孟凡超
學(xué)科交叉在培養(yǎng)復(fù)合型的創(chuàng)新人才過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。因此,高校在專業(yè)基礎(chǔ)課的設(shè)置中通常包含其他相關(guān)專業(yè)的核心課程。比如,地質(zhì)學(xué)專業(yè)課里包含與地球物理有關(guān)的地震、測(cè)井等課程,而地球物理學(xué)專業(yè)課程里包含與地質(zhì)學(xué)有關(guān)的礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)等課程。這些課程都需要高等院校教師進(jìn)行“跨專業(yè)授課”。“跨專業(yè)課程”在各自專業(yè)里都屬于學(xué)科基礎(chǔ)課程,內(nèi)容多、學(xué)分多、學(xué)時(shí)多,課程體系建設(shè)相對(duì)比較成熟。然而,在其它相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)時(shí),則面臨著學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問(wèn)題。因此,同樣一門課程,在給非專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行授課時(shí),必須進(jìn)行全新的課程體系建設(shè),以適應(yīng)相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)大綱要求。
1 地球物理學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)礦物巖石學(xué)的必要性與存在問(wèn)題
地球物理學(xué)專業(yè)目標(biāo)在于培養(yǎng)具備地球物理學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)和很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)能力,能夠在科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校、以及地震、石油、礦產(chǎn)資源、環(huán)境和基礎(chǔ)工程等方面從事地球物理研究、教學(xué)、技術(shù)開(kāi)發(fā)和管理工作的高級(jí)專門人才。地球物理學(xué)專業(yè)的主要研究對(duì)象仍是地球,礦物巖石是組成地球最重要的物質(zhì),學(xué)生掌握相關(guān)礦物巖石知識(shí),對(duì)于地球物理相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和工作具有重要意義。
礦物巖石學(xué)課程涵蓋內(nèi)容多、理論性較強(qiáng),開(kāi)設(shè)該課程以來(lái),一直是任課教師和學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注課程之一。礦物巖石學(xué)是資源勘查工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程,具有較為完整的課程體系[1,2]。在我校,礦物巖石學(xué)課程體系被分為結(jié)晶學(xué)與晶體光學(xué)及實(shí)驗(yàn)(理論課24,實(shí)驗(yàn)課24)、礦物巖石學(xué)及實(shí)驗(yàn)(理論課32學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課36學(xué)時(shí))。如此多的教學(xué)內(nèi)容在地球物理學(xué)專業(yè)中僅僅有40個(gè)學(xué)時(shí)。因此,對(duì)于地球物理專業(yè)的礦物巖石學(xué),課程內(nèi)容設(shè)計(jì)十分困難。如果設(shè)計(jì)的內(nèi)容較多,教學(xué)時(shí)間不夠,學(xué)生學(xué)起來(lái)比較吃力,如果設(shè)計(jì)內(nèi)容少,學(xué)生又感覺(jué)到?jīng)]什么價(jià)值。怎樣抓住這幾門課程的內(nèi)在聯(lián)系,以某一個(gè)主線把各門課程的基本知識(shí)整合在一起是這門課程的重中之重。這就需要對(duì)原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍,構(gòu)筑起正確的課程結(jié)構(gòu)和框架。合理安排礦物巖石學(xué)中結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、晶體光學(xué)以及巖石學(xué)的內(nèi)容,不僅有利于學(xué)生的掌握,而且對(duì)于后續(xù)課程的安排也具有指導(dǎo)意義。
2 地球物理學(xué)專業(yè)礦物巖石學(xué)課程內(nèi)容設(shè)置
礦物巖石學(xué)是一個(gè)較為龐大的課程體系,包括結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、晶體光學(xué)、巖漿巖、變質(zhì)巖多個(gè)核心內(nèi)容。根據(jù)地球物理學(xué)專業(yè)特點(diǎn),以礦物巖石學(xué)基本知識(shí)為主線,對(duì)課程內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配等進(jìn)行相應(yīng)整合。把總共40個(gè)學(xué)時(shí)的礦物巖石學(xué)分為32個(gè)學(xué)時(shí)理論課和8個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課。結(jié)晶學(xué)部分主要講授晶體和晶體的基本性質(zhì)、晶體的對(duì)稱、晶體的定向、單形和聚形分析、晶體的規(guī)則連生等與礦物學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容。晶體光學(xué)部分只講授晶體的光性分類、光性均質(zhì)體和非均質(zhì)體的光波傳播特點(diǎn)、偏光顯微鏡的原理及應(yīng)用,不再涉及具體礦物的光學(xué)特征。結(jié)晶學(xué)和晶體光學(xué)部分重點(diǎn)講述基本理論,為礦物和巖石的學(xué)習(xí)奠定一定基礎(chǔ)即可,總共安排6個(gè)學(xué)時(shí)。礦物學(xué)部分重點(diǎn)放在總論上,重點(diǎn)介紹礦物的形態(tài)、礦物的物理性質(zhì)、礦物的化學(xué)成分和礦物的分類命名,總共安排12個(gè)學(xué)時(shí)。礦物的各論部分放到實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行學(xué)習(xí)。巖漿巖部分重點(diǎn)介紹巖漿及巖漿作用、巖漿巖的化學(xué)成分特征、礦物組合規(guī)律、巖漿巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀,巖漿巖各論部分主要安排在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí),總共8個(gè)學(xué)時(shí)。變質(zhì)巖部分重點(diǎn)介紹變質(zhì)巖與變質(zhì)作用、變質(zhì)巖的化學(xué)成分、礦物成分、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,變質(zhì)巖各論部分也安排在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí),總共6個(gè)學(xué)時(shí)。
礦物巖石學(xué)課程的突出特點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容較多,實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力和顯微鏡基本操作技能的重要組成部分。學(xué)生通過(guò)對(duì)手標(biāo)本和顯微鏡下薄片的觀察,將理論教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)踐中,有效培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析的能力。因此無(wú)論是理科還是能源類工科院校都把實(shí)驗(yàn)作為這類課程的非常重要的環(huán)節(jié),多數(shù)課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)約占整個(gè)課程學(xué)時(shí)的一半,甚至更多。受學(xué)時(shí)限制,跨專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)安排存在較大困難,地球物理學(xué)礦物巖石學(xué)的實(shí)驗(yàn)課只有8個(gè)學(xué)時(shí)。在有限的時(shí)間里既要保證教學(xué)內(nèi)容,又要保證教學(xué)效果。礦物學(xué)安排2個(gè)學(xué)時(shí),主要講解常見(jiàn)的淺色礦物(玉髓、石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石、方解石、白云母、螢石等)和暗色礦物(橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、石榴子石、電氣石等),使學(xué)時(shí)能通過(guò)手標(biāo)本的顏色、形態(tài)、解理、硬度等認(rèn)識(shí)這些礦物。巖漿巖安排2個(gè)學(xué)時(shí),使學(xué)生掌握常見(jiàn)的超基性巖(橄欖巖)、基性巖(輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖)、中性巖(閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖、安山巖)、酸性巖(花崗巖、花崗斑巖、流紋巖)。變質(zhì)巖安排2個(gè)學(xué)時(shí),主要觀察糜棱巖、蛇紋石大理巖、云英巖、板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、混合巖。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)手標(biāo)本顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成方面的學(xué)習(xí),掌握巖石的基本鑒定技能。剩下的2個(gè)學(xué)時(shí),憑借中國(guó)石油大學(xué)(華東)及周邊地區(qū)的天然露頭優(yōu)勢(shì),如,學(xué)校內(nèi)花崗巖、片麻巖、混合巖、大理巖等石材眾多,在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自選觀察點(diǎn),進(jìn)行詳細(xì)觀察、描述,使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本和野外標(biāo)本存在一定差異。
3 地球物理學(xué)礦物巖石學(xué)課程考核方式
目前的教育管理體制,考試扮演著關(guān)鍵的角色??荚囅袷侵笓]棒,很多時(shí)候,考試考什么,學(xué)生就學(xué)什么。要想培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)而有效的評(píng)價(jià)、激勵(lì)極其重要。課程考試不應(yīng)簡(jiǎn)單的以閉卷考試方式,而應(yīng)將部分考核放在平時(shí),以課堂討論、讀書(shū)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)考核等形式完成,成績(jī)也不能一刀切以期末為主,應(yīng)多重復(fù)合。將考試方式分為課上、課后、實(shí)驗(yàn)、期末四個(gè)部分。前三部分總共占30%,期末占70%。① 課上部分包括考勤、回答問(wèn)題和課堂研討環(huán)節(jié)。考勤占5%。回答問(wèn)題以搶答形式進(jìn)行,設(shè)置5%的成績(jī),每次課前提問(wèn),每人兩次機(jī)會(huì),都回答對(duì)的,給予全部成績(jī),這樣方式極大的督促了學(xué)生課下復(fù)習(xí)的積極性。除了包括必要的考勤外,還將實(shí)施課堂研討環(huán)節(jié)。將選課學(xué)生劃分為若干個(gè)小組,每個(gè)小組自選或者教師指定礦物巖石學(xué)課程中重要的知識(shí)點(diǎn),通過(guò)查閱資料、討論、制作ppt等方式準(zhǔn)備報(bào)告,采用課堂討論或者報(bào)告形式進(jìn)行匯報(bào),計(jì)入課上考核成績(jī),占5%。② 課后部分,占總成績(jī)5%。針對(duì)理論課程中需要學(xué)生自學(xué)或者相對(duì)比較深入的知識(shí)點(diǎn),可以通過(guò)課后作業(yè),書(shū)寫(xiě)報(bào)告的形式考察學(xué)生。比如,課程中巖漿的成因及多樣性、巖漿巖結(jié)構(gòu)成因、變質(zhì)相及變質(zhì)帶等問(wèn)題。這些問(wèn)題需要學(xué)生以教材為基礎(chǔ),通過(guò)查閱相關(guān)參考教材、文獻(xiàn)、專著等,總結(jié)相關(guān)觀點(diǎn),書(shū)寫(xiě)報(bào)告,培養(yǎng)學(xué)生書(shū)寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告的能力。③實(shí)驗(yàn)課程考試方式將按照課堂內(nèi)考核、課堂外考核和延伸考核進(jìn)行,共占10%。課堂內(nèi)考核主要包括學(xué)生平時(shí)聽(tīng)課及回答問(wèn)題的專注情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)情況以及期末階段學(xué)生鑒定未知礦物巖石的能力。課堂外考核依據(jù)學(xué)生學(xué)校內(nèi)花崗巖、片麻巖、混合巖、大理巖等石材的考察,撰寫(xiě)報(bào)告。延伸考核主要是針對(duì)某些學(xué)習(xí)興趣較高的學(xué)生,結(jié)合相關(guān)教師的科研項(xiàng)目或者大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)研究工作,針對(duì)其研究思想及效果給予成績(jī),培養(yǎng)具有一定科研潛力的學(xué)生。④ 期末考試。期末考試將針對(duì)課程中重要的概念、定義、理論等采取靈活多變的題型,考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)以及應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。涉及理論知識(shí)部分:選用課程知識(shí)體系中核心概念、理論進(jìn)行考核;知識(shí)的靈活運(yùn)用部分:與傳統(tǒng)的“死記硬背”題目相比,靈活考查知識(shí)題目更能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,可以采用地質(zhì)素描圖、選擇等方式。比如:侵入巖的產(chǎn)狀包括整合侵入和不整合侵入,整合侵入又包括巖床、巖盆、巖蓋等,不整合侵入包括巖墻、巖脈、巖基、巖株等。以往考試都是以填空題形式進(jìn)行考核,考生死記硬背,甚至不知道巖床或者巖墻是什么,有什么區(qū)別。按照靈活運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)要求,可以采用看圖填空的形式,利用模式圖或者野外地質(zhì)素描圖、照片等,要求學(xué)生看圖填寫(xiě)各個(gè)地質(zhì)體的名稱,這樣學(xué)生不但掌握了分類,還掌握的各個(gè)地質(zhì)體概念、區(qū)別等;綜合分析部分:對(duì)于期末考試題目中可以設(shè)置一些綜合題,即兩個(gè)或者兩個(gè)以上知識(shí)點(diǎn)的綜合歸納、分析或者運(yùn)用,避免了大部分同學(xué)只記住了課程的知識(shí)點(diǎn),但缺乏歸納總結(jié)的能力。如花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖區(qū)別,只考核了巖漿巖中相似巖石的區(qū)別。改革后的題目可變?yōu)榛◢弾r、鉀長(zhǎng)片麻巖、花崗巖閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)片麻巖區(qū)別?這樣的題目將巖漿巖與變質(zhì)巖融合在一起,這樣就將課程內(nèi)兩個(gè)具有聯(lián)系的重要知識(shí)點(diǎn)放在一起,考查了學(xué)生歸納總結(jié)的能力。
4 地球物理學(xué)專業(yè)礦物巖石學(xué)課程建設(shè)效果
本課程體系和考核方式通過(guò)對(duì)兩屆地球物理學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)施,取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生在各個(gè)方面的能力都有所提高。具體包括:① 學(xué)生上課積極性明顯提高。通過(guò)課前學(xué)生團(tuán)體匯報(bào)、學(xué)生點(diǎn)評(píng)等方式,使全體學(xué)生能參與到教學(xué)過(guò)程中,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生聽(tīng)課、提問(wèn)、回答問(wèn)題的積極性。② 查閱資料、書(shū)寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告能力提高。通過(guò)學(xué)生課后作業(yè)、課上報(bào)告等環(huán)節(jié)訓(xùn)練,使學(xué)生真正掌握如何快速、準(zhǔn)確查閱相關(guān)知識(shí)點(diǎn)資料并總結(jié)歸納的能力,具備針對(duì)某一科學(xué)問(wèn)題書(shū)寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告的本領(lǐng),為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定基礎(chǔ)。③ 分析解決問(wèn)題能力提高。通過(guò)理論考試中知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用、綜合分析考題比例的提高,使學(xué)生在平時(shí)養(yǎng)成總結(jié)歸納、分析解決問(wèn)題的習(xí)慣。
5 結(jié)束語(yǔ)
高等院??鐚I(yè)授課的課程較多,不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)差別較大,同一門課程在不同專業(yè)方向所起的作用差別較大,這就要求教師有針對(duì)性的對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整以適合不同專業(yè)的要求。中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球物理學(xué)專業(yè)礦物巖石學(xué)的課程內(nèi)容設(shè)置和考核方式符合其專業(yè)基本要求,建立了新的課程體系,完善了考試制度,使學(xué)生對(duì)跨專業(yè)課程更感興趣,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和查閱資料能力,為將來(lái)的學(xué)習(xí)工作奠定了良好基礎(chǔ)。
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項(xiàng)目資助:山東省教學(xué)改革項(xiàng)目“基于大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的地學(xué)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式研究”和中國(guó)石油大學(xué)(華東)教學(xué)改革項(xiàng)目“地球物理學(xué)專業(yè)中地質(zhì)類必修課程的課程體系建設(shè)研究—以《礦物巖石學(xué)》為例”聯(lián)合資助。
(作者單位:中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266580)