淺議地質學專業大學生地球化學創新思維培養

陳 勇

中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東　青島　266580

淺議地質學專業大學生地球化學創新思維培養

陳 勇

中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東青島266580

摘 要：培養地質學創新型人才已成為當今時代發展的必然要求，地球化學創新思維是地質學創新人才必備的重要思維方式之一，在大學教育過程中應當受到重視。課堂引導創新、多種措施激勵創新和實踐中培養創新是地質學專業大學生地球化學創新思維培養的三個重要方面。多種手段的聯合使用有助于學生認識到地球化學的重要性，促使學生在各種實踐中逐漸領悟和形成地球化學創新思維方式。

關鍵詞：地質學；地球化學；大學生；創新思維

創新成果是創新能力的最終體現，而創新能力首先表現在創新思維。地球化學在地質學學科從定性到定量的發展過程中起到了重要的推動作用，從地球科學發展的趨勢來看，地球化學在現代地球科學研究中占有越來越重要的地位，許多重大科學問題的解決都離不開地球化學手段，特別是一些創新性成果的取得，地球化學研究手段往往可以提供一些關鍵證據。因此，具備地球化學創新思維是成為地質學創新型人才的重要素質之一。高等學校是培養創新型人才的重要基地，大學本科教育是培養創新型人才的重要階段，如何培養地質學專業大學生的地球化學創新思維是地球化學教學中所面臨的一個重要問題。

一、地質學大學生地球化學創新思維的必要性

社會經濟的快速發展對能源、資源和環境的要求越來越高，地質學專業在社會中扮演的角色越來越重要，這使得地質學專業在近十幾年扭轉了其在人們心目中的印象，成為了較熱門的專業，就業前景相對較好，受到許多大學生的熱捧。但是，由于面臨就業、工作、待遇等現實問題，許多大學生愿意學會一些直接可以用到生產中的技術和方法，而真正能夠靜下心來思考科學問題或從事科學研究的學生相對越來越少。杜新波等[1]指出國土資源領域缺少高層次的創新型人才，這個問題與地質學專業人才培養有著密切的關系。其實創新不僅僅存在科研工作中，實際工作中更需要創新，無論哪種創新首先要有創新思維和創新意識。創新已經成為當前時代要求和人才培養的必然趨勢。創新思維是知識積累和思維突破的體現，對本科生而言，其專業知識積累有限，更重要的是培養其創新意識、創新精神，也就是通過專業課程學習培養一種良好的創新思維習慣。

在地質學專業的專業基礎課程中，地球化學是必不可少的。地球化學作為較年輕的地質學分支學科，是地質學與化學相結合的交叉學科，經歷了百余年的學科積累，特別在近30年中，取得了多項理論成果和創新，建立起較系統的地球化學理論體系，在科學思維方法上也走出了一條獨具特色的認知思路[2]。地球化學作為地球科學的支柱學科，自誕生以來在許多重大科學問題研究中發揮了關鍵作用，比如天體和地球起源及早期演化的認識很多都是通過地球化學手段獲得的。地球化學可以為地質過程提供最直接的證據，而新技術與新方法的誕生和引入又為地球化學學科的發展注入強大的活力?？v觀近十幾年的一些重大科研和實際勘察成果，幾乎都用到了地球化學的方法，地球化學已經成為一種地質工作必不可少的手段。因此，作為地質學專業的大學生具備地球化學創新思維是很有必要的。

二、課堂教學引導創新

1．讓學生充分認識到地球化學課程的重要性

教師通過介紹地球化學與其他學科之間的關系、知識架構、研究內容的重要性、研究方法的獨特性以及在認識地質過程中起到的作用等內容，引導學生對課程的輪廓有個基本了解。在此基礎上提出課程的要求和學生學習需要達到的目標，培養學生的目標意識；讓學生熟悉該課程思路和方法，并與其他課程對比，使學生明白地球化學與其他課程的區別與聯系。

2．通過研究實例引導學生學會思考

地質學曾被認為是理科中的文科，需要記憶的內容較多，然而現代地質學完全否認了這一觀點，特別地球化學課程讓很多學生感覺理論性太強。為了使學生更好地理解地球化學相關理論和方法，對于這樣一門專業基礎課，有效地引入一些淺顯易懂的應用實例，更有助于學生深入了解地球化學理論在地質問題研究中的應用。特別是借以一些實際地質問題作為引導，比如礦床成礦的溫度、壓力和時間等問題，起到拋磚引玉的作用，有時會更容易打開學生的思路。鼓勵學生學會嘗試用地球化學去解釋一些自己曾經認識不清楚的地質現象，也是創新思維培養中重要的環節。作為專業基礎課，課堂上及時更新并加入學科前沿的內容也有利于為學生營造創新意識的環境，而鼓勵學生突破傳統、發展新技術可以大大促進創新意識的培養。

3．采用多樣化的教學模式培養學生的思維活動

在課堂教學中，多樣教學模式的合理應用可有效激發學生思維的靈活性和多樣性，培養其創新意識。多功能和全方位的現代教育技術為我們提供了多種教學手段的選擇，利用計算機技術可以模擬或者再現一些地質過程，使得學生能夠得到直觀認識和深入理解。

在教學過程中采用過3種模式：主題式、互動式和比賽式?！爸黝}式教學”指通過老師對基本概念、理論和方法的講解，使學生理解課程的基本知識，這屬于傳統的灌輸式教學，可以讓學生理解課程的核心知識框架，是知識的一個積累過程。“互動式教學”指通過實驗教學、專題討論等方式實現師生互動，使學生加深對知識和相關地質過程的理解。最重要的“比賽式教學”指通過一些具體的地質問題鼓勵學生積極探索有關的機制和規律，要求學生做專題報告，各抒己見，發表自己的認識和觀點并完成相關作業，這部分工作計入最終的課程成績中。為了取得好成績，學生會主動查閱大量資料，學習大量相關知識，促進了學生的自我學習、獨立分析和解決問題的能力。

三、多種措施激勵學生創新

哲學里指出內因是真正的決定因素，興趣和好奇心是學習和進行研究的最佳原動力，如果學生對某一科學問題產生了興趣，就會形成學習主觀積極性，這種來自主觀因素的原動力對于創新來說是至關重要的?！敖涛匆娙?，必不樂學”，學習興趣是學習積極性中最現實、最活躍的成分，是直接推動學生主動學習的一種內部動力，是熱愛學習、產生強烈求知欲的基礎[3]。筆者認為從多方面來激發學生的學習興趣有助于培養創新思維。

重大的科學問題往往可以體現專業地位及其社會功能，對學生具有較大的吸引力。比如筆者在課上為學生給出了“21世紀的100科學難題”，這些問題是眾多知名科學家篩選出來的，而且與地球科學相關的難題差不多占1/3，與地質學密切相關的也至少有10個以上。通過對這些科學難題的了解，學生發現自己所學的知識竟然涉及如此廣的領域，增強了專業信心，不少好學的同學面對科學難題都充滿了興趣。

而事實是最具有說服力的，名人效應和典型成功案例具有較大的影響和很好的說服力，可以通過著名的科學家或者企業家的成功例子來說明創新的重要性，這些可以證明創新是通向成功的重要途徑。創新不僅對個人的成功很重要，而且創新成果對科學發展、人類生活和社會進步都具有重要的意義。通過實例分析創新是成功的一個關鍵因素，可以增進學生對創新與成功的認識。對于任何一個有理想的學生來說，都想獲得成功，這樣會在潛意識里想到創新。

此外，要鼓勵學生敢于質疑前人的觀點或認識。人類的發展就是對前人成果否定或修正基礎上實現的，因此當有學生提出質疑時，我們要鼓勵其去求證，不管其結果如何，這個過程對學生是一個很重要的體驗，可以加深其對知識的理解。

四、在實踐中培養學生地球化學創新思維

吳淦國[4]曾指出改革人才培養模式才能培養優秀的地學人才，強調了“學思結合、知行統一、因材施教”的思想。地質學是一門實踐性非常強的學科，如何發揮學科優勢培養學生的創新思維，是教師在教學過程中必須重視的問題。而對于一個學生而言，其動手能力、分析問題和解決問題的能力才能真正體現其對專業知識的掌握程度。馮海艷等[5]指出地球化學專業學生的科研動手能力薄弱，而通過一系列增強實踐措施來提高是可行的。在近年的教學過程中，針對地質學專業的特點，筆者主要采用了以下實踐措施以促進學生地球化學創新思維的培養。

1．利用地質實習強化野外認識和分析問題能力

我校地質學專業的野外地質實習三年不間斷，在大學學習的三個暑假中都有野外實習教學內容，分別為大一野外認識實習、大二野外專題實習和大三野外地質綜合實習。我校地質學專業是大三開設的地球化學課程，學完該課程后參加地質綜合實習。因此，在要求學生完成基本實習任務的同時，鼓勵學生充分利用已學知識對典型地質現象進行解釋和闡述，特別是要求學生利用地球化學的知識對一些地質過程的機制進行分析。比如不同火山巖礦物組成的控制因素、變質作用機理等方面的分析都需要涉及地球化學的知識。

2．結課論文促使學生拓寬專業知識

在近幾年的地球化學授課過程中，最后的課程結課，除了正常的期末考試之外，筆者還要求每名學生都必須完成1篇以“身邊的地球化學”或“我眼中的地球化學”為主題的小論文，具體的論文題目學生自己設定。其中“身邊的地球化學”主要是要求學生利用地球化學的知識針對自己關心的地質問題進行深入分析，并給出結論。而“我眼中的地球化學”則是要求學生基于自己對地球化學學科的了解，就某一個方面闡述地球化學的學科發展、地球化學的應用等方面的內容，可以加深學生對地球化學學科的認識和理解。從近三年的學生論文來看，兩個主題大致各占一半，大部分學生都花時間查閱了相關文獻，對自己關心的問題進行了分析。由于論文要求在結課考試前完成，這在一定程度有助于學生對地球化學一些基本知識的掌握，在考試成績中也有體現。杜忠文等[6]對地球化學課程考核方式的改革和實踐中也曾指出撰寫論文可以提高學生的學習興趣和自我學習能力。

3．充分利用大學生創新實驗計劃項目助推大膽創新

近年來教育部實行的大學生創新實驗計劃使得更多大學生有機會開始自己的科研工作，并取得了不少創新成果，展示了當代大學生的創新能力。我校地質學專業大學生每年都有幾項大學生創新計劃獲得資助，其中不少項目都成為學校的典型案例，而且有3項作為全國的典型案例在大學生創新創業年會上發言。比如筆者指導1項大學生創新實驗計劃“巖鹽流體包裹體對古環境重建的探索”作為優秀論文在第六屆大學生創新創業年會上發言，這個項目主要用到了地球化學的方法，參與項目的兩位學生對科研表現出極大的興趣，都保送了研究生，其中一位成功申請到美國賓夕法尼亞州立大學全額獎學金赴美留學。

4．畢業設計強化學生綜合分析和解決問題能力

畢業設計是對大學四年學習的一個綜合測試，畢業論文的水平往往可以代表一個學生對專業知識的掌握程度，可以反映學生對專業問題的認識和處理能力。近年來選擇地球化學方向做畢業設計的學生人數呈逐漸增加的趨勢，其中不少保送外校研究生的同學都選擇了地球化學方向。在畢業設計過程中，筆者依據學生未來可能的工作或研究方向，在此基礎上給出題目供學生選擇，要求學生自己設計研究路線和實驗方案，然后對其進行調整，重點培養其獨立解決問題的能力。多年的實踐結果顯示，大部分學生在不同程度上加深了對地質問題的理解，提升了分析問題能力，對地質學中的地球化學研究方法越來越感興趣，特別是保送研究生的同學積極主動，畢業答辯成績基本上都是優秀，而且每年都有學生的畢業設計獲得校級以上優秀論文獎。

5．前沿科研課題吸引優秀學生參與創新

一些重大前沿科研項目研究方向代表了當前地質學領域的發展趨勢，除了畢業設計可以參與教師的科研項目外，每年都有不少優秀的本科生加入到一些前沿課題研究中。筆者承擔的國家自然科學基金項目每年都有本科生參與部分實驗工作，這些學生都表現出濃厚的科研興趣，工作非常努力，大部分學生在畢業后選擇了讀研繼續深造。

五、結語

地球化學是解決地質問題的一種重要手段，在地質研究創新過程中發揮了重大作用，培養地質學專業大學生的地球化學創新思維很有必要。地質學專業大學生的地球化學創新思維可以從三個方面去培養，即：課堂引導、多種措施激勵和實踐培養，多種手段聯合有利于學生加深對地球化學的認識，促進地球化學思維方式的形成。然而創新思維不是一門課或一件事所能教會的，需要學生在長期的學習過程中有意識地加以鍛煉和培養，才能逐漸形成。將創新理念引入課堂教學中，在專業知識學習過程中，以潛移默化的方式引導和培養學生創新思維，促使學生養成良好的思維習慣，最終把學生培養成為真正符合社會發展需要的人才，無疑是每一個教師應盡的責任。培養創新思維涉及多種方法，這要求教師在教學過程中不斷實踐不斷創新，才能與時俱進。

參考文獻：

[1] 杜新波，白皓，宋毅.國土資源高層次創新性科技人才隊伍建設的思考[J].中國地質教育，2012，(4)：23-26.

[2] 趙倫山.現代地球化學的理論思維結構[J].地學前緣，2005，12(1)：288-293.

[3] 陳勇，周瑤琪，陳世悅.談如何在新形勢下培養地質學專業大學生的學習興趣[J].中國地質教育，2008，(3)：23-25.

[4] 吳淦國.改革人才培養模式，培養優秀地學人才[J].中國地質教育，2012，(1)：1-3.

[5] 馮海艷，楊忠芳.論地球化學專業本科生科研動手能力的提高[J].中國地質教育，2012，(3)：108-110.

[6] 杜忠文，彭紹輝，馮俊娜，等.“地球化學”課程考核方式改革與實踐[J]. 中國地質教育，2012，(1)：109-111.

中圖分類號：G640

文獻標識碼：A

文章編號：1006-9372（2013）03-0048-04

收稿日期：2012-02-03；修回日期：2013-04-11。

基金項目：山東省教學改革重點項目“油氣勘探工科背景下地質學理學專業創新型人才培養模式研究”；中國石油大學（華東）教學改革項目“地質學專業大學地球化學創新思維培養與實踐”（200824）。

作者簡介：陳 勇，男，副教授，主要從事地球化學的教學和研究工作。

Primary Discussion on Cultivation of Geochemical Innovation Thought for Geology Undergraduates

CHEN Yong
China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

Abstract：With the development of society, it is necessary to cultivate innovation talents in geology. Geochemical innovation thought is one of the most important thoughts for geological innovation talents, which should be emphasized during college education. There are three main aspects to cultivate geochemical innovation thought for geology undergraduates, including class guiding, multi-measure inspiring, and practice. It is helpful to realize the importance of geochemistry for students by combination of diverse methods. The students can be aware of and form geochemical innovation thought through a series of practice.

Key words：geology; geochemistry; undergraduate; innovation thought