勘查專業古生物地層學課內實驗教學的思考

初建朋，楊依舟，李宗霖，陳宗霞

(山東理工大學資源與環境工程學院，山東淄博，255000)

古生物地層學是地質學的三大傳統支柱學科之一，也是地學基礎支柱課程，在勘查技術與工程專業培養方案中處于基礎核心課程地位，該課程對培養學生理論聯系實際的能力、分析及解決問題的能力以及創新創業的職業素養，對實現“知識、能力、素質”三位一體的人才培養目標具有重要的支撐作用。古生物地層學實際上包含古生物學和地層學兩部分內容，古生物學是地層學學習的重要基礎，其本身具有獨立性、基礎性和實踐性的特點，而地層學則具有典型的理論性、綜合性和實踐性特征。作為一門實踐性很強的課程，其實驗教學就顯得尤為重要。課內實驗教學是聯結課堂教學與野外實踐的中間過渡環節，對于掌握書本知識、增強野外實踐能力具有重要的銜接作用。[1]

作為古生物地層學教學的關鍵組成部分，實驗教學也得到了很多古生物地層學教師的重視，他們從不同方面對古生物地層學實驗教學做了研究和探討。孫柏年和解三平等提出，古生物地層學實驗教學應從室內實驗向大自然天然實驗延伸，通過實驗教學，以化石標本為切入點，引導學生積極申請科研項目，培養學生創新能力。[1-2]林志成等對“古生物地史學”課程實驗教學改革提出了從理論教學與實驗教學的相互滲透、室內實驗與野外實踐的相互補充、教學標本的完善和擴充等幾個方面進行了改革探索與實踐。[3]龐艷春在古生物學實驗課教學中，引入了分組比賽的方法，提高了學生學習的主動性，增強了學生的學習興趣。[4]趙秀麗等強調了地層及古生物學課程實驗室建設的重要性，認為實驗室建設是創新能力培養的源泉，不僅要加強實驗場地及儀器設備等硬件設施的投入，還要加強軟件(高水平指導教師、高水平科學研究的支撐以及先進的管理理念)建設等。[5]這些研究為更好地開展實驗教學工作提供了有益的借鑒。

一、課內實驗教學現狀

本文以山東理工大學(以下簡稱“我校”)勘查技術與工程專業古生物地層學教學實踐為例進行分析。在目前的培養計劃中，古生物地層學安排48學時，3個學分，其中課堂授課40學時，課內實驗安排了4次共8學時。課內實驗設計了觀察寒武紀與奧陶紀標準化石，觀察志留紀與泥盆紀標準化石，觀察石炭紀、二疊紀、三疊紀典型化石和觀察侏羅紀、白堊紀以及新生代典型化石四次內容，主要的目的要求是讓學生描述不同時代化石主要特征，明確分布時代以及對主要巖石地層單位的巖性及其代表的沉積相演變過程有所了解。以第一次和第四次實驗教學安排為例，預習內容、實習要求、實習內容和實習報告格式要求如下。

表1 實驗教學安排

從表1可以看出，實驗教學內容包括兩大部分：古生物部分和地層學部分。古生物部分仍以熟悉不同地質時代常見化石的門類及特點以及化石鑒定特征為主要內容，在教學實踐中，注重學生觀察能力的培養以及化石特征描述基本功的鍛煉。地層學部分則是結合課本內容，描述主要巖石地層單位的巖性及其代表的沉積相演變過程。學生通過縱向比較第一次實習到第四次實習的內容，可以了解到不同的地質時代存在不同的化石組合，再通過巖石地層單位的縱向比較，學生可以掌握巖性、沉積相、沉積環境以及構造演變過程。

二、課內實驗教學存在的問題

第一，目前的課內實驗設計實質是以地質時代為線索組織安排實驗內容。但是，該課程多年的教學實踐表明，以門類為基礎的古生物學訓練是十分有效的，這也是我國多年來一直實施的實驗教學方案，而以地質時代為依據安排實驗內容，則割裂了同門類化石的內在聯系，讓訓練效果大打折扣。以頭足類化石為例，我校古生物實驗室中頭足類化石地質時代從奧陶紀到白堊紀，分布在四次實驗課中，這對觀察同門類化石，分析總結特征以及提高鑒定技巧，都帶來不利影響。

第二，從實驗類型來看，目前的四次實驗均是驗證類型，主要內容是對化石特征以及巖石地層單位巖性、巖相等進行描述，缺乏綜合性和設計性實驗。這種訓練缺乏廣度和深度，難度不大，學生對知識的綜合利用分析的能力得不到鍛煉，知識和實踐相脫節，學生不明白學習知識的具體用途，不利于學生對理論知識的掌握，以及創新能力的培養。

第三，缺失微體化石標本和相應的實驗內容。微體化石在確定地質年代，劃分對比地層、恢復古環境和古地理、古氣候研究以及石油、煤田地質、深海勘探等具有廣泛的應用前景，也是地層及古生物學課程的重要學習內容，但是微體化石的處理需要一定的實驗條件(體式顯微鏡、酸處理實驗室等)，受客觀條件的限制，目前的實驗設計暫時不包含該部分內容。

第四，授課方法以講授為主，學生被動接受，缺少課程設計和師生之間良性互動，調動學生積極性的能力較弱，缺乏對翻轉課堂、對分課堂、小組協作探究學習等教學模式和教學方法的綜合運用。

第五，實驗學時過少，任務相對繁重，目前課內實驗只安排8個學時遠遠完不成任務。

三、課內實驗改革的措施

針對目前課內實驗教學中存在的問題，結合勘查技術與工程專業培養計劃以及專業存在的客觀辦學條件，我校準備從以下幾個方面對課內實驗進行改革。

第一，改變目前以地質時代為基礎組織實驗內容的設計，改革為學習效果更好的以古生物化石門類為基礎組織實驗內容的新架構；將目前古生物化石標本分為三葉蟲類、筆石類、頭足類、珊瑚類、腕足類、雙殼類、植物化石、微體化石以及其他9大類，以門類為基礎組織安排實驗課內容，要求學生描述化石主要特征，學會鑒定主要的標準化石，掌握具體化石存續地質時代以及代表的環境。

第二，增加實驗學時數，將實驗類型從單純的驗證類型變更為綜合性和設計性。由于課程改革的原因，專業課課時普遍被壓縮，在這種背景下，學校只能在古生物地層學課內調整學時。改革后，理論學習由40學時調整為32學時，課內實驗由8學時調整為16學時。課內實驗學時的增加，為增加微體化石教學內容提高了學時保證。實驗目的從讓學生描述不同時代化石、了解主要巖石地層單位的巖性及其代表的沉積相演變過程轉變為對地層的化石特征、巖性、巖相、沉積環境、地質時代等的綜合解釋，將實驗類型從單純的驗證類型變更為綜合性和設計性，注重學生研究能力和創新能力的培養。

第三，繼續完善實驗室軟硬件建設。實驗室建設是提高學生培養質量的必要保證，同時完善的實驗室條件也是對學生進行創新教育的基礎。在硬件方面，學校還需要配備通風柜、真空柜、體式顯微鏡、磨片機以及其他必要的設備，在實驗內容設計中增加微體古生物內容；軟件方面，學校要加強教師團隊建設。目前古生物地層學有主講老師兩名，輔講老師三名，基本能很好承擔教學任務。

第四，教學方式方法改革。我校將積極探索由翻轉課堂、對分課堂、小組協作探究學習等構成的混合教學方式在實驗課程中的運用，積極借鑒其他高校分組比賽等成功的教學方法。[4]

課內實驗連接了課堂同野外實踐，是“理論—課內實驗—野外實踐教學”模式的重要一環。本文以山東理工大學勘查技術與工程專業古生物地層學課內實驗教學為例，總結了教學實踐中出現的問題，認為學校應該從增加課內實驗學時數、以古生物化石門類為基礎組織實驗內容、綜合性和設計性實驗類型、課內實驗要和課外實踐相結合等方面對課內實驗內容進行重新設計，建立新的架構。