地球化學特色專業(yè)建設、改革與實踐

湯華云，余淳梅，謝淑云

中國地質大學（武漢）地球科學學院，湖北 武漢 430074

地球化學是一門通過研究地質過程中元素或同位素的化學組成、化學作用和化學變化，進而解決地質學乃至地球科學問題的學科?；谂c現(xiàn)代測試技術和地球科學新理論相結合，地球化學在地球系統(tǒng)的精細時空演變、生態(tài)與環(huán)境評估處理、資源預測與勘探等領域展現(xiàn)出強大的本領。地球及地球上各種巖石何時形成？地球各圈層的化學組成及其對地球形成演化有哪些啟示？為什么有些地區(qū)會出現(xiàn)奇怪的地方??？蔬菜水果的品質與土壤中的元素組成有關嗎？礦是如何形成的？怎么找到這些礦等等，都是地球化學能解決的科學問題?，F(xiàn)代地球化學已與地球和物質科學的許多領域深度交叉融合，是21世紀最富生命力和最活躍的學科之一，是含地質類學科院校興辦的重點專業(yè)之一。

一、中國地質大學（武漢）地球化學專業(yè)的建設歷史、專業(yè)定位及特色

中國地質大學（武漢）地球化學專業(yè)是新中國成立后引入我國的新興學科，是推動我國地球化學學科發(fā)展的主要力量之一。早在1955年，於崇文院士就在原北京地質學院講授地球化學。1960年，應國家地質找礦的重大需求，北京地質學院成立“地球化學及地球化學勘探”專業(yè)，并將礦產地質與勘探專業(yè)三個班劃歸本專業(yè)培養(yǎng)。1975年，武漢地質學院成立后，組建地球化學教研室，地球化學專業(yè)恢復每年招生；1978年設立地球化學與地球化學找礦研究所， 1985年10月正式更名為地球化學系。1987年中國地質大學成立后，地球化學系劃歸地球科學學院，自此形成了地球化學專業(yè)在京、漢兩地辦學的格局[1]。

在59年的辦學實踐中，在以於崇文、張本仁、高山三位院士為學術帶頭人的幾代教研團隊努力與傳承下，建立了有較強國際影響力的理論地球化學、巖石圈地球化學、分析地球化學以及富于特色的勘查地球化學、計算地球化學、環(huán)境地球化學等多個細分學科方向[2]，培養(yǎng)了一支老中青合理搭配的專任教師隊伍，形成了與專業(yè)目標相適應的人才培養(yǎng)方案，建成了既有國際一流水準、又有專業(yè)特色的較為齊全的教學科研保障體系。1981年和1984年地球化學碩士和博士學位授權點又相繼獲批。1993年，地球化學被地質礦產部評為重點學科；2002年，本專業(yè)被批準為國家一級重點學科；2010年被教育部評為國家級特色專業(yè)，是我國培養(yǎng)地球化學基礎理論及實踐應用專門人才的重要基地。

本專業(yè)在地質學與化學學科的理論基礎上，側重從地球物質的元素及同位素組成、存在形式與分布、遷移的微觀規(guī)律等角度構建知識結構與體系，培養(yǎng)能運用地球化學理論及思維，從事地學基礎研究、資源勘查與評價、環(huán)境評估與治理以及地質樣品元素和同位素測定方法開發(fā)的多元化和特異性人才。為探索地球奧秘、緩解資源壓力、應對全球環(huán)境變化與治理輸送專門力量，為構建宜居生態(tài)與人地和諧共生，服務我國創(chuàng)新驅動及綠色發(fā)展戰(zhàn)略提供智力支持和專業(yè)方案。除擁有較強的理論地球化學及巖石圈地球化學外，還辦有勘查、環(huán)境、計算以及分析地球化學四個服務經(jīng)濟社會發(fā)展的應用型專業(yè)人才培養(yǎng)方向；此外，建成了完善的培養(yǎng)保障體系，平均每年培養(yǎng)超過50名本科生，成為我校地球化學專業(yè)的特色與人才培養(yǎng)優(yōu)勢。

二、中國地質大學（武漢）地球化學專業(yè)的改革與建設實踐

近年來，面對日益激烈的學科競爭和地礦行業(yè)轉型升級對人才素質的新要求，我校地球化學專業(yè)居安思危，從教書育人管理體制、師資隊伍、教學資源、室內及野外課堂改革[3]、內涵式人才培養(yǎng)及突出辦學特色等多個方面大膽探索改革、主動作為求進，在專業(yè)建設和人才培養(yǎng)質量方面取得積極成效。

1.聚焦育人全過程管理，以“兩化四制”推行多點創(chuàng)新的人才培養(yǎng)管理模式

一是室內教學小班化、野外教學雙師化。對本專業(yè)的“地球化學”“環(huán)境地球化學”“分析地球化學”等九門特色課程實施小班講授、分組實習實驗；針對野外路線教學時間緊、任務重的特點，推行雙教師帶班，提高了實踐教學效率和質量。二是本科教學團隊建設管理制。組建巖石圈和應用地球化學兩個本科教學團隊，構建了“團隊團長管總、課程首席主建、團隊成員主講”的分層教學組織體系。以教學團隊為責任單元，引航教學改革、研究，教材、課程及實踐基地，常態(tài)化備課聽課等日常建設。2009年，入選地球化學國家級教學團隊。三是教師聘期本科教學最低要求制。實施“室內授課最低學時和野外教學最低周數(shù)”“野外基地教學輪排”制度，有序分解教學任務，落實名師、教授上本科教學第一線的任務要點。四是本科生導師制。以雙向選擇方式為每位大二學生配備定向學業(yè)導師，將對學生思想政治、基礎學習、科研訓練、畢業(yè)論文指導作為教師職責的制度安排，成為本科生全過程培養(yǎng)的直接抓手。五是教學質量綜合評價反饋制。建立校院聯(lián)動教學質量評議和反饋機制以及獎懲章程。將學生評教、校院兩級督導評教相結合，將單一分數(shù)評教與交流改教議教相結合，將評教與不定期課堂巡視相結合，科學監(jiān)督本科課堂教學；對每年教學評教居于學院前10%的教師予以獎勵并計入職稱晉升和評優(yōu)評先考量。制度化管理保障了教學力量投入、教學組織效率和本科教學質量。

2.聚焦師資建設，夯實教師隊伍，鑄牢人才基礎

本科人才培養(yǎng)質量，歸根到底靠師資隊伍質量。我們樹立高水平師資引領發(fā)展的理念，堅持以師資隊伍建設為龍頭、以師德師風為內涵、以教師專業(yè)技能為核心、以投入本科教學為根本的師資建設原則，不斷優(yōu)化教師年齡和專業(yè)分布，打造德政藝行四馨的高水平師資隊伍，建成了包括學校教學名師1人、國家杰出青年基金獲得者2人、科技部“萬人計劃”入選者3人、國家優(yōu)秀青年基金獲得者2人、國家青年“千人計劃”入選者1人、海歸青年教授1人在內的師資隊伍，并基本實現(xiàn)教師學位全博士化。此外，引進3名國際學術大師、2名兄弟單位“杰青”作為短期兼職教授，參與本科人才培養(yǎng)。

實施青年教師發(fā)展規(guī)劃，多舉措促青年教師快速成才。發(fā)揮教學團隊集體備課聽課效能和課程責任教授傳幫帶職能，幫助青年教師穩(wěn)步提高教學水平、獨立上好一門專業(yè)課。近年來成功舉行了大別山、浙江大明山、江西城門山銅礦及湖北大冶鐵礦區(qū)集體考察和備課。實施青年后備人才計劃，三年計劃期內為青年教師提供一定額度科研經(jīng)費和一次國際旅費，支持他們赴海外名校進修合作，七位“80后”教師先后入選后備人才支持序列；緊扣專業(yè)結構和學科細分增長點，成立造山過程與巖漿作用、青藏高原演化、碳循環(huán)以及重金屬污染與治理四個系內學科創(chuàng)新研究團隊，構建學術梯隊，幫助青年教師找準研究切入、快速脫穎成長，促成巖石圈等優(yōu)勢學科青年教師創(chuàng)新成果不斷，環(huán)境地球化學新興學科亮點時時呈現(xiàn)，青年教師成長態(tài)勢良好，鞏固了傳統(tǒng)優(yōu)勢學科和新興應用學科的發(fā)展后勁。

3.聚焦教學資源短板建設，完善本科教學軟硬件保障體系

協(xié)調推進主干和特色課程信息化建設。繼2005年“地球化學”入選國家精品課程后，分別于2014年和2015年建成“地球化學”和“勘查地球化學”兩門湖北省精品資源共享課，拓展了線上學習資源。錄制32學時“同位素地球化學”授課視頻，成為深受師生喜愛的課后學習素材。2012年主編出版普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《地球化學》，被不少兄弟院校采納使用。富有特色的《分析地球化學》教材編撰取得重要進展，《秭歸應用地球化學實習指導書》進入編輯出版階段。

扎實的實踐動手能力和豐富的實驗經(jīng)驗與技能，是地球化學專業(yè)本科生的必備素質，也是人才培養(yǎng)特色[4]。我們高度重視特色實踐教學基地和各類專業(yè)實驗平臺建設。在以地質學專業(yè)為主導的北戴河、周口店和秭歸地質實習基地外，還在秭歸建有涵蓋環(huán)境污染現(xiàn)場評估、地球化學分析樣品采集、野外快速數(shù)據(jù)測量、基本化探工作方法等環(huán)境、勘查地球化學異常采集和土壤質量與優(yōu)質茶蔬關系的九條特色實踐教學路線，開展為期兩周的野外實踐教學；在該特色實踐教學中，除突出地球化學專業(yè)在應用行業(yè)運用的訓練外，還重點引導學生善于用地球化學的思維和方法進行野外觀察、野外采樣及實地分析等。依托學科建設，建成地質過程和礦產資源、生物地質與環(huán)境地質兩個國家重點實驗室，配備滿足微區(qū)地球化學高精度測試等的高端設備，成為本科人才培養(yǎng)的重要助手。近五年，集中資源高標準新建了有機、無機、勘查、化學分析等七個專門的應用地球化學教學實驗室，擁有ICP-MS、ICP-OES、AAS、GC-MS和TOC等先進儀器，服務“地球化學”“勘查地球化學”“分析地球化學”“微量元素地球化學”“同位素地球化學”“有機地球化學”“環(huán)境地球化學”和“土壤與土壤化學”本科課程教學所需，也是大學生課余實踐應用能力與科研訓練的重要平臺。

4.聚焦育人第一主戰(zhàn)場，創(chuàng)新教學組織形式，以課堂改革向人才培養(yǎng)要質量

課堂教學是大學專業(yè)知識傳授的第一場所，是大學生培養(yǎng)的第一抓手[5]。創(chuàng)新課堂組織形式，激活學習主體活力，提高授課質量，增強學生獲得感，是我們課堂改革的根本考量。一是更多組織以“學生來講、學生來論、學生來問”為主要表達形式的翻轉小班教學，讓小班學生動起來、讓小班學生忙起來、讓小班師生互動起來。例如，我們加大課堂教學的實踐比重，在“地球化學”以及“微量元素地球化學”授課中，植入6～8學時以學生講解地球化學領域經(jīng)典文獻、特別是英文文獻的翻轉訓練，對提高本科生查閱文獻、組織演講、制作專業(yè)PPT的能力和進行演說、鞏固專業(yè)知識點都起到明顯促進，學生普遍對這種課堂形式充滿熱情。還鼓勵學生隨時打斷教師進行提問，增強學生學習的積極性；不定時地安排課堂臨時作業(yè)或小測驗等系列舉措，有利于教師對課堂的整體把控，對促使學生坐到前排來、把頭抬起來、將手機揣兜里、把筆記本拾起來，充分參與課堂，塑造良好學風有積極效果，成為我院課堂教學改革的亮點。二是注重將時代熱點、國家產業(yè)政策風向以及身邊的問題現(xiàn)象與專業(yè)知識講授相結合?；诒緦I(yè)較強的應用特性，將武漢市東湖水質污染、長江流域生態(tài)演變等身邊環(huán)境污染及治理問題引入“環(huán)境地球化學”教學，引導學生運用環(huán)境地球化學的理論知識分析環(huán)境問題的根本原因和可能的解決措施；將資源過度開采導致的環(huán)境問題引入課堂，使學生理解今天我國綠色、可持續(xù)發(fā)展理念的重要性及習近平總書記“兩山理念”的博大內涵。緊貼國計民生的授課內容，挖掘了專業(yè)課的趣味性，增強了學生對專業(yè)知識學習的熱情，讓專業(yè)理論講授“活”了起來。三是運用現(xiàn)代新媒介拓展課外課堂。結合現(xiàn)今各類學術組織公眾號不斷涌現(xiàn)的現(xiàn)象，我們借助QQ群及微信群，實時分享與專業(yè)課有關的科學前沿成果及社會熱點，并參與和學生的交流，拓寬了學生的專業(yè)知識圈。

5.聚焦人才內涵成長，著力抓學生實踐動手、科學素養(yǎng)、社會責任能力培養(yǎng)

內涵成長的本質是人才綜合素質全面培養(yǎng)，其重要實現(xiàn)途徑是教師“講好”學生課余時間這第二課堂。就地球化學專業(yè)本科生而言，就是要培養(yǎng)學生既有扎實基礎，又有較強實驗分析、數(shù)據(jù)處理等動手能力[6]。我們以一流科研平臺和本專業(yè)應用地球化學實驗室為平臺依托，以大別山、河北漢諾壩等地經(jīng)典地質路線考察，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，本科生課余科研立項，本科生專項實驗技能訓練項目以及自主科研選題等一攬子立項為抓手，實訓學生處理樣品、進行樣品前處理及參與樣品實測等實踐、實驗動手能力；通過要求本科生積極參與研究生的定期組會，使之逐步了解一定的學科前沿，會進行簡單數(shù)據(jù)分析處理，鍛煉他們的科學思維，培養(yǎng)基本科學素質。每年本專業(yè)有20余名學生以各種形式參與課外實踐及科研實訓。應用地球化學學科教師在指導研究生教學時，總是將本科生帶進武漢及江漢平原等周邊環(huán)境調查典型場所第一現(xiàn)場，引導學生適應感興趣的實際問題和對應的科研選題。加強科學研究訓練在人才培養(yǎng)中的比重，成為我們人才內涵式培養(yǎng)的重要舉措。

此外，發(fā)揮國際合作優(yōu)勢，輸送優(yōu)秀本科生到海外實習或短訪，參加澳大利亞、泰國、美國等海外國家經(jīng)典地質現(xiàn)象考察，參加國際會議，為學生提供國際交流機遇，開闊視野。以海外名師講座、海外地學大師短期授課等方式，豐富學生國際化培養(yǎng)的形式。國際化辦學拓展了人才培養(yǎng)渠道，提高了人才培養(yǎng)質量和競爭力。同時，借助名師面對面、茶語青春等主題活動平臺，我們不時向優(yōu)秀青年學子介紹我校老一輩地化人激情創(chuàng)業(yè)的歷史、“奉獻擔當、團結奮進、守正創(chuàng)新、卓越一流”的地化精神錘煉過程，引導青年學子珍視光榮傳統(tǒng)、傳承職業(yè)精神、富有家國情懷。這些豐富的第二課堂組織，培養(yǎng)了一批掌握扎實地球化學專業(yè)思維和技能的品學兼優(yōu)的研究生生源。

三、中國地質大學（武漢）地球化學專業(yè)深化改革、爭創(chuàng)一流的主要思路舉措

我校地球化學專業(yè)深化改革要以新時代黨中央對高校本科教育的總要求和全國教育大會精神為指引，依托雙一流學科建設，發(fā)揮學科優(yōu)勢，優(yōu)化師資和充實教學資源、加強基礎課程建設，創(chuàng)建一流實踐基地和實驗平臺，創(chuàng)新教學管理制度，激發(fā)師生教與學活力，踐行專業(yè)基礎、動手能力、地化思維、創(chuàng)新意識和道德思想等五維育人理念，著力培養(yǎng)“品德高尚、基礎厚實、專業(yè)精深、知行合一”的復合型專門人才，把本專業(yè)建成師資隊伍一流、專業(yè)特色鮮明、教學管理規(guī)范、軟硬件保障齊全的高水平育人平臺，成為我國培養(yǎng)一流研究和應用型地球化學人才的高地。

一是聚集師資隊伍建設不放松。要持續(xù)用好當前國家和校、院對優(yōu)秀人才的引進政策，調動全體教師積極參與引智。樹立“主動邀約、長期開放”姿態(tài)，以國內外會議、學科組交流等渠道加強對海內外人才的宣講和引進，以繼續(xù)充實巖石圈地球化學和分析地球化學方向專業(yè)師資，不斷吸納環(huán)境和礦床地球化學領域優(yōu)秀人才，夯實青年師資儲備，優(yōu)化學科師資結構。同時，將師德師風日常建設擺在更加突出位置，不斷強化教師踐行社會主義核心價值觀、潛心教書育人、多投入本科教學的自行覺悟，尤其在培養(yǎng)政治硬、業(yè)務精、育人高的教學名師方面取得顯著性成績。

二是進一步加強本科教學團隊建設，抓實團隊職能、做實教研教改。要主動探索本科教學團隊組織協(xié)調新機制，進一步確立建設主管，明確教改主攻、具體課程主建，分解授課主責，為日常教學組織和建設提供有力機制保障。同時，以一流專業(yè)和一流課程“雙萬計劃”建設為契機，發(fā)揮教學團隊的規(guī)劃、落實和督促職能，推進主干課程教學內容革新、新版《地球化學》和《分析地球化學》教材編撰出版、“地球化學”和“環(huán)境地球化學”MOOC建設，在“地球化學”和“環(huán)境地球化學”兩門“金課”建設方面務實邁進，以內容新、適用強、貼現(xiàn)實的課程變革和建設，促進教學質量提升。同時，繼續(xù)完善和實施制度化的野外集體備課、常態(tài)化室內集體聽課和教學研討，構建互學互評互督互改的生動教研局面；大力探索一線課堂教學革命，創(chuàng)新教學形式，做到“教師增心思、學生增負擔”，激發(fā)教學主體動力，不斷提高授課效率、增強學生對專業(yè)知識的獲得感和實用感。

三是繼續(xù)推進特色實踐教學基地及實驗平臺建設，不斷充實育人實踐/實驗平臺。野外實踐和實驗教學是我校地球化學專業(yè)培養(yǎng)特色人才的根本保證。將優(yōu)先加快補齊秭歸應用地球化學實踐基地的教材、實驗基礎設備等教學軟、硬件短板，設計能體現(xiàn)地球化學專業(yè)應用特色的路線授課內容，以高效運轉的特色實踐基地強化本專業(yè)育人優(yōu)勢。同時，完成XRF、MC-LA-ICPMS等高水準實驗室新建，完善巖石圈地球化學方向本科教學和教師科研對基礎平臺的需求。此外，在建成無機、有機地球化學教學實驗室基礎上，結合學院學科發(fā)展現(xiàn)狀和規(guī)劃以及本專業(yè)部分教師的發(fā)展實際，不斷籌集要素資源，推動生物地球化學實驗室建設取得進展，服務本專業(yè)新興的生物地球化學領域專業(yè)人才培養(yǎng)。

四是瞄準人才培養(yǎng)質量薄弱環(huán)節(jié)，更大力度提高實踐育人比重，著力強化本科生實踐/實驗等動手能力訓練；更大范圍普及大學生創(chuàng)新科研訓練，著力培育本科生創(chuàng)新思維能力。以本科生導師制為抓手，以大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、校院科研立項、實驗室專項技能訓練以及自主科研選題、畢業(yè)論文設計為制度化載體，明顯增加學生參與各類科研項目及實踐活動的比例，營造濃厚科研氛圍，切實增強學生用地球化學的基本科學思維解決地球科學問題的意識，提高他們用地球化學的技術方法解決實際問題的動手能力。優(yōu)化秭歸應用地球化學野外路線教學內容，設立更多動手操作、數(shù)據(jù)采集與計算機處理分析環(huán)節(jié)，加強對應用地球化學基本專業(yè)技能的實踐與提高。進一步深化與有關企業(yè)和科研院所等單位的聯(lián)合辦學，為人才成長搭建更多實踐機遇。

五是更加突出拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。要全力做好學院新設的國際菁英班“地球化學”“應用地球化學”課程教學，以及國際菁英班地球化學方向本科生的精細培養(yǎng)工作。依托高水平師資的前沿科學研究課題、借助一流科研平臺的技術優(yōu)勢和廣泛的國際合作渠道，瞄準國家級和省部級諸如“挑戰(zhàn)杯”“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”以及“海外聯(lián)合培養(yǎng)項目”，對國際菁英班以及其他優(yōu)秀本科生開展更精準的全過程培養(yǎng)，尤其是科研創(chuàng)新能力的針對性培養(yǎng)，使之盡快成長為具有扎實專業(yè)基礎、獨立動手能力、特別是突出科研創(chuàng)新水平乃至成果的拔尖創(chuàng)新人才，提高本專業(yè)本科人才培養(yǎng)的顯示度。

四、結束語

我國已邁入以創(chuàng)新驅動高質量發(fā)展的新時代，高等教育迎來由數(shù)量擴張向質量全面提升的內涵式發(fā)展新階段。堅持“以本為本”“四個回歸”，堅持本科教育基礎地位、人才培養(yǎng)核心地位，堅持以立德樹人為根本任務，以提高人才培養(yǎng)質量為核心目標的新時代教育理念，培養(yǎng)服務我國地球化學學科理論創(chuàng)新和綠色、可持續(xù)發(fā)展需求戰(zhàn)略的新型人才，成為辦好地球化學專業(yè)的根本遵循和價值追求。我們將堅守教書育人的使命職責，齊上陣多投入，聚焦育人質量、聚焦創(chuàng)新思維培養(yǎng)，從學習一流專業(yè)新國標起手，從培養(yǎng)模式、室內外課堂改革、辦學保障方面入手，以師資建設為先手、教學團隊為推手，課內外教學、科研訓練及畢業(yè)論文為抓手，對特色金課、特色基地、拔尖人才培育上重手；將“嚴在地大”貫穿于始終，向專業(yè)基礎、能力訓練、論文質量下狠手，努力培養(yǎng)“思想純、基礎牢、動手強、愛創(chuàng)新、懂應用”的地球化學專業(yè)新能手。