“礦物巖石學”實驗課延伸教學新模式改革與實踐

董春梅，徐方建

中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東 青島 266580

為了配合國家高等學校教學質量與教學改革工程的要求，滿足資源勘查工程專業對基礎地質知識的需求，培養適應當代社會發展的創新人才，中國石油大學（華東）十多年來將結晶學、晶體光學與光性礦物學、造巖礦物學、巖漿巖石學和變質巖石學等基礎課程整合為“礦物巖石學”1 門主干課程，精選了教學內容，編著出版了適合學校特色的《礦物巖石學》教材、《礦物巖石學實驗技術》指導教材、《礦物巖石學CAI 課件》。最突出的教學內容改革是將礦物巖石手標本和顯微鏡下鑒定整合到一起，有效避免了教學內容的脫節和重復。同時，實驗教學的內容和教學方法不斷進行改革，形成了從實驗課堂的學習到校園內外的自主學習，從驗證性學習延伸到到探索性學習的新的實驗課教學模式，改革效果顯著。2007 年“礦物巖石學”被評為山東省精品課程。

礦物巖石學實驗是“礦物巖石學”課程的重要組成部分，所占比重大。“礦物巖石學”實驗課教學改革經歷了實驗室教學、拓展教學到延伸教學三個重要階段。1953～1987 年，實驗室教學（第一課堂），重在礦物、巖石手標本及薄片的鏡下鑒定；1988～1999 年，拓展教學階段（第二課堂），將實驗課堂拓展到校園內外石材和野外露頭，重在擴大學生視野，進一步強化礦物巖石的鑒定技能；2000 年至今，延伸教學階段（第三課堂），重在通過實驗室內外相結合，發現問題，開展探索性科學研究，達到培養學生的自主實踐和創新能力的目的。

一、實驗課的改革思想與教學理念

培養學生的實踐能力和創新意識是實驗教學改革的重要目標。礦物巖石在自然界比比皆是，與人類生活息息相關。針對這一特點，把實驗室課堂拓展到校園內外及大自然這個更廣闊的課堂，可以進一步強化巖礦鑒定技能，把實驗教學課堂盤活，引導學生從驗證性學習延伸到探索性學習。讓學生從第二、第三課堂中汲取靈感，培養興趣，激發動力，培養他們的動手能力、創新意識和科研能力。

二、實驗改革主要內容

1.實驗室教學（第一課堂）

實驗室內系統掌握礦物巖石的觀察和鑒定方法，永遠是最基本的教學方法。結合理論課教學內容，教師用少許時間講解實驗目的、內容，演示礦物巖石的鑒定方法和步驟，之后學生獨立進行觀察，寫出實驗報告，教師針對問題進行全程指導。實驗室教學中，我們充分利用顯微視教系統、多媒體等現代化教學手段，借助小刀、放大鏡和鹽酸等傳統工具，通過手標本和偏光顯微鏡下相互結合研究，完成實驗室內學習。同時，將實驗室周邊櫥窗擺放了相關模型和典型礦物巖石標本，墻上懸掛了與礦物巖石有關的教學科研成果圖片，營造出良好的學習氛圍。

2.實驗拓展學習（第二課堂）

僅僅完成實驗室內礦物巖石學教學，對于學生來講是遠遠不夠的，實際上實驗室內觀察的礦物巖石的規模、新鮮程度、巖石種屬會與野外實際觀察有著相當大的差別，若僅限于實驗室內教學就會造成與真實大自然的脫節，使學生無法真正掌握礦物巖石的鑒定特征。因此，教師提前進行校內外及野外備課，充分利用校園內外的石材以及周邊的自然條件，設計相關問題，如“我身邊的礦物巖石學”、“校園內外石材考察”、“小珠山野外考察及花崗巖種屬”、“黃島海岸基巖特征”、“青島地區花崗巖的分布”等供學生自主選擇的野外考察選題。教師指導學生進一步開展自主考察和研究，可以采用課堂討論、課前發言或撰寫考察報告等形式將考察研究結果進行交流。對于同學們提交的報告，教師進行批改、指導，并計入考核成績。這樣，我們將課堂教學擴展到了課外及野外，從室內的驗證性實驗延伸到校園內外的探索性學習。

第二課堂教學中，教師還帶領學生進行“地質游園”活動，針對校園內外的石材進行現場教學。該項活動得到了共青團山東省委學校部的重視與報道。

以中國石油大學（華東）校園標志性雕塑“創造太陽”為例，“創造太陽”取材于典型的紅色花崗巖，花崗巖美麗的色彩、堅硬的性質是其成為雕塑石材的主要因素。地質游園過程中，教師針對花崗巖的顏色、結構、構造、礦物成分及其主要鑒定特征進行講解，待學生自己觀察理解以后，教師還將“創造太陽”雕塑的含義進行講解。

另外，青島的著名旅游景點如嶗山、八大關、海水浴場等基巖海岸，實際上也多是花崗巖，還有輝綠巖、細晶巖、火山碎屑巖、片麻巖、砂巖等巖石類型，教師通過有針對性提示，使學生在外出游玩過程中，可以自主觀察巖石。

靈山島位于青島市西南黃海，與中國石油大學（華東）為鄰。目前，靈山島已經引起了諸多學者的關注。靈山島南端老虎嘴景區有一層灰白色巨厚層流紋質熔巖，所暴露的熔巖底部流動構造非常明顯而壯觀。以往我們觀察流紋巖，看到的多是流紋巖的上部，而底部由于深埋地下而無法直接觀察，靈山島出露的流紋巖底部是不可多得的地質露頭，我們已經帶領部分學生進行了相關的考察與學習。因此，靈山島將是極好的地質旅游景點。

3.實驗延伸學習（第三課堂）

通過第一課堂室內教學和第二課堂的拓展學習，學生的學習興趣得到了極大的激發。學生走出課堂，走進大自然，開始發現問題并尋求解決問題的方法。

教師針對學生發現的問題有目的的開放實驗室，將教師的科研手標本和薄片也提供給同學，結合精品課程網站上開設的實驗指導板塊，提供多功能顯微鏡、圖像分析儀等多種現代化科研設備，配合小刀、放大鏡、鹽酸、偏光顯微鏡等傳統技術手段，進行更深入的研究。教師還可以進一步鼓勵同學們參加大學生科技活動，申報大學生創新基金，參加各層面的巖礦鑒定技能大賽，取得更高層次的學習和研究成果。

三、實驗改革教學效果

“礦物巖石學”課程多次獲得優秀評價，2007年獲評山東省精品課程，這與實驗教學改革是密不可分的。來自校內外的專家對本實驗課程給予了高度評價。中國科學院院士劉寶珺認為該課程注重學生能力培養，通過加強實驗、課程設計和野外實習等實踐環節，有的放矢開放實驗室，使學生能力得到了明顯提高。中國地質大學（北京）姜在興教授認為本實驗項目擁有國內先進的教學軟、硬件條件，大大提高了教學效果。

從調查情況看，“礦物巖石學”課程連續多年成為較受學生歡迎的實驗課程之一，學生對實驗教學的延伸性教學模式改革以及教學方法、教學手段等給予了較高的評價。2011、2012 年本科生7 項涉及“礦物巖石學”的課題得到了大學生創新創業訓練計劃資助。本科生羅勤民等完成的“青島唐島灣的形成機制與演化”研究成果于2009 年榮獲第十一屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽三等獎，第十一屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽特等獎，并發表在2011年12 期《高校地質學報》雜志上。

研究過程中學生的所學得到了拓展和延伸，理論與實際相結合，得到了很好的鍛煉。最近的2011 年首屆青島市高校地質技能競賽，我校學生獲得了巖礦鑒定技能和綜合地質技能一等獎。這也充分顯示了良好的實驗教學效果。

四、實驗改革項目的特色

我們充分利用校園及青島周邊的自然條件，建立了實驗室教學與室外及野外教學并行、從驗證性學習延伸到到探索性學習的實驗教學新模式。在實驗課堂教學的基礎上，增加了并行及后續的校內外巖石考察和研究，該實驗教學內容改革體現了持續發展的特色。

充分利用課程網站，采用教師設計與學生自主實踐相結合、野外考察與實驗室鑒定相結合、巖礦鑒定與其他測試分析相結合、科研成果和實驗教學相結合的方法，開放實驗室，讓學生自主學習與研究，體現了實驗教學方法及手段的創新。新的巖礦鑒定教學模式彌補了實驗室與野外實際的差別，避免了與真實大自然的脫節，拓寬了實驗范圍，開闊了視野，增強了學生的實際工作能力，激發了學生的興趣，促進了學生研究和創新能力的培養，體現出教學改革效果的特色。

五、結束語

高等教育承擔著培養高級專門人才、創新型人才、發展科學技術文化、促進社會主義現代化建設的重大任務。提高質量是高等教育發展的核心任務，是建設高等教育強國的基本要求。當前傳統地球科學向地球系統科學的轉變進一步深化，促使地質高等教育面臨知識系統更新、培養質量提高、服務領域拓展的新挑戰。“礦物巖石學”實驗課程依據課程特點和自然條件進行改革，形成的新的實驗教學模式體現出鮮明的專業特色，是推進礦物巖石學教學改革與創新的重要組成部分，這對于提高高校地球科學專業基礎教學整體水平，對于提升學校辦學實力與競爭力有著積極的促進和示范作用，有效促進了學校人才培養、科學研究和社會服務整體水平的提升。

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