昆士蘭大學《巖漿巖與變質巖》地質礦業課程教學特點與啟示

劉東娜，謝晉強，房曉紅，龍建輝

（太原理工大學 礦業工程學院地球科學與工程系，山西 太原 030024）

地質學及地質學類專業基礎必修課，是專門研究地殼、地幔及其它星體的巖石、礦石成分、結構、構造、產狀、分類、命名、分布、成因、演化歷史及其與成礦作用的關系等方面的科學[1]。該課程下接結晶學、礦物學，上承礦床學、構造地質學、地史學、礦產勘查學等學科，同時滲入地球科學、資源勘查、工程地質、水文地質等眾多領域中。其目的在于使學生通過理論講授和實踐，掌握基本概念和原理，學習分析與研究的基本方法；培養獨立思考問題、分析問題以及動手解決問題的能力。

該課程具有闡述性和實踐性的特點，內容體系復雜，涉及知識面廣，必須通過課前復習、課堂聽講輔以課后實踐的方法才能掌握。系列課程強調科學哲學和邏輯思維方法的形成，著意培養學生的想象力、觀察力、實踐能力、分析能力、推理能力、總結能力和寫作能力。簡而言之，它相當于讀懂地球這部天書的摩斯密碼，通過認識它可以了解地球及人類的生存環境。此外，認識常見巖石、礦石類型，了解其特性對于礦業工程類本科生、研究生、學者及專業工作者也尤為重要。

地球科學專業是昆士蘭大學本科教育的尖端科學專業之一，非常受重視，加之昆士蘭大學為泰晤士報全球排名前60的高校，其課程體系相對科學完善。筆者現就職于太原理工大學地球科學與工程系，講授“巖石學A”課程，自畢業至今一直從事巖石學助教、巖石學B主講至巖石學A主講，對巖石學課程體系的認識循序漸進，熟悉課程內容及課程體系；并且從本科至今經歷了太原理工大學巖石學教學改革的一系列過程，非常了解其優點和缺點所在。2017年以訪問學者身份在昆士蘭大學進修學習，旁聽并跟蹤了巖漿巖與變質巖課程的授課過程，認為有些教學模式和教學方法非常值得借鑒。

基于以上認識和經歷，本文將介紹昆士蘭大學“巖漿巖與變質巖”的教學模式、教學方法、課后實踐和野外實習等內容，指出其課程體系的特點，旨在通過對比分析完善太原理工大學的巖石學教學改革，推動學科發展；也希望對國內從事該課程教學同行予以啟示，促進國內地質課程的改革與進步。

1 地質礦業課程教學特點

澳大利亞昆士蘭大學本科生把該課程的名稱為Igneous&Metamorphic Petrology，是本科二年級第二學期的必修課程。對于澳洲國內學生，可以是全日制和非全日制兩種選擇，國際學生則必須為全日制。因為部分學生有工作經歷，所以學生的整體平均年齡水平大于國內。筆者通過課堂聽講，實踐練習跟蹤，認為昆士蘭大學該課程具有以下特點。

1.1 課程內容設置

（1）課程及課時安排。該課程設置與太原理工大學2000版教學大綱類似，將學科分成兩門課程，“沉積、地層及古環境Sedimentology,Stratigraphy and Palaeo-environments”列 為 一 門課，要在本科二年級第一學期先修，該課程安排在第二學期。教學大綱列出學習該課程要先修“行星地球”Planet Earth The Big Picture或“地球進展和工程地質材料”Earth Processes&Geological Materials for Engineers和礦物學Mineralogy這兩門課程，或者與這兩門內容類似的課程均可。這樣安排課程的原因在于獲得自然科學專業的本科學位，要修滿64學分，有些課程是必修的，有些課程是選修的，其選修的含義是每個學生可以自由選擇課程來學習，而不是全班選修。

課程安排是13周（含野外實習），2個學分;每周兩節理論課，三節實踐課（一周因為節假日沒有安排實驗），同時單獨安排一天春溪公園野外巖石認識實踐。為保證教學質量，主講必配備1個助教；本科生班級容量較國內小，偶有旁聽生，固定學生一般在16-20人之間，但仍配備助教，協助學生進行疑難解答。此外，每個學期安排四次科學論文討論。

（2）課堂講授內容及參考教材。與國內的授課內容自成體系不同，昆士蘭大學該課程內容主要分幾個部分：起源與性質，分異作用，結構與侵位模式，地球化學，不同構造環境下的巖漿作用；變質作用機制與變質作用類型，變質巖結構與成因，變質巖相，變質反應平衡及溫度-壓力-時間P-T-t路徑等，這些內容基本上都是按知識點講授，課程銜接與過渡不及國內明顯。

因此在參考教材方面也進行分類推薦，分別列出教科書、參考書和拓展讀物等書目，這些書目的內容在講課和實踐過程中都會涉及，學生只有真正的讀過，才能很好的完成作業和考試。2017第二學期推薦的教科書是Winter(2014)“火成巖與變質巖基本原理”[2]和Raith（2012）的“顯微鏡薄片鑒定手冊”[3]。參考書為 Nesse（2013）“光性礦物學[4]和 Klein（2008）“礦物學手冊”[5]。拓展讀物則為昆士蘭大學的圖書館資源。教師在課程教學中非常注重原理，所以圖的內容占用了較多課時。

1.2 課程教學方法

教學方法上基本和國內相差不多，理論與實踐相結合，每周兩節理論課三節實驗課（12個實驗），實踐課時多于理論課時，其中理論課以多媒體PPT為主，輔以板書；實踐課主要包括課堂實驗與野外實習，實驗緊跟理論內容，每節實驗課前講授實驗內容、注意事項和觀察重點，實驗課配對相應的理論課，隨講課進度推進。課程結束后會單獨安排一天春溪公園野外巖石認識實踐，野外實習報告將作為成績考核的一部分內容。課程學習中間會安排兩次課堂測驗，一次為顯微鏡學課堂測驗，一次為巖漿巖與變質巖課堂測驗，測驗成績也按比例入總成績中。

教學過程中比較特別的是四次科學論文討論課，學生組隊分工制作PPT，團隊報告，每個學生針對論文不同方面內容做現場陳述和自由問答。第一次便討論Keith（2017）的新作，“火山口下：巖漿的存儲與噴發機理”[6]。源于教育理念的差異性，昆大本科生的PPT制作水平已經比較專業，表達能力也很強，非常自信而且勇于表現。

此外，為了讓學生更好的掌握專業知識，昆士蘭大學地球與環境科學學院配備了充足的學習資源，多個計算機中心開放使用，內含SPSS,Matlab,GIS（ESRI ArcGIS products），PAST,Geochemist Workbench and MapInfo，ERDAS Imagine;ENVI/IDL;Trimble Def i niens等地理、地球化學和制圖軟件，同時提供論文、報告寫作和圖形編輯在線指導教程。實驗課也基本是每個學生均單獨配備一臺蔡司高級顯微鏡和電腦，用于巖石學顯微礦物組成、結構和構造觀察，另配兩臺掃描電子顯微鏡及便攜式熒光儀器等用于簡單的地球化學分析。

在教學方法上，昆士蘭大學的教學模式與方法完全達到了理論與實踐、傳統與現代科學技術相結合，師生完美互動的良好效果。

1.3 成績評定

昆士蘭大學本科課程體系的成績評定都采用多元化標準，不同課程略有差異。巖漿巖與變質巖課程中的最終成績比重分布如下：課堂論文討論占10%；實驗報告和課后作業占15%，課堂測驗占5%（第一次顯微鏡占2%，第二次理論知識占3%），野外實習占10%，實驗考試占20%，期末考試40%。考試時間120分鐘，試卷題型包括多選題、名詞解釋、簡述題和論述題，題目范圍涉及課堂理論、實驗和野外實習，其中論述題部分特別標明會考察野外露頭、手標本或薄片素描。最終成績被分為7等級，1-3級為不及格，分數分別為1-24,25-44,45-49;4-7級分別為及格、中等、良好和優秀，分數分別為50-64，65-74，75-84和＞85。

2 課程教學思考與啟發

通過對比分析，雖然從教學模式和教學方法上我校與昆士蘭大學存在若干差異，但其考慮整體教學資源背景的原因（昆士蘭大學全球排名前60），亦不能刻意求新。昆士蘭大學該課程教學方法的傳統與現代相結合、期末考核內容的多樣化是非常值得借鑒的，如穿插的科學論文討論內容，既學習了基礎理論知識，又掌握了科學前沿；實驗過程中既掌握了最基本的光學顯微鏡用法，也了解了較為先進的現代技術手段；期末成績的考核方法既有利于學生發揮主觀能動性，鍛煉學生不同方面的學習能力，也能幫助學生提前了解今后從事本專業要涉及的工作內容。

在本校講授巖石學課程期間，筆者本人也多次感覺課程結束在即，卻如哽咽在喉，缺少一個環節來完善理論內容，雖然課程安排上，繼大三上學期為期6周野外地質填圖之后還要進行1周的巖礦鑒定課程設計，但因不能實時總結，效果大打折扣，個人認為增加一天的野外巖石認識實踐非常必要，既可以作為實踐課，也可以復習總結。總體而言，昆士蘭大學巖漿巖與變質巖課程設置在考查學生學習能力方面優勢明顯，值得借鑒，國內地質類院校可以結合自身實際情況進行參考，多元化改革，推動我國礦業類工科院校地質教育的發展。