高校地學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)改革初探

樊婷婷

摘要：地質(zhì)學(xué)專業(yè)的課程，理論性和實踐性并重，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式一直難以取得良好的教學(xué)效果。本文以“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程為例，闡述從實踐教學(xué)手段、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)考核機制和實驗教學(xué)空間等方面改革的思路及經(jīng)驗，可有力地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)學(xué)；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）27-0099-02

地質(zhì)類專業(yè)的主干課程有“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”、“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”、“巖石學(xué)”、“礦床學(xué)”、“地球化學(xué)”等，理論性和實踐性并重。進行課程實踐教學(xué)改革，有利于提高學(xué)生鑒定礦物巖石和編繪地質(zhì)圖件的基本技能，并為學(xué)生以后從事地質(zhì)方面的工作提供必要的基礎(chǔ)?，F(xiàn)今，能源行業(yè)面臨巨大的壓力和挑戰(zhàn)，因此高校地質(zhì)教學(xué)改革的重點是如何培養(yǎng)出具有良好專業(yè)基礎(chǔ)和較強創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，其中實踐教學(xué)改革是其重要組成部分[1]。

以“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程為例，結(jié)晶學(xué)這部分要求學(xué)生掌握晶體的對稱操作，如描述幾何單形的特征，如晶面的形狀、個數(shù)、晶面與對稱要素的相互關(guān)系等；礦物學(xué)要求掌握常見幾十種礦物的物理性質(zhì)，并能進行鑒定[2]。課程比較抽象、難學(xué)，許多高校加重了實習(xí)課所占的比例。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方式一直效果不佳。本文嘗試從實踐教學(xué)手段、教學(xué)模式、教學(xué)考核機制等方面進行改革探索，以期獲得良好的教學(xué)效果。

一、改革實踐教學(xué)手段、教學(xué)方法

由于結(jié)晶學(xué)需要學(xué)生有較強的空間想象力，因此在實踐課堂教學(xué)中，采用交互式教學(xué)多媒體與板書相結(jié)合的方式。交互式多媒體能將文字、圖形、聲音、三維動畫和視頻等匯集在一起，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，他們可通過操作電腦鍵盤或鼠標回答或搶答，教師則根據(jù)回饋結(jié)果查漏補缺，實現(xiàn)師生間的良好互動。例如，晶體47種幾何單形在教科書是平面黑白圖，學(xué)生較難分析出這些單形有多少個對稱面和對稱軸，有無對稱中心。使用交互式多媒體，可以根據(jù)學(xué)生反饋控制三維動畫中單形旋轉(zhuǎn)、對稱、反伸操作的速度，便于學(xué)生理解。以立方體為例，從各個角度展示，學(xué)生能更直觀地看出立方體有3個四次對稱軸、4個三次對稱軸、6個二次對稱軸、9個對稱面和一個對稱中心。結(jié)合單形立體結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生自己可分析判斷，回答其他幾何單形的對稱軸和對稱面的數(shù)目，教學(xué)內(nèi)容清晰體現(xiàn)。

在大學(xué)一、二年級的野外實習(xí)中，教師應(yīng)注重野外現(xiàn)場教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生觀察地質(zhì)現(xiàn)象，認識身邊的礦物或巖石，加深他們對基本理論和基本概念的理解，熟悉野外工作程序和資料收集方式，掌握野外工作的基本技能。在傳統(tǒng)的野外實習(xí)中，教師只是對野外工作流程和地質(zhì)工具的使用進行講解示范，如羅盤、測繩等，但由于學(xué)生人數(shù)眾多，教學(xué)效果不好，無法確保每個學(xué)生都能夠掌握。怎樣才能充分調(diào)動學(xué)生的積極性呢？我們必須對野外實踐教學(xué)方式進行改革，注重提高學(xué)生地質(zhì)基本技能及獨立完成野外工作的能力。

一是運用“互動式”教學(xué)法。例如，每天教師在進行野外實踐前，簡要介紹實習(xí)路線內(nèi)容，提出問題，讓學(xué)生回憶并復(fù)習(xí)課堂學(xué)到的理論知識。然后，實習(xí)時分成各個小組，每到一個觀察點，讓第一組學(xué)生描述觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象，第二組學(xué)生針對這些地質(zhì)現(xiàn)象提出問題，第三組學(xué)生根據(jù)這些現(xiàn)象和問題相互討論，對這些現(xiàn)象形成機制進行解釋。到下一個實習(xí)點處，三組學(xué)生的任務(wù)互相調(diào)換。實習(xí)過程中，無論是對地質(zhì)現(xiàn)象的描述，還是對形成機制的解釋，教師要給予鼓勵，待學(xué)生表述完后再進行糾正、補充和總結(jié)，并對學(xué)生提出的問題進行深化，大家充分討論。這種互動式教學(xué)方式，能夠充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，在野外實踐中取得良好的教學(xué)效果，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)思維方式。

二是運用“啟發(fā)式”教學(xué)法，促進學(xué)生積極思考。啟發(fā)式教學(xué)方式不僅廣泛應(yīng)用于室內(nèi)教學(xué)，還在野外實踐中扮演重要的角色。通過一系列層層深入的發(fā)問，啟發(fā)式教學(xué)方式可促使學(xué)生根據(jù)已有理論知識分析原因，找到答案，將理論應(yīng)用于實踐。例如，野外常見到的砂泥巖互層，泥巖層風化強烈，破碎形成凹槽，而砂巖層仍致密堅硬。教師可以先讓學(xué)生對2種巖性進行充分觀察描述，然后逐步提出問題：砂巖和泥巖的種類有哪些？各自的礦物組成是什么？在學(xué)生回答后，教師再指出它們的物源和形成環(huán)境，使學(xué)生受到啟發(fā)會進一步思考：為什么會出現(xiàn)這種差異風化，是否和它的主要礦物的硬度、抗風化能力有關(guān)。在實習(xí)過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，一步步地找尋答案，讓學(xué)生能充分調(diào)動積極性，在愉快的氛圍中完成野外教學(xué)。

二、改革“先理論后實踐”的教學(xué)模式

打破原有的先講理論后實踐的教學(xué)模式，可有效改善實驗課的滯后性問題。將實驗教學(xué)與理論教學(xué)穿插進行，可在實驗教學(xué)時先引入一些后續(xù)課程的理論教學(xué)內(nèi)容。例如，講授礦物的物理性質(zhì)這節(jié)課時，可先讓學(xué)生進行礦物標本觀察實驗，自己描述礦物的特征，如形狀、顏色、光澤、硬度等，在此基礎(chǔ)上，講授理論課，講解礦物顏色、條痕、光澤、透明度及相互關(guān)系，讓學(xué)生的理解和記憶更為深刻，也易于掌握鑒定礦物的方法。這種把一些實驗項目放在理論課內(nèi)容講授之前進行的方式，有助于提高學(xué)生的實踐操作能力，能更積極主動地觀察和思考。教師也可針對實踐教學(xué)中的薄弱處，如礦物解理、裂理及斷口的差異，根據(jù)礦物標本指導(dǎo)大家仔細觀察，進行比較分析，使學(xué)生掌握理論教學(xué)中的難點和重點。

三、完善實驗教學(xué)內(nèi)容體系

目前，地質(zhì)學(xué)類專業(yè)課的實驗教學(xué)體系以基本型實驗類型為主，提高型與創(chuàng)新型實驗類型較少，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不利于學(xué)生實踐操作能力和創(chuàng)新能力的提高。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱合理設(shè)計實驗項目，完善實驗項目類型，增加提高型與創(chuàng)新型實驗類型的比重，讓學(xué)生主動參與，成為實驗主導(dǎo)。例如，在實驗教學(xué)中，把學(xué)生分為幾個實驗小組，每組挑選一個課題，如一種礦物作為研究對象，課堂上由學(xué)生觀察總結(jié)出礦物的鑒定特征，課后小組成員廣泛收集資料，進一步查明礦物的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、單體和集合體形態(tài)、成因和產(chǎn)狀等。然后，根據(jù)分組情況，學(xué)生走上講臺，匯報所研究的結(jié)果。每組匯報完畢后，由其他同學(xué)進行提問，匯報的學(xué)生做出回答，最后該小組的同學(xué)根據(jù)大家的建議，查閱相關(guān)文獻資料，獲得小組最終研究成果報告。另外，可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容增加一些創(chuàng)新型實驗項目，鼓勵學(xué)生自主選擇感興趣的小課題，自己設(shè)計實驗流程、方法，提高創(chuàng)新能力。

教師在學(xué)生進行大學(xué)四年級的畢業(yè)野外實踐之前，應(yīng)有意識地指導(dǎo)學(xué)生在大學(xué)一至三年級的野外實習(xí)中進行研究性學(xué)習(xí)，充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)主動性，對野外感興趣、需要解決和深入認識的地質(zhì)現(xiàn)象和問題，積極思考，有針對性地設(shè)計專題性實驗，實現(xiàn)由學(xué)生自主選擇畢業(yè)論文方向和題目，然后再進行野外樣品采集、室內(nèi)測試分析，最后完成畢業(yè)論文。這一完整的自我設(shè)計和主動研究的學(xué)習(xí)過程，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察事物、思考問題及研究解決問題的能力和素質(zhì)。

四、改善實踐教學(xué)考核機制

以往的專業(yè)課程實驗成績主要通過期末考試得出，考核機制單一，其應(yīng)包括學(xué)生的平時實驗成績（可占總成績10%～20%）、隨堂測試成績（占總成績20%～30%）和實驗期末考試成績（占總成績50%～70%）。平時成績是學(xué)生每次實驗課做思考題和寫鑒定報告的成績，教師能及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點進行輔導(dǎo)和強化練習(xí)；實驗隨堂測試是課堂實驗中選擇一些標本去掉標簽說明，考查學(xué)生對礦物鑒定程序的掌握情況。在最后的一次實習(xí)課上進行實驗期末考試，將五大類的礦物標本挑選常見的幾十種擺在桌子上，隨機選擇幾種，讓學(xué)生進行鑒定，測試他們對課程知識的掌握情況。通過建立完善的考核機制，能有效地督促學(xué)生學(xué)習(xí)。

野外實踐考核內(nèi)容包括：（1）學(xué)習(xí)風氣和學(xué)習(xí)態(tài)度，是否自覺積極主動地參與。（2）野外工作中是否認真整理、總結(jié)野外記錄本，是否養(yǎng)成勤動腦、動手、動口的習(xí)慣，是否具有吃苦耐勞、堅持不懈的作風。（3）考查總結(jié)報告，基本素材收集是否齊全，基礎(chǔ)知識應(yīng)用是否準確性，地質(zhì)圖件繪制是否規(guī)范性，是否具有綜合分析問題的能力，有無個人的獨特思考。

五、拓寬實驗教學(xué)空間

自然界中的礦物種類繁多，而進行實驗教學(xué)時，受課時和標本的限制，只能選擇各類代表性礦物讓學(xué)生進行實驗。為了使學(xué)生更好地掌握鑒定多種礦物的能力，開闊視野，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)校地質(zhì)博物館豐富巖礦標本的重要作用，指導(dǎo)學(xué)生多看、多比較，并通過野外實習(xí)采集和購買，逐步豐富礦物標本。

在此基礎(chǔ)上，建設(shè)院系開放性實驗室，為學(xué)生下課后自主學(xué)習(xí)提供條件。搭建綜合性實驗教學(xué)平臺，可為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新精神提供基礎(chǔ)。指導(dǎo)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)，如礦物相關(guān)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)上雜志等資料，以及網(wǎng)絡(luò)教程如中國地質(zhì)大學(xué)、北京大學(xué)等高?！敖Y(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”精品課程。

另外，我們也可以采用“請進來”的教學(xué)方針，多邀請校外野外實踐經(jīng)驗豐富的專家開設(shè)講座，給學(xué)生系統(tǒng)地講述常見礦物的類型、特征、共生特點及野外礦物鑒定方法。而且，也要鼓勵學(xué)生積極“走出去”，在大學(xué)三年級之前參與教師的科研項目，完成從野外巖石、礦物的樣品采集、鑒定及數(shù)字化統(tǒng)計、分析等工作，鍛煉學(xué)生的實踐操作能力。鼓勵學(xué)生積極參加各種技能競賽[3]，如全國大學(xué)生地質(zhì)技能競賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻：

[1]丁曉非，許英，武立波，等.普通高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量初探[J].教育教學(xué)論壇，2014，（37）：1-2

[2]陶專.“結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)”課程教學(xué)改革實踐初步探索[J].中國地質(zhì)教育，2012，（1）：64-67.

[3]羅紅玲.以競賽促地學(xué)教育改革[J].中國地質(zhì)教育，2014，（3）：7-8.