《地球科學(xué)概論》教學(xué)課程設(shè)計(jì)探討與實(shí)踐

杜 銀

(南京信息工程大學(xué) 大氣科學(xué)學(xué)院，南京 江蘇 210044)

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《地球科學(xué)概論》教學(xué)課程設(shè)計(jì)探討與實(shí)踐

杜 銀

(南京信息工程大學(xué) 大氣科學(xué)學(xué)院，南京 江蘇 210044)

摘要：根據(jù)地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)需要，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和學(xué)生自身?xiàng)l件，提出了應(yīng)合理科學(xué)地設(shè)置《地球科學(xué)概論》的具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，培訓(xùn)專(zhuān)業(yè)基本技能和思考科學(xué)問(wèn)題的積極性和主動(dòng)性，教師要合理安排課堂教學(xué)內(nèi)容，探索新的教學(xué)方法方式，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

關(guān)鍵詞：《地球科學(xué)概論》；教學(xué)方式；教學(xué)質(zhì)量

1引言

地球是一個(gè)巨大和復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，也是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)；同時(shí)，它也是一顆正在運(yùn)動(dòng)和演變的星體，具有獨(dú)特的圈層結(jié)構(gòu)和地表環(huán)境。目前，隨著全球的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平在大幅度提高，但我們面臨的難題和挑戰(zhàn)也在不斷增加，比如人口控制、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、減災(zāi)防災(zāi)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等，這些重大問(wèn)題都與地球環(huán)境有著密切聯(lián)系。由此可見(jiàn)，人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)地球[1]。 “地球科學(xué)概論”是地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的入門(mén)課，后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)課, 其重要作用在于使學(xué)生對(duì)地球科學(xué)有一個(gè)概略的、全面的了解, 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。其教學(xué)目的是通過(guò)重點(diǎn)介紹地球科學(xué)的研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容和主要研究方法，使學(xué)生較全面了解現(xiàn)代地球科學(xué)的主要成就、基本知識(shí)和時(shí)空觀念，訓(xùn)練學(xué)生掌握一些重要的基本技能，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)鉆研地球科學(xué)的精神，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)地球科學(xué)的興趣，使學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀和世界觀，同時(shí)為現(xiàn)在的相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

2科學(xué)合理安排課程內(nèi)容

“地球科學(xué)概論”課程是地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)(比如大氣科學(xué)、遙感和大氣探測(cè)等專(zhuān)業(yè))的本科入門(mén)課。這門(mén)課程內(nèi)容信息量大，具有空間尺度的廣泛性與微觀性，時(shí)間尺度的漫長(zhǎng)性與瞬間性，地球系統(tǒng)的整體性與分異性，自然過(guò)程的復(fù)雜性與有序性等特點(diǎn)[4]，教師如在有限的學(xué)時(shí)中講授內(nèi)容面面俱到，學(xué)生會(huì)感到所學(xué)內(nèi)容龐雜，難以形成系統(tǒng)；如果教師授課內(nèi)容過(guò)于深入，對(duì)于學(xué)生而言，學(xué)起來(lái)吃力，學(xué)習(xí)興趣也會(huì)降低。針對(duì)這些問(wèn)題，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的原則主要貫徹少而精、全而新，即在涵蓋“地球科學(xué)概論”課程主體內(nèi)容的基礎(chǔ)上，盡可能多地引入當(dāng)前地球科學(xué)研究的重大新認(rèn)識(shí)、新進(jìn)展和新突破，并與資源短缺、環(huán)境惡化等現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題結(jié)合起來(lái)講述。通過(guò)此課程的學(xué)習(xí)，使地球科學(xué)各專(zhuān)業(yè)的學(xué)生樹(shù)立起科學(xué)的自然觀、辯證觀和可持續(xù)發(fā)展觀，可將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，培養(yǎng)學(xué)生們提出問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)踐動(dòng)手能力，最終達(dá)到為國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)增添人才的目的。

“地球科學(xué)概論”這門(mén)課課程內(nèi)容主要分四大部分：①地球系統(tǒng)的相關(guān)背景知識(shí)簡(jiǎn)要介紹，重點(diǎn)講述天球坐標(biāo)系、天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和時(shí)間的計(jì)量；②簡(jiǎn)要介紹地球表面特征，包括地形和地貌和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)； ③重點(diǎn)講授三大重要圈層：大氣圈、冰雪圈和水圈；④自然資源的合理開(kāi)發(fā)和利用或地圖投影。

首先，讓學(xué)生對(duì)這門(mén)課有初步的了解，讓他們知道前人是怎么看待與我們生命息息相關(guān)的地球，他們做了哪些工作，目前還存在些什么問(wèn)題，地球是怎樣起源，有關(guān)宇宙的演變發(fā)生了哪些重大事件和重要人物，然后激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)熱情和積極性，最后探討我們關(guān)注的熱點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。

3探尋高效的教學(xué)方式方法

學(xué)生在學(xué)校中的學(xué)習(xí)是一個(gè)人成長(zhǎng)為社會(huì)的有用之材的必需條件，研究和探索學(xué)校教育情境中學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律，對(duì)于學(xué)生個(gè)人及社會(huì)的發(fā)展都有不可估量的貢獻(xiàn)[5]。筆者十分贊同陳蓉等關(guān)于學(xué)習(xí)和教學(xué)的觀點(diǎn)，即學(xué)習(xí)是知識(shí)的獲得，學(xué)習(xí)是知識(shí)的構(gòu)建。在學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教授過(guò)程中，教師的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)藝術(shù)直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與獲取，甚至影響學(xué)生對(duì)課程、學(xué)科的好惡取向。因此教師必需按照教學(xué)規(guī)律從專(zhuān)業(yè)課程的特點(diǎn)入手充分利用各種教學(xué)資源，盡量采取通俗易懂的教學(xué)語(yǔ)言教好書(shū)育好人。新穎、鮮活的教學(xué)方法是吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)質(zhì)量的捷徑。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,教師要與時(shí)俱進(jìn)，積極主動(dòng)改進(jìn)以往的傳統(tǒng)教學(xué)方法，并結(jié)合當(dāng)前新的教學(xué)手段，將多媒體、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字博物館、虛擬野外實(shí)習(xí)等多種多樣的輔助教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用到“地球科學(xué)概論”的教學(xué)中。教師的課件制作力求達(dá)到重點(diǎn)突出、內(nèi)容清晰和說(shuō)理生動(dòng)、條理性強(qiáng)，并穿插形象的圖片及短片視頻等豐富內(nèi)容，避免單調(diào)。力圖以圖文音畫(huà)并茂的高質(zhì)量課件吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與學(xué)習(xí)興趣。最為關(guān)鍵的還是教師的講課質(zhì)量。教師們傳道授業(yè)解惑，分析疑點(diǎn)，給學(xué)生選留思考題，對(duì)啟發(fā)學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性非常有益。教師教學(xué)的最高境界是使學(xué)生能在輕松、愉快的教學(xué)環(huán)境中學(xué)習(xí)知識(shí)和掌握基本技能。教師講授課程時(shí)盡可能的不采用照本宣科方式，而是注重引導(dǎo)啟發(fā)，注重理論結(jié)合實(shí)際，通過(guò)實(shí)例深入淺出地講解難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題。

比如在講授到地貌時(shí)可以以桂林和黃土高原為例。由于桂林溫度較高，降水量較大，地表徑流相對(duì)穩(wěn)定，流水侵入石灰石把裂縫擴(kuò)大變成地下洞穴，降水使流水得以更新和有效補(bǔ)充，于是地下洞穴慢慢地變成地下河道。水是自然的雕刻師，千百年來(lái)它都在無(wú)情地雕刻著石灰石，緩慢的腐蝕作用造成了今天看到的桂林山水。而黃土高原位于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)的邊緣，溝壑縱橫，氣候較干旱，降水稀少，較易形成溝，較難形成河流。利用動(dòng)漫演示或圖片展示不過(guò)幾分鐘，但是可以給學(xué)生留下了深刻影響使學(xué)生充分理解了地貌的形成、地殼的上升運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化剝蝕作用、地下河流以及洞穴的形成過(guò)程等。又如大陸漂移，通過(guò)多媒體的大陸漂移的動(dòng)漫循環(huán)演繹，讓學(xué)生們形象的了解到兩億年前地球上所有陸地是連在一起的超大陸，后來(lái)慢慢分裂漂移形成了當(dāng)今的格局，經(jīng)過(guò)演示學(xué)生有了明確的概念。再來(lái)從古生物、古氣候、地形地貌、巖石圈層等方面的證據(jù)證實(shí)大陸漂移學(xué)說(shuō)，使得學(xué)生對(duì)此理論認(rèn)識(shí)清晰。大量具有典型意義的地質(zhì)現(xiàn)象圖片，令人賞心悅目，一些多解的地質(zhì)現(xiàn)象，也給學(xué)生留下了無(wú)限遐想空間，使學(xué)生既掌握了學(xué)習(xí)內(nèi)容，又培養(yǎng)了科學(xué)的思維方法、分析推理和創(chuàng)新精神，大大激發(fā)了學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果明顯。

對(duì)大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，大氣圈的基本結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)部系統(tǒng)如何演變等科學(xué)問(wèn)題都是他們十分關(guān)注的。大氣的運(yùn)動(dòng)與不同種類(lèi)的作用力有著密切聯(lián)系，即由于力的作用而產(chǎn)生大氣的運(yùn)動(dòng)，其中有一個(gè)地轉(zhuǎn)偏向力，也叫科氏力，對(duì)大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)比較難理解。那么，我們將如何來(lái)講解這個(gè)力，讓學(xué)生容易接受和理解？可以利用舉實(shí)例來(lái)引入這個(gè)概念。首先提出“我們生活在北半球，為什么火車(chē)運(yùn)行方向軌道的右側(cè)比較光滑？”這個(gè)問(wèn)題接著問(wèn)南北向的雙軌火車(chē)為什么要設(shè)置成右側(cè)軌道火車(chē)運(yùn)行方向?yàn)楸?，而左?cè)為南？帶著這樣的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)有趣的試驗(yàn)，即在一張白紙上畫(huà)直線段并定南北兩個(gè)端點(diǎn)，選取北端點(diǎn)為起點(diǎn)，從該點(diǎn)按原方向勻速畫(huà)直線段，同時(shí)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)白紙。接著，類(lèi)似方法，開(kāi)始點(diǎn)仍取北端點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)方向改為逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)白紙。比較新畫(huà)出的兩條“直線段”與原直線的差異。這種差異產(chǎn)生的原因用地轉(zhuǎn)偏向力的公式來(lái)解釋?zhuān)⑦M(jìn)一步討論地轉(zhuǎn)偏向力的物理含義。通過(guò)親身實(shí)踐，學(xué)生很容易接受和理解地轉(zhuǎn)偏向力的概念和各項(xiàng)物理含義及其應(yīng)用。

4結(jié)語(yǔ)

教師要積極改革教學(xué)方法與教學(xué)手段，采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式教學(xué)方法，配合多媒體音像教學(xué)、電化錄像片觀看教學(xué)、典型實(shí)物、模型、掛圖例析等多種教學(xué)手段，將傳統(tǒng)的教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)完美結(jié)合。我們不僅要掌握這些教學(xué)方法，而且還要能夠靈活運(yùn)用，提高教學(xué)質(zhì)量，通過(guò)這門(mén)課程把學(xué)生引入地球科學(xué)的殿堂，使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)發(fā)生極大興趣，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神和創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn)：

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[5]王小明.學(xué)習(xí)心理學(xué)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2009.

收稿日期：2016-04-26

基金項(xiàng)目：江蘇高校品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(編號(hào)：TAPP)；江蘇高校品牌建設(shè)工程一期項(xiàng)目(編號(hào)：PPZY2015A016)

作者簡(jiǎn)介：杜銀(1978—)，女，講師，博士，主要從事區(qū)域氣候診斷分析和數(shù)值模式模擬方面的教學(xué)與研究工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：G42

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2016)11-0205-02

Exploration and Practice of Teaching Curriculum Design of 《Introduction to Earth Science》

Du Yin

(CollegeofAtmosphericScience,NUIST,Nanjing,Jiangsu210044,China)

Abstract:Based on the demands of the earth science majors,according to the demand of social economic development and students own conditions, the specific teaching content, emphasis and difficulty of the Introduction to Earth Science (IES) should be picketed scientifically. In order to increase the scientific nature, vivid and interesting of the IES, teaching contents is reasonably arranged, new teaching methods is explored actively and teaching quality and level will be improved.

Key words:Introduction to Earth Science; teaching methods; teaching quality