論地球化學(xué)專業(yè)本科生科研動(dòng)手能力的提高

馮海艷，楊忠芳

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

地球化學(xué)學(xué)科專業(yè)建設(shè)

論地球化學(xué)專業(yè)本科生科研動(dòng)手能力的提高

馮海艷，楊忠芳

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

本文概述地球化學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)及定位，提出目前地球化學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)普遍存在著科研動(dòng)手能力薄弱的問題，并通過教學(xué)實(shí)踐的成功案例，探討了采用延長(zhǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)周期、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放力度、增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究與教學(xué)工作有機(jī)融合及提高“產(chǎn)學(xué)研”基地的利用率等一系列的應(yīng)對(duì)措施來提高地球化學(xué)專業(yè)本科生科研動(dòng)手能力的可行性。

地球化學(xué)；本科生；動(dòng)手能力

我校的“地球化學(xué)”及“地球化學(xué)勘探”專業(yè)創(chuàng)立于1960年，此時(shí)，國(guó)家正處在百廢待興時(shí)期，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和大規(guī)模國(guó)民建設(shè)的投入，均需要大量的原材料和礦產(chǎn)資源的支撐，因此籌建專業(yè)之初，地球化學(xué)專業(yè)主要是勘查地球化學(xué)即地球化學(xué)找礦，它是以地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)作為理論基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)測(cè)試礦體周圍三度空間與成礦有關(guān)系的化學(xué)元素的分布分配、組分分帶、存在形式以及與成礦有關(guān)的物理化學(xué)參數(shù)等，并用這些標(biāo)志進(jìn)行找礦的一門科學(xué)。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)地球化學(xué)人的團(tuán)結(jié)奮進(jìn)，不斷拼搏，同時(shí)也由于專業(yè)性質(zhì)及國(guó)家建設(shè)需要的影響，地球化學(xué)專業(yè)從建設(shè)初期以滿足國(guó)家建設(shè)需求的勘查地球化學(xué)，拓展到解決重大科學(xué)問題，拓寬了應(yīng)用實(shí)踐領(lǐng)域。逐漸形成了理論地球化學(xué)、殼幔演化及動(dòng)力學(xué)、應(yīng)用地球化學(xué)三個(gè)研究方向，成為了獨(dú)具特色的地球化學(xué)專業(yè)。

一、地球化學(xué)專業(yè)要求理論與實(shí)踐并重

地球化學(xué)既是一門理論性很強(qiáng)的科學(xué)，同時(shí)又具有鮮明的應(yīng)用性。它用“數(shù)據(jù)”來解決問題，兼有“定性描述和定量解釋”的特點(diǎn)，主要研究元素和化合物的組成、演化是地球化學(xué)的基本任務(wù)。地球化學(xué)工作包括野外和室內(nèi)工作兩部。野外工作主要是識(shí)別巖石、礦物等，并根據(jù)研究需要采集不同的樣品，包括巖石、土壤、沉積物、水等。室內(nèi)工作主要包括樣品的測(cè)試（尤其是儀器分析）、數(shù)據(jù)分析與處理（尤其是各種相關(guān)應(yīng)用軟件的使用）、地球化學(xué)圖件的制作（如M apGIS作圖軟件的使用）等工作。隨著地球化學(xué)分析測(cè)試技術(shù)和精度的提高，地球化學(xué)由最初的2米光柵發(fā)射光譜的定性分析逐漸發(fā)展到ICP-MS、AES等高精度定量化的測(cè)定，尤其是激光拉曼和電子探針技術(shù)標(biāo)志著地球化學(xué)樣品分析從微量、超微量向原位微區(qū)的發(fā)展，因此地球化學(xué)在定量分析地質(zhì)學(xué)問題上越來越顯示出強(qiáng)大的生命力。讓學(xué)生了解和掌握地球化學(xué)樣品分析的方法技術(shù)、學(xué)會(huì)通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)地球化學(xué)過程增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、解決實(shí)際問題能力的必要手段。也是21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)地球化學(xué)人才培養(yǎng)的要求。

二、地球化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位

為了培養(yǎng)出具有很強(qiáng)的地球化學(xué)的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力的地球化學(xué)專業(yè)人員，地球化學(xué)專業(yè)應(yīng)將科研動(dòng)手能力的培養(yǎng)滲透到了本科教學(xué)的各個(gè)階段。地球化學(xué)專業(yè)本科的培養(yǎng)目標(biāo)和定位如下：地球化學(xué)專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展的具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)，扎實(shí)掌握實(shí)用技能的地球化學(xué)專門人才。學(xué)生完成學(xué)業(yè)后，具有從事地球化學(xué)專業(yè)的理論和實(shí)際工作能力，并有較廣的知識(shí)面，具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造的基礎(chǔ)，能適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)地球化學(xué)人才多方面的需要，既可從事理論研究，也能勝任應(yīng)用領(lǐng)域的工作。可在大專院校、科研院所、國(guó)家機(jī)關(guān)以及國(guó)土、資源、環(huán)境、石油、海洋、農(nóng)業(yè)、城建等部門從事科研、生產(chǎn)或管理工作。

三、地球化學(xué)專業(yè)本科動(dòng)手能力培養(yǎng)存在的問題

為了提高本科生的動(dòng)手和科研能力，學(xué)校也出臺(tái)了一些舉措，比如大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開展，本科課程中增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等，但是這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

隨著大型儀器的使用和測(cè)試精度、分析技術(shù)水平的提高，送檢樣品的代表性、送檢狀態(tài)就顯得格外重要，如水樣在采樣后要進(jìn)行加酸，加酸的目的和加酸的具體要求等，都需要掌握。土壤中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的分析要求送檢鮮樣等，同時(shí)也帶來采樣代表性和樣品處理標(biāo)準(zhǔn)化等一系列問題。因此對(duì)于地球化學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，樣品的采集、前處理等過程非常重要，這也是一個(gè)重要的鍛煉和認(rèn)知的過程。但是目前大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開展周期較短，一般為一年時(shí)間。這對(duì)于像大地構(gòu)造等以野外和室內(nèi)觀察為主的專業(yè)學(xué)生而言，時(shí)間也許充裕；但是對(duì)于地球化學(xué)這種依靠測(cè)試分析數(shù)據(jù)來支撐的專業(yè)學(xué)生而言，時(shí)間是不夠的。因?yàn)樵谫Y料調(diào)研的基礎(chǔ)上，野外踏勘和實(shí)地取樣后，樣品的分析測(cè)試周期往往很長(zhǎng)，一年之內(nèi)數(shù)據(jù)難以獲得。為了按時(shí)完成科技立項(xiàng)工作，有時(shí)指導(dǎo)教師會(huì)提供現(xiàn)有的數(shù)據(jù)給學(xué)生，讓他們?nèi)ミM(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，這樣學(xué)生就缺失了野外鍛煉的實(shí)踐機(jī)會(huì)。當(dāng)然也有學(xué)生利用寒暑假的時(shí)間提前采集了研究所需樣品，但是又由于昂貴的分析費(fèi)用和樣品長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)等問題導(dǎo)致無法按期完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

在本科生的課程設(shè)置方面，堅(jiān)持課堂教學(xué)和學(xué)生動(dòng)手能力相結(jié)合，增加了實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)和內(nèi)容。但是在本科生畢業(yè)論文進(jìn)行的階段，大部分學(xué)生的論文是依托指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目進(jìn)行的，而科研項(xiàng)目的樣品基本以送樣為主，因此畢業(yè)論文階段本科生也很容易缺失地球化學(xué)樣品分析的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。

目前，我們已經(jīng)建立多個(gè)“產(chǎn)學(xué)研”緊密結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)基地，使地球化學(xué)專業(yè)成為培養(yǎng)理論研究與應(yīng)用實(shí)踐緊密結(jié)合的人才培養(yǎng)基地，為國(guó)同類辦學(xué)提供示范經(jīng)驗(yàn)。但是，如何讓“產(chǎn)學(xué)研”基地在本科生科研動(dòng)手能力培養(yǎng)方面發(fā)揮更大的作用？ 使更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)到這些基地去實(shí)踐？這也是擺在我們面前的問題。

四、地球化學(xué)專業(yè)動(dòng)手能力提高的應(yīng)對(duì)措施

1.延長(zhǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)周期

延長(zhǎng)地球化學(xué)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)周期，提供給他（她）們充裕的時(shí)間和一定的空間（處理和存放樣品），來進(jìn)行前期資料的調(diào)研，野外采樣和樣品前處理等工作，加強(qiáng)其野外實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，提到野外認(rèn)知和動(dòng)手能力。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放力度，滿足學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)需求

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放力度，將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求放在第一位，無論在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)還是畢業(yè)論文進(jìn)行期間，如本科生有實(shí)驗(yàn)需求，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，允許其在學(xué)校下屬的任何教學(xué)或者科研用途的實(shí)驗(yàn)室開展室內(nèi)樣品的分析工作，當(dāng)然要配有專門的實(shí)驗(yàn)老師進(jìn)行指導(dǎo)，允許學(xué)生上機(jī)測(cè)試，這樣就加強(qiáng)了地球化學(xué)樣品分析的實(shí)踐環(huán)節(jié)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手能力。

3.增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，重視學(xué)生課堂上動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在課堂教學(xué)盡量根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯W(xué)生掌握的知識(shí)水平，結(jié)合本科培養(yǎng)方案中開設(shè)的相關(guān)課程，通過習(xí)題或者實(shí)驗(yàn)課的形式，提供給地球化學(xué)專業(yè)的本科生到地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、流體包裹體實(shí)驗(yàn)室、流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、地球化學(xué)有機(jī)分析實(shí)驗(yàn)室去實(shí)踐的機(jī)會(huì)。比如：“環(huán)境地球化學(xué)”課程中“水樣的采集和河水pH值的測(cè)定”，就采取了讓學(xué)生實(shí)地踏勘取樣的方式，教師結(jié)合實(shí)例講解不同水體的采樣會(huì)根據(jù)研究目的的不同存在取樣的位置、深度的差異，并強(qiáng)調(diào)了取樣時(shí)的注意事項(xiàng)和要點(diǎn)。這樣同學(xué)們?cè)谝巴饩唧w認(rèn)知的基礎(chǔ)之上，通過親自動(dòng)手取樣，并結(jié)合樣品的室內(nèi)分析和地球化學(xué)理論的講解，取得了良好的課堂效果，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)野外實(shí)地取樣的感性認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。

4.科學(xué)研究與教學(xué)工作有機(jī)融合

教師在指導(dǎo)地球化學(xué)專業(yè)本科生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中，普遍以科研項(xiàng)目為支撐。在教與學(xué)的過程中，應(yīng)充分發(fā)揮科研項(xiàng)目在本科生培養(yǎng)過程的作用，創(chuàng)造科學(xué)研究與教學(xué)工作融合的機(jī)會(huì)，有目的地系統(tǒng)提供給學(xué)生一體化的從資料調(diào)研、野外取樣、室內(nèi)分析到論文撰寫的專業(yè)指導(dǎo)，這樣就增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦與教師輔導(dǎo)的力度，幫助其建立理論知識(shí)和野外實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí)和提高其科研動(dòng)手能力。

5. 提高“產(chǎn)學(xué)研”基地的利用率

提高“產(chǎn)學(xué)研”基地的利用率，需要學(xué)校給予一定的支持，提供相應(yīng)的便利條件，在解決了如交通工具、差旅等問題的基礎(chǔ)上，還要配備專門的指導(dǎo)教師前往基地，以大自然為課堂，讓同學(xué)們?cè)谏砼R其境的環(huán)境中完成理論知識(shí)向應(yīng)用實(shí)踐的轉(zhuǎn)化。只有通過親身實(shí)踐，才能在以后的工作中得心應(yīng)手。

當(dāng)然本科生科研動(dòng)手能力的提高不是一朝一夕能完成的，而是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過程，不僅需要廣大指導(dǎo)教師的努力，而且還需要學(xué)校出臺(tái)相關(guān)的政策給予支持。但是，只要我們教師有提高學(xué)生科研動(dòng)手能力的意識(shí)，將這種思想滲透到教學(xué)和科研工作中去，深入研究教學(xué)規(guī)律，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就能較好培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，不僅具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，而且具有過硬的科研動(dòng)手能力，具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。

[1] 楊忠芳，馮海艷，陳岳龍.地球化學(xué)本科教育如何突出特色培養(yǎng)精品[C]//王訓(xùn)練，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教育教學(xué)改革論文集.北京：地質(zhì)出版社，2005：34-38.

[2] 汪明啟，諸惠燕，馮海艷，等.《地球化學(xué)樣品分析》課程建設(shè)[C]//王訓(xùn)練，王根厚. 立足特色 塑造精品—北京 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教育教學(xué)改革論文集.北京：地質(zhì)出版社，2005：124-127.

[3] 楊忠芳，陳岳龍，馮海艷，等.滿足社會(huì)需求，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，地球化學(xué)本科教學(xué)應(yīng)如何改革[C]//王訓(xùn)練，王根厚.立足特色塑造精品—京 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教育教學(xué)改革論文集.北京：地質(zhì)出版社，2005：111-115.

[4] 陳岳龍，楊忠芳，馮海艷.《環(huán)境地球化學(xué)》教學(xué)實(shí)踐的幾點(diǎn)體會(huì)[C]//王訓(xùn)練，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教育教學(xué)改革論文集.北京：地質(zhì)出版社，2005：120-123.

[5] 張德會(huì)，葉榮.關(guān)于地質(zhì)類專業(yè)《地球化學(xué)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)[C]//王訓(xùn)練，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教育教學(xué)改革論文集.北京：地質(zhì)出版社，2005：116-119.

Im proving the Scientif i c Research Ability of Undergraduates M ajoring in Geochem istry

FENG Hai-yan, YANG Zhong-fang
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

This article introduced geochemical characteristics, training objectives and positioning of undergraduate, and proposed the research ability of geochemical undergraduates have to be improved, then discussesed the success stories of their own and other teaching practice and addressed the feasibility of series of measurements as a start to improve geochem ical undergraduates' research ability by extending innovative experimental cycle, reinforcing the openness of the laboratory, adding the comprehensive and designing experiments, making the scientif i c research and teaching work organically integrated, and improving the utilization rate of ‘producing - learning – researching’ practice base. I believe that in the near future, the undergraduates majoring in geochemistry w ill have solid theoretical know ledge, but also w ill have excellent scientif i c research abilities. They w ill become the innovative and practical senior experts.

geochemistry; undergraduates;abilities

G 642

A

1006-9372 （2012）02-0108-03

2012-06-06；

2012-07-16。

國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)“地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)”，教育部“高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)—地球化學(xué)”。

馮海艷，女，副教授，主要從事環(huán)境和生態(tài)地球化學(xué)的教學(xué)和研究工作。