基于創新型人才培養的巖石學系列課程教學改革實踐

馬艷萍　吳少波　李政旭　宋立軍　田建鋒

[摘 要]文章針對巖石學系列課程在以往教學過程中存在的問題，分析了其課程特點及課程實踐教學模式，闡述了其課程體系改革的三個方面：建設具有創新培養能力的巖石學系列課程師資團隊，探索形成巖石學課程教學方法，將課堂教學、實踐教學與大學生課外科技活動相聯系，建立創新型人才選拔機制和培訓導向。巖石學系列課程圍繞以上三個方面進行改革實踐，在師資隊伍建設、實踐教學與大學生創新訓練及科技活動方面取得了一定的成效，加強了學生基本技能訓練，為創新型人才培養提供了保障。

[關鍵詞]巖石學;教學改革;實踐教學;人才培養;創新型人才

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）11-0054-03

創新教育是高等教育的核心，教學環節是創新教育的重要過程，而實踐教學是教學環節尤其是地質科學人才培養環節中的重中之重[1]。早在20世紀60年代末麻省理工學院就已開啟了本科生創新能力培養模式（UROP） [2-3]，之后大學生創新能力培養受到國內外越來越多教育部門的關注和重視[4-12]。在全球化發展的今天，創新型人才培養已經成為高等教育的迫切要求，不僅需要創新型的教師團隊，更要注重學生實踐能力的培養[8-9]。巖石學作為地球科學的中心樞紐，需要與各個分支學科發生聯系[10]。巖石學是地球科學系統研究中重要的基礎課，是一門實踐性很強的課程，對地質學的發展和學生創新能力培養具有重要的意義。西安石油大學巖石學系列課程包括結晶學與礦物學、巖漿巖巖石學、變質巖巖石學、沉積巖巖石學、巖漿巖與變質巖、巖石學、礦物巖石鑒定等課程的理論課和實踐課，針對地質學專業、資源勘查工程專業、地質工程專業開設不同的課程。課程體系建設是實現人才培養目標的重要途徑，基于創新型人才培養的巖石學系列課程教學改革應與時俱進。

一、存在的主要問題

巖石學系列課程以往的教學主要采用講授、組織討論、布置習題、組織做實驗等教學方法，任課教師注重本課程的教學效果，忽視了與其他相關課程的交叉、銜接和有機融合，在教學過程中存在以下幾方面的突出問題。

（一）課程與課程之間在教學內容方面的有機銜接與融合不夠

以往的課程體系，相關課程之間在教學內容上銜接與有機融合不足，甚至存在重復現象。課程建設過程中任課教師大都只考慮自己承擔的課程，很少考慮與其他相關課程的交叉和銜接，這種只注重單一課程教學效果的做法不利于提高人才培養質量。比如結晶學與礦物學是3大巖石學的基礎課程和先導課程，礦物巖石鑒定是先導課程實踐教學的重要環節。這些課程既有各自的獨立性又有內在聯系，因此強調課程之間的內在聯系及協調性，加強先導課程與后續課程之間的銜接與整合十分必要。

（二）教學方法單一，課堂教學與實驗教學缺乏有機融合

目前的課程授課方法大都以講授為主，理論課與實驗課聯系不夠緊密，理論課上學生對巖石的觀察是通過多媒體展示的圖片獲得感性認識，學生真正接觸到巖石標本并切身觀察薄片是在實驗課上。如果教師在課堂上一講到相應的巖石就拿著標本讓學生摸一摸、認一認，采用啟發式、提問式和討論式等不同的教學方法，就能激發學生的學習興趣，引導學生思考，充分調動學生學習的積極性，也能彌補實驗課時少的問題。實驗課在整個教學體系中所占比重偏小，比如西安石油大學的巖石學課程總共40學時，遠遠少于兄弟院校該課程的學時數。礦物巖石相關實驗室的典型巖石標本庫和薄片庫的建立有待進一步完善，實驗課的考核標準和考核方式有待細化。

（三）課堂教學與課外科技活動聯系不夠緊密，缺乏健全的人才選拔機制和訓練導向

每到創新訓練項目申報、“挑戰杯”項目組隊之時，學生們往往倉促應對，其所參與研究的課題大都由導師指定，學生自主命題較少，質量也不佳，這就影響到科技訓練對創新型人才的培養效果。比如全國地質技能競賽，礦物巖石鑒定是其中非常重要的一個環節，如果教師在教學過程中注重堅持訓練導向，加強學生基本技能訓練，就能為競賽人才的儲備與選拔提供可靠的保障。

二、課程體系改革與實踐

針對巖石學系列課程教學中存在的問題，根據加強專業基礎、拓寬專業知識面、培養具有較強創新能力的人才的總要求[11-12]，巖石學系列課程著重強調3個層面和3個方面的教學改革。

第一個層面是重基礎，強調基本知識、基本理論、基本技能的傳授。教師按大綱要求，使學生熟練掌握火成巖、沉積巖、變質巖3大類巖石的基本特征、分類命名等基本知識，學會描述與鑒定不同巖石類型等基本技能，了解典型巖石和典型結構構造的成因與相關理論。

第二個層面是重實踐。實驗課程是巖石學系列課程的重要基礎，巖石學包括巖類學和巖理學，學生在本科階段要注重巖類學的學習，要求掌握巖石的組成、結構構造以及分類命名等基本知識能力，因此加強巖石學系列課程多媒體互動實驗教學，增加實驗課學時和投入是提高教學質量、強化學生理論知識與實踐結合的有效途徑。同時，參加野外地質實習也是學習礦物巖石鑒定非常重要的環節。

第三個層面是創新能力的培養。從創新教育入手，建立巖石學系列課程體系，優化教學內容，創新教學方法，優化課堂教學，開展研究性教學[13]，讓學生在快樂探索中學習，通過研究性綜合實驗教學和課外科技活動，加深學生對理論知識的理解，培養學生地質學思維能力，提高學生分析問題和解決實際問題的綜合能力，為學生增強礦物巖石鑒定基本功打好基礎。

基于以上思考，西安石油大學著重從以下3個方面開展巖石學系列課程教學改革與實踐。

（一）以課程體系建設帶動師資隊伍建設

學院成立課程組，每個課程組由1名負責人及勝任該課程體系教學的教師團隊組成，學校及學院以組織教師團隊試講、專家督導組聽課等形式督促教師認真備課，組織教學觀摩、講稿評比和講課比賽，促進了教師團隊建設和教學法研究的有效開展。課程組之間開展交流，由系主任、實驗室主任牽頭，課程組負責人、教授、副教授帶動青年教師，討論巖石學系列課程創新教育實施辦法。課程之間加強溝通，大幅度壓縮重復內容，加強3大巖類課程內容的內在聯系及協調性，促進課堂教學與實踐技能訓練的融合，先導課程與后續課程之間加強交流。比如結晶學與礦物學作為巖石學系列課程的前期基礎課程，不僅要要求學生重視晶體光學基本理論的學習，而且要加強對學生從手標本和顯微鏡下識別鑒定主要造巖礦物能力的培養。教師拿到教學任務書后要進行6個方面的教學準備工作，即教學大綱研讀、教材優選、教案編寫、講稿設計、PPT制作、授課計劃制定，這些環節都要進行相應的審核。為了達到良好的教學效果，負責實驗課的教師還要進行充分備課，從薄片交互式多媒體互動到標本鑒定，對每個實驗環節進行精心設計。同時，學院不定期組織青年教師進行相關課程研討交流及巖礦鑒定培訓，為提高教師的學術水平和巖礦鑒定技能提供了有力保障。

（二）創新教學的方法及實踐

改變課堂教學形式，開展了啟發式教學、實例解剖練習、課堂講授與實驗鑒定描述融合探索，不斷對教學內容、授課形式及教學方法進行完善改進。課程考核從以往單一的考試變為多元化考核。平時加強技能訓練，開展專題調研討論、實驗技能考核。課堂教學實現多元化，改變灌輸—認知—驗證的教學模式，重視實踐課，發揮學生的主體作用。針對巖石學系列課程專業性強、知識點繁雜、各章節或課程之間結合不緊密等實際，教師在教學過程中為了使學生掌握課程知識體系，理清知識點之間的邏輯關系，將思維導圖引入巖石學課程教學過程中，梳理課程知識點，構建知識體系。從某一中心主題出發，將傳統的單向思維變成發散思維，便于學生掌握課程整體框架，理清知識點之間的邏輯關系。這一過程更多的是以教師為主導、以學生為主體進行，對學生地質思維的培養、知識網絡的構建、學習興趣的激發、復習效率的提高很有幫助，取得了良好的教學效果。此外，翻轉課堂、智能教室等的開設，有利于學生提高學習積極性和加強交流互動。

考試題型注重基本技能的考核，更加強調實驗課程的重要性，專門設置了礦物巖石鑒定實驗課程并進行單獨考核，改變了以往實驗課只要求提交實驗報告的形式，制定了專門的實驗課程量化考核辦法，使學生能夠更加重視實踐能力的提高。此外，在加強實驗室建設方面也做了改革，對學院已有巖石標本陳列室以及典型巖石標本庫、薄片庫進行整理，并進一步補充完善了典型巖石標本庫和薄片庫，編寫了針對性強的礦物巖石鑒定實驗指導書。通過學院提供的由顯微鏡、攝像頭、計算機、投影儀組成的數字網絡顯微互動教學系統，利用實驗課前15分鐘時間，通過多媒體互動教學向學生展示該節課的主要內容、實驗目的與要求，并向學生講解和示范典型薄片鑒定描述方法，使學生能夠在顯微鏡下有目的地觀察，通過提問方式進一步檢驗學生對礦物巖石的觀察、鑒定、描述能力，為學生基本技能的提升打下堅實的基礎。

（三）加強課程教學與大學生課外科技活動的聯系，建立創新型人才選拔機制和培訓導向

以培養學生基本技能和創新能力為出發點，鼓勵學生積極參加課外科技活動，通過課堂知識儲備、實例解剖練習、實驗鑒定描述等環節，牢固掌握鑒定、描述基本技能。在兩地辦學的情況下，學院建立并實施生活學業雙導師制，全面引導學生的學習生活。在雙導師制的帶動下，每年都有大批學生申請創新創業訓練項目，從國家級、省級到校級都有立項資助，進一步調動了學生參與科研的積極性，提高了學生的科研能力和創新思維。針對全國地質技能競賽，從礦物巖石鑒定環節把好關，平時實驗課注重訓練導向，加強礦物巖石鑒定的基本功訓練，為競賽輸送優秀的參賽選手。學院為大學生創新創業訓練項目及“挑戰杯”競賽提供與巖石學有關的實驗平臺支持和項目支持。巖石學課程組的教師對學生進行進一步指導和技能訓練，儲備競賽選手，為學生參加創新創業訓練項目及“挑戰杯”競賽提供專業支持。學生積極參加全國地質技能大賽及相關創新訓練項目，部分團隊在近幾年的省級、國家級項目中取得了不錯的成績。

三、結語

巖石學系列課程的改革，始終堅持加強專業基礎，體現專業特色，將實踐教學與創新型人才培養相結合，加強課堂教學、實踐教學與大學生課外科技活動的聯系，既能發揮教師的主導作用，又能加強學生基本技能訓練和創新思維訓練，為創新型人才培養提供了保障。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 賴紹聰，何翔，華洪.地球科學高等教育改革與發展的若干建議[J].中國地質教育，2009（4）：35-40.

[2] 羅恒，陳建平，班建民，等.地方高校本科生科研能力培養研究：基于重點實驗室的方法[J].山東社會科學，2015（S2）：302-304.

[3] 郭萬里，許玲，許麗芬，等.重點實驗室在本科生創新能力培養體系中的作用[J].實驗室研究與探索，2018（10）：229-233.

[4] 劉艷，閆國棟，孟威，等.創新創業教育與專業教育的深度融合[J].中國大學教學，2014（11）：35-37.

[5] 張鐵強.基于學科競賽的創新人才培養模式研究[J].長春理工大學學報，2011（11）：87-88.

[6] 彭昱忠，元昌安，寧英烈.地方高校培養拔尖應用創新型人才的有效新途徑[J].實驗室研究與探索，2016（9）： 185-190+245.

[7] 王巨克，羅學剛，王楠，等.依托高校省部級重點實驗室培養本科生科研能力[J].中國輕工教育，2012（2）：66-68.

[8] EMILY E，ANDROMACHI T.Evaluation of the UKD.A.R.E.primary programme[J].Drugs：Education， Prevention and Policy，2019（3）：238-249.

[9] MARIE J. A scientific approach in the assessment of the school-based part of the teacher education programme in Sweden[J].Journal of Curriculum Studies，2019（3）：420-436.

[10] 羅照華，楊宗鋒，黃忠敏，等.火成巖成因與“巖石學”教學問題[J].中國地質教育，2009（3）：105-110.

[11] 賴紹聰.“巖石學”系列課程建設的改革與探索[J].高等理科教育，2004（3）：58-60.

[12] 李旭平，房慶華，樊愛萍.也談“巖石學”課程教學與改革[J].中國地質教育，2008（3）：82-85.

[13] 李強，趙少卿，董歡.礦床學課程研究性教學改革與實踐[J].大學教育，2020（3）：68-70.

[責任編輯：龐丹丹]