地學(xué)類實踐課程的“四個融入”

易層 林麗蓉 丁樹文 王昭

摘要 “新農(nóng)科”建設(shè)、“雙萬計劃”“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為高校實踐教學(xué)改革帶來了挑戰(zhàn)和機遇。從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)地學(xué)類實踐課程教學(xué)模式的改革策略入手，探討如何在實踐課程教學(xué)中貫穿“四個融入”的理念，即在內(nèi)容上融入科研進展，在方法上融入信息技術(shù)，在目標上融入課程思政，在載體上融入美育工作。探索改革地學(xué)類實踐教學(xué)的著力點，實現(xiàn)“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，提升教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 地學(xué)類實踐教學(xué);融入;人才培養(yǎng)

中圖分類號 S-01? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）07-0280-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.07.070

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

“Four Integration” of Geosciences Practical Course—A Case Study of Huazhong Agricultural University

YI Ceng，LIN Li-rong， DING Shu-wen et al

（Huazhong Agricultural University， Wuhan， Hubei? 430070）

Abstract The construction of “Neo-Agriculture Education” “ double million plan ” and “Internet + Education” have brought challenges and opportunities to the practical teaching reform in universities. Starting from the reform strategy of the teaching mode of practical course of geology in Huazhong Agricultural University， this paper discussed how to integrate the “four integration” in the teaching of practical course， that is， to integrate scientific research progress in content， information technology in method， curriculum thought and politics in goal， and aesthetic education in carrier. To explore the focus of reforming practical teaching of geology， to realize the transformation from “teaching-centered” to “l(fā)earning-centered”， to stimulate students’ interest in learning， to promote the all-round development of students’ morality， intelligence， physique， aesthetics and labor， and to improve the teaching effect and the quality of personnel training.

Key words Practical teaching of geosciences;Integration;Talent cultivation

2018年，教育部提出“新農(nóng)科”建設(shè)，要運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改革現(xiàn)有的涉農(nóng)專業(yè)，且圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和生態(tài)文明建設(shè)，推進課程體系、實踐教學(xué)、協(xié)同育人等方面的改革，為鄉(xiāng)村振興發(fā)展提供更強有力的人才支撐[1]。2019年，教育部印發(fā)《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》提出，實施一流本科課程“雙萬計劃”，經(jīng)過3年左右時間，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程。2019年政府工作報告明確提出要發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，促進優(yōu)質(zhì)資源共享。

“新農(nóng)科”建設(shè)、“雙萬計劃”“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為高校實踐教學(xué)改革帶來了挑戰(zhàn)和機遇。高等教育進入新時代，教學(xué)目標由能力、素養(yǎng)提升取代傳統(tǒng)知識傳授，教學(xué)理念上更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。高等教育創(chuàng)新迫在眉睫，實踐教學(xué)作為本科教學(xué)的重要組成部分，其改革成效是本科教育教學(xué)改革的重要體現(xiàn)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院面向全校的農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、地理信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境生態(tài)工程5個專業(yè)開設(shè)了地質(zhì)與地貌學(xué)實驗、自然地理學(xué)實驗、土壤與地質(zhì)實習(xí)及自然地理學(xué)綜合實習(xí)4門地學(xué)類實踐課程。教學(xué)團隊立足經(jīng)濟社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的需求和學(xué)校的專業(yè)人才培養(yǎng)目標，積極改革實踐教學(xué)模式，在實踐課程教學(xué)中貫穿“四個融入”的理念，即在內(nèi)容上融入科研成果，在方法上融入信息技術(shù)，在目標上融入課程思政，在載體上融入美育工作，努力打造特色地學(xué)“金課”。

1 內(nèi)容上融入科研進展

2019年印發(fā)的《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》提出“推動科研反哺教學(xué)”。著名科學(xué)家錢偉長曾說：“教學(xué)沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育”。西交利物浦大學(xué)在研究導(dǎo)向型教學(xué)上給其他高校很多啟示[2]。 教學(xué)對科研具有促進作用，同時科研對教學(xué)具有引領(lǐng)作用。教師及時將最前沿的學(xué)術(shù)成果滲透到課堂中，促進系統(tǒng)知識與前沿進展有機融合，可以豐富課堂內(nèi)容、提高學(xué)生的興趣、提升教學(xué)質(zhì)量。

1.1 科學(xué)前沿

認識礦物是地質(zhì)與地貌學(xué)實驗、自然地理學(xué)實驗的重要內(nèi)容之一，實驗課上講到碳酸鹽礦物白云石的成因時，通常是介紹幾種假說。2020年6月，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）李超教授團隊解開了困擾地學(xué)界百年的“白云石之謎”[3]。教學(xué)團隊及時將這一重要進展融入到課堂教學(xué)中，引起了學(xué)生熱烈討論。在介紹金屬礦物赤鐵礦的應(yīng)用時，介紹東北大學(xué)韓躍新教授團隊開發(fā)的先進選礦技術(shù)，該技術(shù)使含碳酸鹽鐵礦石以及鐵品位為15%～20%的排棄廢石成為可利用鐵礦資源，我國可利用鐵礦資源儲量增加數(shù)十億噸[4]，由此引發(fā)學(xué)生關(guān)注國家需求。教學(xué)內(nèi)容中及時引用同領(lǐng)域最新的、重大的科研成果，為課程內(nèi)容注入“新鮮血液”，同時也引導(dǎo)學(xué)生積極探索科學(xué)前沿，設(shè)計創(chuàng)新性實驗項目，促進課堂“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變。

1.2 環(huán)境治理

習(xí)近平總書記在2020年9月科學(xué)家座談會上指出一些地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染、耕地重金屬污染嚴重是當前我國面臨的許多要解決的現(xiàn)實問題之一。國家頒發(fā)實施的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，提出加強影響健康的環(huán)境問題治理，深入開展大氣、水、土壤等污染防治。國家生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、美麗中國、健康中國等重大戰(zhàn)略的實施急需培養(yǎng)大批知農(nóng)愛農(nóng)優(yōu)秀人才。自然地理學(xué)綜合實習(xí)、地質(zhì)與地貌學(xué)實習(xí)面向?qū)W校環(huán)境類專業(yè)學(xué)生開課，環(huán)境保護等教學(xué)內(nèi)容占據(jù)較高比重，教學(xué)過程中加入環(huán)境治理方面的科研進展具有重要意義。湖北省大冶市是學(xué)校地學(xué)類課程的重要實習(xí)點，礦山開采帶來的土壤污染問題異常突出。師生親臨大冶尾礦庫的修復(fù)現(xiàn)場，教師在教學(xué)過程中介紹環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的系列研究成果，與學(xué)生共同探討如何利用生物炭、鈍化劑、植物等技術(shù)修復(fù)礦山污染土壤。實踐教學(xué)中融入身邊科學(xué)問題，幫助學(xué)生更深刻認識國家需求、“卡脖子”問題及專業(yè)地位，并因此建立專業(yè)自信。

2 方法上融入信息技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算的快速發(fā)展，人類進入了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代。近年來，MOOC、智慧教室、虛擬仿真、人工智能等信息技術(shù)被逐漸應(yīng)用于課堂教學(xué)，這些技術(shù)的引用可以讓課堂“活”起來，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和知識圖譜進行重構(gòu)，通過技術(shù)改變教育，是深化本科教育教學(xué)改革的重要舉措。

新冠肺炎疫情是百年一遇的健康危機，給全國乃至世界造成了巨大的危害和損失。它催生了在線教學(xué)的“井噴式”發(fā)展，其規(guī)模之大、范圍之廣、程度之深，都是前所未有的。這無疑是世界高等教育史上的壯舉和全球范圍內(nèi)的首次試驗，意義非常深遠[5]。2020年春季，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)共面向2019級環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)開設(shè)地質(zhì)與地貌學(xué)實驗5個班次、自然地理學(xué)實驗5個班次。2020年暑期，土壤與地質(zhì)實習(xí)、自然地理學(xué)綜合實習(xí)也面臨無法現(xiàn)場開展的難題。教學(xué)團隊積極謀劃、分工協(xié)作、集體備課，改進教學(xué)模式，利用無人機等現(xiàn)場采集素材，錄制微課，種種舉措為云端地學(xué)教學(xué)實習(xí)做足準備。實踐課程能夠首次在網(wǎng)絡(luò)上全程順利進行，并取得良好的教學(xué)效果，得益于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)地學(xué)類課程教學(xué)團隊近年來持續(xù)探索和實踐“互聯(lián)網(wǎng)+課堂教學(xué)、+實驗教學(xué)、+野外實習(xí)、+課外拓展”的“四位一體”教學(xué)模式[6]。團隊結(jié)合信息技術(shù)，開發(fā)了地學(xué)CAI、地學(xué)自習(xí)室、地質(zhì)漫游（包括校園巖石地圖、隨手拍及寶“識”闖關(guān)）等教學(xué)輔助平臺，建立了地學(xué)類系列精品課程。此外，借助北京大學(xué)、同濟大學(xué)等高校共享的地學(xué)虛擬仿真平臺，實現(xiàn)了實踐課程在特殊時期的全網(wǎng)絡(luò)化。

此次疫情暴發(fā)使得線上教學(xué)“獨挑大梁”，讓廣大教師對線上教學(xué)有了更深刻的認識和大量經(jīng)驗積累[7]。地學(xué)類課程內(nèi)容具有時間尺度大、空間尺度廣、動態(tài)演化的特點，學(xué)生無法親自驗證地質(zhì)過程，教學(xué)內(nèi)容高危、不可及。教學(xué)方式上引入動圖、視頻、虛擬仿真等內(nèi)容意義重大。教學(xué)團隊在礦物、巖石、地質(zhì)構(gòu)造、地貌等方面收集了大量的電子素材，在教學(xué)過程中加入相關(guān)視頻等元素輔助教學(xué)，化抽象為具體，使繁雜的內(nèi)容簡單化，提升了教學(xué)效果。同時，教學(xué)團隊考慮到當代學(xué)生離不開手機的特點，積極引入專業(yè)微信公眾號輔助教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如地質(zhì)與地貌學(xué)實驗這一課程在認識礦物及地質(zhì)構(gòu)造方面是重點和難點，教師及時推送《桔燈勘探》等微信公眾號推文，有助于學(xué)生理解;自然地理學(xué)實驗課程涉及地質(zhì)、圈層等內(nèi)容，在教學(xué)過程中列舉《星球研究所》的相關(guān)推文，學(xué)生興趣大大增加[8]。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展給教學(xué)帶來了機遇，“后疫情”時代，教師更加重視在線教學(xué)，重視電子素材的積累。筆者所在教學(xué)團隊注重素材的積累和成果的凝煉，地學(xué)類實驗實習(xí)電子化建設(shè)也在不斷完善。

3 目標上融入課程思政

2020年5月教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)綱要》指出，高校要深化教育教學(xué)改革，充分挖掘各類課程思想政治資源，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。全面推進課程思政建設(shè)，就是要寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，這是人才培養(yǎng)的應(yīng)有之義，更是必備內(nèi)容。課程思政是全國高校思想政治工作質(zhì)量提升工程的重要組成部分，是我國高校人才培養(yǎng)理念的頂層設(shè)計，為構(gòu)建高校課程育人質(zhì)量提升體系提供新視角[9]。實踐課程作為高校本科教學(xué)的重要組成，對深入落實立德樹人根本任務(wù)有著獨特的優(yōu)勢和不可替代的作用。

3.1 家國情懷

2020年春季疫情期間，實驗課程的常規(guī)考核難以實現(xiàn)。教學(xué)團隊結(jié)合學(xué)生長期居家學(xué)習(xí)的現(xiàn)實，以學(xué)生為中心，鼓勵學(xué)生在遵守當?shù)匾咔榉揽匾?guī)定的同時，盡量走出家門，考察家鄉(xiāng)的地質(zhì)地貌、地理環(huán)境、土壤分布等情況，并制作家鄉(xiāng)風(fēng)貌PPT開展線上匯報和交流。與時俱進的考核方式培養(yǎng)了學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、熱愛自然、保護自然的情感，極大提升了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。2020年暑期全國洪澇災(zāi)害頻發(fā)，實踐課程在講到河流的地質(zhì)作用時，除了講授河流的侵蝕、搬運、沉積作用，還呼吁同學(xué)們關(guān)注我們的家園、關(guān)注母親河、關(guān)注河流的開發(fā)與治理。

3.2 人生價值

河流的地質(zhì)作用是地學(xué)類實踐課程的重要內(nèi)容。在講到磨圓度這個概念時，提示學(xué)生河流搬運過程中礫石相互摩擦、碰撞，一般搬運距離越遠的磨圓度越好。由此引發(fā)學(xué)生思考——“人生長河，好好打磨”，啟發(fā)學(xué)生要磨平自己的棱角，學(xué)會包容，才能在人生路上走得更遠。湖北咸寧九宮山是土壤與地質(zhì)實習(xí)、自然地理學(xué)綜合實習(xí)的重要場所，是認識土壤垂直地帶性分布的天然課堂，實習(xí)過程中學(xué)生往返爬行超過2 h山路，在銅鼓包巖壁處看到“登高必自卑”5個字，引導(dǎo)學(xué)生將“讀萬卷書”與“行萬里路”相結(jié)合，領(lǐng)悟做事要扎扎實實，循序漸進，在艱苦奮斗中錘煉意志品質(zhì)。

4 載體上融入美育工作

2019年4月，教育部發(fā)布《關(guān)于切實加強新時代高等學(xué)校美育工作的意見》，為高等學(xué)校開展美育工作提供了根本遵循。2020年9月，習(xí)近平總書記在教育文化衛(wèi)生體育領(lǐng)域?qū)＜掖碜剷险劦剑骸凹訌姾透倪M學(xué)校體育美育，促進學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展。”美育是最基礎(chǔ)的人生觀教育，學(xué)校美育是培根鑄魂的重要工作，大力加強和改進美育教育教學(xué)，對于提高學(xué)生的審美能力和人文素養(yǎng)具有重要意義。美育通過培養(yǎng)人們認識美、體驗美、感受美、欣賞美和創(chuàng)造美的能力，從而使人具有美的理想、美的情操、美的品格和美的素養(yǎng)[10]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)一直重視美育工作，學(xué)校堅守育人品性、學(xué)術(shù)品貌、文化品位，力推校園文化活動由數(shù)量型向品質(zhì)型轉(zhuǎn)變，由展示型向參與型轉(zhuǎn)變，由娛樂型向涵育型轉(zhuǎn)變，由品牌型向常態(tài)型轉(zhuǎn)變，更加關(guān)注人的需求、重視人的參與、啟迪人的成長，注重學(xué)生審美情趣的培養(yǎng)，達到啟思、益智、怡情的效果。實踐教學(xué)是育人的重要環(huán)節(jié)之一，地學(xué)課程教學(xué)團隊在實驗室文化建設(shè)、課堂知識點美學(xué)挖掘等方面開展了較好的美育實踐。

4.1 實驗室地學(xué)文化建設(shè)

課程教學(xué)團隊充分利用實驗室空間結(jié)構(gòu)，合理分配空間權(quán)重，對地質(zhì)與地貌學(xué)實驗室進行了多層次立體化建設(shè)。從實驗載物臺、展示櫥窗、圖版墻、巖石文化墻以及多媒體教學(xué)系統(tǒng)5個方面對實驗教學(xué)場所進行了建設(shè)，形成了前端有多媒體教學(xué)系統(tǒng)，中間為實驗載物臺，左側(cè)圖板墻和標本展示櫥窗上下分割，后端有巖石文化墻襯托文化底蘊的環(huán)繞立體式實驗環(huán)境[11]，為學(xué)生學(xué)習(xí)地學(xué)知識、提高地學(xué)實驗技能提供了良好的平臺，同時傳播了地質(zhì)文化、提升了學(xué)生的審美情趣。

4.2 課堂知識點美學(xué)挖掘

土壤和巖石是農(nóng)業(yè)高校地學(xué)課程重要的知識點。若采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大，較少主動觀察、鑒別，原因是較多學(xué)生認為所學(xué)對象太“土”、太“臟”。對此，教學(xué)團隊更新思路，賦予土壤和巖石美的定義。如在介紹高嶺土?xí)r，強調(diào)它是制作瓷器的原料，著名的瓷器之都景德鎮(zhèn)是因為富含優(yōu)質(zhì)的高嶺土而名揚海內(nèi)外。又如介紹石英、石墨時，教師會展示水晶、鉆石等標本或珠寶圖片，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，強調(diào)它們之間的聯(lián)系。學(xué)生從排斥到欣賞再到享受，最后尋覓。在講授地貌形成與演化時，結(jié)合古詩詞以及視頻動畫等，與學(xué)生一起探索景觀形成的奧秘，討論景觀的自然審美特征，探討景觀的人文價值內(nèi)涵，共同開啟心境與文化之旅。如在講解斷裂構(gòu)造時，引用“峰頭天一線，名符一線天。不從此中出，焉知天地寬”這一詩詞，使學(xué)生了解一線天這種斷裂構(gòu)造的特征;又如在講解河流的地質(zhì)作用過程中，引用“嶺樹重遮千里目，江流曲似九回腸”這一詩句，形象生動地說明河流蛇曲的特點。借用詩詞，引導(dǎo)學(xué)生從全新的角度認知事物，給學(xué)生帶來美的感受。在教學(xué)中將課程內(nèi)容中蘊含的美學(xué)元素展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、欣賞美、提升審美能力，可以極大地提升教學(xué)效果[12]。 地學(xué)課程+美育教學(xué)，讓學(xué)生掌握科學(xué)知識的同時具備一定的地學(xué)審美能力，從此地學(xué)審美的種子在心中生根發(fā)芽。

5 結(jié)語

地學(xué)類實踐課程教學(xué)通過融入科研進展、信息技術(shù)、課程思政和美育工作，實現(xiàn)了“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，提升教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。新時代本科教學(xué)呼喚教學(xué)革命，實踐教學(xué)理應(yīng)求新求變，以適應(yīng)新時代的人才培養(yǎng)需求。

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