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教育教学论坛刊文:《层序地层学》教材建设的思考与实践

来源:教育教学论坛     2021-4-30 11:25:29      点击:

胡光明 朱锐 罗进雄

[摘 要] “层序地层学”是一门综合性很强的专业课,有利于提高学生综合分析问题、解决问题的能力。根据长江大学“层序地层学”课程建设的需要,结合对国内外教材调研的情况,课程组在《层序地层学基础》教材初稿的编写过程中开展了以下工作:(1)对教材的结构体系进行了优化,分为绪论、总论、各论、应用方法等几个部分;(2)在内容的选择上,强化了基本理论的介绍以突出基础,补充了大量的习题以加强学生的应用能力训练,每一章提供了若干供学生延伸阅读的文献以拓展其专业视野;(3)补充了最新的研究进展;(4)引入了部分英文图片,重点术语增加了英文注释,便于学生学习专业词汇。初稿经过试用,得到了学生的好评。

[关键词] 层序地层学;教材建设;体系性;基础性;适用性

[基金项目] 2018年度长江大学教学研究项目“‘层序地层学教学内容改革与教材建设”(JY2018040);2019年度长江大学研究生教育教学研究项目“基于项目教学法的研究生‘层序地层学课程教学改革”(YJY2019026);2019年度长江大学研究生教育教学研究项目“研究生‘沉积学课程教学内容与教学方法改革”(YJY2019015)

[作者简介] 胡光明(1977—),男,湖北麻城人,博士,长江大学地球科学学院副教授,主要从事层序地层学、沉积岩石学等研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324(2021)07-0101-04   [收稿日期] 2020-12-17

一、引言

从学科分类来看,层序地层学属于地层学的分支,但其不仅仅是提供一种地层划分的方法,更为重要的是研究层序内部不同沉积体系、沉积相的内在联系、控制因素合形成机制,确切地说,层序地层学本身既具有地层学属性,也具有沉积学属性[1],同时该学科分支还融入了古生物学、构造地质学、地球化学、地震综合解释、测井地质学等课程的内容。因此,“层序地层学”是一门综合性较强的学科,是训练和培养学生综合分析问题、解决问题能力的一门非常好的课程。

20世纪90年代,层序地层学在国外处于兴盛时期,国内也形成了一股层序地层学研究的热潮,特别是许多油田开始将经典的海相层序地层学理论大量引入到陆相盆地的油气勘探开发研究中,不仅在油气勘探开发实践中取得了突破,而且在理论上形成了“类海派”、单一派、构造派和综合派等学术流派[2]。为了适应当时的发展形势,我校先后在本科和研究生的课程体系中开设“层序地层学”课程,作为本科生的选修课和硕士研究生的必修课。

在20多年的发展中,我校多次立项对该课程进行建设[3,4],涉及团队建设、教学内容改革、教学方法方式改革、考试改革等,但一直没有解决教材的问题。对此,我们通过对国内外教材、专著进行调研,重新梳理了教学内容,在此基础上编写了教材《层序地层学基础》的初稿,并进行了试用,得到了学生的广泛认可。

二、教材调研

我校“层序地层学”教学主要采用的是朱筱敏教授编著的《层序地层学》(2006年出版),参考教材有纪友亮教授编著的《层序地层学》(2005年出版)、操应长教授编著的《断陷湖盆层序地层学》(2005年出版)、邓宏文教授等编著的《高分辨率层序地层学——原理及应用》(2002年出版)、Wilgus等编著的《层序地层学原理(海平面面变化综合分析)》(中译本1993年出版)、Loucks和Sarg主编的《碳酸盐岩层序地层学》(中译本1993年出版)等。无论对于学生还是授课教师,这些教材和著作都起到了指南针的作用,为学生的学习和老师的授课指明了方向,同时,这些教材也存在一些不足之处,主要表现在以下几个方面:

(一)结构体系有待优化

上述教材有的就某一理论进行了详细的阐述,有的就层序地层学在某一领域的应用进行了论述,有的侧重于理论的论述而在操作实践方面体现不够,有的是论文集而不是成体系理论论述。虽然所有这些教材整体可以构成一个比较完整的知识体系,但对于学生而言,在有限的学时内,不可能把所有这些教材学完。如何把这些知识进行简化、浓缩,并按照一定的体系进行优化,是教材编写过程中面临的重要课题。

(二)未能反映新进展

这十几年来层序地层学取得了不少新的进展,如2009年加拿大阿尔伯达大学Catuneanu教授联手27位国际著名学者希望推动层序地层学标准化[5],他們的工作在层序地层学发展史上具有里程碑意义;再如原有的理论体系仅对近海的河流层序进行了介绍,但近年来不受海平面变化的内陆河流层序地层学研究也取得了不少新的认识;还有天文周期在细粒沉积研究中的应用也有较大的发展。而上述教材多数是十几年前编写的,没有囊括这些新的进展。

(三)语言不符合中文阅读习惯

上述教材多数是层序地层学在国内兴盛的早期编写的,主要素材来自国外文献的翻译,在语言表达上,还不完全符合中文阅读习惯,部分章节连授课教师也觉得晦涩难懂,对初学的学生就可想而知了。因此,在语言上需要“中国化”。另一方面,直到现在,国外的层序地层学的研究仍领先国内,向国外学习将会是一个长期的过程,所以我们又需要通过教材让学生理解外国学者的思维方式、用语习惯等,以便将来更好地与国际接轨。这二者看起来是矛盾的,如何处理这种矛盾,也是编写教材需要面对的一个问题。

(四)适用性不强

上述教材主要适用于油气勘探开发领域的专业技术人员,对学生的适用性较差。“层序地层学”本身是一门综合性很强的课程,专业技术人员有一定地层学沉积学理论基础和勘探开发实践经验,能够较好地理解和把握层序地层学理论,但是对于初学的本科生和研究生而言,特别是本科生,在学习“层序地层学”之前还未将已学的专业知识体系化,实践经验有限,只能泛泛地理解一些最基本的理论和概念,缺少相应的实践、训练环节来加强和巩固。所以很有必要在教材中补充各种综合性的习题,通过习题来提高学生对理论知识的理解,这也是提高教材对学生的适用性的重要措施,编写教材的目的也在于此。

三、编写工作

(一)结构体系的设计

调研发现,比较典型的教材,一般包括绪论、总论、各论、应用方法等几个主要部分,绪论介绍课程的学科属性、发展历程和发展趋势等,总论介绍课程的基本概念和基本方法,各论分门别类介绍相关的理论,这些都是理论部分,也是教材的主体,最后结合应用实例介绍研究方法。由这几部分组成的教材,其体系是非常完整的,具体教材的结构体系设计要结合具体内容而定。

参照这一结构体系,在结构体系上课程组将教材分为十章(见表1)。第一章为绪论,全面介绍层序地层学的学科属性、发展历史、发展前景和存在的问题;第二章到第五章,主要介绍层序地层学的不同理论体系,其中又以经典层序地层学最为重要,相当于总论部分;第六章到第九章主要介绍与油气勘探开发关系比较密切的不同环境中发育的层序地层模式,相当于各论;第十章主要介绍开展层序地层学研究的基本工作流程和方法。在结构上兼顾了学科属性、理论体系与模式、工作流程与方法,形成了一个比较完整的体系。

(二)内容选取

教材是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导文件,它是编写教材和进行教学工作的主要依据,也就是课程标准。

在前期的建设中,结合我校资源勘查工程的认证工作,课程组已经对“层序地层学”的教学大纲进行了系统修订[4],新的教学大纲明确要求,学生学习本课程后具备以下知识与能力:掌握层序地层学的基本原理;学会利用层序地层学理论来分析和解决油气勘探中的实际问题;具有自主学习的能力。

第一个要求“掌握层序地层学的基本原理”是强调基础,即要学会基本概念、基本理论,这也是教材必须重点、详细介绍的部分。在教材初稿的总论部分(第二章到第五章)详细介绍了经典层序地层学、成因层序地层学、旋回层序地层学和高分辨率层序地层学等的基本概念和基本原理,让学生理解不同层序地层学理论派别的内在思想逻辑,从而在头脑中构建基本的层序地层学理论体系。

第二个要求“学会利用层序地层学理论来分析和解决油气勘探中的实际问题”强调的是综合应用,多所高校的“层序地层学”课程通过安排野外实习、上机等环节来强调这一点[6,7],但考虑到课时不多、实习资源有限等因素,课程组认为通过教材内容来强化综合应用更为便捷,主要采取了三个措施:

一是在各论部分(第六章到第九章)介绍了不同沉积环境下的层序地层模式,包括海相碎屑岩层序地层模式、海相碳酸盐岩层序地层模式、陆相湖盆层序地层模式、河流相层序地层模式。这部分虽然属于理论介绍,但跟具体的沉积环境结合,特别是通过列举典型实例来讲述各种层序模式,非常接近实际应用。

二是用了一章(第十章)的内容来介绍层序地层学研究的工作流程和基本方法,工作流程包括从盆地类型分析、古环境分析到层序格架的建立、层序的充填过程及控制因素分析等,基本方法包括各种界面的识别方法、地震相分析、海平面变化曲线的绘制、Fisher图的绘制等,使学生在实际应用中有章可循。

三是选编了大量综合性的习题供学生练习,如在地震剖面中识别各种界面、划分不同的体系域(图1),在连井剖面中划分层序、体系域和准层序(图2)等,通过习题让学生把学过的专业知识加以应用,从而强化对理论知识的理解,也强化了教材对学生的适用性。

第三个要求“具有自主学习的能力”强调的是学生学习本门课程后的拓展能力,即学生在学完这门课程、脱离老师以后,能够通过自学来拓展知识面。教材所介绍的内容很有限,甚至比较抽象,而更丰富的应用实例、更先进的方法技术、更深奥的理论探讨、更前沿的学科发展都存在于不断更新的庞大文献资料库中,要拓展知识,就必须学会自己阅读文献。“授人以鱼不如授人以渔”,因此,在教材每一章后面附上3~5篇供学生延伸阅读的经典文献,通过抛砖引玉,逐渐培养学生的文献阅读能力,帮助他们打开一扇属于自己的窗户,进而拓展自己的专业知识面。

(三)其他安排

针对现有教材未能反映层序地层学最新的进展和成果,补充了Catuneanu等人层序地层学标准化的部分研究成果,补充了河流相层序地层学的内容,以及米兰柯维奇旋回在层序地层学中的应用等内容。

针对语言问题,一方面,通过查找国外的原文,对不通顺的语言进行重新翻译、润色、修饰,使之符合中文阅读习惯;另一方面,考虑到目前国外的层序地层学研究仍然比较超前,有很多值得学习和追踪的地方,因此,在教材中特意加入了部分英文插图,个别概念的解释还采用了中英文对照,重要的术语都标注了对应的英文单词,这些措施在一定程度上有助于学生学习层序地层学的英文专业术语、了解外国学者的思维和用语习惯,为将来更快地追踪学习国外的先进理论、与国际接轨打下基础。

四、应用效果

整个初稿的编写紧扣教学大纲要求,立足基础,强化应用,兼顾拓展,强调了结构上的体系化和对学生的适用性,使之更符合教材的特征。初稿形成以前,主要章节都以PPT形式在课堂试讲,根据学生的意见进行了取舍和增补,得到学生的认可以后,再撰写成初稿。初稿形成以后,在我校2018级资源勘查工程、地质学等专业的部分班中进行了试用,学生普遍反映初稿比原来的教材更加简洁、易懂,更加注重基础和训练,很适合初学的学生使用。

参考文献

[1]梅冥相.从正常海退与强迫型海退的辨别进行层序界面对比:层序地層学进展之一[J].古地理学报,2010,12(5):549-562.

[2]顾家裕,范土芝.层序地层学回顾与展望[J].海相油气地质,2001,6(4):15-25.

[3]胡明毅,龚文平,胡忠贵,等.层序地层学课程“一建三改”教学改革研究[J].长江大学学报(自然科学版),2016,13(23):68-71.

[4]胡明毅,胡忠貴,张尚锋,等.层序地层学教学内容与方法改革探究[J].课程教育研究,2016(28):208.

[5]Catuneanu O, Abreu V, Bhattacharya J P, et al. Towards the standardization of sequence stratigraphy[J].Earth-Science Reviews,2009(92):1-33.

[6]朱筱敏,朱世发,董艳蕾,等.“层序地层学”重点课程建设[J].教育教学论坛,2018(22):57-58.

[7]朱红涛,朱晓燕.“层序地层学”课程实践教学模式的发展历程[J].长江大学学报(自然科学版),2010,7(1):361-362.

Thinking and Practice of the Textbook Construction for the Course of Sequence Stratigraphy

HU Guang-ming, ZHU Rui, LUO Jin-xiong

(School of Geosciences, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100, China)

Abstract: Sequence Stratigraphy is a comprehensive professional course, which is very helpful to enhance students ability to analyze and solve problems. On the basis of the course construction requirements of Sequence Stratigraphy of Yangtze University and the investigation of teaching materials at home and abroad, the course group has carried out the following work in the process of compiling the first draft of the textbook: (1) The textbook is divided into introduction, general overview, various theories and application methods, which has optimized the structure system; (2) in content selection, the basic theory explanation is perfected to highlight the foundation, a large number of exercises are added to strengthen the application ability training, and some classic publications listed at the end of each chapter are recommended to expand students professional horizons; (3) some new advances and frontier knowledge are supplied; (4) some English pictures are introduced, and some English notes are added to key terms to facilitate students to learn professional vocabulary. The first draft of the textbook has been well received by students after the trial.

Key words: Sequence Stratigraphy; textbook construction; systematic; basic; applicability


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