如何把握《普通地質(zhì)學(xué)》教學(xué)中的廣度與深度

鄭文俊，王偉濤，錢加慧，章桂芳，張冬麗，孫 鑫

中山大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510275

《普通地質(zhì)學(xué)》作為地質(zhì)學(xué)類及相關(guān)專業(yè)本科生的第一門入門專業(yè)啟蒙和引導(dǎo)課程（舒良樹等，2012；楊樹鋒等，2020），其內(nèi)容設(shè)計及課程教學(xué)的改革過程，不僅包了含各分支學(xué)科調(diào)查研究的內(nèi)容、表現(xiàn)形式等，同時也要反映地球科學(xué)各分支學(xué)科發(fā)展的廣度與深度（夏邦棟，1995；陳健等，2015；何金先等，2016；舒良樹，2020）。《普通地質(zhì)學(xué)》是對地質(zhì)學(xué)基本知識、基本理論的概括介紹，其主要內(nèi)容涉及到地球的基本知識、外動力作用、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展與演化，以及資源、環(huán)境、減災(zāi)、人與地球等方面的知識（萬天豐， 2006；舒良樹等，2012；杜銀，2016；楊樹鋒等，2020），承擔(dān)著專業(yè)引導(dǎo)和啟蒙的職責(zé)和任務(wù)。這也就要求課程的設(shè)計和講授不僅要有趣味性，同時也要將專業(yè)思想融入形成科學(xué)性，不僅要注重專業(yè)之間差異及不同專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)需求的普適性，同時也要將地球科學(xué)的經(jīng)典有效地展現(xiàn)出來，因而要求講授者要準(zhǔn)確把握課程中知識點(diǎn)的廣度和深度。

辭海中釋義，廣度是指知識的范圍，也就是知識包含的內(nèi)容所涉及的綜合性學(xué)科的知識面，而深度是知識的挖掘?qū)哟我?，也就是知識點(diǎn)橫向與哪些知識的聯(lián)系，以及知識點(diǎn)縱向發(fā)展到哪里。地球系統(tǒng)是一個巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，同時也是一個開放的系統(tǒng)（舒良樹等，2012；何金先，2015；楊樹鋒等，2020），普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)的每個知識點(diǎn)都涉及到知識的諸多方面，合理地選擇知識點(diǎn)的廣度和深度，才能有效地達(dá)到課程教學(xué)的目的：使學(xué)生較全面了現(xiàn)代地球科學(xué)的基本知識，訓(xùn)練學(xué)生掌握一些重要的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生主動鉆研地球科學(xué)的精神，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)地球科學(xué)的興趣，使學(xué)生樹立正確的人生觀和世界觀，同時為未來的相關(guān)專業(yè)課程奠定堅實的基礎(chǔ)（夏邦棟，1995；舒良樹，2020；楊樹鋒等，2020）。本文以《普通地質(zhì)學(xué)》課程中地質(zhì)構(gòu)造章節(jié)為例，淺析教學(xué)過程的廣度與深度的把握。

1 廣度—教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備

歷經(jīng)長期實踐，《普通地質(zhì)學(xué)》課程已經(jīng)形成教學(xué)內(nèi)容相對規(guī)范、課程體系較為成熟的一整套以培養(yǎng)地質(zhì)類及其它地學(xué)相關(guān)類專業(yè)精英人才為目標(biāo)的教學(xué)體系和模式（舒良樹等，2012；曹秋香等，2017；楊樹鋒等，2020）。當(dāng)今科技發(fā)展迅速，知識更新快，地質(zhì)學(xué)知識也隨著與其它學(xué)科的交叉融合在更新，作為地學(xué)人才的啟蒙教學(xué)課程，《普通地質(zhì)學(xué)》的傳統(tǒng)課程內(nèi)容遇到新的挑戰(zhàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國際社會對人才特別是專業(yè)人才培養(yǎng)的要求和目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)槿瞬潘刭|(zhì)的培養(yǎng)，而大學(xué)本科的人才培養(yǎng)也逐漸由以往的專業(yè)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橥ú沤逃秊橹鳎钫仔郏?012；舒良樹等2012），強(qiáng)調(diào)的是專業(yè)人才的整體素質(zhì)和能力?！镀胀ǖ刭|(zhì)學(xué)》課程內(nèi)容極其豐富，卻又兼顧有限的授課時間，且授課對象廣泛的特點(diǎn)（曹秋香等，2017），因此課程內(nèi)容準(zhǔn)備階段的廣度思考就成為一個前置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課也是專業(yè)引導(dǎo)課，如何能在有效的課堂時間里讓學(xué)生及時了解、掌握、認(rèn)識地球科學(xué)系統(tǒng)，教師在課前準(zhǔn)備的不僅僅是對教材內(nèi)容的知識點(diǎn)和難點(diǎn)，更重要的是通過知識點(diǎn)的綜合性和廣度搜索，有效地將關(guān)鍵的知識點(diǎn)結(jié)合起來。比如《普通地質(zhì)學(xué)》講述地質(zhì)構(gòu)造部分巖石變形的內(nèi)容，這個時候?qū)W生除了前期的一些地球科學(xué)科普知識外，對地質(zhì)學(xué)的概念還缺乏系統(tǒng)了解，很難較快接收，因此，我們課堂的教學(xué)引入就要考慮內(nèi)容的廣度，從熟知和自然的現(xiàn)象引入，然后再去講解名詞和專業(yè)知識點(diǎn)。

教學(xué)設(shè)計（圖1）的引入內(nèi)容可以是“地球上為什么存在高山？”“ 我們見到的自然界中巖石為什么存在大量的規(guī)則性花紋和彎曲？”“地震發(fā)生為什么會引起地面的裂開或拱起？” 等等，這些大一新生在中學(xué)和科普知識中已經(jīng)有過了解和接觸的現(xiàn)象，是學(xué)生最為熟悉的，這樣的引入就使學(xué)生覺得課程不完全是特別枯燥無味的名詞，而是豐富的自然現(xiàn)象和科學(xué)知識的融合。講完這些后，再開始引入簡單的物理知識和變形階段的物理狀態(tài)，從胡克彈性極限實驗說明各階段物體的狀態(tài)發(fā)生什么變化，由此引入地球上復(fù)雜現(xiàn)象的形成就是巖石受到不同力的作用，是受力狀態(tài)不同產(chǎn)生的不同現(xiàn)象。這時候，學(xué)生已經(jīng)掌握了這些狀態(tài)和現(xiàn)象的模糊概念，此時再以“巖體不同變形狀態(tài)時形成了什么”為引入，向?qū)W生介紹“褶皺”、“節(jié)理”、“斷層”的定義。并適當(dāng)引入這三種狀態(tài)可能的地質(zhì)現(xiàn)象，也就是與開頭的引子相呼應(yīng)。這個看似簡單的講述過程，需要課前查閱大量資料和文獻(xiàn)，甚至最新的研究成果、自然現(xiàn)象和最新發(fā)生的地質(zhì)事件等，才能將課堂內(nèi)容與現(xiàn)實實際結(jié)合。

圖1 地質(zhì)構(gòu)造章節(jié)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計的思路Fig.1 Thoughts on teaching design of geological structure chapter content

2 深度—課堂教學(xué)的安排

《普通地質(zhì)學(xué)》的教學(xué)目的不僅要使學(xué)生有充足的知識儲備，形成與時俱進(jìn)的理念，同時要使學(xué)生在后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)中和走向社會后能融會貫通（舒良樹等，2012；何金先等，2016）。因此要求教師不僅要通過有效的課堂時間向?qū)W生介紹地質(zhì)學(xué)及相關(guān)專業(yè)各個學(xué)科的基本知識，而且也要介紹各個分支學(xué)科間的聯(lián)系，有效引導(dǎo)學(xué)生將各類專業(yè)知識有機(jī)地聯(lián)合起來，達(dá)到相互融合的效果（周新民，2002；黃菲等，2003；舒良樹等，2012；袁愛華，2014）。對于地質(zhì)學(xué)及相關(guān)專業(yè)類學(xué)生開設(shè)的《普通地質(zhì)學(xué)》課程，一般不僅要考慮學(xué)生的背景和專業(yè)要求的特點(diǎn)，還要考慮專業(yè)設(shè)置及未來專業(yè)課程的引導(dǎo)，所以如何把握教學(xué)內(nèi)容的深度就顯得尤為重要。

《普通地質(zhì)學(xué)》知識面廣，教學(xué)內(nèi)容幾乎涉及地質(zhì)學(xué)所有學(xué)科的基礎(chǔ)知識，課程教學(xué)最難把握的是講到什么程度，讓學(xué)生掌握到什么程度，雖然我們在課前準(zhǔn)備時要去查閱和掌握大量資料，但又不能全部一一向?qū)W生講解，一是學(xué)生不可能全部短時間內(nèi)理解和接受，二是也不能很好發(fā)揮《普通地質(zhì)學(xué)》課程的真正作用，更談不上讓大一新生樹立專業(yè)思想、認(rèn)可和熱愛地球科學(xué)專業(yè)?？梢娫谀壳巴ú沤逃男蝿菹?，尤其目前大類通才教育的情況下，《普通地質(zhì)學(xué)》承擔(dān)著學(xué)生專業(yè)思想形成，對專業(yè)熱情的提高，以及最起碼的認(rèn)可，這是《普通地質(zhì)學(xué)》在近年來以及未來一段時間要承擔(dān)的課程教學(xué)目標(biāo)。因此，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計在前已述及的廣度提升興趣的同時，也要通過課堂教學(xué)把握適當(dāng)?shù)纳疃?，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)思想和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的有效形成。

普通地質(zhì)學(xué)課程的每個章節(jié)，甚至每個知識點(diǎn)，在未來地球科學(xué)相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，都是一門獨(dú)立的課程或是一個分支學(xué)科，因此，教學(xué)設(shè)計要求提綱挈領(lǐng)、結(jié)構(gòu)明確地組織知識結(jié)構(gòu)和層次。例如，地質(zhì)構(gòu)造章節(jié)內(nèi)容知識點(diǎn)—斷層，在未來的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)甚至區(qū)域地質(zhì)課程中都是比較重要的內(nèi)容，也占了相當(dāng)?shù)谋戎?，那么在普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)中，不能只說明斷層的定義，要形成一個簡明的知識點(diǎn)系統(tǒng)（圖2），重點(diǎn)讓學(xué)生知道什么是斷層？它的基本要素是什么？有什么類別？與巖石變形相關(guān)的不同類型斷層簡單受力狀態(tài)是什么？以及斷層研究的可能意義（如地質(zhì)演化、資源礦產(chǎn)、地貌形成、自然災(zāi)害、工程建設(shè)、國家安全等）是什么？除此之外，考慮與野外認(rèn)識實習(xí)的結(jié)合，要簡單向?qū)W生介紹斷層的識別標(biāo)志，這些標(biāo)志所要用的知識點(diǎn)和名詞，是前面已經(jīng)提到或是后續(xù)章節(jié)及知識點(diǎn)可能提到的，這就需要有效地把握知識點(diǎn)的深度，筆者的建議是盡量簡潔明了，不必和《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》中講述的斷層野外識別一樣詳細(xì)，考慮的主要是學(xué)生的知識積累和《普通地質(zhì)學(xué)》課程的的引導(dǎo)作用。課堂教學(xué)中深度把握的另一方面，就是知識點(diǎn)相互呼應(yīng)和對比理解，在課堂思考和討論的設(shè)計中進(jìn)行重點(diǎn)剖析，如：斷層與褶皺、節(jié)理的區(qū)別？它們對應(yīng)的變形狀態(tài)是什么？將巖石變形與地質(zhì)構(gòu)造這一章節(jié)的知識點(diǎn)有機(jī)地鏈接起來。

圖2 地質(zhì)構(gòu)造章節(jié)斷層部分的知識結(jié)構(gòu)與層次關(guān)系Fig.2 Knowledge structure and hierarchical relationship of fault section of geological structure chapter

3 廣度與深度交互—有效地把握課程的興趣與引導(dǎo)作用

《普通地質(zhì)學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容面廣、概念多、信息量大（舒良樹等，2012；楊樹鋒等，2020；舒良樹，2020），在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，往往要求學(xué)生在專業(yè)詞匯、術(shù)語和記憶方法上花氣力，教學(xué)過程是教師只顧傳授知識，學(xué)生只管接受知識，這在早期的地質(zhì)學(xué)發(fā)展過程確實起到了應(yīng)有的作用。但目前高校本科教育培養(yǎng)模式發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變，以“大類招生、大類培養(yǎng)”為主體，弱化專業(yè)的界限，以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、增強(qiáng)適應(yīng)性”作為培養(yǎng)專業(yè)精英人才的指導(dǎo)性思想（呂慈先，2007；黃兆信，2004；何金先等，2016）。因此如何把握《普通地質(zhì)學(xué)》教學(xué)的廣度與深度，加強(qiáng)課程教學(xué)對學(xué)生專業(yè)興趣的引導(dǎo)作用就顯得尤其重要。

從課堂教學(xué)前的廣度準(zhǔn)備到課堂教學(xué)的深度把控，最終目的是讓學(xué)生產(chǎn)生對地球科學(xué)的興趣，把專業(yè)的基本思想固化于心。因此，在教學(xué)過程中，既要避免由于廣度過于寬泛而使課堂教學(xué)成為一個純粹的科普課程或是一個雜亂無章的“ 大雜燴”，這種情況不僅會使學(xué)生對專業(yè)的科學(xué)性產(chǎn)生質(zhì)疑，甚至對專業(yè)產(chǎn)生反感和抵觸情緒；又要避免對知識點(diǎn)深度把握不準(zhǔn)而使課堂上對某一個知識點(diǎn)拓展過寬而成了未來專業(yè)課程的一個完整版的講解，這種情況下不僅會造成課程時間分配不均，不能很好地完成課程全部教學(xué)內(nèi)容，同時也讓毫無專業(yè)知識儲備的學(xué)生感覺課程難度和跨度太大，對專業(yè)名詞、概念一時無法理解，只能靠死記硬背。因此，課前準(zhǔn)備有廣度，課堂教學(xué)有深度，廣度與深度的合理交融，才能讓課堂學(xué)習(xí)充滿活力和新意。

地球科學(xué)發(fā)展到今天，已形成完整而系統(tǒng)的專業(yè)知識體系?！镀胀ǖ刭|(zhì)學(xué)》課程雖經(jīng)過長期實踐，已經(jīng)形成相對規(guī)范的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，以及經(jīng)典的教學(xué)模式，但隨著時代的發(fā)展，課程不僅承擔(dān)著啟蒙專業(yè)引導(dǎo)課的任務(wù)，也承擔(dān)著大類人才培養(yǎng)模式下的素質(zhì)教育職責(zé)。因此，必須認(rèn)識到教學(xué)各個環(huán)節(jié)都需要與時倶進(jìn)，隨時更新。在教學(xué)內(nèi)容的廣度方面，環(huán)境、災(zāi)害、能源、氣候、工程等相關(guān)內(nèi)容在國家可持續(xù)發(fā)展過程中面臨的一系列問題就需要我們隨時關(guān)注和完善更新課程內(nèi)容，準(zhǔn)備相關(guān)資料，不僅是知識點(diǎn)的廣度，而且要關(guān)注發(fā)展過程中廣度的變化；而從教學(xué)內(nèi)容的深度而言，要不斷吸納新技術(shù)、新方法、新理論，融合傳統(tǒng)教學(xué)資源與新型教學(xué)資源，讓學(xué)生在知識點(diǎn)的理解和掌握上不再覺得是簡單的記憶，而是將“趣味—科學(xué)—普適—經(jīng)典”教學(xué)方式貫穿始終。

4 普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)及課程改革的幾點(diǎn)思考

現(xiàn)今大學(xué)本科人才培養(yǎng)，已經(jīng)完全轉(zhuǎn)換到通才培養(yǎng)模式，而大類招生、大類培養(yǎng)更是強(qiáng)調(diào)的學(xué)生的通識素質(zhì)，也就是常說的通才教育（舒良樹等，2012；袁愛華，2014；何金先等，2016）。因此，《普通地質(zhì)學(xué)》作為地質(zhì)學(xué)及相關(guān)地球科學(xué)類人才培養(yǎng)的啟蒙課程和專業(yè)引導(dǎo)課，從課程內(nèi)容、教材編寫和教學(xué)過程都需要一系列的改革和思考。

（1）大類培養(yǎng)模式下課程內(nèi)容的合理設(shè)計及豐富。雖然低年級施行大類培養(yǎng)，但高年級專業(yè)劃分后學(xué)生面臨的是不同的專業(yè)選擇。以往的《普通地質(zhì)學(xué)》對不同的專業(yè)實行不同教學(xué)內(nèi)容體系，也就是與后續(xù)的專業(yè)知識學(xué)習(xí)相貫通，也是公認(rèn)的較好的課程教學(xué)模式（何金先等，2016）。但在新形勢下，就需要教師改變課程內(nèi)容設(shè)計，考慮的不是某個專業(yè)學(xué)生的未來專業(yè)需求，而是如何讓學(xué)生從地球科學(xué)中找到未來的興趣和專業(yè)愛好，因此合理設(shè)計和豐富課程教學(xué)內(nèi)容，拓寬課程內(nèi)容的廣度，在知識點(diǎn)的深度上弱化專業(yè)，強(qiáng)調(diào)通識。比如，目前各高校的大類培養(yǎng)，都是把地球科學(xué)相關(guān)的地質(zhì)、地球物理、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、大氣、海洋、甚至地理等一級學(xué)科專業(yè)一年級整合為一個大類，因此，在課時不變的情況下，原來針對不同專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，現(xiàn)在就要考慮整體的平衡和協(xié)調(diào)，讓學(xué)生更多了解大類內(nèi)所有專業(yè)的知識和發(fā)展前景。

（2）選擇或編寫適合大類人才培養(yǎng)的教材。楊樹鋒等（2020）指出“ 教材建設(shè)是帶著未來的戰(zhàn)略工程、基礎(chǔ)工程 ”，在傳統(tǒng)培養(yǎng)模式下不同高校和教師團(tuán)隊編制了多本適合不同專業(yè)的《普通地質(zhì)學(xué)》教材，也是地球科學(xué)人才培養(yǎng)過程積累的寶貴財富。在目前大類培養(yǎng)模式下，以通識教育為目標(biāo)，要求為受教育者提供通行于不同人群之間的知識、思維方式和價值觀，弱化專業(yè)思想，專業(yè)課程不僅要科普本專業(yè)的基本知識，最重要的還要培養(yǎng)學(xué)生的能力、素質(zhì)和價值觀。以往出版的不同類型《普通地質(zhì)學(xué)》或是《地球科學(xué)概論》等教材，不同的作者或是出版單位有一定專業(yè)針對性，因此，一本知識點(diǎn)全面、信息豐富，突出素質(zhì)教育和通識教育的教材就顯得尤為重要。

（3）突出地球科學(xué)專業(yè)的特色，形成融合先進(jìn)技術(shù)手段和理念的科學(xué)教學(xué)模式。除了讓學(xué)生理解和掌握知識點(diǎn)和知識鏈的課堂教學(xué)外，地球科學(xué)的另一個重要方面是回歸自然—實踐教學(xué)（王博等，2013），因此課程設(shè)計中，理論與實踐課程相結(jié)合是全國高校《普通地質(zhì)學(xué)》教學(xué)的一種有效組合方式。而大類培養(yǎng)模式下的實踐課程設(shè)計更需要突出通識和專業(yè)興趣的關(guān)系，也就是要選擇適用于不同專業(yè)類別的實踐實習(xí)課程內(nèi)容，但又要突出實踐與課堂內(nèi)容的有效銜接。另一個方面，隨著計算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)等的發(fā)展，普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)可以嘗試將這些先進(jìn)的手段和技術(shù)與以往傳統(tǒng)的實體模型、樣本、圖片等相結(jié)合，改變課堂教學(xué)和實踐教學(xué)的效果，讓學(xué)生更直觀地理解和掌握知識點(diǎn)，提升課堂和實踐教學(xué)效果。

（4）有效地融入課程思政元素，構(gòu)建“三全育人”的人才培養(yǎng)模式。每一門專業(yè)課程教學(xué)，都具有塑造價值觀、傳授知識、培養(yǎng)能力的教學(xué)目標(biāo)，現(xiàn)代高等教育更加強(qiáng)調(diào)的“全員、全過程、全方位”的三全育人模式（趙蘭君，2021）。因此，《普通地質(zhì)學(xué)》這門地球科學(xué)中以專業(yè)啟蒙及引導(dǎo)為目標(biāo)的課程，更是要強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程緊緊圍繞“ 三全育人”戰(zhàn)略，落實立德樹人的根本目的，也就是將專業(yè)思想與課程思政教育相結(jié)合，形成協(xié)同育人模式和效應(yīng)，讓普通地質(zhì)學(xué)真正承擔(dān)起通才教育的任務(wù)。不同章節(jié)內(nèi)容中，引入專業(yè)和學(xué)科發(fā)展歷程，名人名家介紹及專業(yè)名詞提出的過程等，引入地球科學(xué)相關(guān)專業(yè)在國家發(fā)展不同時期所做的貢獻(xiàn)和發(fā)揮的關(guān)鍵作用等，比如，課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中，三峽工程建設(shè)的過程和意義，就是一個很好思政教學(xué)的案例。

5 結(jié)語

《普通地質(zhì)學(xué)》課程是地質(zhì)學(xué)類各專業(yè)以及相關(guān)學(xué)科有關(guān)專業(yè)新生入學(xué)之后最早接觸到的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是專業(yè)引導(dǎo)和啟蒙課，其課程內(nèi)容豐富，知識眾多。雖然在經(jīng)過多年的發(fā)展和經(jīng)驗積累已經(jīng)形成了相對完整經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)模式，但針對國內(nèi)外對地球科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的目標(biāo)和人才適應(yīng)性的要求發(fā)生了轉(zhuǎn)變的新形勢，如何適應(yīng)大類培養(yǎng)通才教育的目標(biāo)，開展該門課程教學(xué)內(nèi)容與課程體系建設(shè)和改革就成為重中之重。教學(xué)過程中知識點(diǎn)的廣度和深度的合理把握是《普通地質(zhì)學(xué)》適應(yīng)當(dāng)代科學(xué)發(fā)展和國家需求的重要方面，而課程內(nèi)容、教學(xué)方式、教材選擇及課程思政的有機(jī)融入，就成為《普通地質(zhì)學(xué)》教學(xué)改革勢在必行的重要內(nèi)容。課程教學(xué)任重道遠(yuǎn)，需要教師的投入和努力，方可實現(xiàn)通才教育要求下的專業(yè)精英人才培養(yǎng)目標(biāo)。