普通地質學實驗課內容規劃、存在的問題與改進措施

何金先 屈爭輝 沈玉林 張曉麗

[摘 要]針對普通地質學實驗課中存在的問題，我們把實驗課內容規劃為：礦物實驗課4學時，巖漿巖實驗課2學時，沉積巖實驗課3學時，變質巖實驗課2學時，博物館觀察古生物化石與生物進化1學時。同時，把目前實驗課存在的主要問題進行梳理匯總為4個方面：小班教學資源不足問題，實驗標本老化與現象不典型問題，理論課與實驗課時間銜接問題，礦物巖石描述規范性問題。針對這4個問題，提出了改進措施：提高對實驗課的重視程度，學校需要加大財力物力投入，提高師生比；加強礦物巖石教學實驗室建設，擴大實驗室面積，多方途徑補充典型現象的礦物巖石標本；多途徑改善實驗教學資源，確保讓所有班級及時完成實驗，進而解決實驗課與理論課的時間銜接問題；重視實驗課教師隊伍的建設，通過培訓教師規范其教學方法，對實驗報告的格式進行規范化，解決教學規范性不足的問題。

[關鍵詞]普通地質學；實驗課；實驗內容規劃；問題；改進措施

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）06-0060-04

0、引言

普通地質學是一門地質類專業必修課程，也是一門地質學入門課程。該課程主要講授地球物質組成、地殼的變形變位和地球演化歷史和控制這些地質現象的地質作用等相關知識和技能[1]，其適用于地質學、地球化學、資源勘查工程、地質工程、勘查技術與工程、地球物理學和水文與水資源工程等多個地學類專業。整個課程一般為64學時，其中理論課部分為52學時，實驗課部分為12學時。

普通地質學課程十分注重理論與實踐相結合[2]，對培養學生的科學思維，增強學生的實踐動手能力，提高學生的綜合素質有著重要作用，同時也能為學生學習后續地質課程奠定基礎。關于普通地質學課程理論課的教學，已經有大量的學者做了探索[3][4]，并取得了豐碩的成果。但是該課程的實驗課部分一直未得到重視，相關教學方面的研究成果較少，實驗教學內容不明確。普通地質學實驗課內容是否安排得科學合理，直接影響到該課程實驗課的教學質量。因此，十分有必要對該課程的實驗課內容進行科學合理的規劃，同時總結實驗課存在的主要問題，提出相應的改進措施，這樣才能提高普通地質學實驗課的教學質量。

一、實驗課內容規劃

（一）實驗課與理論課內容銜接規劃

由于普通地質學課程有52學時的理論課，12學時的實驗課，科學合理地規劃實驗課與理論課的內容銜接十分重要。不同院校的普通地質學課程內容安排略有不同[5]，但是總體上涉及實驗課內容方面對應的理論課，均是安排在課程的前8章。本文根據我校普通地質學課程的多年教學實踐經驗，制定了普通地質學理論課與實驗課內容的銜接規劃（見表1）。具體為：礦物理論課5學時，礦物實驗課4學時；巖漿作用與巖漿巖理論課4學時，巖漿巖實驗課2學時；沉積作用與沉積巖理論課5學時，沉積巖實驗課3學時；變質作用與變質巖理論課3學時，變質巖實驗課2學時；地質年代理論課4學時，參觀博物館1學時，觀察古生物化石與生物進化。

（二）實驗課內容規劃

普通地質學實驗課的教學目標是：通過實驗，使學生接觸古生物化石和礦物巖石標本等地質學研究的實際對象，讓學生初步掌握各種地質標本和地質現象的觀察和描述方法；讓學生將課堂上所學的理論知識與實際相結合，進一步了解地球的地質發展歷史和常見礦物巖石的種屬和特征。在上述課程教學目標的指導下，結合多年實際教學經驗，我們對普通地質學實驗課內容進行了規劃安排（見表2）。

實驗1，常見礦物的肉眼觀察與描述（1），2學時。

實驗內容：①觀察系列礦物標本，包括橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、白云母、正長石、斜長石、微斜長石、方解石、白云石、石英等；②觀察與描述6塊標本，并寫實驗報告。

實驗要求：認識各種造巖礦物的特征，掌握礦物描述方法；熟悉常見造巖礦物的特征；初步掌握重要礦物的鑒定特征。

實驗2，常見礦物的肉眼觀察與描述（2），2學時。

實驗內容：①系統觀察礦物標本，包括黃鐵礦、黃銅礦、磁體礦、赤鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、鋁土礦等；②觀察與描述6塊標本，并寫實驗報告。

實驗要求：通過實驗進一步加深對講課內容的理解；熟悉礦物的觀察和描述方法；熟悉常見的礦石礦物。

實驗3，常見巖漿巖的肉眼觀察與描述，2學時。

實驗內容：①系統觀察下列標本：橄欖巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖、閃長巖、閃長玢巖、安山巖、正長巖、花崗巖、花崗斑巖、流紋巖；②參觀以下標本：偉晶巖、花崗偉晶巖、黑曜巖、浮巖、火山彈；③從橄欖巖、輝長巖、玄武巖、閃長巖、正長巖、花崗巖、花崗斑巖、流紋巖中選出5塊標本進行觀察與描述，并寫實驗報告。

實驗要求：初步掌握巖漿巖的觀察和描述方法；掌握巖漿巖的巖性特征。

實驗4，常見沉積巖的肉眼觀察與描述，3學時。

實驗內容：①系統觀察沉積巖標本：礫巖、角礫巖、石英砂巖、長石砂巖、巖屑砂巖、粉砂巖、泥巖、炭質泥巖、鈣質泥巖，竹葉狀石灰巖、鮞狀灰巖、泥晶灰巖、白云巖、硅質巖；②從上述標本中選出8塊標本進行觀察與描述，并寫實驗報告。

實驗要求：了解沉積巖的觀察和描述方法；掌握沉積巖的巖性特征。

實驗5，常見變質巖的肉眼觀察與描述，2學時。

實驗內容：①系統觀察標本大理巖、石英巖、矽卡巖、板巖、片巖、千枚巖；②從上述標本中選出5塊標本進行描述，并寫實驗報告。

實驗要求：初步掌握變質巖的觀察描述方法；熟悉常見變質巖的巖性特征。

實驗6，生物進化的古生物證據，1學時。

實驗內容：①參觀博物館，重點觀察古生物化石，以及礦物巖石與礦產資源展廳；觀察不同地質年代的古生物化石；②觀察博物館中的礦物巖石等各種與地質學相關的展品。

實驗要求：通過博物館參觀，進一步加深對地質年代中相關理論內容的理解；熟悉古生物化石；了解不同地質時期古生物的特點。

二、存在的問題及改進措施

由于普通地質學作為一門地質類專業必修課，開設這門課程的本科專業很多，尤其是在地礦類高校，少則2～3個專業，多則5～6個專業開設有這門課程，每個本科專業同一年級少則1～2個班級，多則3～4個班級，因此選修這門課程的學生數量非常龐大。以筆者所在的中國礦業大學為例，開設這門課程的本科專業達到4個（整個資源與地球科學學院所有本科專業都開設這門課程），每年的教學班級有10～12個，學生人數300～350人。由于該課程一般采取全校統一考試的模式，因此上課時間安排基本一致，這對普通地質學課程的各方面教學資源提出了很高的要求。針對由于實驗課教學資源不足而出現的實驗教學問題，本文提出了相應的改進建議。

（一）小班教學的資源不足

實踐類課程進行小班教學有利于提高教學效果[6]。一般而言，小班教學的理想人數是每個教學班15～30人。但是由于普通地質學課程的學生數量較多，師資相對不足，難以嚴格做到小班教學，只有部分院校能做到30人左右的小班教學。以筆者所在的中國礦業大學為例，一般實際是60人一個教學班，實驗課時7～8人一組，分成8個組同時進行實驗，實驗過程空間略顯擁擠。

（二）實驗標本老化與現象不典型

由于前面所述的原因，各班級的實驗課時間安排十分緊湊，同時有1～2個實驗室進行實驗課，上課人數有60～120人。一般而言，7～8人一組，每組都有獨立的1套礦物巖石實驗標本。這就要求至少有8～16套礦物巖石標本才能保證實驗課的順利進行。這么多套標本，難以保障每一套礦物巖石標本都新鮮且現象典型。共性問題是，老標本是前輩們野外精心挑選常年積累下來的，現象十分典型，但是老化嚴重，標本表面模糊；新標本基本是商業采購，雖然表面新鮮但是現象不典型。由于地礦類院校都是傳統老院校，很多教學用的地質標本已經用了幾十年，礦物巖石教學標本的使用年齡比學生年齡還大的現象很普遍。標本的老化使得很多現象不明顯，這給學生實驗造成了很大的迷惑。比如，粉砂巖標本經過長期觸摸老化，表面已經變得油光發亮，與新鮮時樣品面貌完全不一樣。

（三）實驗課與理論課時間銜接問題

由于用于礦物巖石學教學的實驗室一般會面向多門課程開放，因此普通地質學課程的實驗課需要額外預約上課的具體實驗室地點與時間，一般是提前1～2周預約，有的甚至要提前1～2天預約，因此各院校教務部門只對普通地質學課程的理論課有明確的時間安排表，但是對其實驗課的上課時間、地點并沒有明確規定。這就要求任課教師根據自己所擔任課程的教學進度，及時預約實驗課的時間、地點。最佳的實驗課時間安排是：對應的理論課結束后2～3天內開始實驗課，最遲不要超過1周時間，因為在這個時間段內學生對相應理論課的內容沒有遺忘，實驗課教學效果較好。如果實驗課拖的時間過于靠后，學生遺忘了大部分理論內容，在實驗課中需要教師重新花大量時間去復習相應的理論內容，這會嚴重影響實驗課的正常開展。現實問題是，實驗室及教學礦物巖石標本不足，多門相關課程的學生需要同時使用實驗室，而上課的學生人數較多，因此只能滿足一部分班級學生上課的需求，難以給所有班級安排實驗課。

（四）礦物巖石描述教學不規范

由于普通地質學課程涉及的內容廣泛，修課學生人數龐大，師資需求量大，因此任課教師的學科組成多元化，有礦物巖石學、構造地質學、地球化學和地層古生物等方面的教師，囊括了地質學的四大支柱學科方向。而普通地質學課程實驗課12個學時的內容中，有11個學時是關于礦物與巖石學標本的觀察與描述。礦物巖石標本觀察與描述是地質學一個極其重要的基本功[7][8]，需要實驗課任課教師能夠給予規范化的教學。但是普遍存在的問題是：地質學教師雖然在自己的科研方向中研究十分深入，科研成果豐碩，但是長期忽視礦物巖石鑒定技能的培養與鞏固。因此，具有相當比例的任課教師礦物巖石鑒定技能并不扎實，加上對實驗課重視不足，往往不能給學生傳授規范化的礦物巖石描述方法，教學過程具有較強的隨意性。這最終造成學生在普通地質學實驗課中形成了一種不好的印象與習慣：錯誤地認為礦物巖石的鑒定描述是十分隨意的。學生這種錯誤的意識一旦形成，后期很難予以糾正，這會嚴重影響到學生后期的礦物巖石學課程的學習。

同時，由于普通地質學的礦物學實驗是學生大學生涯第一次進行的地質專業實驗，學生不熟悉實驗過程與要求，而礦物學需要描述的內容又多，學生提交的實驗報告內容十分混亂，往往遺漏內容，教師在批改過程中難以一一發現其存在的錯誤。

（五）解決措施探討

教學資源不足是目前我國高校教育的共性問題，需要進行長期的努力予以解決。提高對實驗課的重視程度，學校需要加大財力、物力投入，適度擴大普通地質學的任課教師隊伍，提高師生比。重視礦物巖石教學實驗室建設，擴大實驗室面積。同時發揚前輩精神，教師在平時野外地質工作中應留意采集現象典型的地質標本，在地質標本采購驗收時工作細致，加強對地質標本的質量把關，多方途徑補充典型現象的礦物巖石標本。對于老化的地質標本，可以采取微創方法，把標本表面風化層刮掉，讓其露出新鮮面。此外，還可以通過虛擬仿真等途徑補充改善實驗資源不足的問題[9]。通過改善實驗室硬件條件后，能較好地改善實驗課與理論課的時間銜接問題，能盡量讓所有班級及時完成相應實驗。同時，應重視實驗課教師隊伍的建設，課程教學團隊應該定期統一組織培訓班或研討會，對實驗課任課教師進行規范化的礦物巖石鑒定技能培訓，規范其教學方法，這能較好地解決礦物巖石描述規范性不足的問題。

對實驗報告的格式進行規范化，也有利于教學。針對礦物學的實驗課，可以制定一個規范的實驗報告模板（見表3）。教學實踐表明，這十分有利于學生快速進行規范性地鑒定描述礦物標本。同時，整潔的實驗報告，有利于教師清楚地發現學生礦物巖石標本鑒定描述的不規范性與錯誤，并及時予以糾正。

三、結論

1.普通地質學課程里有12學時的實驗課，科學合理的實驗課內容應為：礦物實驗課4學時；巖漿巖實驗課2學時；沉積巖實驗課3學時；變質巖實驗課2學時；地質年代理論課4學時；參觀博物館1學時，觀察古生物化石與生物進化。

2.由于長期對普通地質學課程實驗課的重視不足，導致目前實驗課存在較多問題，主要問題為：小班教學資源不足問題，實驗標本老化與現象不典型問題，理論課與實驗課時間銜接問題，礦物巖石描述規范性問題。針對這些問題，我們提出了改進措施：提高對實驗課的重視程度，學校需要加大財力、物力投入，提高師生比；加強礦物巖石教學實驗室建設，擴大實驗室面積，多方途徑補充典型現象的礦物巖石標本；多途徑改善實驗教學資源，確保讓所有班級及時完成實驗，進而解決實驗課與理論課的時間銜接問題；重視實驗課教師隊伍的建設，通過培訓教師規范其教學方法，對實驗報告的格式進行規范化，以解決礦物巖石描述教學規范性不足的問題。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 舒良樹，解國愛，王博，等.新形勢下普通地質學教學內容和課程體系建設的思考[J].高等理科教育，2012（4）：143-147.

[2] 何金先，屈爭輝，沈玉林，等.地質大類招生制度下“普通地質學”課程教學改革研究：以中國礦業大學資源與地球科學學院為例[J].蘭州教育學院學報，2016（2）：78-81.

[3] 朱銳，張尚鋒.任務驅動法在《普通地質學》教學中的應用[J].長江大學學報自科版：理工旬刊，2013（11）：163-164.

[4] 何金先. 基于建構主義理論的“普通地質學”地質思維培養教學模式探索[J]. 蘭州教育學院學報，2017（12）：77-78.

[5] 宋召軍，李月，胡紹祥.《普通地質學》課程教學內容整體優化的初步思考[J].南昌教育學院學報，2011（2）：48-49.

[6] 何金先，屈爭輝，汪吉林，等.野外地質填圖實習教學環節與改革優化措施：以中國礦業大學資源勘查工程專業為例[J].大學教育，2016（9）：116-118.

[7] 張帆.礦物巖石學教學方法研究[J].大學教育，2016（12）：161-162.

[8] 金洪波.《礦物巖石學》課程教學改革探索與體會[J].教育教學論壇，2011（35）：211-212.

[9] 張曉麗，陳義林，何金先.地質標本虛擬仿真實驗教學系統內容框架與功能模塊設計[J].蘭州教育學院學報，2017（3）：84-86.

[責任編輯：陳 明]