變質巖巖石學實驗課程教學改革探索

李 亮

(1.河北地質大學 河北省戰略性關鍵礦產資源重點實驗室，河北 石家莊 050031；2.河北地質大學 地球科學學院，河北 石家莊 050031)

1 引言

變質巖是變質作用中形成的巖石，是地殼重要組成部分，據統計變質巖占地殼總體積達27.4%[1～3]。“變質巖巖石學”是一門以變質巖為研究對象的學科，是地質學相關專業本科生基礎課之一。學生通過對這門課程的學習，一方面掌握變質作用相關概念、常見變質巖基本特征和變質巖研究方法，另一方面培養了應用變質巖理論知識去解決科學研究及生產工作中實際問題的能力。“變質巖巖石學”課程通常涵蓋理論課和實驗課兩部分內容，理論課主要教學內容是變質巖和變質作用相關的概念和基本原理；實驗課主要教學內容是學生通過對變質巖手標本和巖石薄片的觀察，加深對變質巖基本特征的理解。河北地質大學2018年本科生培養方案修訂后，將本門課程的實驗課設為單獨的一門新課程，即變質巖巖石學實驗，課程代碼為213797S，課時由原20學時增加至24學時，1.5學分。在新培養方案指導下，教學工作亟待在課程教學內容、教學方法和考核方式進行教學改革探索。筆者通過近些年的教學經驗和實踐，探索出較為適合我校變質巖巖石學實驗課程的教學新思路，為本門課程的建設和課程體系的完善提供借鑒。

2 優化課程內容

教學內容在一定程度上影響教學質量，設置實驗課程內容時應緊密圍繞理論課知識點，同時要達到拓展學生知識面、培養應用人才的目標[4～6]。變質巖巖石學實驗課程的教學內容包括驗證性實驗和綜合性實驗。驗證性實驗占本門課程70%～80%課時，課程內容是讓學生觀察、學習和掌握具體變質巖基本特征，并完成相應的實驗報告；驗證性實驗課在課程內容設計中要考慮到講授的變質巖應具備普遍性、前沿性和應用性的特點，故在課程內容設計中優選區域變質巖類[7]，如富鋁系列變質巖(云母片巖和富鋁片麻巖)和基性系列變質巖(綠片巖、斜長角閃巖和基性麻粒巖等)，這些區域變質巖分布廣泛且研究程度相對較高，同時能與學生后續填圖實習和生產實習內容緊密聯系(表1)。自然界中變質巖種類繁多，一些在特殊(極端)變質條件下形成的變質巖或過渡類型的變質巖，將不列入本門課程的教學中。

表1 河北地質大學“變質巖巖石學實驗”驗證性實驗課教學內容一覽

綜合性實驗以培養學生能力為主，學生對有限的課堂內容進行拓展，這類實驗課內容的設計緊密圍繞科學研究及生產工作的要求，主要課程內容包括2部分：一是講授變質巖鑒定報告編寫規范；二是考查學生對變質巖的綜合鑒定能力。總結以往的教學經驗，筆者發現很多學生能夠較好的掌握變質巖的基本特征，但學生實驗報告的完成情況非常不樂觀，主要出現文字表述邏輯性差、巖石特征描述不到位及巖石顯微素描圖未能反映巖石特征等一系列問題。學生在系統學習了變質巖鑒定報告編寫規范后，以上問題得以改善，實驗報告質量顯著提高。對未知變質巖綜合鑒定的熟練程度是考查學生掌握變質巖巖石學實驗課知識點的最有效途徑。綜合鑒定課中的變質巖手標本和巖石薄片均未標注巖石名稱，學生基于驗證性實驗課所學到的知識點，通過觀察變質巖基本特征來確定巖石名稱，并完成相應的鑒定報告。這與驗證性實驗課完全不同，學生在綜合鑒定的過程中能夠加深對知識點的理解和掌握，同時能夠培養學生獨立思考和解決問題的能力[8]，為后續的科學研究和生產工作奠定基礎。在教學改革過程中，考查學生對變質巖的綜合鑒定能力成為本門課程十分重要的考核方式。

此外，雖然本門課程增加了4學時，但考慮到以往教學內容過于緊湊，在本次教學改革過程中并沒有增加新的教學內容。將“特征變質礦物”課時由2學時增至4學時，礦物是組成巖石的基本單位，讓學生充分認知變質巖中的常見造巖礦物和特征變質礦物，才能保證后續課程的良好教學質量。增加了一次復習課，教學方式以答疑為主，復習課可以掃清學生本門課中存在的知識盲點，同時教師為學生解答實驗報告中存在的各種問題。

3 改革教學方法

改善教學方法的最終目的是為了調動學生學習的積極性，使學生能夠快速、準確的掌握知識點[9]。教學過程中師生之間互動是十分重要的[10]，對于實驗課而言，課堂上的師生互動討論更是非常有效的教學方法。以往的“灌輸式”教學方法師生之間互動有限，教師無法深入了解學生在知識點獲取過程中的難點與盲點，學生只能被動的接受知識，無法提高創新意識和能力[11～13]。筆者在本次教學改革過程中，在充分備課的前提下，為每次實驗課精心設計師生互動討論話題。例如：在鈣質系列變質巖教學過程中，學生將觀察學習3種不同類型的大理巖手標本，其顏色分別為白色、粉紅色和綠色，為學生設計的互動討論題目為:①3種大理巖手標本顏色不同的原因；②除顏色外，找出3種大理巖其他不同的巖石特征；③裝修時所用到的大理石板材與大理巖之間是怎樣的關系。帶著問題去觀察、去學習，這使學生在課堂的主動性增強。學生通過查閱教材和小組討論，學生代表分別闡述各自的觀點和論據后，教師對課堂討論題及相關知識點進行深入解析并給出正確解答。

在互動教學工作中，互動討論話題是課程的重要依托。在設計討論話題時既不能偏離課程主要知識點，又要抓住學生注意力，調動學生積極思考和學習的熱情[14]，因此互動討論話題的設計是需要技巧的，話題之間也需要層層滲透。第一個互動討論話題在設計時要涉及基本概念或基礎知識，即為“送分題”，因為不能一開始就把學生難住，這樣非常不利于學生繼續思考與互動；接下來的互動討論題要圍繞課程的重點和難點設計，如上文所述，改善教學方法的初衷是讓學生掌握知識點；在教學工作中，筆者發現學生對科學研究和生產工作相關的互動討論話題十分感興趣，因此每節課最后的互動討論題均設定與科學研究和生產工作相聯系，這樣在拓展學生知識點的同時，也讓學生提前了解課程知識點在今后科學研究和生產工作中的實際作用。

4 改革考核方式

作為一門獨立的課程，變質巖巖石學實驗需要建立完善、嚴格的考核方式。以往的變質巖課程期末試卷以考查理論知識點為主，涉及實驗內容較少；從實驗課堂聽講狀態及實驗報告完成情況來看，學生對實驗課不夠重視，導致實驗課完全達不到鞏固知識點、拓展知識面的目的。考核方式改革過程中，既要考慮到充分調動學生學習的積極性和主動性，又不能讓學生機械式、搬運式的學習，因此課程考核要提高平時考核成績占比，保證學生課堂實驗報告的質量。筆者認為期末成績由30%平時考核成績和70%期末考試成績構成是較為合理的。將課堂出勤、發言討論及實驗報告成績等納入平時考核成績，同時也可以避免學生死讀書或考前臨時抱佛腳等情況[11]。期末考試的形式與傳統課程閉卷試題考試有所不同，本門課程考查的是學生對變質巖手標本和巖石薄片的綜合鑒定能力。試題庫由常見的變質巖手標本和巖石薄片構成，這些變質巖均為驗證性實驗的教學內容(表1)，學生分別隨機抽選變質巖手標本和巖石薄片并完成對應的綜合鑒定報告，2份報告各占期末考試總成績的50%。隨機抽樣的考試形式在一定程度上能夠確保學生整個學期的學習狀態，同時也能掃除學生的僥幸心理。

5 結論

變質巖巖石學實驗作為一門實踐性較強的實驗課程，涉及知識點較多，應當受到各地質類院校及地質學相關專業教學的重視。本文教學改革的探索是在河北地質大學新本科生培養方案指導下進行的，在課程設置、教學方法和考核方式進行了教學改革，并初步取得了較好的教學效果：①在保證教學質量前提下，新設變質巖巖石學實驗課程能夠依據本科生培養計劃開展教學活動，并順利完成，學生能夠融入課堂并掌握知識點；②學生課堂學習更加積極，能主動發現問題、思考問題和解決問題，學生自主探究、合作性學習得到發揮，體現“以學生為中心”的課程理念；③針對河北地質大學資源勘查工程專業，專業認證中課程目標指標點達成度連續兩年保持在0.80以上，數據顯示本門課程較好達到畢業要求指標點。

然而，此次教學改革工作在探索過程中也受到客觀條件的制約，例如實驗室建設與管理[15]、變質巖標本庫的完善程度以及設置實踐教學內容的依托等。隨著教學工作的不斷推進，結合學生對課程的評價，河北地質大學變質巖巖石學實驗將不斷提高教學質量，完善教學體系。