巖石學課程建設與改革探索
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摘要：巖石學課程的建設和改革由中國礦業大學(北京)巖石學課程小組通過對巖石學課程內容及國內地礦類院校巖石學教學的先進方法及手段進行調研，提出適合礦業類院校的巖石學教學方法體系。結合學校地質工程專業實踐性強的特點，摸索出一套旨在調動學生和教師共同興趣的“雙主授課模式”，詳細介紹了課程教學內容改革、教學資源建設、實驗室和實驗標本庫建設、云課堂建設，以及對教學方法和教學模式的改革思路。
關鍵詞：巖石學；雙主教學模式；課程建設
隨著我國經濟發展進入新常態，礦產資源形勢發生了新的變化，同時也為資源勘探和礦產開發的人才培養提出更高的要求，伴隨《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》的頒布和實施，在這樣的形勢下，更為了適應社會對人才的需求，我校課程小組對巖石學課程進行綜合改革，進一步夯實地質基礎、體現煤田地質特色，使培養出的大學生成為適應我國煤炭工業發展及地質找礦戰略實施高級專門技術人才。
1課程沿革及建設基礎
巖石學是從礦物學獨立出來的一門學科，由于研究內容、深度和側重點不同，尤其是在老一輩專家韓德馨院士和多位地質學家的帶領下，中國礦業大學(北京)含煤巖系巖石學與沉積學研究也一直處于國內領先水平，先后出版了殷宗昌教授主編的《巖石學(巖漿巖與變質巖)》、張鵬飛主編的《沉積巖石學》，張鵬飛、彭蘇萍、邵龍義、劉欽甫等編寫的《含煤巖系沉積環境分析》等著作，成為原煤炭系統院校師生的教材長期使用，其中《含煤巖系沉積環境分析》還獲得過煤炭部優秀教材獎。隨著勘察技術的進步和學科理論的發展，巖石學成為地質類專業的重點課程，為適應新形勢的需要，我校組建了新一代巖石學課程小組，把巖漿巖與變質巖、沉積巖石學、含煤巖系沉積環境分析3門課程融合為一門巖石學課程。經過多年探索和建設，巖石學真正成為重要的基礎課程(如圖1所示)，從課程的設置到現實的教學，再到野外實踐，把學生從理論到實踐緊密地連接起來，為今后的研學道路打下堅實基礎。
2優化課程內容及教學要求
依據新的課程體系，對巖石學課程內容進行整體的設計和優化，新課程內容不僅體現出我校在沉積巖石學方面的特色，還強化了學生在教學前、中、后的實踐環節，同時對教師的教學過程也提出更高要求。(1)優化后的巖石學雖然是以巖漿巖、沉積巖、變質巖三大巖石的分類、命名特征及成因為主，但更注重學生的實踐動手能力，使學生能夠熟練掌握常見巖石類型的分類系統、結構構造、礦物成分及化學成分等基本特征。除課堂教學外，實驗室教學及課前課后的野外地質實習亦是重要教學內容。課程小組精心設計了與巖石學課程相配套的野外綜合性實驗，主要包括開課前的地質學認識實習和課程完成后的地質填圖實習。開課學期之前在北京西山進行的地質學認識實習，要求學生在野外對常見的巖石類型有初步的認識和掌握，后期的授課過程中會經常結合實習內容講解。課程學期末利用秦皇島地質填圖實習，指導學生實測秦皇島石門寨石炭系—二疊系沉積地層剖面，使學生在野外能夠獨立學會和完成露頭剖面的實測方法，并掌握分層巖石描述及沉積相分析方法及步驟。(2)在教學要求方面，更加規范化和精細化，建立多元目標、多樣方法的教學評價體系。在教學評價方面，我校不僅注重學生的學習效果，更加重視學習過程；不僅注重學生學習質量，還重視學生在教學活動中表現出來的情感和態度，只有這樣才能進一步幫助學生理解和認識課程的內容體系，為學生建立扎實的理論基礎，樹立立體的地質思維，拓寬和釋放學生的想象力[1]。
3教學資源建設
教學資源是教學順利進行的重要保障，其中包括教材建設、實驗室和實驗標本庫建設、云課堂建設，經過近幾年的積累，依托國家重點學科和國家重點實驗室，巖石學課程在各個方面都取得了良好的成果。
3.1教材建設
教材是教學過程中重要的組成部分，本課程以《巖石學》教材建設為核心，同時還采編了一系列的教案及教學相關資料，如：課程教案、多媒體視頻、實驗標本及收錄的薄片資料等，為課程教學提供有效保障和支撐，具有體系化、流程化的特點，能夠滿足學生基本理論和實驗技能上的學習和訓練[2]。目前我校巖石學課程教材為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材《巖石學簡明教程》[3]。同時為突出煤炭地質特色，加強含煤巖系常見巖石類型的描述及分析，采用原煤炭系統的教科書作為參考教材，包括《沉積巖石學》《含煤巖系沉積環境分析》及《巖石學(結晶巖部分)(巖漿巖及變質巖)》[4]。為了加強國際交流，還增設雙語教學，選擇了3本具有代表性的英文教材，包括含中英文對照由Reading編寫的"SedimentaryEnvironmentandFaces"(沉積環境和相)、由Pettijohn編寫的"SedimentaryRocks"(沉積巖)以及由何幼斌教授主編的"SedimentaryPetrology"。同時我校還編寫了內部教材《巖石學》《巖石學實驗指導書》及校內自編講義[5]，體現出煤田地質特色，重點介紹巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類巖石的主要特征及分類系統，掌握常見類型巖石的化學成分、礦物成分和結構構造等基本特征。
3.2實驗室和實驗標本庫建設
巖石學是一門實驗、實踐性很強的課程，實驗室教學的設計思想是配合課堂教學，開設巖漿巖石學、沉積巖石學和變質巖石學室內手標本宏觀巖石學實驗和顯微鏡下微觀巖石學實驗，在教學中，特別重視中國含煤巖系常見的巖石類型的識別和描述[6,7]。巖石學實驗室由3個分實驗室組成，其中包括礦物巖石陳列室、手標本實驗室和顯微鏡實驗室。礦物巖石陳列室目前約有礦物陳列標本600塊，均來源于師生野外實習采集或是其他收錄方式，具有典型的代表性和研究性。手標本實驗室有標準巖石手標本6套，每套150塊。顯微鏡實驗室擁有2臺大型顯微鏡，能夠滿足透射、反射及熒光功能的需要(LeicaDM4500P偏光顯微鏡1臺和OLYMPUSBX51研究級專業偏光顯微鏡1臺)，此外還配備了60臺國產“桂光”雙目偏光顯微鏡，并都配有先進的數碼照相系統。這些設備不僅滿足日常教學的要求，同時也使實驗效果得到提升，理想的實驗結果有助于進一步分析研究，這也體現了理論與實踐的有機結合。
3.3網絡課堂建設
當前“互聯網+教育”是新型教育業態，近幾年廣泛地運用在教育領域，不僅改變了傳統的教學方式，同時也顛覆了原有的課程資源利用方式，最大限度地體現出“學”與“教”的信息互動，提升了學習效率[8]。鑒于此，巖石學課程在學校的支持下，積極創建以教學云平臺為載體的網絡課堂[9]。巖石學課程已上線至中國礦業大學(北京)在線課程平臺。此外，近幾年學校分別與超星集團聯合錄制沉積學原理的超星慕課，與智慧樹在線教育聯合錄制巖石學網絡課程。目前巖石學網絡課程已在“中國大學MOOC”開課，該網絡課程包括：課程的介紹、課程教學錄像、電子課程教案、課后思考題、知識拓寬鏈接、相關實驗錄像、野外實習網絡站點、師生互動交流平臺等，最大限度地發揮計算機網絡優勢，使學生隨時隨地開展學習、答疑解惑。該網絡課堂開展以來取得了良好的教學效果，受到學生和教師的廣泛認同。
4教學方法與模式改革推進
為進一步提高教學質量，改進教學效果，在教學過程中對巖石學課程教學方法與模式的改革進行了一定的探討和推進。
4.1調研先進教學方法及手段
提出適合礦業類院校的巖石學教學方法體系針對礦業類院校煤田地質及煤炭開采的專業特色，研究走訪了部分國內外相關學校巖石學的教學情況，有針對性地調整教學內容，重點對沉積巖的教學內容及教學方法進行了調整，一是加強沉積巖教學比重，二是突出各類沉積巖的鑒定方法及沉積環境分析基礎，在巖石學基本理論的基礎上，突出典型含煤巖系巖石類型及主要沉積相類型的識別等知識，加強直觀教學，以提高學生學習巖石學的興趣和感性認識，將部分實驗課教學內容與科研活動結合。
4.2以“雙主教學模式”理論為指導 探索適應性教學模式
課程小組在做課程設計的時候進行多方面的考慮和嘗試，并結合我校開設專業的實踐性強的特點，探索和建設出一套適合我校師生的“雙主授課模式”。該模式主要調動師生的積極性和興趣，有效利用課堂時間增加師生互動，通過提問—討論—再提問的知識循環，從而使學生有效利用課堂時間聽課和學習，增加學習的自主性。“雙主授課模式”的總體思路是壓縮課堂上教師的講課時間，增加學生回答問題、討論問題的機會，進而提高學生聽課、學習的自主性。首先，設置了課前提問環節，提問內容是對上次課主要知識點掌握情況的了解。二是對本次課的內容進行啟發性提問，以引起學生的興趣和注意。其次，鼓勵學生在聽課過程中有針對性地提問。這樣做有利于學生及時對授課內容進行理解和掌握，而最關鍵的是確立學生在課堂上的主體地位，提高他們學習的自主性。最后授課結束前總結性發言，隨機抽取1～2名學生對本次授課的主要內容進行總結，教師做最后點評與補充。
4.3采用多媒體課件與黑板板書相結合的教學手段
增強課程教學的直觀性和趣味性由于巖石學課程教學內容的獨特性，隨著多媒體教學的應用，大量的教學資源得以展示，如典型巖石宏觀、微觀礦物組成、結構和構造特征，用多媒體影像展示，能夠讓學生直觀地觀察巖石。重要原理內容(如砂巖成分分類三角圖、石灰巖結構分類、沉積基準面概念、瓦爾特相律等)，則要求教師在講解過程中必須采用黑板板書與多媒體影像相結合的方式完成，這樣可以保障學生對課程內容的有效學習，而不是只用多媒體教學給學生提供單一模式，從而避免疲勞教學。
4.4教學方法與模式改革的效果
課程小組在教學改革和課程建設方面付出的努力得到了各方的認可和廣泛好評。巖石學課程自開課以來受到聽課學生和教師的一致好評，評價巖石學課程是他們“大學本科期間最充實的課程之一”，認為任課教師教學態度認真、教學嚴謹、有趣味性，對課前的“5分鐘提問”印象極佳。在中國礦業大學(北京)教務處主持的學生教學評估中，校內教學督導組也給予了課程小組很高的評價，認為“該課程備課認真、講課生動活潑、有趣味性，課堂紀律好、多媒體與板書并重、課前提問有效地激發了學生學習的積極性，適當的雙語教學彌補了沒有專業英語課程的不足”。本著“精和嚴”的教學理念，經過多年的探索和創新，巖石學課程獲得2006、2007年中國礦業大學(北京)優秀課程和教學質量一等獎，2009年被評為“北京市精品課”和“教育部雙語教學示范課程”，至此標志著巖石學課程建設進入新篇章。
5結語
我校將在巖石學課程開發與建設中繼續開展調查研究，進行教學法改革，進一步加大建設力度，實現在教學內容、教學方法和手段、教學梯隊、教學效果等方面的更大改善，為學生提供方便、高效、快捷、開放的網絡教學平臺，不斷提高課程的建設水平和教學質量，爭取在不遠的將來，把本課程建設成為教學風格獨特而有成效、具有煤田地質實踐特色、在全國同類高校中有示范作用的“國家精品課程”，同時也為煤田地質與煤礦開采領域高級技術人才的培養發揮更大的作用。
作者:邵龍義 魯靜 胡社榮 單位:中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院
