《第四纪地质与地貌学》实验教学问题研究

史江涛

山西工程技术学院地质与环境工程系，山西 阳泉 045000

山西工程技术学院勘查技术与工程专业2016年升本成功，开设有《第四纪地质与地貌学》课程，32学时加8学时室内实验；2017年进行了人才培养方案的修订，将《第四纪地质与地貌学》列入了人才培养方案当中，在32学时加8学时室内实验的基础上增加了一周野外实习，因此实践教学环节主要是通过野外实习1周和室内实验来实现的，但《第四纪地质与地貌学》野外实习受实习经费、实习路线、地质条件的影响比较大，需要室内教学实验的相互补充，才能完整地掌握相关知识。

《第四纪地质与地貌学》室内实验教学所涉及的问题较繁杂，比如室内实验的项目、实验指导书、实验大纲、教案、目的、内容、原理、技术、方法、步骤、操作要求、实验组织、实验报告的书写、实验成绩的评定、实验学生平时的考核等，本文主要针对《第四纪地质与地貌学》室内实验的性质、一般方法和主要技术进行探讨和研究。

1 《第四纪地质与地貌学》室内实验的基本属性

《第四纪地质与地貌学》是一门实践性较强的专业课，是勘查技术与工程、地质工程等专业的主干课程。该课程以地球表面及其相关浅表地层系统为研究对象，重点研究第四纪以来在内外动力作用及生物作用的影响下，它的形成、改造与演化的一门综合学科。在此课程之前应开设普通地质学，之后为土力学与地基基础、地球物理勘探、水文地质学、工程地质、构造地质学等课程的开设铺垫一个基础，在整个专业体系中扮演着承上启下的重要作用。学生在学习过程中不仅要掌握第四纪地质与地貌学的基本概念、基本理论、基本知识和基本技能，还要掌握野外和室内相关实验的基本原理、操作步骤和基本功训练。室内实验作为野外实习的辅助手段之一，重点培养学生的动手能力，让学生的理论知识和实践相结合，加深对所学知识的理解，以达到较好的教学效果，并为野外独立开展实验相关技术打好基础。

就本质而言，《第四纪地质与地貌学》室内实验具有模拟性质，是一种模拟实验，仅要求学生掌握实验的原理、方法、步骤，并获得对真实环境中实验分析的基本技能。总而言之，这一模拟属性对《第四纪地质与地貌学》室内实验有较大的影响。

2 《第四纪地质与地貌学》室内实验的一般方法

由于野外环境的综合性、复杂性，《第四纪地质与地貌学》室内实验的项目和内容涉及第四纪地质与地貌的各种要素及其综合体，与之相对应的实验方法和手段也多种多样，有采样、分析、观察、测量等；《第四纪地质与地貌学》室内实验从科学角度出发，提出以下几种实验方法：①操作法：学生室内实验常用的一种方法。例如黄土的观察与识别，其操作过程只能自己独立完成，其他实验人员不可以替代。黄土的采样、分层、矿物组成、植物标本的观察等均属于操作法，此种方法受实验仪器的限制比较小，实验人员都可以操作。②互助法：当实验仪器有限或室内实验分组进行时可用此法。在一个组内，组员可以分工来做，相互帮助，共同完成实验。例如黄土样品制备实验，安排一部分同学完成过筛操作，一部分同学完成装瓶操作，这样做，可以充分运用有限的土筛设备，又能节省实验时间，通过合作能够高效地完成实验。③单项法：当某个实验单项目可以在一段时间内集中完成时可以采用单项法；例如土壤有机质含量测定的实验时间不长，同时，一次实验过程比较紧密，不会出现较长时间的等待，连贯性较好，用此法比较合适。再比如土壤溶液中Na、K元素含量的测定，土壤中可溶性盐分总量的测试实验[1]。④演示法：当实验仪器较少或是唯一时只能由实验指导教师示范演练，同学们观摩的一种实验方法。如承压水演示仪的操作，演示仪只有两个，演示过程比较长，不可能让所有同学都参与其中，只能示范性演示和观摩，但是部分同学可以配合实验教师拿量杯接水，计算损失量，看承压水头压力，计算自流泉的流量等。⑤缩时法：《第四纪地质与地貌学》室内实验具有模拟性质，要求学生掌握实验的基本原理、方法、步骤，室内实验并不十分重视技术路线的合理性、操作的规范性；缩时法就是一种在操作历时上比较现实的近似模拟实验方法。比如在土壤组成实验中，如果用比重计方法测出＜0.005mm的土粒含量的多少，至少需要3小时的土粒沉降后才能继续进行，如果逼近模拟真实值，也可采用将土粒沉降缩短为1个小时。⑥代替法：在不改变实验原理的前提下，相关实验项目可以根据现有实验设备，采用不同方法进行替代操作。例如土样烘干可由小铝盒酒精烘干法代替烘箱干燥法。⑦简仪法：《第四纪地质与地貌学》室内实验是以现有的实验仪器设备为基础来开展的，例如达西渗透仪、静水压强仪的使用，操作过程比较复杂，不太容易成功，实验教师就要考虑研制一些较简单的仪器，便于操作和数据的读取，用于求取渗透系数。⑧单独法：课堂理论教学与实验操作过程分开进行。《第四纪地质与地貌学》室内实验是在讲解完理论之后做的一次室内实验，在理论和实践相互融合的过程中，要把实验原理、实验项目、实验内容、实验大纲、实验步骤等事项和课堂教学有所区别，适时强调实验过程，理解实验过程，要适当区别对待教学和室内实验，分开单独进行。

3 《第四纪地质与地貌学》室内实验的主要技术

《第四纪地质与地貌学》的应用主要应该依靠地学类技术来解决，包括《第四纪地质与地貌学》室内实验的开发和应用。《第四纪地质与地貌学》室内实验的主要技术，有望在以下几方面得到较大发展：①数据分析技术：充分利用计算机运算功能，发展数据分析技术，这其中包括矿藏品位分析技术、土地复垦技术、过程预测技术、分区分类技术、个人和环境的辐射剂量分析技术等。②信息技术：在实验过程中，信息的提取、分析、整理、处理、编译、存储等，这其中包括地理信息技术、遥感技术、测绘技术、数据库技术、计算机信息开发技术等。③资源开发利用技术：包括矿产开发利用技术、旅游资源开发技术、煤炭资源利用技术、水资源污染处理技术、高密度电法找水技术等。④规划技术：包括面向工程项目的环评和土地复垦适宜性评价、水土保持方案的编制技术、环境工程和生态工程等。

综上所述，所提及的实用技术对《第四纪地质与地貌学》室内实验来说，不仅满足实验室实验的技术要求，而且具有地质学类产业开发、创收增收的含义。