一流本科建設(shè)中《地球科學(xué)概論》課程教學(xué)改革與探索

夏明哲，程宏飛，楊興科，王 盟

長(zhǎng)安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安 710054

地球科學(xué)是一門研究領(lǐng)域廣、分支學(xué)科多、理論與應(yīng)用密切結(jié)合的學(xué)科體系?！兜厍蚩茖W(xué)概論》課程是在原有《普通地質(zhì)學(xué)》課程基礎(chǔ)上，拓展課程內(nèi)容范圍，順應(yīng)地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)而設(shè)立的（王果勝和萬(wàn)曉樵，1997；許延浪等，2006；萬(wàn)天豐，2006；何金先，2015）。《地球科學(xué)概論》是地質(zhì)學(xué)、資源勘查工程、地球物理學(xué)、勘查技術(shù)與工程、地質(zhì)工程、水文與水資源工程等地學(xué)類相關(guān)專業(yè)學(xué)生入校后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程教學(xué)內(nèi)容幾乎涵蓋了地球科學(xué)主要研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論。因此，該課程不僅對(duì)引導(dǎo)學(xué)生樹立新的時(shí)空觀和地球觀，掌握地球科學(xué)研究方法，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能具有啟蒙和先導(dǎo)性作用，同時(shí)該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，直接影響到學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)知程度及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣。為適應(yīng)新時(shí)代地質(zhì)學(xué)類相關(guān)專業(yè)持續(xù)發(fā)展，長(zhǎng)安大學(xué)《地球科學(xué)概論》課程與時(shí)俱進(jìn)，深化教學(xué)改革，創(chuàng)新教學(xué)模式，著力培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)專業(yè)基本功和實(shí)踐創(chuàng)新能力，以滿足國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型人才的需求。

1 課程概況

《地球科學(xué)概論》課程是我校地質(zhì)學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是相關(guān)專業(yè)如礦物加工工程、地質(zhì)工程、水文與水資源工程、勘查技術(shù)與工程、無機(jī)非金屬材料、地球物理學(xué)等本科專業(yè)的必修課和長(zhǎng)安大學(xué)公共選修課。從1953年建校講授《普通地質(zhì)學(xué)》到1978年建院講授《動(dòng)力地質(zhì)學(xué)原理》，到2000年合校講授《地球科學(xué)概論》，該門基礎(chǔ)地質(zhì)課程建設(shè)一直得到學(xué)校的重點(diǎn)支持。2003年入選陜西省精品課程并歷獲省教改項(xiàng)目、國(guó)家教學(xué)團(tuán)隊(duì)、省資源共享課等建設(shè)支持，2013年建成國(guó)家精品視頻公開課《認(rèn)識(shí)我們的地球》，2017年建成MOOC在智慧樹平臺(tái)運(yùn)行，2019年入選陜西省線上線下混合式一流本科課程，2020年入選國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流本科課程。

2 課程目標(biāo)

課程目標(biāo)是教學(xué)環(huán)節(jié)中的主要組成部分，是評(píng)價(jià)課程成效的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。長(zhǎng)安大學(xué)《地球科學(xué)概論》課程遵循以學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心的理念，旨在通過課程學(xué)習(xí)和系統(tǒng)科學(xué)思維訓(xùn)練，掌握地球圈層結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成、內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用、地球演化和地質(zhì)歷史觀等基礎(chǔ)理論知識(shí)，達(dá)到興趣入門、固牢基礎(chǔ)、認(rèn)知探索、想象求證，漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生新的時(shí)空觀、創(chuàng)新意識(shí)和解決具體地質(zhì)問題的能力。

3 課程建設(shè)與教學(xué)改革

在新時(shí)代教育部實(shí)施一流本科課程“雙萬(wàn)計(jì)劃”背景下，課程團(tuán)隊(duì)以立德樹人為本，遵循傳承與創(chuàng)新發(fā)展，在課程思政、教材體系、教學(xué)內(nèi)容、授課方式和實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了有益的教學(xué)改革和創(chuàng)新。

3.1 彰顯地質(zhì)行業(yè)特色，深化課程思政建設(shè)

高等學(xué)校是立德樹人的主陣地，而每一門課程的思政功能則是建立和鞏固主陣地的基本單元（嚴(yán)寶文等，2020）。教育部等八部門《關(guān)于加快構(gòu)建高校思想政治工作體系的意見》中要求理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程思政建設(shè)要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科技倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神?！兜厍蚩茖W(xué)概論》課程立足國(guó)家戰(zhàn)略和社會(huì)需求，深挖自身優(yōu)勢(shì)資源，彰顯地學(xué)行業(yè)特色，構(gòu)建多維度課程思政教育。從專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系入手，經(jīng)過充分的調(diào)研和論證，在《地球科學(xué)概論》課程基礎(chǔ)上，獨(dú)立設(shè)置16學(xué)時(shí)“地球科學(xué)與人類發(fā)展”模塊，系統(tǒng)梳理地學(xué)在解決全球性資源、環(huán)境、災(zāi)害三大問題的科技史和優(yōu)良傳統(tǒng)，提煉地質(zhì)學(xué)專業(yè)中蘊(yùn)含的家國(guó)文化基因和價(jià)值范式，將其轉(zhuǎn)化為核心價(jià)值觀具體化、生動(dòng)化的有效教學(xué)載體，以主題講座與互動(dòng)研討結(jié)合方式，在“潤(rùn)物細(xì)無聲”的知識(shí)學(xué)習(xí)中融入理想信念層面的精神指引，激勵(lì)學(xué)生熱愛地學(xué)、追求真理，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)地學(xué)智慧。

以課程教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，突出教師思政育人的主體地位，注重思政元素融入不同章節(jié)的路徑及方式。強(qiáng)調(diào)教師持續(xù)跟進(jìn)地球科學(xué)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)和新發(fā)現(xiàn)，凸顯我國(guó)地學(xué)研究在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上的領(lǐng)先地位和鮮明獨(dú)特地學(xué)優(yōu)勢(shì)，例如我國(guó)具有世界獨(dú)一無二的青藏高原，全球最大面積和厚度的西北黃土高原，世界罕見的中國(guó)中部大別—秦嶺—祁連高壓、超高壓變質(zhì)帶，數(shù)量世界第一的地球紀(jì)年“金釘子剖面”，20世紀(jì)全球“最驚人發(fā)現(xiàn)”的云南澄江動(dòng)物群，引領(lǐng)國(guó)際古生物學(xué)研究的遼西熱河動(dòng)物群等（舒良樹等，2021），增強(qiáng)學(xué)生開展地球科學(xué)研究的志氣、骨氣、底氣。梳理我校地學(xué)領(lǐng)域張伯聲、湯中立、李佩成、彭建兵等院士和杰出校友成長(zhǎng)軌跡以及學(xué)術(shù)成就，融合至相應(yīng)章節(jié)，使學(xué)生親身感受地學(xué)的強(qiáng)大實(shí)力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生愛國(guó)、愛校、愛專業(yè)的熱情，樹牢專業(yè)自信，培養(yǎng)探索科學(xué)研究精神，勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。

3.2 構(gòu)建多級(jí)教材體系，動(dòng)態(tài)更新課程內(nèi)容

打破課程以特定教材為藍(lán)本構(gòu)建學(xué)生知識(shí)體系模式，突破教材中心地位，讓教材回歸本位。依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)不同,劃分不同的教學(xué)層次，合理地確定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)數(shù)和基本要求，差別化選用課堂教材。例如地質(zhì)學(xué)類專業(yè)課堂教材選用舒良樹教授主編的《普通地質(zhì)學(xué)》（舒良樹，2010），地質(zhì)工程類專業(yè)選用汪新文教授主編的《地球科學(xué)概論》（汪新文，2013）等。針對(duì)課程龐大知識(shí)體系，按照地球系統(tǒng)科學(xué)一條主線，梳理劃分為四層次六模塊的知識(shí)框架（楊興科等，2018）。依據(jù)認(rèn)知、技能、應(yīng)用、創(chuàng)新四個(gè)層次，優(yōu)化課程內(nèi)容，明確重難點(diǎn)，分工負(fù)責(zé)實(shí)施。課程六大知識(shí)模塊劃分包含了解地球科學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容、方法及學(xué)科前沿；掌握礦物巖石的概念與分類，常見礦物肉眼鑒定特征；掌握地球的物理性質(zhì)和地球圈層構(gòu)造、內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用及其產(chǎn)物（巖漿巖、變質(zhì)巖、地質(zhì)構(gòu)造）、板塊構(gòu)造理論；掌握外動(dòng)力地質(zhì)作用與沉積巖，風(fēng)化作用類型、產(chǎn)物及影響因素，外動(dòng)力載體（河流、冰川、湖泊、海洋、地下水、風(fēng)等）剝蝕—搬運(yùn)—沉積—成巖及負(fù)荷作用；熟悉相對(duì)—絕對(duì)地質(zhì)年代原理與確定方法；熟悉地球形成與生物演化、資源環(huán)境與全球變化、地球系統(tǒng)科學(xué)與圈層相互作用。

教學(xué)過程中課程團(tuán)隊(duì)定期研討，不斷修改和完善教學(xué)大綱，動(dòng)態(tài)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，盡可能將新知識(shí)、新認(rèn)識(shí)迅速補(bǔ)充到課程之中，形成更具時(shí)代性、先進(jìn)性和基礎(chǔ)性的完整課程體系。教師引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生閱讀前沿國(guó)內(nèi)外經(jīng)典科普素材和文獻(xiàn)，課中引入知識(shí)點(diǎn)的講解及學(xué)科前沿理論的探討，使得學(xué)生對(duì)教材中的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生較濃的學(xué)習(xí)興趣。

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)也在教學(xué)過程中充分發(fā)揮長(zhǎng)期積累的大量數(shù)字教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮新形態(tài)教材在課堂教學(xué)創(chuàng)新方面的作用，專人負(fù)責(zé)上傳各類優(yōu)質(zhì)專業(yè)電子圖書資料至線上平臺(tái)或者班級(jí)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)群，豐富課堂的深度與廣度，不斷提高課程教學(xué)質(zhì)量，為新形態(tài)教材建設(shè)探索有益的經(jīng)驗(yàn)。

3.3 組建多元化教學(xué)團(tuán)隊(duì)，小班授課充分互動(dòng)

學(xué)院堅(jiān)持以本為本的發(fā)展理念，優(yōu)選教學(xué)能力強(qiáng)、學(xué)生評(píng)教成績(jī)優(yōu)秀的不同專業(yè)背景教師，組建穩(wěn)定課程團(tuán)隊(duì)。名師筑核心、團(tuán)隊(duì)建課程，改變以往一位教師課堂教授和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐指導(dǎo)全程負(fù)責(zé)的局面。多位教師共同授課，分工負(fù)責(zé)，各顯其才。線下課堂講授、線上課程輔導(dǎo)、線下實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)有不同老師專門負(fù)責(zé)，充分施展教師專業(yè)特長(zhǎng)，啟發(fā)學(xué)生思考創(chuàng)新。兩年來，隨著課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化，師生交流密切，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性穩(wěn)步提升，教學(xué)成效凸顯。

《地球科學(xué)概論》課程采取小班授課的方式，每班學(xué)生約30人。研究表明小班授課有利于調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生的雙主體作用，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性和內(nèi)在潛力（朱紅等， 2016）。在小班授課過程中團(tuán)隊(duì)教師更多的承擔(dān)引導(dǎo)者角色，鼓勵(lì)學(xué)生充分參與、討論和分享觀點(diǎn)，這樣學(xué)生很容易找到課堂存在感和成就感，營(yíng)造積極友好的課堂氛圍。課堂中師生充分互動(dòng)，也可以促使學(xué)生課后投入更多的時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)和查閱資料，以便為參與課堂討論做好充足的準(zhǔn)備。實(shí)踐證明，小班授課效果較好，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)漸變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，專業(yè)興趣明顯增加。

3.4 開展線上線下混合教學(xué)，強(qiáng)化課程實(shí)踐教學(xué)

在教育信息化的時(shí)代，《地球科學(xué)概論》課程以線下智慧教室為載體，線上團(tuán)隊(duì)自建智慧樹MOOC（http: //www.portals.zhihuishu.com/xahu）和國(guó)家精品視頻公開課（http: //www.icourses.cn/dirQueryVCourse.action），有序開展線上線下混合教學(xué)模式。長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)學(xué)類專業(yè)《地球科學(xué)概論》課程共有56學(xué)時(shí)，其中線下授課32學(xué)時(shí)，線上自學(xué)6學(xué)時(shí)，線下分組研討4學(xué)時(shí)，線下室內(nèi)實(shí)驗(yàn)14學(xué)時(shí)。課前要求學(xué)生線上預(yù)習(xí)、了解學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)，為線下埋設(shè)伏筆；課堂中由教師導(dǎo)入關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，師生層次推進(jìn)，探索問題路徑方法，嘗試創(chuàng)新意識(shí)；線下由淺入深層次提升，增加實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)，理論與實(shí)踐結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)現(xiàn)象原理的深入理解。課后教師在平臺(tái)布置習(xí)題、作業(yè)等，學(xué)生線上完成，學(xué)生存在問題線上留言，教師隨時(shí)答疑。線上線下混合式教學(xué)消除了時(shí)間、空間的限制，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化教學(xué)與協(xié)作式教學(xué)的結(jié)合，提高了學(xué)生的參與率與注意力，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究的能力（顧永紅等，2020）。

長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)學(xué)類專業(yè)具有厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐的優(yōu)良傳統(tǒng)。在學(xué)生培養(yǎng)過程中室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課、野外實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、科研實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等環(huán)節(jié)構(gòu)成了實(shí)踐教學(xué)的基本單元。《地球科學(xué)概論》課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)由室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課和西安周邊野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)兩部分組成。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課在課程專用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，主要為觀察和鑒定常見礦物、巖石和古生物標(biāo)本以及各類構(gòu)造模型。西安周邊野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)則利用春季學(xué)期周末時(shí)間開展，通常優(yōu)選4條地質(zhì)現(xiàn)象豐富、自然風(fēng)光優(yōu)美的考察路線，旨在引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)自然、學(xué)習(xí)觀察發(fā)現(xiàn)問題、深入思考，強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)象原理的深入理解。同時(shí)期望通過集體實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)自信，使學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀和苦樂觀。

《地球科學(xué)概論》課程線上與線下、講授與研討、課堂與實(shí)習(xí)、課間實(shí)習(xí)與野外實(shí)習(xí)四結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了全時(shí)段課程教學(xué)。課程成績(jī)?cè)u(píng)定主要有平時(shí)過程考核和期末綜合考試兩部分組成。平時(shí)過程考核側(cè)重課程教學(xué)日歷要求的學(xué)生線上自學(xué)部分視頻學(xué)習(xí)完成度、課堂分組研討實(shí)際表現(xiàn)、課后作業(yè)完成情況、課程學(xué)習(xí)心得等，期末綜合考試包括課程內(nèi)容閉卷考試和實(shí)踐能力測(cè)試（常見礦物巖石鑒定，完成鑒定報(bào)告），充分體現(xiàn)學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)和能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

《地球科學(xué)概論》課程教學(xué)改革仍在實(shí)踐中不斷地探索前進(jìn)，我校課程建設(shè)始終以學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心，依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，差別化選用課堂教材，不斷將新知識(shí)、新認(rèn)識(shí)帶到課堂之中，豐富了課堂的廣度，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；組建優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)，開展小班授課，線上線下混合教學(xué)，加強(qiáng)研討式、共享式、開放式互動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了激發(fā)興趣練技能，啟發(fā)研討找問題，科學(xué)思維求創(chuàng)新；教學(xué)中思政元素與專業(yè)知識(shí)的充分融合，堅(jiān)定了學(xué)生的愛國(guó)情懷，強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)，也使學(xué)生對(duì)專業(yè)前景有了更好的憧憬，激勵(lì)學(xué)生以更大的熱情投入到專業(yè)學(xué)習(xí)中，努力成為具有社會(huì)責(zé)任感的高素質(zhì)地學(xué)人才。