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探索岩石学课程教学模式的建立与创新

2020-03-11 279 上传者：管理员

摘要：在老一辈专家韩德馨院士和多位地质学家的带领下，中国矿业大学(北京)含煤岩系岩石学与沉积学研究也一直处于国内领先水平，随着勘察技术的进步和学科理论的发展，岩石学成为地质类专业的重点课程。基于学校地质工程专业实践性强的特征，探索和建设出一套适合学校师生的“双主授课模式”。从优化课程内容及教学要求、教学资源建设、实验室和实验标本库建设以及网络课堂建设等方面进行阐述，在教学过程中对岩石学课程教学方法与模式的改革进行一定的探讨和推进。

关键词：
双主教学模式
地质找矿战略
岩石学
课程建设
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随着我国经济发展进入新常态，矿产资源形势发生了新的变化，同时也为资源勘探和矿产开发的人才培养提出更高的要求，伴随《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的颁布和实施，在这样的形势下，更为了适应社会对人才的需求，我校课程小组对岩石学课程进行综合改革，进一步夯实地质基础、体现煤田地质特色，使培养出的大学生成为适应我国煤炭工业发展及地质找矿战略实施高级专门技术人才。

1、课程沿革及建设基础

岩石学是从矿物学独立出来的一门学科，由于研究内容、深度和侧重点不同，尤其是在老一辈专家韩德馨院士和多位地质学家的带领下，中国矿业大学(北京)含煤岩系岩石学与沉积学研究也一直处于国内领先水平，先后出版了殷宗昌教授主编的《岩石学(岩浆岩与变质岩)》、张鹏飞主编的《沉积岩石学》，张鹏飞、彭苏萍、邵龙义、刘钦甫等编写的《含煤岩系沉积环境分析》等著作，成为原煤炭系统院校师生的教材长期使用，其中《含煤岩系沉积环境分析》还获得过煤炭部优秀教材奖。随着勘察技术的进步和学科理论的发展，岩石学成为地质类专业的重点课程，为适应新形势的需要，我校组建了新一代岩石学课程小组，把岩浆岩与变质岩、沉积岩石学、含煤岩系沉积环境分析3门课程融合为一门岩石学课程。经过多年探索和建设，岩石学真正成为重要的基础课程(如图1所示)，从课程的设置到现实的教学，再到野外实践，把学生从理论到实践紧密地连接起来，为今后的研学道路打下坚实基础。

图1岩石学相关课程体系

2、优化课程内容及教学要求

依据新的课程体系，对岩石学课程内容进行整体的设计和优化，新课程内容不仅体现出我校在沉积岩石学方面的特色，还强化了学生在教学前、中、后的实践环节，同时对教师的教学过程也提出更高要求。(1)优化后的岩石学虽然是以岩浆岩、沉积岩、变能够独立学会和完成露头剖面的实测方法，并掌握分层岩石描述及沉积相分析方法及步骤。(2)在教学要求方面，更加规范化和精细化，建立多元目标、多样方法的教学评价体系。在教学评价方面，我校不仅注重学生的学习效果，更加重视学习过程；不仅注重学生学习质量，还重视学生在教学活动中表现出来的情感和态度，只有这样才能进一步帮助学生理解和认识课程的内容体系，为学生建立扎实的理论基础，树立立体的地质思维，拓宽和释放学生的想象力[1]。

3、教学资源建设

教学资源是教学顺利进行的重要保障，其中包括教材建设、实验室和实验标本库建设、云课堂建设，经过近几年的积累，依托国家重点学科和国家重点实验室，岩石学课程在各个方面都取得了良好的成果。

3.1 教材建设

教材是教学过程中重要的组成部分，本课程以《岩石学》教材建设为核心，同时还采编了一系列的教案及教学相关资料，如：课程教案、多媒体视频、实验标本及收录的薄片资料等，为课程教学提供有效保障和支撑，具有体系化、流程化的特点，能够满足学生基本理论和实验技能上的学习和训练[2]。目前我校岩石学课程教材为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《岩石学简明教程》[3]。同时为突出煤炭地质特色，加强含煤岩系常见岩石类型的描述及分析，采用原煤炭系统的教科书作为参考教材，包括《沉积岩石学》《含煤岩系沉积环境分析》及《岩石学(结晶岩部分)(岩浆岩及变质岩)》[4]。为了加强国际交流，还增设双语教学，选择了3本具有代表性的英文教材，包括含中英文对照由Reading编写的"SedimentaryEnvironmentandFaces"(沉积环境和相)、由Pettijohn编写的"SedimentaryRocks"(沉积岩)以及由何幼斌教授主编的"SedimentaryPetrology"。同时我校还编写了内部教材《岩石学》《岩石学实验指导书》及校内自编讲义[5]，体现出煤田地质特色，重点介绍岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类岩石的主要特征及分类系统，掌握常见类型岩石的化学成分、矿物成分和结构构造等基本特征。

3.2 实验室和实验标本库建设

岩石学是一门实验、实践性很强的课程，实验室教学的设计思想是配合课堂教学，开设岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学室内手标本宏观岩石学实验和显微镜下微观岩石学实验，在教学中，特别重视中国含煤岩系常见的岩石类型的识别和描述[6,7]。岩石学实验室由3个分实验室组成，其中包括矿物岩石陈列室、手标本实验室和显微镜实验室。矿物岩石陈列室目前约有矿物陈列标本600块，均来源于师生野外实习采集或是其他收录方式，具有典型的代表性和研究性。手标本实验室有标准岩石手标本6套，每套150块。显微镜实验室拥有2台大型显微镜，能够满足透射、反射及荧光功能的需要(LeicaDM4500P偏光显微镜1台和OLYMPUSBX51研究级专业偏光显微镜1台)，此外还配备了60台国产“桂光”双目偏光显微镜，并都配有先进的数码照相系统。这些设备不仅满足日常教学的要求，同时也使实验效果得到提升，理想的实验结果有助于进一步分析研究，这也体现了理论与实践的有机结合。

3.3 网络课堂建设

当前“互联网+教育”是新型教育业态，近几年广泛地运用在教育领域，不仅改变了传统的教学方式，同时也颠覆了原有的课程资源利用方式，最大限度地体现出“学”与“教”的信息互动，提升了学习效率[8]。鉴于此，岩石学课程在学校的支持下，积极创建以教学云平台为载体的网络课堂[9]。岩石学课程已上线至中国矿业大学(北京)在线课程平台。此外，近几年学校分别与超星集团联合录制沉积学原理的超星慕课，与智慧树在线教育联合录制岩石学网络课程。目前岩石学网络课程已在“中国大学MOOC”开课，该网络课程包括：课程的介绍、课程教学录像、电子课程教案、课后思考题、知识拓宽链接、相关实验录像、野外实习网络站点、师生互动交流平台等，最大限度地发挥计算机网络优势，使学生随时随地开展学习、答疑解惑。该网络课堂开展以来取得了良好的教学效果，受到学生和教师的广泛认同。

4、教学方法与模式改革推进

为进一步提高教学质量，改进教学效果，在教学过程中对岩石学课程教学方法与模式的改革进行了一定的探讨和推进。

4.1 调研先进教学方法及手段　

提出适合矿业类院校的岩石学教学方法体系针对矿业类院校煤田地质及煤炭开采的专业特色，研究走访了部分国内外相关学校岩石学的教学情况，有针对性地调整教学内容，重点对沉积岩的教学质岩三大岩石的分类、命名特征及成因为主，但更注重学生的实践动手能力，使学生能够熟练掌握常见岩石类型的分类系统、结构构造、矿物成分及化学成分等基本特征。除课堂教学外，实验室教学及课前课后的野外地质实习亦是重要教学内容。课程小组精心设计了与岩内容及教学方法进行了调整，一是加强沉积岩教学比重，二是突出各类沉积岩的鉴定方法及沉积环境分析基础，在岩石学基本理论的基础上，突出典型含煤岩系岩石类型及主要沉积相类型的识别等知识，加强直观教学，以提高学生学习岩石学的兴趣和感性认识，将部分实验课教学内容与科研活动结合。

4.2 以“双主教学模式”理论为指导

探索适应性教学模式课程小组在做课程设计的时候进行多方面的考虑和尝试，并结合我校开设专业的实践性强的特点，探索和建设出一套适合我校师生的“双主授课模式”。该模式主要调动师生的积极性和兴趣，有效利用课堂时间增加师生互动，通过提问—讨论—再提问的知识循环，从而使学生有效利用课堂时间听课和学习，增加学习的自主性。“双主授课模式”的总体思路是压缩课堂上教师的讲课时间，增加学生回答问题、讨论问题的机会，进而提高学生听课、学习的自主性。首先，设置了课前提问环节，提问内容是对上次课主要知识点掌握情况的了解。二是对本次课的内容进行启发性提问，以引起学生的兴趣和注意。其次，鼓励学生在听课过程中有针对性地提问。这样做有利于学生及时对授课内容进行理解和掌握，而最关键的是确立学生在课堂上的主体地位，提高他们学习的自主性。最后授课结束前总结性发言，随机抽取1～2名学生对本次授课的主要内容进行总结，教师做最后点评与补充。

4.3 采用多媒体课件与黑板板书相结合的教学手段　

增强课程教学的直观性和趣味性由于岩石学课程教学内容的独特性，随着多媒体教学的应用，大量的教学资源得以展示，如典型岩石宏观、微观矿物组成、结构和构造特征，用多媒体影像展示，能够让学生直观地观察岩石。重要原理内容(如砂岩成分分类三角图、石灰岩结构分类、沉积基准面概念、瓦尔特相律等)，则要求教师在讲解过程中必须采用黑板板书与多媒体影像相结合的方式完成，这样可以保障学生对课程内容的有效学习，而不是只用多媒体教学给学生提供单一模式，从而避免疲劳教学。

4.4 教学方法与模式改革的效果

课程小组在教学改革和课程建设方面付出的努力得到了各方的认可和广泛好评。岩石学课程自开课以来受到听课学生和教师的一致好评，评价岩石学课程是他们“大学本科期间最充实的课程之一”，认为任课教师教学态度认真、教学严谨、有趣味性，对课前的“5分钟提问”印象极佳。在中国矿业大学(北京)教务处主持的学生教学评估中，校内教学督导组也给予了课程小组很高的评价，认为“该课程备课认真、讲课生动活泼、有趣味性，课堂纪律好、多媒体与板书并重、课前提问有效地激发了学生学习的积极性，适当的双语教学弥补了没有专业英语课程的不足”。本着“精和严”的教学理念，经过多年的探索和创新，岩石学课程获得2006、2007年中国矿业大学(北京)优秀课程和教学质量一等奖，2009年被评为“北京市精品课”和“教育部双语教学示范课程”，至此标志着岩石学课程建设进入新篇章。

5、结语

我校将在岩石学课程开发与建设中继续开展调查研究，进行教学法改革，进一步加大建设力度，实现在教学内容、教学方法和手段、教学梯队、教学效果等方面的更大改善，为学生提供方便、高效、快捷、开放的网络教学平台，不断提高课程的建设水平和教学质量，争取在不远的将来，把本课程建设成为教学风格独特而有成效、具有煤田地质实践特色、在全国同类高校中有示范作用的“国家精品课程”，同时也为煤田地质与煤矿开采领域高级技术人才的培养发挥更大的作用。

参考文献:

[1]胡社荣,彭纪超,邵龙义.构建地质工程特色专业的实验与实践教学体系[J].中国地质教育,2011(1):42-44.

[2]鲁静,邵龙义.煤炭高等院校地质工程专业本科生创新人才的培养[J].中国现代教育装备,2008(9):124-125.

[3]肖渊甫,郑荣才,邓江红,等.岩石学简明教程[M].北京:地质出版社,2017.

[4]张鹏飞.沉积岩石学[M].北京:煤炭工业出版社,1990.

[5]张鹏飞,彭苏萍,邵龙义,等.含煤岩系沉积环境分析[M].北京:煤炭工业出版社,1993.

[6]殷宗昌.岩石学(结晶岩部分)[M].北京:中国矿业学院,1980.

[7]杨梅珍,陆建培,刘艳蓉,等.“矿石学”课程建设和创新实践[J].中国地质教育,2013(1):26-29.

[8]周文姬,周沫.“云课堂”建设的几点思考[J].广西广播电视大学学报,2016(3):21-24.[9]张磊.借助大数据和云平台进行课程建设[J].现代企业,2018(2):76-77.

邵龙义,鲁静,胡社荣.岩石学课程建设与改革实践[J].中国现代教育装备,2019(17):24-26.