地質(zhì)工程專業(yè)課程教學(xué)思考與改革*
——以“礦物學(xué)”課程為例

劉愛平 董發(fā)勤 黃金川 孫仕勇 李旭娟 孫紅娟 侯蘭杰

（西南科技大學(xué) 四川綿陽 621010）

引言

地質(zhì)工程是研究地質(zhì)問題，并利用工程手段來解決問題的一門科學(xué)。我校地質(zhì)工程本科專業(yè)已有四十多年的辦學(xué)歷史，為國家特色專業(yè)（2010年）、四川省一流專業(yè)（2019年）。“礦物學(xué)”是我校地質(zhì)工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的專業(yè)核心課程，共56學(xué)時(shí)。其中，實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí)，在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要的地位，是學(xué)習(xí)“巖石學(xué)”“工程地質(zhì)學(xué)”“礦床學(xué)”“應(yīng)用礦物學(xué)”等后繼專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

一、“礦物學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)

1.教學(xué)內(nèi)容

按人才培養(yǎng)方案和大綱要求，“礦物學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容包含了結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)通論和礦物學(xué)各論三部分內(nèi)容。

2.課程特點(diǎn)

“礦物學(xué)”課程是一門集抽象與具體、微觀與宏觀于一體，既有微觀、抽象的教學(xué)內(nèi)容（結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)和晶體化學(xué)理論），又有宏觀、具體的礦物實(shí)物（礦物實(shí)物標(biāo)本）；既有難于想象和理解的內(nèi)容，又有需要識(shí)記的諸多知識(shí)點(diǎn)；既有基本理論知識(shí)，又有簡單應(yīng)用（方法、技能）和綜合能力訓(xùn)練的環(huán)節(jié)（礦物鑒定）。

二、“礦物學(xué)”課程建設(shè)發(fā)展歷程和教學(xué)團(tuán)隊(duì)

1.“礦物學(xué)”課程建設(shè)發(fā)展歷程

“礦物學(xué)”是地質(zhì)工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是學(xué)位課程。該課程是2005年西南科技大學(xué)批準(zhǔn)的校級(jí)精品課程，也是環(huán)境與資源學(xué)院批準(zhǔn)建設(shè)的全過程考核改革課程。2017年和2019年課程團(tuán)隊(duì)教師申請(qǐng)并立項(xiàng)兩項(xiàng)圍繞該課程的校級(jí)教改項(xiàng)目，2021年立項(xiàng)為西南科技大學(xué)課程思政示范課程建設(shè)項(xiàng)目。

2.“礦物學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)

目前，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)共6位老師，其中教授2人、副教授1人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師1人，講師2人。教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師個(gè)人獲得多項(xiàng)和教學(xué)相關(guān)的獎(jiǎng)項(xiàng)或榮譽(yù)，其中國家級(jí)3人/次、校級(jí)7人/次。

三、“礦物學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題

目前“礦物學(xué)”課程教學(xué)中存在的主要問題有以下幾個(gè)方面。

1.部分學(xué)生學(xué)習(xí)和生活目標(biāo)不明確

除對(duì)自己的大學(xué)學(xué)習(xí)和生活有較明確的規(guī)劃學(xué)生之外，其他學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)和生活目標(biāo)是模糊的，估計(jì)這部分學(xué)生對(duì)自己大學(xué)生活準(zhǔn)備如何度過是沒有認(rèn)真思考過的。

2.部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力有待提高

由于學(xué)習(xí)和生活目標(biāo)不明確，所以造成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力較弱。從期末匿名問卷調(diào)查結(jié)果可以看出，相當(dāng)部分學(xué)生希望教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的監(jiān)管，通過加強(qiáng)平時(shí)提問頻率、檢測次數(shù)來督促學(xué)生課后復(fù)習(xí)。這說明學(xué)生對(duì)教師的監(jiān)管有較大的依賴性，自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力都有待提高。

3.部分學(xué)生空間想象能力較弱

結(jié)晶學(xué)的教學(xué)過程中涉及的空間概念多，內(nèi)容抽象，對(duì)學(xué)生的空間想象能力、抽象思維能力提出較高的要求。有些同學(xué)的空間概念極強(qiáng)，在教師講授的過程中能夠做到將文字表述內(nèi)容同步轉(zhuǎn)換成幾何圖形或三維模型。有些同學(xué)在教師結(jié)合模型，反復(fù)操作還是一頭霧水。比如，旋轉(zhuǎn)反伸軸。

4.教師教學(xué)理念有待更新

教師對(duì)教學(xué)相關(guān)新理念學(xué)習(xí)不夠或者說不夠系統(tǒng)、不夠深入。比如，“OBE理念”[1]“以本為本”[2]“三全育人”[3]和“課程思政”[4]等，大家都知道，但對(duì)于其具體內(nèi)容不一定都知道，具體如何來實(shí)現(xiàn)也不一定都認(rèn)真思考過。所以，需要加強(qiáng)教師新教學(xué)理念的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，提高教師“立德樹人”的意識(shí)和能力。

四、“礦物學(xué)”課程教學(xué)改革的思考與實(shí)施

針對(duì)“礦物學(xué)”課程教學(xué)中存在的上述四個(gè)主要問題，教師通過認(rèn)真思考、培養(yǎng)學(xué)習(xí)、教學(xué)研討、教學(xué)改革等，目前在課程教學(xué)中主要做了如下具體工作。

1.幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)和生活的目標(biāo)

對(duì)于學(xué)習(xí)和生活目標(biāo)不明確這一個(gè)問題，其實(shí)解決起來難度挺大，甚至可以說不可能解決或者用解決這個(gè)詞本身就是不合適的。教師需要“潛移默化”地提醒和引導(dǎo)，目的是在一定程度上能夠讓學(xué)生意識(shí)到明確目標(biāo)的重要性，并愿意思考這個(gè)問題。具體做了以下幾個(gè)方面的工作。

（1）前期工作

首先，教師在上課前與班主任、輔導(dǎo)員溝通，了解年級(jí)整個(gè)學(xué)習(xí)狀態(tài)和各班級(jí)特點(diǎn)。了解哪些學(xué)生高度自覺、自律，哪些學(xué)生極其被動(dòng)、消極，處于中間狀態(tài)的占多少，等。

然后，在第一次授課時(shí)做問卷調(diào)查，按優(yōu)、良、中及無所謂讓大家選擇，為保證數(shù)據(jù)真實(shí)采用匿名進(jìn)行，如采用實(shí)名進(jìn)行，但數(shù)據(jù)可能會(huì)不完全真實(shí)。教師可以根據(jù)匿名調(diào)查結(jié)果了解學(xué)生對(duì)該課程的總體學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師可以根據(jù)匿名調(diào)查結(jié)果對(duì)選擇中及以下的學(xué)生先有個(gè)印象。作者對(duì)地質(zhì)工程專業(yè)2020級(jí)和2021級(jí)兩屆學(xué)生進(jìn)行不同方式的問卷調(diào)查，具體結(jié)果如表1：

表1 “礦物學(xué)”課程學(xué)習(xí)目標(biāo)調(diào)查結(jié)果

從數(shù)據(jù)來看，個(gè)人認(rèn)為匿名方式更能反映學(xué)生的真實(shí)想法，同時(shí)教學(xué)班之間還是有一定的差別。

（2）確定重點(diǎn)幫助對(duì)象

結(jié)合前期工作，對(duì)需要重點(diǎn)關(guān)注或者監(jiān)管的學(xué)生做到心里有數(shù)，并在教學(xué)過程中重點(diǎn)關(guān)注，多加鼓勵(lì)。但一定要注意方式方法，不可因?yàn)檫^度關(guān)注引起學(xué)生反感，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。

（3）適時(shí)引導(dǎo)

在教學(xué)過程中，教師通過“潛移默化”“潤物無聲”方式，灌輸明確大學(xué)生活和學(xué)習(xí)目標(biāo)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)自己人生目標(biāo)和定位的思考。在課程期末考核結(jié)束后，再進(jìn)行一次綜合問卷調(diào)查，包括對(duì)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)（同前面那次）與自己的行動(dòng)是否一致、學(xué)習(xí)效果自我評(píng)價(jià)、大學(xué)生活評(píng)價(jià)、教學(xué)意見、興趣特長、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、底線意識(shí)等方面進(jìn)行綜合調(diào)查，提醒和引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)人生的思考，注重全面發(fā)展，樹立正確三觀。

2.提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力

通過上述采取的措施，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)自己人生目標(biāo)和定位的思考，幫助學(xué)生明確奮斗目標(biāo)。尤其是在教學(xué)過程中，通過“潛移默化”“潤物無聲”等方式融入思政元素，取得了較好的效果。

（1）擺明立場

對(duì)學(xué)生提出每次課做一次小檢測、三次課做一次大檢測的建議，明確告訴學(xué)生，我們也知道這樣做期末考試成績肯定會(huì)有明顯的提升，但不是我們想要的結(jié)果。“教書育人”的根本任務(wù)，不是通過這樣的方式來實(shí)現(xiàn)的。就課程教學(xué)本身來說，目的也不是要求每位學(xué)生都要達(dá)到優(yōu)秀，允許學(xué)生有自己定位或要求，分層教學(xué)才是最科學(xué)、合理的。

（2）明確幫助對(duì)象、加強(qiáng)交流

通過調(diào)查和交流，尊重學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的定位或目標(biāo)，學(xué)生選擇中，肯定有他的理由，只要教師坦誠和學(xué)生交流，學(xué)生會(huì)說出自己的真實(shí)想法。比如，有學(xué)生直接說我準(zhǔn)備轉(zhuǎn)專業(yè)，所以只要求能夠拿到學(xué)分就行，也有學(xué)生會(huì)說自己對(duì)分?jǐn)?shù)并不在意，也沒想保研，只想留出更多的時(shí)間來發(fā)展自己的興趣愛好。

對(duì)明確表示準(zhǔn)備轉(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生，我們表示理解，提醒他轉(zhuǎn)專業(yè)也一定要認(rèn)真學(xué)，成績越好轉(zhuǎn)走的可能性會(huì)越大。同時(shí)，明確告知學(xué)生，站在教師角度不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)專業(yè)就降低對(duì)他的考核要求，需要通過自己的實(shí)力來通過考核。以往交流過的學(xué)生都是很開心地保證一定努力學(xué)好。因?yàn)樗南敕ǖ玫阶鹬睾屠斫猓挥迷儆行睦砩系呢?fù)擔(dān)，能夠更愉悅地投入到后面的學(xué)習(xí)。

對(duì)不在意分?jǐn)?shù)的學(xué)生，只要有明確的興趣、特長和奮斗方向的，可尊重他們的定位，幫他們做好大學(xué)生活和學(xué)習(xí)的規(guī)劃，同樣要讓他們把握好度，明確要通過考核就要憑自己努力達(dá)到要求。

真正需要教師重點(diǎn)幫助的是對(duì)成績沒什么要求，又沒什么特長、想法和目標(biāo)的學(xué)生。轉(zhuǎn)變這部分學(xué)生想法也是最難的。這是有效溝通的前提，在這個(gè)基礎(chǔ)上加強(qiáng)交流，相互理解。

（3）加強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度

在“礦物學(xué)”教學(xué)過程中，采用多種方式，加強(qiáng)學(xué)生的參與度，具體有課前準(zhǔn)備（實(shí)驗(yàn)課）、晶體模型制作、上次課內(nèi)容回顧、作業(yè)評(píng)講、小組討論、綜合作業(yè)匯報(bào)（生講生評(píng)）、課堂總結(jié)（實(shí)驗(yàn)課）。

事實(shí)表明，學(xué)生在這些環(huán)節(jié)表現(xiàn)出較高的積極性和主動(dòng)性。

3.加強(qiáng)學(xué)生空間想象能力的訓(xùn)練

為提高學(xué)生空間想象能力，采用的主要具體方法有以下幾點(diǎn)。

（1）晶體模型的應(yīng)用

比如，在空間格子部分，借用實(shí)驗(yàn)室各種晶體結(jié)構(gòu)模型來進(jìn)行；在晶體對(duì)稱操作和對(duì)稱要素部分，借用各種晶體理想結(jié)晶模型來進(jìn)行，尤其是在旋轉(zhuǎn)反伸軸的介紹時(shí)，必要時(shí)進(jìn)行重復(fù)操作和講解。同時(shí)，在講授過程注意引導(dǎo)，并留出學(xué)生思考的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立分析。

（2）晶體結(jié)構(gòu)軟件的應(yīng)用

為了幫助學(xué)生提高空間想象能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)晶體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的理解，引入晶體結(jié)構(gòu)軟件-Diamond軟件，提供給學(xué)生各大類主要礦物種的晶胞參數(shù)（.CIF文件）。

通過調(diào)查90%以上的學(xué)生認(rèn)為通過該軟件的應(yīng)用，對(duì)自己的空間想象能力和對(duì)礦物微觀結(jié)構(gòu)的理解均有大的幫助。

4.提高教師“立德樹人”的意識(shí)和能力

育人者先育己，團(tuán)隊(duì)教師主要通過積極參加相關(guān)理論學(xué)習(xí)、教學(xué)研討、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)反思等來實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念和能力提升。理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要包括高校教育相關(guān)政策、新的教學(xué)理念等，如“OBE理念”、地質(zhì)類專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》、一流課程建設(shè)（教育部高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心）、課程思政（教育部高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心）等。通過多次較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)教師在“立德樹人”的意識(shí)和能力均有明顯提高。

五、實(shí)施效果

1.課程考核結(jié)果

“礦物學(xué)”課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)連續(xù)三年（2018-2020級(jí)）平均達(dá)成度見表2。

表2 “礦物學(xué)”課程連續(xù)三年平均達(dá)成度

由表2可以看出，連續(xù)三年“礦物學(xué)”課程理論和實(shí)驗(yàn)課程達(dá)成度均遠(yuǎn)超過目標(biāo)達(dá)成度，說明教學(xué)改革取得了預(yù)期的效果。

2.學(xué)生評(píng)教

學(xué)生對(duì)教師教學(xué)評(píng)價(jià)均在90分以上，平均92.1分。

六、持續(xù)改進(jìn)

今后主要改進(jìn)的方面主要有以下幾點(diǎn)。

1.學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力方面

學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力還有待繼續(xù)提高。建議嘗試分層教學(xué)，因材施教。

2.學(xué)生參與課程教學(xué)的方式

創(chuàng)新更多的具體參與方式，讓學(xué)生在教學(xué)過程中發(fā)揮更積極的作用。

3.課程目標(biāo)的考核評(píng)價(jià)方式

創(chuàng)新更多的具體考核方式，尤其是課程思政目標(biāo)的考核。

4.教師方面

堅(jiān)持課程團(tuán)隊(duì)教師的理論學(xué)習(xí)、研討，繼續(xù)提高“育人”意識(shí)和能力。