巖石學(xué)課程建設(shè)與改革實踐

邵龍義 魯 靜 胡社榮

中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院 北京 100083

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，礦產(chǎn)資源形勢發(fā)生了新的變化，同時也為資源勘探和礦產(chǎn)開發(fā)的人才培養(yǎng)提出更高的要求，伴隨《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的頒布和實施，在這樣的形勢下，更為了適應(yīng)社會對人才的需求，我校課程小組對巖石學(xué)課程進行綜合改革，進一步夯實地質(zhì)基礎(chǔ)、體現(xiàn)煤田地質(zhì)特色，使培養(yǎng)出的大學(xué)生成為適應(yīng)我國煤炭工業(yè)發(fā)展及地質(zhì)找礦戰(zhàn)略實施高級專門技術(shù)人才。

1 課程沿革及建設(shè)基礎(chǔ)

巖石學(xué)是從礦物學(xué)獨立出來的一門學(xué)科，由于研究內(nèi)容、深度和側(cè)重點不同，尤其是在老一輩專家韓德馨院士和多位地質(zhì)學(xué)家的帶領(lǐng)下，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)含煤巖系巖石學(xué)與沉積學(xué)研究也一直處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，先后出版了殷宗昌教授主編的《巖石學(xué)(巖漿巖與變質(zhì)巖)》、張鵬飛主編的《沉積巖石學(xué)》，張鵬飛、彭蘇萍、邵龍義、劉欽甫等編寫的《含煤巖系沉積環(huán)境分析》等著作，成為原煤炭系統(tǒng)院校師生的教材長期使用，其中《含煤巖系沉積環(huán)境分析》還獲得過煤炭部優(yōu)秀教材獎。

隨著勘察技術(shù)的進步和學(xué)科理論的發(fā)展，巖石學(xué)成為地質(zhì)類專業(yè)的重點課程，為適應(yīng)新形勢的需要，我校組建了新一代巖石學(xué)課程小組，把巖漿巖與變質(zhì)巖、沉積巖石學(xué)、含煤巖系沉積環(huán)境分析3門課程融合為一門巖石學(xué)課程。經(jīng)過多年探索和建設(shè)，巖石學(xué)真正成為重要的基礎(chǔ)課程(如圖1所示)，從課程的設(shè)置到現(xiàn)實的教學(xué)，再到野外實踐，把學(xué)生從理論到實踐緊密地連接起來，為今后的研學(xué)道路打下堅實基礎(chǔ)。

圖1 巖石學(xué)相關(guān)課程體系

2 優(yōu)化課程內(nèi)容及教學(xué)要求

依據(jù)新的課程體系，對巖石學(xué)課程內(nèi)容進行整體的設(shè)計和優(yōu)化，新課程內(nèi)容不僅體現(xiàn)出我校在沉積巖石學(xué)方面的特色，還強化了學(xué)生在教學(xué)前、中、后的實踐環(huán)節(jié)，同時對教師的教學(xué)過程也提出更高要求。

(1)優(yōu)化后的巖石學(xué)雖然是以巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大巖石的分類、命名特征及成因為主，但更注重學(xué)生的實踐動手能力，使學(xué)生能夠熟練掌握常見巖石類型的分類系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分及化學(xué)成分等基本特征。

除課堂教學(xué)外，實驗室教學(xué)及課前課后的野外地質(zhì)實習(xí)亦是重要教學(xué)內(nèi)容。課程小組精心設(shè)計了與巖石學(xué)課程相配套的野外綜合性實驗，主要包括開課前的地質(zhì)學(xué)認識實習(xí)和課程完成后的地質(zhì)填圖實習(xí)。開課學(xué)期之前在北京西山進行的地質(zhì)學(xué)認識實習(xí)，要求學(xué)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(jīng)常結(jié)合實習(xí)內(nèi)容講解。課程學(xué)期末利用秦皇島地質(zhì)填圖實習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生實測秦皇島石門寨石炭系—二疊系沉積地層剖面，使學(xué)生在野外能夠獨立學(xué)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(xué)要求方面，更加規(guī)范化和精細化，建立多元目標、多樣方法的教學(xué)評價體系。在教學(xué)評價方面，我校不僅注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更加重視學(xué)習(xí)過程；不僅注重學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，還重視學(xué)生在教學(xué)活動中表現(xiàn)出來的情感和態(tài)度，只有這樣才能進一步幫助學(xué)生理解和認識課程的內(nèi)容體系，為學(xué)生建立扎實的理論基礎(chǔ)，樹立立體的地質(zhì)思維，拓寬和釋放學(xué)生的想象力[1]。

3 教學(xué)資源建設(shè)

教學(xué)資源是教學(xué)順利進行的重要保障，其中包括教材建設(shè)、實驗室和實驗標本庫建設(shè)、云課堂建設(shè)，經(jīng)過近幾年的積累，依托國家重點學(xué)科和國家重點實驗室，巖石學(xué)課程在各個方面都取得了良好的成果。

3.1 教材建設(shè)

教材是教學(xué)過程中重要的組成部分，本課程以《巖石學(xué)》教材建設(shè)為核心，同時還采編了一系列的教案及教學(xué)相關(guān)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(xué)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(xué)生基本理論和實驗技能上的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練[2]。

目前我校巖石學(xué)課程教材為“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材《巖石學(xué)簡明教程》[3]。同時為突出煤炭地質(zhì)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(tǒng)的教科書作為參考教材，包括《沉積巖石學(xué)》《含煤巖系沉積環(huán)境分析》及《巖石學(xué)(結(jié)晶巖部分)(巖漿巖及變質(zhì)巖)》[4]。為了加強國際交流，還增設(shè)雙語教學(xué)，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"Sedimentary Environment and Faces"(沉積環(huán)境和相)、由Pettijohn編寫的"Sedimentary Rocks"(沉積巖)以及由何幼斌教授主編的"Sedimentary Petrology"。同時我校還編寫了內(nèi)部教材《巖石學(xué)》《巖石學(xué)實驗指導(dǎo)書》及校內(nèi)自編講義[5]，體現(xiàn)出煤田地質(zhì)特色，重點介紹巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類巖石的主要特征及分類系統(tǒng)，掌握常見類型巖石的化學(xué)成分、礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等基本特征。

3.2 實驗室和實驗標本庫建設(shè)

巖石學(xué)是一門實驗、實踐性很強的課程，實驗室教學(xué)的設(shè)計思想是配合課堂教學(xué)，開設(shè)巖漿巖石學(xué)、沉積巖石學(xué)和變質(zhì)巖石學(xué)室內(nèi)手標本宏觀巖石學(xué)實驗和顯微鏡下微觀巖石學(xué)實驗，在教學(xué)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(xué)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(xí)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(Leica DM4500P偏光顯微鏡1臺和OLYMPUS BX51研究級專業(yè)偏光顯微鏡1臺)，此外還配備了60臺國產(chǎn)“桂光”雙目偏光顯微鏡，并都配有先進的數(shù)碼照相系統(tǒng)。這些設(shè)備不僅滿足日常教學(xué)的要求，同時也使實驗效果得到提升，理想的實驗結(jié)果有助于進一步分析研究，這也體現(xiàn)了理論與實踐的有機結(jié)合。

3.3 網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)

當前“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是新型教育業(yè)態(tài)，近幾年廣泛地運用在教育領(lǐng)域，不僅改變了傳統(tǒng)的教學(xué)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(xiàn)出“學(xué)”與“教”的信息互動，提升了學(xué)習(xí)效率[8]。鑒于此，巖石學(xué)課程在學(xué)校的支持下，積極創(chuàng)建以教學(xué)云平臺為載體的網(wǎng)絡(luò)課堂[9]。巖石學(xué)課程已上線至中國礦業(yè)大學(xué)(北京)在線課程平臺。此外，近幾年學(xué)校分別與超星集團聯(lián)合錄制沉積學(xué)原理的超星慕課，與智慧樹在線教育聯(lián)合錄制巖石學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程。目前巖石學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程已在“中國大學(xué)MOOC”開課，該網(wǎng)絡(luò)課程包括：課程的介紹、課程教學(xué)錄像、電子課程教案、課后思考題、知識拓寬鏈接、相關(guān)實驗錄像、野外實習(xí)網(wǎng)絡(luò)站點、師生互動交流平臺等，最大限度地發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，使學(xué)生隨時隨地開展學(xué)習(xí)、答疑解惑。該網(wǎng)絡(luò)課堂開展以來取得了良好的教學(xué)效果，受到學(xué)生和教師的廣泛認同。

4 教學(xué)方法與模式改革推進

為進一步提高教學(xué)質(zhì)量，改進教學(xué)效果，在教學(xué)過程中對巖石學(xué)課程教學(xué)方法與模式的改革進行了一定的探討和推進。

4.1 調(diào)研先進教學(xué)方法及手段 提出適合礦業(yè)類院校的巖石學(xué)教學(xué)方法體系

針對礦業(yè)類院校煤田地質(zhì)及煤炭開采的專業(yè)特色，研究走訪了部分國內(nèi)外相關(guān)學(xué)校巖石學(xué)的教學(xué)情況，有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，重點對沉積巖的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法進行了調(diào)整，一是加強沉積巖教學(xué)比重，二是突出各類沉積巖的鑒定方法及沉積環(huán)境分析基礎(chǔ)，在巖石學(xué)基本理論的基礎(chǔ)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(xué)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)巖石學(xué)的興趣和感性認識，將部分實驗課教學(xué)內(nèi)容與科研活動結(jié)合。

4.2 以“雙主教學(xué)模式”理論為指導(dǎo) 探索適應(yīng)性教學(xué)模式

課程小組在做課程設(shè)計的時候進行多方面的考慮和嘗試，并結(jié)合我校開設(shè)專業(yè)的實踐性強的特點，探索和建設(shè)出一套適合我校師生的“雙主授課模式”。該模式主要調(diào)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(huán)，從而使學(xué)生有效利用課堂時間聽課和學(xué)習(xí)，增加學(xué)習(xí)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(xué)生回答問題、討論問題的機會，進而提高學(xué)生聽課、學(xué)習(xí)的自主性。首先，設(shè)置了課前提問環(huán)節(jié)，提問內(nèi)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(nèi)容進行啟發(fā)性提問，以引起學(xué)生的興趣和注意。其次，鼓勵學(xué)生在聽課過程中有針對性地提問。這樣做有利于學(xué)生及時對授課內(nèi)容進行理解和掌握，而最關(guān)鍵的是確立學(xué)生在課堂上的主體地位，提高他們學(xué)習(xí)的自主性。最后授課結(jié)束前總結(jié)性發(fā)言，隨機抽取1～2名學(xué)生對本次授課的主要內(nèi)容進行總結(jié)，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(jié)合的教學(xué)手段 增強課程教學(xué)的直觀性和趣味性

由于巖石學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的獨特性，隨著多媒體教學(xué)的應(yīng)用，大量的教學(xué)資源得以展示，如典型巖石宏觀、微觀礦物組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，用多媒體影像展示，能夠讓學(xué)生直觀地觀察巖石。重要原理內(nèi)容(如砂巖成分分類三角圖、石灰?guī)r結(jié)構(gòu)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(jié)合的方式完成，這樣可以保障學(xué)生對課程內(nèi)容的有效學(xué)習(xí)，而不是只用多媒體教學(xué)給學(xué)生提供單一模式，從而避免疲勞教學(xué)。

4.4 教學(xué)方法與模式改革的效果

課程小組在教學(xué)改革和課程建設(shè)方面付出的努力得到了各方的認可和廣泛好評。巖石學(xué)課程自開課以來受到聽課學(xué)生和教師的一致好評，評價巖石學(xué)課程是他們“大學(xué)本科期間最充實的課程之一”，認為任課教師教學(xué)態(tài)度認真、教學(xué)嚴謹、有趣味性，對課前的“5分鐘提問”印象極佳。在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)教務(wù)處主持的學(xué)生教學(xué)評估中，校內(nèi)教學(xué)督導(dǎo)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(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，適當?shù)碾p語教學(xué)彌補了沒有專業(yè)英語課程的不足”。本著“精和嚴”的教學(xué)理念，經(jīng)過多年的探索和創(chuàng)新，巖石學(xué)課程獲得2006、2007年中國礦業(yè)大學(xué)(北京)優(yōu)秀課程和教學(xué)質(zhì)量一等獎，2009年被評為“北京市精品課”和“教育部雙語教學(xué)示范課程”，至此標志著巖石學(xué)課程建設(shè)進入新篇章。

5 結(jié)語

我校將在巖石學(xué)課程開發(fā)與建設(shè)中繼續(xù)開展調(diào)查研究，進行教學(xué)法改革，進一步加大建設(shè)力度，實現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)梯隊、教學(xué)效果等方面的更大改善，為學(xué)生提供方便、高效、快捷、開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，不斷提高課程的建設(shè)水平和教學(xué)質(zhì)量，爭取在不遠的將來，把本課程建設(shè)成為教學(xué)風格獨特而有成效、具有煤田地質(zhì)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(zhì)與煤礦開采領(lǐng)域高級技術(shù)人才的培養(yǎng)發(fā)揮更大的作用。