以學(xué)生為中心的地層學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：為了提高地質(zhì)學(xué)和資源勘查工程本科地層學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量，對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐及課程考核等進(jìn)行了改革和探索，并取得一些成果。在教學(xué)內(nèi)容上注重理論與野外實(shí)踐和科學(xué)研究實(shí)踐相結(jié)合，同時挖掘與課程相關(guān)的思政內(nèi)容，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀；在教學(xué)方法上注重提高學(xué)生的課堂參與度，采用研討法、翻轉(zhuǎn)課堂、增加沉浸式實(shí)例教學(xué)等方法；在教學(xué)實(shí)踐上，注重應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)服務(wù)課程教學(xué)和實(shí)踐，將科研創(chuàng)新成果融入本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，編寫課程實(shí)習(xí)教材；在教學(xué)評價方法上注重全過程考核的教學(xué)評價機(jī)制。通過一系列的教學(xué)改革與實(shí)踐，地層學(xué)課程教學(xué)效果明顯提升，本文對本課程的針對性改革措施進(jìn)行整理、歸納，為其他相關(guān)課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新提供借鑒依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地層學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐

1998年，聯(lián)合國教科文組織明確地提出，高等教育需要轉(zhuǎn)向“以學(xué)生為中心”的新視角和新模式，指出學(xué)生不是教育教學(xué)改革的旁觀者，而是主要受益對象和參與者。該理論強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心，實(shí)現(xiàn)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的以教師“灌輸式”教育向以學(xué)生為中心“主動學(xué)習(xí)”教育模式的轉(zhuǎn)變。課堂教育作為知識傳遞的主戰(zhàn)場，應(yīng)充分發(fā)揮以學(xué)生為中心的教育理念，對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等進(jìn)行改革，最終實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的目的。

地層學(xué)是地質(zhì)學(xué)和資源勘查工程專業(yè)本科生的專業(yè)主干課程，是地球歷史科學(xué)的重要組成部分，是一門理論性和實(shí)踐性均很強(qiáng)的學(xué)科。本文在分析當(dāng)前地層學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，把“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念貫徹到課堂教學(xué)改革探索中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)。教學(xué)改革過程中結(jié)合課程特點(diǎn)，有效融入思政元素，幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀和價值觀。

1課程教學(xué)現(xiàn)狀

地層學(xué)是從事地球科學(xué)研究、礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)和地球生態(tài)環(huán)境保護(hù)必備的專業(yè)知識，是一門內(nèi)容豐富、涉及廣泛和高度綜合的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程，對學(xué)生整體、全面、系統(tǒng)地球觀的形成和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有重要作用。該課程以地球系統(tǒng)科學(xué)為指導(dǎo)，全面介紹地球的生物進(jìn)化史、沉積發(fā)展史和構(gòu)造演化史及其耦合關(guān)系以及全球性有機(jī)界和無機(jī)界重大事件及其環(huán)境、資源效應(yīng)概況。通過課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握沉積學(xué)、巖相古地理分析、古構(gòu)造分析的基本原理和方法，了解地球不同構(gòu)造階段古生物特征、古地理面貌及古構(gòu)造格局，能夠運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決實(shí)際問題。本文以防災(zāi)科技學(xué)院地質(zhì)學(xué)專業(yè)地層學(xué)課程為例進(jìn)行分析。該課程面向我校地質(zhì)學(xué)專業(yè)大二年級學(xué)生開設(shè)，總學(xué)時為32學(xué)時，2個學(xué)分，其中課堂授課18學(xué)時，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)14學(xué)時。地層學(xué)課程內(nèi)容較多，但課時有限，如何在有限的教學(xué)課時內(nèi)既能完成教學(xué)大綱設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，又能保證教學(xué)質(zhì)量和提高教學(xué)效果就需要深入研究并進(jìn)行課程改革和創(chuàng)新。

目前，課堂授課仍沿用傳授模式，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動接受知識的教學(xué)方法。雖然對教學(xué)方法和手段進(jìn)行了一些改進(jìn)，如雨課堂授課、案例式教學(xué)等，但學(xué)生的主體能動性依然不高。受課時量限制，教師講解內(nèi)容比較籠統(tǒng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)僅僅停留在“學(xué)會”知識的層面，與現(xiàn)代教育認(rèn)為的教會學(xué)生“會學(xué)”還有一定差距。因此，在“以學(xué)生為中心”原則指導(dǎo)下，對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課內(nèi)實(shí)踐、教學(xué)評價等進(jìn)行改革。

2教學(xué)改革措施

2.1教學(xué)理念更新

改變傳統(tǒng)的“以教育者為中心”的教學(xué)思想，樹立“以學(xué)生為中心”的現(xiàn)代教育觀。在“以學(xué)生為中心”的教育理念下，通過一系列的課程教學(xué)改革，增加學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)具有良好的科學(xué)文化素養(yǎng)和高度的社會責(zé)任感、具備較強(qiáng)地學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。

以學(xué)生當(dāng)前狀態(tài)為基礎(chǔ)，以促進(jìn)其發(fā)展為目的，發(fā)掘?qū)W生潛力，促進(jìn)全面發(fā)展。把學(xué)習(xí)作為教育的中心，在學(xué)生所有活動中，學(xué)習(xí)是中心；以學(xué)習(xí)效果為中心，把學(xué)習(xí)效果作為判斷教學(xué)和學(xué)校工作成效的主要依據(jù)；重視測量和反饋在學(xué)習(xí)中的作用，建立有效的及時反饋機(jī)制，使效果評價能有效幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)、幫助教師調(diào)整教學(xué)，幫助學(xué)校調(diào)整工作。教育引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

2.2教學(xué)內(nèi)容革新

將課堂內(nèi)容與野外實(shí)踐相結(jié)合。地層學(xué)的知識相對比較抽象，難于理解，為了更好地讓學(xué)生理解理論知識，將相關(guān)的課程內(nèi)容與野外實(shí)踐相結(jié)合。充分挖掘認(rèn)識實(shí)習(xí)觀察到的各種地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)內(nèi)容，將其充分利用到課堂講授過程，增進(jìn)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。如相分析的基本原理“瓦爾特相律”，簡單的字面意思比較容易理解，但是難以根據(jù)時間的相隨建立空間的環(huán)境變化。因此，講到這部分內(nèi)容的時候引入大一野外地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)時觀察到的中新元古界層型剖面地層：常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組、高于莊組、楊莊組和霧迷山組等地層，幫助學(xué)生理解同一地區(qū)在不同時間內(nèi)形成的地層不同，反映的是該地在不同時間段所處的古地理環(huán)境的不同即空間的變化，鞏固野外教學(xué)成果的同時，加深學(xué)生對地層學(xué)基本原理和方法的理解。在講解層理構(gòu)造和層面構(gòu)造的時候，引入團(tuán)山子組泥裂構(gòu)造及高于莊組的層面波痕構(gòu)造，利用動畫展示這些構(gòu)造的成因，使得學(xué)生能夠形象地理解沉積構(gòu)造定義及成因。介紹地層接觸關(guān)系時，引入楊莊組與輝綠巖、霧迷山組與盤山巖體的侵入接觸關(guān)系，常州溝組與太古宙基底的沉積接觸關(guān)系，團(tuán)山子組與大紅峪組整合接觸關(guān)系、大紅峪組與高于莊組平行不整合接觸關(guān)系等內(nèi)容。天津薊縣中新元古界地層為華北地臺保存最為完整、變質(zhì)程度最低的地層，因此在講中國主要大陸形成史時，可以全面借鑒實(shí)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生實(shí)地了解華北板塊的形成演化歷史，了解華北裂陷槽的開裂—發(fā)育—閉合的歷史。

充分利用案例教學(xué)法，將理論與科學(xué)研究實(shí)踐相結(jié)合。地層學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容多、理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在原理不清楚、理論知識抽象、難以與實(shí)際相結(jié)合等問題，加強(qiáng)案例教學(xué)，提高學(xué)生地質(zhì)思維和解決實(shí)際問題的能力。目前關(guān)于華北板塊、華南板塊不同時期古地理背景的研究資料豐富，收集與課程內(nèi)容相關(guān)的研究成果，利用有效案例進(jìn)行專題教學(xué)，鼓勵學(xué)生在課堂進(jìn)行討論、分析，極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、活躍課程氛圍，能夠很好地引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識用于理解和解決實(shí)際問題。同時，鼓勵學(xué)生申報與課程相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，增加實(shí)踐機(jī)會，提高實(shí)際動手能力。

充分挖掘地層學(xué)中蘊(yùn)含的理想信念、國家情懷、創(chuàng)新思維、科學(xué)家精神等思政元素，將其作為專業(yè)課教學(xué)的興奮點(diǎn)，靈活地融入課堂教學(xué)中，以先輩在專業(yè)領(lǐng)域的感人事跡或取得的成果引領(lǐng)青春夢想，以專業(yè)前沿的重大問題激勵創(chuàng)新?lián)?dāng)，強(qiáng)化思想引領(lǐng)，發(fā)揮本課程的思政育人作用。

2.3教學(xué)方法創(chuàng)新

（1）改變學(xué)生在課程講授中的被動性和客體性，提高學(xué)生教學(xué)課堂參與度。目前課程教學(xué)過程中用得較多的是研討教學(xué)法，一般學(xué)生對初學(xué)的知識把握程度不高，為了避免討論過程中的沉默不互動，以小組為單位的研討教學(xué)法更適用于本課程的教學(xué)。如在進(jìn)行地層劃分和地層對比實(shí)驗(yàn)時，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)可以在研討的過程中幫助未完全消化巖石地層單位“組”的劃分原則和方法，不熟悉地層接觸關(guān)系的同學(xué)，以小組的形式探討劃分方案更可行，教師起到有效控制課堂秩序、答疑解惑的作用。最后，綜合各小組劃分結(jié)果，教師講解正確答案，這樣的課堂教學(xué)效果相較于之前每個學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)效果要好很多。

（2）采用較多的教學(xué)方法為翻轉(zhuǎn)課堂法。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法改變了傳統(tǒng)的以教師講解，學(xué)生被動獲取知識的方式，學(xué)生作為課堂的主體，通過各種有趣的教學(xué)活動學(xué)習(xí)知識，該方法的優(yōu)勢是促使學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)知識，主要用于地史學(xué)部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)和講授。教師在雨課堂下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)，提供學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站及課程視頻資料，供學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，后以小組的形式為全班講解知識，講授形式不限，可以是PPT講解，也可以是視頻制作，廣泛開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

（3）增加沉浸式實(shí)例教學(xué)。今年學(xué)校與自然資源實(shí)物地質(zhì)資料中心簽訂了新的合作協(xié)議。其重要的科研、科普資料、巖芯鉆孔資料可以充分應(yīng)用到地層學(xué)課程的課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中。如年代地層單位界限層型點(diǎn)，又叫金釘子，金釘子的意義和確立依據(jù)、中國有多少金釘子，在什么位置，這些相關(guān)內(nèi)容在實(shí)物地質(zhì)資料中心均有詳細(xì)的剖面和實(shí)物介紹，學(xué)生可以實(shí)地參觀、了解、記憶，比教師單純在課堂講解更有趣、更具體，學(xué)生更能從感性上認(rèn)識理解金釘子的概念和內(nèi)涵。白堊紀(jì)地質(zhì)歷史特征的講授，可以帶學(xué)生去實(shí)物地質(zhì)資料中心觀察松遼盆地白堊紀(jì)巖芯地層及鉆孔VR視頻，立體感受其沉積過程。

2.4信息載體創(chuàng)新

在對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法創(chuàng)新的同時，積極開拓以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新技術(shù)為載體的教學(xué)形式創(chuàng)新。以教學(xué)資源網(wǎng)站為載體，為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資料。將課程的教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、考試大綱、PPT課件、試題庫試題、歷年試卷等教學(xué)相關(guān)內(nèi)容全部上傳到課程資源網(wǎng)站，供學(xué)生下載學(xué)習(xí)。此外，教師收集了大量與課程有關(guān)的資源網(wǎng)站，如國際地層委員會、化石網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源、歷年國際地質(zhì)年代表、參考教材及最新研究進(jìn)展等資料全部上傳至資源網(wǎng)站。

依靠新技術(shù)、新方法，整理學(xué)校地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，建立各個標(biāo)本的專屬二維碼。到目前為止，已經(jīng)整理出共計(jì)31個脊椎動物化石標(biāo)本二維碼、154個無脊椎動物化石標(biāo)本二維碼和121個巖石礦物標(biāo)本二維碼。二維碼的使用大大減少了實(shí)踐課上學(xué)生注意力不集中的情況，掃碼聽介紹，視聽結(jié)合的教學(xué)方法，使得知識的傳授更簡潔、方便、高效。目前該方法也應(yīng)用到了課程知識拓展環(huán)節(jié)，在案例教學(xué)過程中使用的實(shí)際案例資料、最新研究成果等，全部制作成二維碼，方便學(xué)生學(xué)習(xí)使用。在“晶體光學(xué)”“沉積環(huán)境沉積相”等課程的教學(xué)、實(shí)踐及課程建設(shè)中也在逐步推廣。

2.5實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新

除用先進(jìn)技術(shù)方法將實(shí)習(xí)資源轉(zhuǎn)換為方便快捷使用的二維碼以外，充分挖掘與課程相關(guān)的科研論文、學(xué)位論文及學(xué)校教師科研項(xiàng)目，根據(jù)教材大綱，從龐雜的素材中甄別、提煉出適合地層學(xué)實(shí)踐教學(xué)的新理念、新方法、新內(nèi)容。如大陸邊緣實(shí)踐課程中，為了幫助學(xué)生理解板塊運(yùn)動機(jī)制及運(yùn)動結(jié)果，收集了許多關(guān)于青藏高原隆升機(jī)制的資料，并制作成二維碼上傳至資源網(wǎng)站。但在拓展資源的選擇上，盡量選取概要介紹性、容易理解的資料，避免學(xué)生畏難退縮，對于自我要求高的同學(xué)可以提供原始科研論文，以供深入自學(xué)。除收集公開發(fā)表資料外，也將學(xué)校承擔(dān)的各類項(xiàng)目應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中，如在北校區(qū)鉆探獲得的鉆孔地層、三河—夏墊活動斷裂聯(lián)排鉆孔均可以應(yīng)用到地層學(xué)的實(shí)踐教學(xué)中。將科研成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以極大地豐富教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)課程建設(shè)，而且能夠提高學(xué)生對專業(yè)課程的認(rèn)同度，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

以小組為單位完成的實(shí)踐內(nèi)容，全部用繪圖軟件繪制成電子版，作業(yè)以“紙質(zhì)+電子版”的形式提交計(jì)分。沉積示意剖面圖的實(shí)驗(yàn)鼓勵學(xué)生將沉積過程做成動畫，以理解其如何隨時間演變特征，動腦與動手相結(jié)合的課程實(shí)踐方式，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)境分析能力和實(shí)際動手能力。

2.6教學(xué)評價創(chuàng)新

2020年以前，地層學(xué)課程的總體評價是基于考勤（10%）、實(shí)驗(yàn)報告（30%）、期末考試（60%）的比例設(shè)置。而學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論參與程度等均納入考核范疇，使得考核內(nèi)容不夠全面，過程成績考核結(jié)果區(qū)分度不高。

為了確保對學(xué)生評判的公平、公正，根據(jù)地層學(xué)課程的特點(diǎn)，對教學(xué)評價進(jìn)行了改革，注重課程的過程性評價。課程總成績的比例依然由平時成績40%和期末成績60%組成。平時成績由考勤、課堂表現(xiàn)、小組討論參與程度、翻轉(zhuǎn)課堂參與程度、實(shí)習(xí)報告、期中考試等多個方面組成，每完成一次授課，任課教師將學(xué)生考勤、課堂表現(xiàn)、報告質(zhì)量、繪圖完成情況等進(jìn)行匯總，定期在班級學(xué)習(xí)群反饋平時成績表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，讓表現(xiàn)優(yōu)秀和良好的學(xué)生追求卓越，同時鞭策表現(xiàn)一般的學(xué)生反思并自我完善，通過多次教學(xué)反饋和互動，不斷釋放正能量的引導(dǎo)作用，讓更多的學(xué)生自愿學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。全過程考核學(xué)生學(xué)習(xí)和知識掌握情況，力爭做到考核結(jié)果公平、公正、合理，通過正向引導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

結(jié)語

在以學(xué)生為中心的教學(xué)理念指導(dǎo)下，開展的一系列教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、信息載體、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考評機(jī)制的革新，使學(xué)生成為教學(xué)的主體，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量。

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基金項(xiàng)目：防災(zāi)科技學(xué)院教育研究與教學(xué)改革項(xiàng)目（JY2023A02）

作者簡介：劉智榮（1978—），女，漢族，河北人，博士，副教授，研究方向：沉積地質(zhì)學(xué)和地震地質(zhì)學(xué)。