地球化學課程教學改革探索

蔡宏明　木合塔爾·扎日　德勒恰提　劉桂萍

[摘 要]地球化學是地質(zhì)類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程。針對新疆大學資源勘查工程專業(yè)地球化學課程的教學現(xiàn)狀及存在問題，可以提出地球化學課程的教學內(nèi)容、教學方法及手段改革的基本措施，以激發(fā)學生的學習興趣，促進教學質(zhì)量的提高。

[關(guān)鍵詞]地球化學；教學內(nèi)容；教學方法；教學手段

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）07-0130-02

地球化學是研究地球及其子系統(tǒng)（含部分宇宙體）的化學組成、化學機制和化學演化的科學，是地質(zhì)學、地球化學和資源勘查工程等地球科學類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。[1]該課程的教學目的是使學生掌握地球化學的基本概念、基本原理和研究方法，并在此基礎(chǔ)上初步建立地球化學思維，學會用地球化學原理分析和解決地球科學問題。為了提高地球化學課程教學質(zhì)量，結(jié)合新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院資源勘查工程專業(yè)地球化學課程教學現(xiàn)狀及存在的問題，筆者在實際教學過程中對地球化學教學內(nèi)容、教學方法及手段改革方面做了一些積極探索。

一、教學現(xiàn)狀及存在的問題

新疆大學地球化學課程主要針對資源勘查工程專業(yè)，為必修課程，共48學時，無實驗課。教學內(nèi)容包括太陽系、地球及地殼的化學元素豐度、元素的賦存形式、元素的地球化學遷移、微量元素和同位素地球化學等。課程的重點是1.元素在自然體系中的分布、分配、遷移演化的基本概念、基本理論和基本研究方法；2.微量元素、同位素在自然體系中的示蹤和計時作用的基本概念、基本理論和基本研究方法。就教學內(nèi)容和教學方法而言，其主要存在如下問題。

（一）教學內(nèi)容滯后

地球化學產(chǎn)生于20世紀二三十年代，真正發(fā)展始于20世紀50年代。盡管在地球科學諸多學科中創(chuàng)建最晚，但其發(fā)展勢頭強勁，目前已經(jīng)滲透到地球科學所有領(lǐng)域，起著地球科學中心學科的作用。[2]目前，其教學內(nèi)容較少反映近年來地球化學學科發(fā)展中產(chǎn)生的新理論、新方法，迫切需要進行改革。如果能夠及時引入本學科前沿領(lǐng)域的新理論、新方法，對激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的創(chuàng)造性思維能力將起到重要作用。

（二）實驗教學環(huán)節(jié)缺失

地球系統(tǒng)中元素和同位素的組成及元素的賦存狀態(tài)是地球化學的基本問題，也是重要的教學內(nèi)容。這一問題離不開元素含量及賦存形式的分析方法，如X射線光譜法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法等。由于缺少地球化學實驗室可供教學，教學大綱中也缺少實驗教學環(huán)節(jié)，所以只能在課堂上對常用的、重要的分析方法進行講解。這樣教學效果并不明顯，多數(shù)學生仍然不了解相關(guān)分析方法。

另外，地球化學中出現(xiàn)大量關(guān)于元素（同位素）組成的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要進行處理以獲得一些參數(shù)或圖件，如稀土元素數(shù)據(jù)及微量元素數(shù)據(jù)的表示。由于缺少實驗環(huán)節(jié)，只能在課堂上講解處理方法和步驟，學生不能親自動手操作，導致實際教學效果并不理想。

（三）教學方法單一，手段落后

目前，新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院地球化學教學過程中仍采用傳統(tǒng)的教學方法，即以教師、課堂和教材為中心，對學生進行講授。同時，由于種種原因，教學手段落后，依然采用“一支粉筆、一塊黑板”的形式，忽視了計算機輔助教學手段，沒有充分調(diào)動學生的學習興趣，影響了學生學習的自主性和積極性。

二、教學內(nèi)容改革措施

（一）修訂教學大綱

教學大綱是教學的綱領(lǐng)性文件，是實現(xiàn)和完成教學內(nèi)容和要求的指導性文件，根據(jù)課程內(nèi)容的變化，適時修訂教學大綱，是教學改革的重要途徑。新的教學大綱確定地球化學課程的教學目標和基本要求，要求教學內(nèi)容反映現(xiàn)代地球化學的發(fā)展現(xiàn)狀和重大成就。

（二）優(yōu)化教學內(nèi)容

針對當今地球化學課程教學現(xiàn)狀和地球化學學科的發(fā)展趨勢，我們對目前的教學內(nèi)容進行增刪。一方面，在同位素地球化學章節(jié)增加了Lu-Hf同位素體系，Re-Os同位素體系，年輕地質(zhì)體系的同位素和非傳統(tǒng)同位素的地質(zhì)應用。考慮到分析測試技術(shù)在地球化學學科發(fā)展中發(fā)揮的作用越來越重要，教學內(nèi)容增加了分析地球化學的相關(guān)知識。另一方面，刪除目前教學內(nèi)容中涉及的元素的遷移、地球化學熱力學和動力學，這些化學類學科的基本理論是學習地球化學的先導課程，將不在教學中專門介紹。[3]

（三）增加實驗教學環(huán)節(jié)

地球化學是一門理論性較強的課程，實驗環(huán)節(jié)的加入可以幫助學生對深對其基本原理、基本方法的理解。例如，在“太陽系的元素豐度”一節(jié)中加入實驗課太陽系元素分布豐度特征，以教材提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，指導學生利用計算機將數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化為豐度分布圖，進而找出其分布規(guī)律。類似地，在巖漿形成和演化過程中的微量元素地球化學模型”一節(jié)中加入實驗課部分熔融和結(jié)晶過程中不同元素的分配；在“稀土元素地球化學”一節(jié)中加入實驗稀土元素數(shù)據(jù)表示。[4]新增加的分析地球化學教學內(nèi)容需要開展實驗教學，在完成分析技術(shù)理論方法教學之后，組織學生對原子發(fā)射光譜，電感耦合等離子體質(zhì)普等大型儀器進行參觀，可以加深學生對相關(guān)儀器的了解。以上實驗內(nèi)容的加入可以提高學生的學習興趣，同時培養(yǎng)學生的動手能力。

三、教學方法改革措施

在教學改革中，教學內(nèi)容的改革是核心，教學方法的改革應服從和服務于教學內(nèi)容。[5]在教學過程中理論聯(lián)系實際，加大啟發(fā)式教學力度，能充分調(diào)動學生的主動性，使學生成為主體參與到教學過程中。

（一）理論聯(lián)系實際

針對科研及生產(chǎn)實踐中知識的應用實例更易激發(fā)學生的學習興趣，并且容易被學生接受的特點，我們在教學實踐中增加了相關(guān)理論知識的應用實例。[6]這樣，一方面可以加深學生對理論知識的理解；另一方面，可以使學生通過地球化學課程的學習，了解該課程在解決資源勘查實際問題中的作用，提高其分析問題和解決問題的能力。

（二）實行啟發(fā)式教學

教學實踐中，根據(jù)教學目標和教學內(nèi)容設(shè)置一系列的問題，引導學生查閱資料，相互討論，獨立思考并得出答案。[7]例如，在“元素類質(zhì)同像置換法則”一節(jié)中，在介紹不同巖石類型，不同主要造巖礦物元素分配組合特征及相關(guān)元素物理化學性質(zhì)的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)元素組合規(guī)律，進而得出類質(zhì)同像法則。在“太陽系的元素豐度”一節(jié)中，引導學生對太陽系元素豐度表及元素分布模式圖進行觀察、比較，啟發(fā)學生得出太陽系元素豐度規(guī)律。

四、教學手段改革措施

隨著地球化學學科的發(fā)展及其在資源勘查實踐中應用的增多，地球化學課程的教學內(nèi)容不斷增加。隨之產(chǎn)生的問題是怎樣在有限的學時內(nèi)完成授課任務?！耙恢环酃P、一塊黑板”的教學手段已不能滿足教學需要了。一個有效的方式是引入多媒體教學手段，加大課堂教學的知識容量，提高授課效率。另外，在地球化學課程中一部分基本概念、基本原理較為抽象，多媒體技術(shù)的應用可以借助圖表、動畫、視頻等將其形象化、具體化，這樣可以幫助學生更好地理解授課內(nèi)容，有效提高教學質(zhì)量。同時，多媒體教學手段的使用還可以提高學生的學習興趣，并充分調(diào)動其學習的積極性。

五、結(jié)論

針對新疆大學資源勘查工程專業(yè)地球化學課程教學現(xiàn)狀中存在教學內(nèi)容、教學方法及手段落后的問題，對地球化學教學實踐進行了探討。在教學內(nèi)容改革方面以修訂教學大綱為途徑，優(yōu)化教學內(nèi)容，強調(diào)增加實驗教學環(huán)節(jié)；在教學方法方面，強調(diào)理論聯(lián)系實際，加大啟發(fā)式教學的力度；在教學手段方面，提出引入多媒體教學，以上措施將對提高教學質(zhì)量有重要意義。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 韓吟文，馬振東.地球化學[M].北京：地質(zhì)出版社，2003.

[2] 張德會，葉榮，龔慶杰.“地球化學”課程教學改革的實踐[J].中國地質(zhì)教育，2005（3）：60-62.

[3] 張宏飛，高山.地球化學[M].北京：地質(zhì)出版社，2012.

[4] 郝立波，戚長謀.地球化學原理[M].北京：地質(zhì)出版社2004.

[5] 袁振國.當代教育學（修訂版）[M].北京：教育科學出版社，2000.

[6] 徐先海，周葆華.高校地質(zhì)學實踐教學改革途徑探索[J].科技信息，2009（1）：136-141.

[7] 張成立，張云翔，崔智林.改革考核方式，增強教學活力[J].高等理科教育，2004（4）：124-126.

[責任編輯：陳 明]