問題教學法在礦產勘查學課程教學中的應用

曹毅 王功文

［摘 要］教學方法改革是高等教育教學改革的一個重要方向。礦產勘查學課程是全國資源勘查工程專業的主干專業課程，其教學質量是國家高素質勘查技術人員培養的重要保障。針對該課程涉及知識面廣、內容枯燥抽象、概念及術語多等特點，教師在教學過程中有針對性地運用了問題教學法，提高了學生的學習興趣以及發現問題、處理問題和解決問題的能力，取得了良好的教學效果。

［關鍵詞］礦產勘查學；問題教學法；教學質量；教學方法

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）11-0068-03

教學質量是高校的生命線，提高教學質量是高等教育永恒的主題，也是目前高等教育改革的最終目標[1-2]。與中小學教學不同，大學教學會在有限的課時內將大量知識講授給學生。而傳統教學通常重視“教”而輕視“學”，課堂上以教師講解為主、互動為輔，而且教師多以講得細、講得透、講得全面為目標[3]。這種重視知識傳授而輕視能力培養的教學方式導致學生形成了過分依賴課堂教學的習慣，缺乏主動學習的激情，實踐能力和創新能力不足[3]。與此同時，這種“填鴨式”教學也會導致學生學習興趣下降，特別是對一些知識面廣、內容抽象、知識點繁雜的課程，學生常感到枯燥，難懂難記，失去學習的興趣[4-5]。為了解決這一問題，各高校紛紛開展教學改革，而改革的方向多是由傳統的“以教師講授為主”向“以學生學習為主”轉變，教學過程中要求充分發揮學生學習的主體地位，重視對學生能力的培養[6-7]。

教學方法改革是高等教育教學改革的一個重要方向[2]。合理的教學方法是提高教學質量的重要保障[4-5]。問題教學法是一種以學生學習為中心，以提出問題—分析問題—解決問題為線索，以教師引導為手段的教學方法[8-9]。該教學法將“被動學習”轉變為“主動學習”，充分發揮學生的主體地位，有利于提高學生學習興趣、培養學生的實踐能力和創新能力，進而提高教學質量[8-9]。因此，近年來問題教學法受到國內外教育工作者的重視，并得到廣泛應用[7]。

礦產勘查學是研究礦產形成的地質條件、分布規律、礦體的變化特征和工業礦床勘查理論與方法的一門應用地質學，也是全國資源勘查工程專業本科生的一門主干專業課程[10]。該課程以礦產預測、勘查與評價為中心內容，以提高礦產勘查的地質與經濟效果為目的，培養學生掌握礦產勘查的基本理論（包括礦產勘查的理論基礎、優化準則與戰略決策等）和工作方法（包括礦產勘查各階段工作的基本要求和方法、技術手段、工程的布置與取樣、礦體圈定和儲量計算等）、成礦預測的基本理論與方法（包括控礦因素與找礦標志分析、找礦方法及應用、信息提取與合成、規律總結與靶區優選等）以及資源經濟評價的基本內容和步驟（包括項目選擇、資產評估、風險勘查、礦業經濟、環境保護與綠色礦山等）等內容[10]。由此可見，礦產勘查學課程是資源勘查工程專業本科生職業能力培養的核心課程，其教學質量是國家高素質勘查技術人員培養的重要保障[10]。然而，該課程涉及知識面廣、內容抽象、概念及術語多，學生常感到枯燥、難懂，學習興趣不足[5]。為了提高教學質量，筆者在礦產勘查學課程教學中嘗試了問題教學法，取得了良好的教學效果。

一、問題教學法概述

問題教學法（Problem-based learning， PBL）是由美國實用主義教育家杜威在1896年提出并開始實施的一種教學方法[11]。該教學法是將知識點以問題的形式呈現給學生，讓學生在探索解決問題的過程中熟悉并掌握知識，提升發現問題和解決問題的技能，同時提高自主學習的能力。

問題教學法在實施過程中要求將提出問題—分析問題—解決問題這一線索始終貫穿整個教學過程。教學過程通常分為五個階段[8， 11]：（1）提出問題階段，問題可由教師提出，也可由教師引導學生發現并提出；（2）建立假設階段，該階段主要引導學生結合教學目的對提出的問題進行分析，并提出假設；（3）自主學習階段，學生帶著問題自學教材，收集整理資料，并嘗試解決問題；（4）討論交流階段，先由小組內部討論問題解決方案，再擴大到班級討論；（5）總結階段，教師要先根據討論情況，有針對性地進行講解并引導學生解決問題，最后對教學內容進行簡單清晰的梳理和講解。總的來看，問題的提出是問題教學法的關鍵，而問題的優劣將直接影響到教學效果的好壞。因此，教師在備課過程中應系統梳理課程內容，并針對核心內容提出合適的問題，進而讓學生在解決問題的過程中逐漸掌握課程知識，以達到教學目標。

相對于傳統教學法，問題教學法的優勢在于能夠更加有效地激發學生的自主能動性[12]。從知識的獲得途徑來看，在基于問題教學法開展的教學活動中，學生的學習以問題為導向，以尋找答案、解決問題為目標，以查閱資料、動手測試、分析總結和相互討論為主要學習手段，在解決問題的過程中理解和掌握知識。這種學習完全是一種主動探索式學習，而不是直接從教師講授和課本中被動獲得知識。因此，學生學習的自主性和積極性通常會更高。與此同時，在這一過程中，學生主要是在問題的引導下，通過自己的努力找到問題的答案并獲得知識，由此對知識的理解會更加深刻，并會產生一種主人翁的感覺，進而激發學習的自主性和積極性。需要指出的是，任何教學法都有其優缺點。例如，問題教學法的優勢在于能夠激發學生的自主能動性，發展學生的實踐能力和創新能力，而其缺點在于獲取知識具有一定的零散性和隨機性[12]。與其明顯不同的是，傳統教學法的優勢在于知識的系統性和完整性，而缺點在于學生被動接受知識，積極性不夠，不利于培養學生的實踐能力和創新能力[13-14]。因此，在教學過程中，要根據實際情況將傳統教學法和問題教學法有機結合，充分發揮兩者的優勢，提高教學效果。

二、問題教學法在礦產勘查學課程教學中的實施

本文以中國地質大學（北京）資源工程專業礦產勘查學課程為對象，針對不同內容選擇性地開展了問題教學法的實踐研究。

（一）實施思路

實施過程分為以下步驟。（1）授課教師對礦產勘查學課程內容進行梳理，重點選擇礦產勘查的基本概念、基本理論和基本方法等理論性較強、內容抽象、概念及術語多，學生學習感到枯燥的章節開展問題教學法教學。而對于實踐性較強的內容仍采用傳統教學法進行教學。（2）首堂課時，教師先對課程的基本情況進行介紹，主要包括學習內容、學習形式、學習方法和考核機制。同時將學生分為4～6人的學習小組，確定小組長。（3）教師根據教學內容，特別是重點和難點知識，提出1～3個相關問題。問題的難易程度要符合學生的實際學習水平與認知水平，同時問題要有一定的吸引力，能調動學生的學習興趣。（4）由學習小組自主選擇問題，并開展自主學習，以教材學習為主，同時允許學生上網查找資料，學習時間控制在課堂時間的三分之一以內。（5）自主學習結束后，首先在學習小組內部討論，優化解決方案。然后進行班級討論。班級討論時，以學習小組為單位，選派代表向全班學生講解問題解決方案（為防止部分學生逃避學習，隨機選派代表），其他成員可以補充講解。然后由教師和其他學生提出疑問，并展開討論。這一部分約占課堂時間的三分之一。對于難度較大的或開放型的問題，可適當延長學習時間，將自主學習和組內討論放在課后進行，班級討論和總結放到下堂課上進行。（6）由教師進行總結，引導學生優化解決方案，并對本章知識進行梳理和講解。這一部分約占課堂時間的三分之一。

（二）應用案例

【案例一】以勘查工程系統一章為例，該部分（特別是工程布置相關內容）內容抽象、知識點繁雜，學生學習時常感到枯燥。在教學過程中，我們針對工程布置內容向學生提出以下問題：（1）準備在某銅礦化區布置勘查工程，目的是基本查明該區主要礦體的形態、產狀、連續性等地質特征和開采條件（礦區資料已提供給學生），那么如何確定工程的總體布置形式？（2）如何確定工程間距？針對第一個問題，教師引導學生學習工程總體布置形式的基本概念和分類、決定工程布置形式的主要因素等內容，同時引導學生整理分析資料，探索最優方案。這一學習過程在于培養學生的自學能力和解決問題能力。針對第二個問題，教師引導學生學習工程間距的含義及表達形式、礦床勘查類型的確定方法及需要的素材，同時復習礦產勘查階段等相關知識。隨后，教師引導學生結合礦區資料完成該銅礦化區工程總體布置設計圖和設計勘探線剖面圖。這一過程在于培養學生的綜合分析能力。完成自學和學習小組討論后，選派一名學生向全班學生展示工程總體布置設計圖和設計勘探線剖面圖，并依據這兩張圖講解其確定工程總體布置形式和工程間距的過程。這一過程在于培養學生的綜合素質，特別是邏輯表達能力。最后，由教師進行總結，指出優缺點，梳理講解知識點，強化學生認識。

【案例二】以儲量計算一章為例，該部分內容概念較多，容易混亂。在教學過程中，我們向學生提出以下問題：已知儲量計算公式為P=Q×C，Q = V×D，其中，P為金屬儲量，Q為礦石量，C為礦石平均品位，V為礦體體積，D為礦石的平均體重；同時給出某銅礦床的勘探線剖面圖，以及鉆孔、探槽、穿脈等工程的化探分析資料。根據以上資料如何獲得該礦床中銅的儲量？針對這一問題，教師可以引導學生，要獲得銅的儲量，首先，要確定礦石平均品位、體積和平均體重，這時學生可以先查閱教科書學習礦石品位和體重的基本概念與獲取方式。然后，再引導學生要獲得礦石的平均品位，就要先圈出礦體，這時學生需要學習礦體圈定的參數（如邊界品位、工業品位和最小可采厚度等）和基本方法（如直接法、中點法和自然尖滅法等）。等學生獲得礦石平均品位和體積后，教師可引導學生對比計算結果（一般會出現多種答案），尋找原因（特別提醒學生圈定礦體時要注意邊界品位、最小可采厚度、夾石剔除厚度和工業米百分率等參數的應用），并進行總結。隨后，教師進一步引導學生將不規則形狀的礦體轉換成多個規則形狀的礦體并進行礦體體積計算和儲量計算。完成自學和學習小組討論后，選派一名學生向全班學生展示其儲量計算過程及結果，特別是礦體圈定過程。最后，由教師總結，指出優缺點，梳理講解知識點，強化學生認識。在這一章的教學過程中，教師以問題為引導，讓學生在解決問題的過程中循序漸進地學習并掌握儲量計算的相關知識。

三、實施效果

通過與傳統教學模式對比，筆者發現在礦產勘查學課程教學過程中選擇性地實施問題教學法后，教學質量明顯提高，具體體現在以下方面。（1）學生學習興趣明顯提高。實施問題教學法后，學生睡覺、玩手機、看課外書等現象在課堂上基本消失，同時學生學習專注度明顯提高。（2）學生綜合素質得到提高。學生之間以小組為單位進行學習和討論，這不僅培養了學生的團隊精神，還鍛煉了學生的語言表達交流能力。特別是一些平常不愛說話的學生，通過一段時間的鍛煉后，也積極參與到小組討論中。另外，學生的團隊榮譽感也明顯提高。一些學生以前對于學習好壞沒什么感覺，但通過小組學習和討論后，學習勁頭越來越大，團體榮譽感不斷增強。（3）自主學習能力明顯提升。為檢驗學生的自學能力，課程組在期末試卷中特意增加了一道課堂上未講但要求學生自學的相關試題，結果發現，多數學生都能給出相對合理的分析過程和答案。（4）培養了學生的創新能力。在教學過程中，部分學生不僅完成了教師提出的問題，還聯想和提出了其他相關問題，并給出了合理的解決方案。此外，通過成績對比我們發現，在選擇性地實施問題教學法后，學生礦產勘查學課程的成績較往年明顯提高，特別是優秀率提高明顯。

四、結論

課程組針對礦產勘查學課程涉及知識面廣、內容抽象、概念及術語多等特點，在教學過程中選擇性地嘗試了問題教學法，取得了良好的教學效果。經對比研究發現，將問題教學法應用于礦產勘查學課程教學中，不僅提高了學生學習的興趣，還使學生在學習知識的同時提高了綜合素質以及發現問題、處理問題和解決問題的能力，培養了學生的自主學習能力和創新能力，進而促進了學生思維的發展。這也進一步表明，問題教學法對于提升地學類專業課程的教學質量具有積極作用。雖然問題教學法在礦產勘查學課程教學過程中取得了良好的效果，但在使用時教師還應注意對教學內容進行充分的研究、梳理和提煉，然后選擇合適的教學內容，運用問題教學法開展教學，否則會使教學效果大打折扣。

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［責任編輯：劉鳳華］