岸带地貌、火山地貌、火山熔岩以及地热资源的优秀实践地区,本海外实习课程路线主要集中在新西兰北部半岛。2.实习路线 针对多样化的实习需求,设计的实习区路线包含了独特的地质地貌与构造现象(表 1,图 1)。表 1 新西兰海外地质实习教学安排实习路线实习地点实践教学内容路线 1奥克兰火山

11、踏勘新西兰典型的火山地貌。通过实地考察和卫星图片分析的方法,观察并讨论了位于奥克兰火山区的伊甸山(Mt Eden)和独树山(One Tree Hill)以及位于陶波火山区的陶波火山(Taupo Volcano),并观察了伊甸山的火山口地貌,以及火山岩、火山熔岩、火山灰等喷出产物。本路线可以帮助学生深入理解火山过程及其产物路线 2新西兰怀卡托地区玄武岩柱和瀑布观察。频繁的火山活动会形成典型的喷出岩,新西兰北岛西海岸的喷出岩多为基性岩,气孔构造与杏仁构造发育,可以看到典型的灰色安山岩及深色玄武岩。新娘面纱瀑布(Bridal Veil Falls)是在帕考卡(Pakoka)河流上的骤降瀑布,瀑布落差

12、达 55 米,因形如新娘头上洁白的细纱而得名。长时间地水流冲击使瀑布底部岩石形成了一个大型水潭。面向瀑布可见玄武岩柱状节理,玄武岩下方为砂岩,可据此恢复岩浆喷发、流动、冷凝过程,以及河流溯源侵蚀及瀑布形成过程。本路线帮助深入认识玄武岩的岩石特征及柱状节理特征,了解河流侵蚀及瀑布的形成过程路线 3拉格伦黑沙滩海滩地貌观察。丰富的海滩地貌也是新西兰的特色。火山玄武岩风化产物形成的黑沙滩给人强烈的震撼。拉格伦沙滩是世界罕见的黑沙滩之一。这里的沙滩呈现黑色是因为富含钛磁铁矿等暗色矿物,源于附近火山熔岩中的副矿物,再由海浪侵蚀并经海流将铁砂、辉石、黑云母等深色矿物搬运至此处沉积形成。本路线通过观察黑沙滩

13、的地貌、颜色、成分等特征,可深入认识海滩沉积物的组成、物源和沉积动力机制。此外,这一实习路线中也可以观察到明显的海蚀洞、海蚀崖和海蚀平台路线 4基里蒂希利化石海滩髻蛤属扇贝壳化石及沉积岩地层观察。在基里蒂希利化石海滩(Kiritehere beach)随处可见古生物化石,这些化石分布在泥岩、砂岩和砾岩中,可见良好的层理,岩石年代范围为中三叠世(240 myr)到晚侏罗世(146 myr)。岩石中有大量扇贝壳等化石,含有化石的地层被称为 Arawi 地层,为 Murihiku 超群中众多地层中的一个9。海滩上的化石主要为髻蛤属的灭绝属。本路线中将带领学生考察化石海滩,寻找化石,了解化石的形成年代

14、、过程和特征,深入认识古生物化石及其形成过程和地质意义129总第 126期王永红等:国际化野外实习课程探索以新西兰海洋地质实习为例实习路线设计主要考虑俯冲带区域的构造、岩浆岩(主要为玄武岩、安山岩和流纹岩)、沉积岩(主要为灰岩、砾岩、含砾砂岩等)、火山地貌、海滩地貌、地热等地质现象与特征的观察(图 1)。三、科学与文化交流为了充分利用新西兰海洋地质实习机会,学生访问了新西兰地质与核能研究所(GNS),参观奥克兰大学、怀卡托大学以及怀卡托理工大学等知名科研院所与高校,听取当地专家教授的专题讲课,了解了当地的地质背景、地质资源、地质环境、跨国文化等知识(图 2)。如 Peter Kamp 教授(怀

15、卡托大学)、Robert Reeves 博士(新西兰地质与核能研究所)、Conny Tschritter 博士(新西兰地质与核能研究所)、Ed Franklin 教授(怀卡托理工大学)、Margratte 教授(怀卡托理工大学)分别讲授了新西兰构造环境和地质演化历史、新西兰地热资源及其成因和开发利用情况、新西兰地下水资源及其污染概况和治理方法、新西兰历史和文化等内容,并与学生开展了一定的交流,探讨地球科学的前瞻问题。通过以上课程和学术活动,学生初步认识了新西兰的地质历史、构造特征、地形地貌、岩石特征以及地热、地下水等资源的分布特征,并对新西兰的历史和文化有了初实习路线实习地点实践教学内容路线

16、5怀卡托河对比分析怀卡托河上游与下游沉积与侵蚀特征:河流生态和河流地貌观察。怀卡托河是新西兰最长的河流。通过在河流上游和中下游分别选取三个观测点观察比较,分析了怀卡托河下游汉密尔顿市河段心滩、牛轭湖的成因,并与上游胡卡瀑布河段河谷的侵蚀情况对比,研究当地河流侵蚀地貌的特征路线 6陶波火山区新西兰地热区域分布差异和地热资源开发利用观察。新西兰地处太平洋板块与澳大利亚板块交界处,板块间的构造运动使新西兰拥有丰富的地热资源,其中又以北岛地区的陶波火山带最为密集。新西兰地热现象非常普遍,且新西兰的地热研究和地热利用位于世界的前列。我国也具有众多的地热资源,但目前开发有限,新西兰对地热的开发与保护措施值

17、得我国借鉴。本路线实地考察新西兰地热资源的成因、区域分布差异和开发利用情况,进而认识活动火山弧的构造成因、地貌特征和岩石特征 路线 7罗托鲁阿 火山区火山口、火山口湖成因与形成过程。罗托鲁阿(Rotorua)位于陶波火山区,是新西兰俯冲带的活动火山弧,包含了新西兰所有的流纹岩活火山8。陶波火山区目前有两个活跃的流纹岩中心陶波和奥卡塔纳,在过去 50000 年中,这两个中心的流纹岩喷发通常每隔千年发生一次,熔岩产量平均为每秒 1 立方米。陶波火山区也包含几个活动的安山岩/英安岩火山和一些小的玄武岩火山,沿着火山带的东侧排列,标志着火山前缘。本路线可以观察火山口、火山口湖、山脉等地形地貌,了解其成

18、因和形成过程,以及火山岩的岩性特征续表图 1 2019 年新西兰北岛 7 条实习路线示意图图 2 2018 年(左)和 2019 年(右)学生与新西兰的地质专家和教师交流130中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2023 年第 2 期步了解。四、学生实习收获通过新西兰海外地质实习,学生们亲身体验国际化教学,实地调研当地独特的地质现象,激发起了学生们对地质学科学研究的浓厚兴趣(表2)。新西兰海外地质实习开展前的相关地质背景资料整理以及实习结束后英文实习报告的撰写,锻炼了学生的英文资料收集分析和归纳总结能力;实习过程中紧凑的课程安排以及独特的地质现象也极大地激发了学

19、生的学习热情。此外海外陌生的环境也有助于学生开阔国际视野、激励进取精神、提升环境适应能力以及国际竞争能力。同时与当地高校研究所的地质学家交流互动,不仅学习了系统的科学研究方法,也在互动学习中提高了实用英语口语及学术写作水平。总之,新西兰海外地质实习给学生们提供了实践学习的广阔舞台,更带来了不一样的人生经历和收获(表 2)。五、新西兰海洋地质实习的机遇与挑战新西兰海外实习项目的开展,不仅可以丰富对学生的海外教学内容,也增加了中新双方的科研合作机会。在已有的两次实习过程中,新西兰地质与核科学研究所表现出极大的合作愿望,可以考虑在地热资源开发利用、同位素科学、湿地与水资源环境等领域开展相关的科研合作

20、。此外也可以邀请新西兰科研院所与高等院校专家前来中国举办讲座,新西兰方面也会定期举办地质年会,建议可适当组织师生参加,以进一步增进双方的交流与合作,实现地质科学教育的“引进来”与“走出去”。2020 年之后新冠疫情肆虐,国际旅行受到严重影响,本课程也被迫暂时中断。疫情之后 2023年中国海洋大学正在积极筹备重启新西兰的海洋地质实习。为使新西兰海外地质实习项目常态化,可以通过线上和线下结合的方式进行。可以先通表 2 新西兰海外地质实习学生收获学生收获内容学生自述开拓国际视野2016 级地质学柳同学和王同学:这是我个人第一次踏出国门,见识到他国的文化与风土人情,心情非常激动,这次难得的国外实习开阔

21、了我们的视野体验异国文化2016 级勘查技术与工程臧同学:利用实习的间隙,我们游览了当地博物馆和森林保护区,发现新西兰独特的历史文化传统且令人赞叹不已提升英语水平2017 级地球信息科学与技术林同学和郭同学:在外出实习间隙,通过参加富兰克林先生的英文学术写作指导课程,我不仅学会了论文的要求和规则,也在与先生交流中提升了自己英语水平,培养了英文表达的自信增强团队意识2017 级地球信息科学与技术林同学:10 天收获的不仅仅是知识,还有集体意识和个人独立性。在营地,每位学生都要有两天值日并要为大家准备早餐,这很好地培养了我们的集体意识。大家相互尊重互相包容,收获了真挚的友情,留下了难忘的美好时光提

22、升专业兴趣2017 级地质学张同学、刘同学和许同学:在短短的两周时间里,我对野外地质工作、方法和技能有了更直接的理解,当我们在教师的指导下将书中所学的知识化为实用能力的时候,我深深感受到了地质专业的魅力。一些个性鲜明充满热情和活力的地质学家给我留下了很深刻的印象,燃起了我对科研工作的好奇对未来实习的期望2016 级勘查技术与工程臧同学等提出建议,对于未来的新西兰海外实习工作,可以更加丰富并深入地开展与当地大学相关专业教授学者的交流活动,使学生借此深入了解新西兰的学习以及科研模式,并可能开辟南岛路线过线上完成先期课程后,再进行线下实习。同时考虑制作相应的视频教学材料,更好地发挥海外实习的积极作用

23、。六、国际化野外实习课程意义随着全球化进程发展,国内部分高校逐渐尝试开展海外地质实习课程,且均取得了不错的效果。南京大学自 2006 年开始便与俄罗斯伊尔库茨克国立技术大学、法国奥尔良大学合作,分别前往了贝加尔湖地区、阿尔卑斯山地区进行野外实践教学。2010 年起南京大学又开展了每 2 年一次的新西兰地球科学实习,极大地推动了国际化地球科学人才的培养1,8。中国矿业大学资源勘查专业学生从 2018 年开始也开展了赴澳大利亚的为期2 周的海外地质实习,提出了“一个中心、四个关注点”的跨文化海外实习模式7;中国地质大学(北京)也已连续数年派遣本科生前往俄罗斯、韩国、希腊等国进行国际地质实习1。本研

24、究涉及的新西兰海洋地质实习课程则为中国海洋大学国际合作与交流处及教务处支持下的海洋地球科学学院首次海外地质实习尝试。与传统野外实习课程相比,国际化野外实习课程更注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,开阔学生的国际化视野,锤炼他们的国际化思维,从而提高地球科学人才培养的国际化水平,并帮助推动地球科学实践教学模式改革,也是促进学校一流学科建设的重要基础。从课程成果来看,国际化野外地质实习课程的设立很好地促进了国内高校与国外相关科研机构的交流,131总第 126期王永红等:国际化野外实习课程探索以新西兰海洋地质实习为例提高了学校的国际声誉与国际教育竞争力,且有助于激发学生对地质学研究的兴趣

25、与热情,为创新型地球科学人才的培养打下坚实基础。七、总结与展望中国海洋大学新西兰海外地质实习项目符合目前国际化教学的趋势,不仅丰富了地质学专业课程的实践内容,也使学生在岩石和矿物鉴定、海洋学动力沉积、综合地质分析、专业英语和口语等方面得到全方位的锻炼,提升了学生对地质学相关专业的兴趣。如果将新西兰海外地质实习项目常态化开展,对学校国际化教育水平和国际教育竞争力的提高也有重要意义。地质学专业学习内容涉及大范围、区域性乃至整个地球的发展演化,因此相关课程教育应在充分介绍中国地质背景的基础上,尽可能帮助学生建立国际化、地球化的地质学研究意识与思想。从新西兰海洋地质实习课程以及其他高校以往的海外地质实

26、习课程经验来看,国际化野外实习课程对培养具有国际性视野、国际性知识以及国际竞争力的地质类人才具有重要价值与意义。开展国际化地球科学野外实习,有利于创新型地球科学人才培养,且可有效提高本校的国际化教学水平。虽然疫情的发生对国际化野外实习产生了一定的影响,但从长远来看,在有机会的情况下,国际化地球科学野外实习仍然需要持久坚持。参考文献:1 王潮.英国大学本科野外地质教学特点及启示 J.中国地质教育,2020,29(2):101-104.2 柯长青,王博,郭维栋,等.新西兰地球科学国际化野外实习探究 J.高等理科教育,2020(6):120-123.3 王颖.关于地球科学教育发展的建议 J.中国大学

27、教学,2010(12):3.4 许欢,吴志春,李华亮,等.德国本科生野外地质填图教学的体会与思考 J.中国地质教育,2019,28(3):5.5 HOCHSTETTER F V.New Zealand:Its Physical Geography,Geology and Natural History,with Special Reference To the Provinces of Auckland and NelsonM.Cambridge:Cambridge University Press,2013.6 CAMPBELL H,MALAHOFF A,BROWNE G,et al.New Zealand GeologyJ.Episodes Journal of International Geoscience,2012,35(1):57-71.7 鞠玮,屈争辉,申建,等.高校资源勘查工程专业海外实习模式探索实践 J.教育教学论坛,2020(44):231-232.8 董婷,王唯,邵进,等.南京大学国际化野外实践教学的探索与实践 J.中国地质教育,2010,19(3):58-60.

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