“礦物巖石學(xué)”實(shí)驗(yàn)課延伸教學(xué)新模式改革與實(shí)踐

董春梅，徐方建

中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580

為了配合國家高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的要求，滿足資源勘查工程專業(yè)對基礎(chǔ)地質(zhì)知識的需求，培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)代社會發(fā)展的創(chuàng)新人才，中國石油大學(xué)（華東）十多年來將結(jié)晶學(xué)、晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)、造巖礦物學(xué)、巖漿巖石學(xué)和變質(zhì)巖石學(xué)等基礎(chǔ)課程整合為“礦物巖石學(xué)”1 門主干課程，精選了教學(xué)內(nèi)容，編著出版了適合學(xué)校特色的《礦物巖石學(xué)》教材、《礦物巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》指導(dǎo)教材、《礦物巖石學(xué)CAI 課件》。最突出的教學(xué)內(nèi)容改革是將礦物巖石手標(biāo)本和顯微鏡下鑒定整合到一起，有效避免了教學(xué)內(nèi)容的脫節(jié)和重復(fù)。同時，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法不斷進(jìn)行改革，形成了從實(shí)驗(yàn)課堂的學(xué)習(xí)到校園內(nèi)外的自主學(xué)習(xí)，從驗(yàn)證性學(xué)習(xí)延伸到到探索性學(xué)習(xí)的新的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，改革效果顯著。2007 年“礦物巖石學(xué)”被評為山東省精品課程。

礦物巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)是“礦物巖石學(xué)”課程的重要組成部分，所占比重大?！暗V物巖石學(xué)”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、拓展教學(xué)到延伸教學(xué)三個重要階段。1953～1987 年，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)（第一課堂），重在礦物、巖石手標(biāo)本及薄片的鏡下鑒定；1988～1999 年，拓展教學(xué)階段（第二課堂），將實(shí)驗(yàn)課堂拓展到校園內(nèi)外石材和野外露頭，重在擴(kuò)大學(xué)生視野，進(jìn)一步強(qiáng)化礦物巖石的鑒定技能；2000 年至今，延伸教學(xué)階段（第三課堂），重在通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)問題，開展探索性科學(xué)研究，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)踐和創(chuàng)新能力的目的。

一、實(shí)驗(yàn)課的改革思想與教學(xué)理念

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要目標(biāo)。礦物巖石在自然界比比皆是，與人類生活息息相關(guān)。針對這一特點(diǎn)，把實(shí)驗(yàn)室課堂拓展到校園內(nèi)外及大自然這個更廣闊的課堂，可以進(jìn)一步強(qiáng)化巖礦鑒定技能，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂盤活，引導(dǎo)學(xué)生從驗(yàn)證性學(xué)習(xí)延伸到探索性學(xué)習(xí)。讓學(xué)生從第二、第三課堂中汲取靈感，培養(yǎng)興趣，激發(fā)動力，培養(yǎng)他們的動手能力、創(chuàng)新意識和科研能力。

二、實(shí)驗(yàn)改革主要內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)室教學(xué)（第一課堂）

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)系統(tǒng)掌握礦物巖石的觀察和鑒定方法，永遠(yuǎn)是最基本的教學(xué)方法。結(jié)合理論課教學(xué)內(nèi)容，教師用少許時間講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容，演示礦物巖石的鑒定方法和步驟，之后學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行觀察，寫出實(shí)驗(yàn)報告，教師針對問題進(jìn)行全程指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中，我們充分利用顯微視教系統(tǒng)、多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段，借助小刀、放大鏡和鹽酸等傳統(tǒng)工具，通過手標(biāo)本和偏光顯微鏡下相互結(jié)合研究，完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)學(xué)習(xí)。同時，將實(shí)驗(yàn)室周邊櫥窗擺放了相關(guān)模型和典型礦物巖石標(biāo)本，墻上懸掛了與礦物巖石有關(guān)的教學(xué)科研成果圖片，營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍。

2.實(shí)驗(yàn)拓展學(xué)習(xí)（第二課堂）

僅僅完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)礦物巖石學(xué)教學(xué)，對于學(xué)生來講是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，實(shí)際上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察的礦物巖石的規(guī)模、新鮮程度、巖石種屬會與野外實(shí)際觀察有著相當(dāng)大的差別，若僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)教學(xué)就會造成與真實(shí)大自然的脫節(jié)，使學(xué)生無法真正掌握礦物巖石的鑒定特征。因此，教師提前進(jìn)行校內(nèi)外及野外備課，充分利用校園內(nèi)外的石材以及周邊的自然條件，設(shè)計相關(guān)問題，如“我身邊的礦物巖石學(xué)”、“校園內(nèi)外石材考察”、“小珠山野外考察及花崗巖種屬”、“黃島海岸基巖特征”、“青島地區(qū)花崗巖的分布”等供學(xué)生自主選擇的野外考察選題。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步開展自主考察和研究，可以采用課堂討論、課前發(fā)言或撰寫考察報告等形式將考察研究結(jié)果進(jìn)行交流。對于同學(xué)們提交的報告，教師進(jìn)行批改、指導(dǎo)，并計入考核成績。這樣，我們將課堂教學(xué)擴(kuò)展到了課外及野外，從室內(nèi)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)延伸到校園內(nèi)外的探索性學(xué)習(xí)。

第二課堂教學(xué)中，教師還帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行“地質(zhì)游園”活動，針對校園內(nèi)外的石材進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。該項(xiàng)活動得到了共青團(tuán)山東省委學(xué)校部的重視與報道。

以中國石油大學(xué)（華東）校園標(biāo)志性雕塑“創(chuàng)造太陽”為例，“創(chuàng)造太陽”取材于典型的紅色花崗巖，花崗巖美麗的色彩、堅硬的性質(zhì)是其成為雕塑石材的主要因素。地質(zhì)游園過程中，教師針對花崗巖的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分及其主要鑒定特征進(jìn)行講解，待學(xué)生自己觀察理解以后，教師還將“創(chuàng)造太陽”雕塑的含義進(jìn)行講解。

另外，青島的著名旅游景點(diǎn)如嶗山、八大關(guān)、海水浴場等基巖海岸，實(shí)際上也多是花崗巖，還有輝綠巖、細(xì)晶巖、火山碎屑巖、片麻巖、砂巖等巖石類型，教師通過有針對性提示，使學(xué)生在外出游玩過程中，可以自主觀察巖石。

靈山島位于青島市西南黃海，與中國石油大學(xué)（華東）為鄰。目前，靈山島已經(jīng)引起了諸多學(xué)者的關(guān)注。靈山島南端老虎嘴景區(qū)有一層灰白色巨厚層流紋質(zhì)熔巖，所暴露的熔巖底部流動構(gòu)造非常明顯而壯觀。以往我們觀察流紋巖，看到的多是流紋巖的上部，而底部由于深埋地下而無法直接觀察，靈山島出露的流紋巖底部是不可多得的地質(zhì)露頭，我們已經(jīng)帶領(lǐng)部分學(xué)生進(jìn)行了相關(guān)的考察與學(xué)習(xí)。因此，靈山島將是極好的地質(zhì)旅游景點(diǎn)。

3.實(shí)驗(yàn)延伸學(xué)習(xí)（第三課堂）

通過第一課堂室內(nèi)教學(xué)和第二課堂的拓展學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了極大的激發(fā)。學(xué)生走出課堂，走進(jìn)大自然，開始發(fā)現(xiàn)問題并尋求解決問題的方法。

教師針對學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題有目的的開放實(shí)驗(yàn)室，將教師的科研手標(biāo)本和薄片也提供給同學(xué)，結(jié)合精品課程網(wǎng)站上開設(shè)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)板塊，提供多功能顯微鏡、圖像分析儀等多種現(xiàn)代化科研設(shè)備，配合小刀、放大鏡、鹽酸、偏光顯微鏡等傳統(tǒng)技術(shù)手段，進(jìn)行更深入的研究。教師還可以進(jìn)一步鼓勵同學(xué)們參加大學(xué)生科技活動，申報大學(xué)生創(chuàng)新基金，參加各層面的巖礦鑒定技能大賽，取得更高層次的學(xué)習(xí)和研究成果。

三、實(shí)驗(yàn)改革教學(xué)效果

“礦物巖石學(xué)”課程多次獲得優(yōu)秀評價，2007年獲評山東省精品課程，這與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是密不可分的。來自校內(nèi)外的專家對本實(shí)驗(yàn)課程給予了高度評價。中國科學(xué)院院士劉寶珺認(rèn)為該課程注重學(xué)生能力培養(yǎng)，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計和野外實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，有的放矢開放實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生能力得到了明顯提高。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）姜在興教授認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擁有國內(nèi)先進(jìn)的教學(xué)軟、硬件條件，大大提高了教學(xué)效果。

從調(diào)查情況看，“礦物巖石學(xué)”課程連續(xù)多年成為較受學(xué)生歡迎的實(shí)驗(yàn)課程之一，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸性教學(xué)模式改革以及教學(xué)方法、教學(xué)手段等給予了較高的評價。2011、2012 年本科生7 項(xiàng)涉及“礦物巖石學(xué)”的課題得到了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助。本科生羅勤民等完成的“青島唐島灣的形成機(jī)制與演化”研究成果于2009 年榮獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎，第十一屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎，并發(fā)表在2011年12 期《高校地質(zhì)學(xué)報》雜志上。

研究過程中學(xué)生的所學(xué)得到了拓展和延伸，理論與實(shí)際相結(jié)合，得到了很好的鍛煉。最近的2011 年首屆青島市高校地質(zhì)技能競賽，我校學(xué)生獲得了巖礦鑒定技能和綜合地質(zhì)技能一等獎。這也充分顯示了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

四、實(shí)驗(yàn)改革項(xiàng)目的特色

我們充分利用校園及青島周邊的自然條件，建立了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與室外及野外教學(xué)并行、從驗(yàn)證性學(xué)習(xí)延伸到到探索性學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加了并行及后續(xù)的校內(nèi)外巖石考察和研究，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革體現(xiàn)了持續(xù)發(fā)展的特色。

充分利用課程網(wǎng)站，采用教師設(shè)計與學(xué)生自主實(shí)踐相結(jié)合、野外考察與實(shí)驗(yàn)室鑒定相結(jié)合、巖礦鑒定與其他測試分析相結(jié)合、科研成果和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方法，開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與研究，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及手段的創(chuàng)新。新的巖礦鑒定教學(xué)模式彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室與野外實(shí)際的差別，避免了與真實(shí)大自然的脫節(jié)，拓寬了實(shí)驗(yàn)范圍，開闊了視野，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)際工作能力，激發(fā)了學(xué)生的興趣，促進(jìn)了學(xué)生研究和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)出教學(xué)改革效果的特色。

五、結(jié)束語

高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)高級專門人才、創(chuàng)新型人才、發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化、促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重大任務(wù)。提高質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，是建設(shè)高等教育強(qiáng)國的基本要求。當(dāng)前傳統(tǒng)地球科學(xué)向地球系統(tǒng)科學(xué)的轉(zhuǎn)變進(jìn)一步深化，促使地質(zhì)高等教育面臨知識系統(tǒng)更新、培養(yǎng)質(zhì)量提高、服務(wù)領(lǐng)域拓展的新挑戰(zhàn)?！暗V物巖石學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程依據(jù)課程特點(diǎn)和自然條件進(jìn)行改革，形成的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式體現(xiàn)出鮮明的專業(yè)特色，是推進(jìn)礦物巖石學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新的重要組成部分，這對于提高高校地球科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)整體水平，對于提升學(xué)校辦學(xué)實(shí)力與競爭力有著積極的促進(jìn)和示范作用，有效促進(jìn)了學(xué)校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)整體水平的提升。

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