地质学科基础课程建设与实践

2023-08-09梁琛岳赵英利于胜尧

高教学刊 2023年22期

梁琛岳赵英利于胜尧

摘要：地球科学概论是地质类院校或综合性院校面向大一年级新生开设的专业基础课和学科入门课，承担着学科启迪和价值塑造的重要作用。在课程建设中还存在教学方式难于创新、课程思政元素挖掘深度不够及考核评价标准和手段单一等问题。立足科学育人的教学理念，梳理课程知识体系；建立多样化教学方法；挖掘课程思政元素；细化成绩考核与评价，总体实现课程内容“碎片化”、教学内容“科普化”、教学方法“多样化”、教学过程“智能化”、结果评价“多元化”的目标，为塑造学生宏大的地球科学观，深入领悟社会主义核心价值观提供有效途径，为未来地质学科基础课程创新性建设与实践提供一定借鉴和参考。

关键词：地质学科；课程建设；地球科学概论；课程思政；本科生

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2023）22-0029-05

Abstract： Introduction to Earth Science is a professional basic course and an introductory course for first-year freshmen offered by geological colleges or comprehensive colleges， and plays an important role in subject enlightenment and value shaping. In the course construction， there are still many problems such as difficult innovation of teaching methods， insufficient depth of ideological and political elements， and single assessment and evaluation standards and methods. Based on the application of the teaching concept of comprehensive education， the curriculum knowledge system has been sorted out step by step; a variety of teaching methods has beenestablished; ideological and political elements were excavated; the performance assessment and evaluation were refined. The evaluation has generally achieved the goals of "fragmentation" of course contents， "popularization" of teaching content， "diversified" teaching methods， "intelligent" teaching process， and "diversified" evaluation of evaluation. It provides an effective way to deeply comprehend the core socialist values， and provides a certain reference for the innovative construction and practice of the basic courses of geology in the future.

Keywords： geological discipline; curriculum construction; Introduction to Earth Science; curriculum ideology and politics; undergraduate

基金項目：吉林大学课程思政“学科育人示范课程”项目“《地球科学概论》‘课程思政示范项目”（SK2021101）；吉林大学本科教学改革研究项目“《地球科学概论》课程建设与教学模式改革”（2021XZD039）

第一作者简介：梁琛岳（1986-），男，汉族，山西朔州人，博士，副教授，博士研究生导师。研究方向为构造地质学。

地质学（geology）是自然科学五大基础学科之一，与数学、物理、化学和生物等基础学科不同，地质学的研究对象和方法具有独特性，它是研究地球的物质组成、结构构造、演化历史和动力学机制的一门学科，也是揭示各圈层相互作用、环境保护与矿产资源需求、人类生存与发展的宏观知识体系。地球科学概论与地质学基础均是地质类院校或综合性院校面向大一年级新生开设的了解地球科学知识、启发研究地学兴趣的学科启蒙课，是地质类乃至地理类相关专业的学科基础课程，是衔接地球科学相关各专业的“底层建筑”[1-2]。课程几乎涉及地球科学全部基础知识点，从宇宙成因、天体演化、太阳系形成到地球起源、组成元素、矿物、岩石和地质年代，从大气圈、水圈、生物圈到岩石圈、地幔和地核，从岩浆、地震、变质、地质构造和板块构造等内动力作用到河流、湖泊、海洋、地下水、冰川、风与风化和大气作用等外动力作用营力，从地球生命的起源与演化到环境地质、水文地质、环境地质、工程地质和地质灾害与人类关系，各章节知识点环环相扣，彼此衔接又各具特色，贯通了整个地球科学体系，构建了一个逻辑严密、地学知识完备的地球科学基础课程体系。

地球科学概论是地球科学相关专业学科入门课，课程知识点多，内容信息量大，具备将地学知识与科学精神相融合的基础，在塑造学生地球科学观方面发挥着不可替代的作用。通过本课程的学习，目的在于让学生初步掌握地球科学相关基础概念、研究方法与工作技能，为学生今后深入学习和从事地球科学相关学习和工作奠定坚实的基础。但随着新时代对人才多样化的需求，地学人才的培养也呈现出多元化的趋势，相应的，对地球科学概论等学科基础课教学方法和手段，也提出了新的要求。

一课程目标

地球科学概论课程涵盖了有关地球基本知识的介绍，内外动力地质作用及其产物，地球的发生与演变史，地球与人类的关系等内容，是地球科学教学体系中的先导课程。该课程是面向地质类（含地质学、资源勘查工程和土地资源管理）、勘查技术与工程类（含勘查技术与工程、地理信息科学、地球物理学和测绘工程）及土木类（含土木工程、地质工程）等专业的学科基础必修或选修课程，担负着地学专业知识结构底层框架构建、专业入门知识启蒙和地学价值观启迪的重要作用。课程目前包括理论教学和实验教学，总学时64学时，包含实验教学14学时，设计在线课程16学时。授课对象为本科大一新生，授课时间为大一第一学期。

知识目标：以地球物、空、时为主线基本思路建立现代地球观，掌握地球科学的研究对象、研究方法和研究手段及全球板块构造理论。以物质观为主线，掌握主要造岩矿物和岩浆岩、沉积岩、变质岩及构造变形的基本类型和特点。将现实观贯彻到底，掌握外动力地质作用的性质与产物。

能力目标：培养学生运用所学地质理论知识解决实际地质问题的能力，将“所见”地质现象与“所思”地质知识相联系。能够将“演化观”融入实践能力，牢记地球是演化的，不同时期具有独特的生物和演化轨迹。

情感与价值观目标：以地球科学面临的任务和应发挥的作用为出发点，充分理解地球科学在人类社会发展及所面临的资源、环境、灾害等重大问题中所承担的责任与义务，激发学生学习地球科学的兴趣，明确地质人的历史使命，树立正确的人生观和世界观，刻苦钻研，将地质精神、科学精神融入到未来的学习当中。

二课程建设情况

吉林大学地球科学概论课程建设发展历程总體上可划分三个阶段。

奠基阶段（2000年之前）：建立并完善了课程体系和授课内容。地球科学概论和地质学基础两门课程是原长春地质学院基础主干课程，历经多位前辈的建设，如张宝政教授、仇甘霖教授、吴可亮教授、邱国安教授、叶茂教授和马瑞教授等。完善了课程的授课内容和课程体系，紧跟国际国内地学形势，将先进前沿进展融入教学体系，奠定了目前课程知识结构框架。

突破阶段（2000—2015年）：合校以来，教学团队以研带教，突破传统教学手段，丰富教学资源与课程内容。以叶茂教授为首的教学团队，将PPT引入课堂并提升了实验课教学理念教学，教学内容更新快捷。引入大量实验所需标本，将实验课提升了一个台阶，提高了实验课教学质量。2007年实验教材采用吉林大学出版社出版的地学基础课程实验系列教材《地球科学概论实验指导书》（叶茂、马瑞、孙加鹏主编）。期间获校级教学成果奖1项，吉林省高等教育省级教学成果三等奖1项，2004年获批吉林省省级精品课程。

创新阶段（2016—2022年）：丰富线上教学资源，创新性融入先进的教学理念与教学方法。期间出版译著1部（《地球科学导论》），再版实验课指导书1部。以培养学生创新实践能力为导向，创新性引入对分课堂模式进入实验课课堂，以学生为中心、以问题为导向，注重多元化理论课授课模式，强调师生互动。紧跟时代步伐，大力发挥线上课程效应，2020年获批吉林大学本科在线课程建设项目，完成录制64节共计532分钟的地球科学概论智慧树平台课程。2021年获批“地质学基础”吉林大学本科在线课程建设项目。同时在理论课讲授过程中，深入挖掘课程育人元素，将知识点与地质精神、思政元素向融合，将课程培养方案紧密围绕立德树人目标。

三课程建设过程中存在的问题

（一）课堂知识点多，教学方式难于创新

地球科学概论是奠定大一学生地球科学观、打开地学视眼的基础课程，是了解基础地球科学知识不可或缺的环节。目前的教学内容仍是以教材为主，且该课程的章节较多，涉及的知识点多且内容相对松散，教师受学时影响，每一章的知识都是泛泛带过，不能深入展开。课程教学基本是以念多媒体课件的方式完成，整体互动性、趣味性弱，针对性不强。导致学生对课堂教学过程期待性不高，只是被动接受，听课和看书区别不大，没有新鲜感，对杂而乱的知识整体接受度和自主探索度不高，学生多数情况下只是应付考试、被动学习，满足于及格，自主探究意识薄弱。

当原有教学尚未完全摆脱或者更大程度依赖于课堂讲授和传统的知识灌输，从教学过程控制、教学方法、师生互动程度、学生学习自主度、实验课和实验内容设置及考核等方面来说，已不能满足和适应培养新时代创新型地球科学人才的需要，亟需要讲知识碎片化，化零为整，结合在线课程，强化重难点，突出课程的应用特征，即地球科学在指导人类寻找矿产、能源、水资源，乃至保护资源环境方面的重要性。

（二）课程思政元素挖掘深度不够

地球科学概论课程的教学目标以地学基础知识点的讲授为主，重在培养基础地质工作技能和地学知识的应用，而弱化了对学生价值观的引领和爱国爱校爱专业情怀的培养，没能很好地激发学生为祖国地质事业献身的激情和对地球科学学习的热情，导致部分学生因为害怕地质工作艰苦而对今后地质工作产生了恐惧和畏惧，相当一部分的学生大一结束就转专业或者大学毕业就转行了。尤其是现今大一新生接触新鲜事物速度快，来源广，再加上习惯于闲散舒适的生活，缺失对于地球科学行业“三光荣、四特别”这一地质之魂的传承，不能很好领悟艰苦创业、开拓奉献精神的内涵，缺乏追求建功立业的家国情怀和职业追求。但地球科学是关乎国家经济社会发展“底层建筑”，承担着矿产能源勘探与开发、人与自然和谐共生、地质灾害防治、地震火山预报等重大任务，亟需以强化育人为导向，融合思政元素，培养新时期地学人才[3-4]。

（三）考核评价标准和手段单一

以往的教学注重结果评价，评价标准和方法不够丰富，仅重视在期中或期末对学生知识点掌握度的考察，缺乏对“德育效果”的评价，导致学生在考前突击背诵，不求甚解，不利于学生综合能力的培养。造成学生们不积极加强对基本理论的理解和巩固，难于培养学生们实事求是的科学态度及严谨细致的科学作风。课程建设未来要科学引导，以激发兴趣为目的，重视思维方式的培养，将基础知识及应用能力与理想信念、职业道德、爱国主义精神等思政元素相融合，“融盐入汤，同向同行”[5]。

四课程建设与实施

（一）循序渐进，梳理课程知识体系

对课程内容进行梳理、简化，分为4个部分，16个章节，64节，214个知识点。课程知识体系主要包括四部分：一是地球形成及其基本特征，主要包括宇宙起源、太阳系、地球形成和地球圈层结构概述等内容，目的在于使学生建立宏大地质时空观和动态的演化观；二是地球物质组成，主要包括岩浆作用与岩浆岩、成岩作用与沉积岩、变质作用与变质岩、地质构造与板块构造、地质年代，目的在于揭示地球科学的物质观、演化观和漫长演化历史中物质的循环转换；三是外动力地质作用，主要包括不同地质营力（如地面流水、地下水、海洋、湖泊、沼泽、冰川、风）的风化、剥蚀、搬运和沉积，对地表的不停雕刻，形成现今复杂精美的地貌景观，主要融合科学精神、探索精神、家国情怀，提升人文素养；四是人类与自然资源，主要包括矿产资源开发、环境保护、块体运动及相关地质灾害防治，实现地学人的专业使命。看似独特的四部分，实则紧密关联，每个知识点都与思政元素相结合，形成由表及里的课程教学体系[6-8]。

（二）与时俱进，创新多样化教学方法

地球科学概论课程共计64课时，在课程建设过程中，设计线上课程16课时（532分钟），线下课堂讲授理论课时34课时，实验课讲授14课时，努力实现线上线下混合教学。

授课过程力争采取混合式教学的形式授课，课堂教学中针对性运用图片、动画演示、电影片段等生动、形象的现代教学手段激发学生的学习兴趣。为最大化发挥课堂教学效果，主要通过运用多媒体演示法、板书列举法、画图讲解法、自主练习法和问题教学法，来发挥教师的主导作用。同时引导学生通过视听观察法、逻辑思维法、讨论分析法及课堂练习法来突出学生自主学习的主体地位。同时，将课程重难点内容进行线上强化授课，让学生在课堂教学结束后，还可以在线上复习和回顾本章要点内容，更加灵活地接收知识的形式，同时形象化的线上视频教学更能够激发学生学习热情，掌握地球科学的基本知识。同时，教师还会通过线上随时与学生互动，布置思考问题，在线提问等方式，增强线上教学效果。

在实验课课堂教学中尝试使用对分课堂（PAD）模式，将教学活动分为课堂讲授（Presentation）、内化吸收（Assimilation）和讨论（Discussion）三个环节。教师逐渐把实验课的主动权交给学生，让学生作为课堂的主体[9]。建立一套闭环控制系统。缩短教师讲授时间，着重介绍本节实验课的教学目标和观察内容、观察方法、考核评价体系和小组组成等相关事项。但并不会带领学生对样品逐件进行观察，留给学生足够的思考和自主探究的空间，激发学生主动性。每堂课不多于三分之一的时间用于講解，而且讲解也多站在学生视角，怎么去观察、鉴定，未知矿物如何鉴定等。之后，布置学生需要完成的实验内容，如造岩矿物鉴别标志等。每一个小组的侧重点不一样，明确告诉小组同学该实验应该注意的事项，思考的方向和需要着重的地方。内化吸收阶段，以小组为单位，仔细观察标本，完成实验报告，并对相关知识消化吸收，并完成小组汇报材料和鉴别心得。展示与讨论阶段，第二次实验课开始时回顾重要鉴别标志和观察要点，表述个人观点，抛出存疑问题，启发学生或小组间互相交流。之后小组汇报并回答提问，通过启发、分析、讨论，引发学生进一步的思考。

（三）立德树人，挖掘课程思政元素

地球科学以行星地球作为主要研究对象，探索地球形成、物质组成及其演化规律，揭示能源、矿产形成富集规律，以及人与自然和谐共生，具有丰富课程思政元素[10-15]。课程建设中紧跟时代步伐，将课程思政融入每一单元，将马克思主义哲学、社会主义核心价值观和习近平新时代中国特色社会主义思想与地学内容有机融合，如盐入水。在课程讲授过程中，紧密结合课程内容，利用1～5分钟，将思政育人元素融入课堂内容。如魏格纳“大陆漂移”假说的提出则是科学问题提出、论证和接受质疑的科学研究推理全过程；习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”就是要求在我国在工程地质、矿山地质、灾害地质、环境地质等发展中，要牢固树立社会主义生态文明观；《温家宝地质笔记》体现的是对地质的热爱和忠诚，是将个人理想和国家需求融合的典型实例；“落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色”“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”体现的又是我国的壮丽地质地貌景观，不仅能够深化专业知识，也能激发学生的爱国热情和对传统文化的敬畏；李四光精神和黄大年精神是不同时代对爱国主义、奉献主义的真实体现。不同的知识点蕴含着不同的思政元素，在知识传授过程中“润物细无声”融入精神内涵，达到立德树人、教书育人的最终目的。

（四）合理设计，细化成绩考核与评价

针对调整后的教学模式，最终课程成绩由期末考试成绩60%和平时成绩40%组成。平时成绩由课堂互动5%+实验课20%+网络作业5%+网络课程讨论与互动10%四部分构成。①期末考试为闭卷考试，卷面100分，折合后占总成绩60%，重点考核学生对基础概念、基本知识和基本理论的掌握情况，以及运用基本概念、基本知识和基本技能分析、解决地质学相关实际问题的能力。②课堂互动以教师抛出问题，学生小组讨论为主，平均每章设计2个问题，紧跟国际前沿进展或紧密联系实际。③7次实验课，包括矿物2次，岩浆岩、沉积岩、变质岩和内动力地质作用综合分析2次，将知识性和趣味性结合起来，重点考查学生的实践与动手能力，将对分课堂模式应用到底，小组互动学习，提升知识点掌握程度。④网络作业和网络课程讨论与互动，将依托智慧树和超新学习通平台，设置提问与讨论环节，鼓励学生开拓思路、发散思维，对于任务或作业参与度不高的同学，点名提醒并督促完成。

五课程建设特色与创新

（一）实现了课程内容“碎片化”

对授课内容进行梳理、简化，梳理为4个部分，16个章节，64节，214个知识点，将课程内容知识点化、碎片化。同时，在线课程每一知识点时间5～15分钟，满足同学进行课后强化学习。在优化课程体系的同时，将思政进行到底，追求“形成专业课教学与思想政治理论课教学紧密结合、同向同行的育人格局”[4]。

（二）实现了教学内容“科普化”

地球科学概论作为一门通识性先导课程，教学目的不是追求学生对地学知识点的掌握度，而是将所学地学知识与所见地貌景观相结合，将理论与现实相结合，提升教学效果。如电影《阿凡达》场景构建取景自我国张家界，独特的砂岩地貌是内外地质作用综合作用的结果，让学生独立自主分析其成因，就会寓教于乐，让学生在观察中学到知识、体验到地学的乐趣和价值。

（三）实现了教学方法“多样化”

线上线下相结合，在线上互动讨论区设置灵活开拓性互动题，教师或教学团队积极与学生进行线上交流，引导学生利用在线课程进行课前预习和课后复习。在课堂教学中以培养学生独特的地学思维和时空观为主，弱化地学知识的纯粹灌输，促使学生主动、独立思考，培养学生创新性思维能力。在线下讲授课程中添加学习视频或纪录片，建立独特时空观。在PPT课件中插入大量动画和英音视频资料，直观的动态展示能够形象生动地使学生理解各种地质作用过程，寓教于乐，激发学生的主动学习积极性和学习地学兴趣。

（四）实现了教学过程“智能化”

目前在线课程已完成录制并已上线并运行，学生在任何时间和地点，都可以在智慧树和超星学习通平台进行在线学习、师生互动、作业完成和批改、临时测验和期中考试等教学环节，将课堂教学延伸到线上，把有限知识扩展到无限空间。并可以向国内推广，做到优质课程资源的共享、共建。

（五）实现了结果评价“多元化”

多样化的教学方法，比如依托多元化的评价体系来完成最终考核。弱化结果性评价，重视阶段性、过程性考核，从理论课堂到实验课堂到线上习题，实现多阶段、多形式、多手段的过程性、多元化评价体系，将知识点掌握度的考察，转变为学习能力和知识应用能力的创新性考核。

六结束语

地球科学概论作为地质学科基础课程之一，糅合了地球科学空间的广袤、时间的漫长和演化的复杂，在创新性碎片化、科普化、多样化传授地学知识的同时，同向同行、立德树人，实现教学过程智能化和评价过程多元化，以期塑造学生宏大的地球科学观，达到领悟社会主义核心价值观的目的[16]。当然，课程建设不能一蹴而就，需要紧跟学科前沿，不断创新教学方法，共享教学资源，最大化发挥基础课程的科学育人特点。

致谢

在成文过程中，得到了吉林大学地球科学学院教务办各位領导老师的大力支持，同时也与“地球科学概论”课程组刘正宏教授、孙加鹏教授、王明教授、解超明教授、李本仙教授、沙茜老师和张佳楠老师进行了相关讨论，在此一并表示感谢。

参考文献：

[1] 鲁海峰.新时代地学学科课程思政建设论[J].平顶山学院学报，2019（4）：22-24，29.

[2] 刘桂珍.关于新时期《地球科学概论》课程教学中的几点思考[J].教育教学论坛，2014（53）：208-209.

[3] 杨西燕，许建，范存辉.大学生思政教育与地质类专业课的融合——以《普通地质学》为例[J].教育现代化，2019（95）：104-105.

[4] 郑德顺，石梦岩，李云波，等.“地质学基础”课程思政育人元素知识体系构建[J].中国地质教育，2020，29（4）：39-42.

[5] 梁琛岳，周建波.优化大学生创新实践能力体系的教学方法改革——以中国地质学实验课为例[J].教育观察，2020，9（13）：81-83.

[6] 王虎，张学峰，邓增安，等.海洋地质学“课程思政”教学改革探索与实践[J].高教学刊，2020（26）：118-21.

[7] 严宝文，宋松柏，栗现文，等.“融合式”地质学课程思政建设研究[J].高教学刊，2020（18）：160-63.

[8] 兰叶芳，任传建，刘凤菊.《普通地质学》课程思政研究[J].贵州工程应用技术学院学报，2020，38（3）：150-155.

[9] 梁琛岳，郑琦，周建波.《中国地质学》实验课教学方法探索——以“对分课堂”模式为例[J].教育教学论坛，2020（11）：379-380.