赵永刚，赵明华，杨 熙

1.西安石油大学 油气资源学院，陕西 西安 710065；2.西安理工大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安 710048

“沉积岩石学”课程中砂岩分类的教学设计与课堂实践

赵永刚1，赵明华2，杨 熙1

1.西安石油大学 油气资源学院，陕西 西安 710065；2.西安理工大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安 710048

以“沉积岩石学”中的砂岩分类为例，从确定教学目标、组织教学内容、分析教学对象、选择教学形式和方法及教学媒体、设计教学过程等方面进行课堂教学设计。通过课堂教学实践及教学效果评价，认为进行科学合理的教学设计是改善“沉积岩石学”课堂教学效果、提升教学质量的重要途径之一。

砂岩分类；教学设计；课堂教学实践；教学效果评价

一、课堂教学的知识背景

“沉积岩石学”是石油院校资源勘查工程、勘查技术与工程及地质学三大本科专业的一门主要专业基础课。砂岩分类是“沉积岩石学”的主要内容之一。从美国地质学家葛利普(1904)提出第一个砂岩分类方案以来，不断有人探讨砂岩分类问题。据统计，到20世纪70年代初期，全世界就已有10个以上的国家内使用了7种文字发表了50多种的砂岩分类方案[1]。简要回顾砂岩分类的发展历程，发现国外出现的砂岩分类方案数量居多，其中，费希尔（1933）最早采用三角图进行砂岩分类，克里宁（1941，1948）为现代砂岩分类方案奠定基础，吉尔伯特（1955）首次将砂岩分为“杂砂岩”和“纯砂岩”，柯索夫斯卡娅（1959，1962）首次采用辅助三角图，对石英、长石、岩屑三个端元再进一步细分，裴蒂庄（1954，1957）曾采用三棱锥体（四面体）图对砂岩进行四端元组分分类，杜特（1964）在砂岩分类中首次使用三棱柱体图来同时表示矿物成熟度和结构成熟度[2]。福克（1954，1968，1970）提出并修改的分类方案在我国流传较广。麦克布赖德（1963）、岗田博有（1971，1972）和裴蒂庄（1975）分别提出的方案也是具有代表性的砂岩分类方案。

我国20世纪六七十年代的砂岩分类受前苏联什维佐夫（1932）、鲁欣（1956）、捷奥多洛维奇（1957，1967）、柯索夫斯卡娅（1959，1962）和舒托夫（1967）分类方案的影响较大。傅家谟(1964)、宋天锐(1965)和南京大学地质系(1975)、成都地质学院(1961，1974，1975)和广东地质局(1967)都曾提出过砂岩分类方案。这些分类与前苏联的分类比较相似。原北京石油学院岩矿教研室(1965，1977)提出的砂岩分类方案曾被我国石油系统许多单位采用，夏文杰(1979)提出的砂岩分类与福克(1970)的分类方案相似，刘宝珺和曾允孚分别于1980年和1986年提出了各自的砂岩分类方案，华东石油学院岩矿教研室(1982)的砂岩分类与煤炭工业部地质局(1987)采用的砂岩分类相似。野外石油天然气地质调查规范（中华人民共和国石油天然气行业标准，SY 5517-92）给出了一个砂岩分类方案，该方案与我国石油天然气行业标准（SY/T5368.2-1995）的砂岩分类方案相同。冯增昭主编的《沉积岩石学》（1993）和赵澄林主编的《沉积岩石学》（2001）均推荐华东石油学院岩矿教研室（1982）的砂岩分类方案。岩石薄片鉴定（我国石油天然气行业标准，SY/T5368-2000）给出了一个新的砂岩分类方案。原西南石油学院雷卞军提出一个新的砂岩分类方案[3]。朱筱敏主编的《沉积岩石学》（2008）也给出了一个新的砂岩分类方案。总之，随着人们对砂岩研究的愈来愈深入，砂岩分类这一基础问题将会持续讨论下去。

二、砂岩分类的教学设计

1.教学设计概述

教学设计是一个舶来品。目前对“教学设计”的定义还没有一个统一的认识。通常认为，所谓教学设计，就是为了达到一定的教学目的，对教什么（课程、内容等）和怎么教（组织、方法、媒体的使用等）进行设计[4]。也有人将教学设计定义为，是运用系统方法分析教学过程的诸环节和诸要素，确定并解决教学问题，实现教学最优化的现代教学技术[5]。本文所说的教学设计，主要包括确定教学目标、组织教学内容、分析教学对象、选择教学形式和方法及教学媒体、设计教学过程和教学效果评价设计等基本环节。教学设计可由教学设计专业工作者或教学专家来进行，也可由在教学第一线从事具体教学工作的教师来承担，他们往往把教学设计作为自己备课和授课工作的一个有机组成部分。

在传统的教学过程中，教师往往根据经验和主观判断去制订教学计划，开展教学活动，这样的教学形式、教学效果都带有极大的不稳定性和不确定性。为了优化教学过程，提高教学效率和质量，加强教师的教学设计能力是非常必要的[6]。我国针对中小学的新一轮基础教育课程改革对转变教师教育观念和提高教育教学能力已有很多全新的要求。其中，教师的教学设计能力是新一轮课程改革中一项较新的能力要求[7]。教学设计在我国非师范类高校许多教师的观念中还比较陌生，培养并加强高校教师的教学设计能力将是高校教学改革的重要内容之一，也将是进一步提高大学课堂教学质量的重要保障。

2.具体的教学设计

我校的资源勘查工程专业和地质学专业曾选用赵澄林主编的《沉积岩石学》[8]作为“沉积岩石学”课程的教材。该教材的第七章为砂岩和粉砂岩，共分9节，第一至第九节分别为：砂岩的一般特征、砂岩的分类、石英砂岩类、长石砂岩类、岩屑砂岩类、杂砂岩类、粉砂岩类、砂岩与油气储层、砂岩的研究方法及其意义。砂岩分类基本的教学内容包括第一至第六节。根据西安石油大学的本科课程教学大纲，主要从确定教学目标、组织教学内容、分析教学对象、选择教学形式和方法及教学媒体、设计教学过程等环节对砂岩分类进行课堂教学设计。

（1）确定教学目标。确定教学目标是教学设计的重要环节。通过学习砂岩分类，学生要清楚砂岩的定义和基本特征；在了解国内外砂岩分类历史的基础上，要明确三组分体系分类与四组分体系分类的区别及砂岩分类的原则和依据。重点掌握课本中推荐的砂岩分类方案和石油天然气行业标准SY/T5368-2000中的砂岩分类方案。学会科学地分析砂岩，形成为砂岩准确定名的基本能力，并为后续的课程实验、课程设计和毕业设计打好基础。

（2）组织教学内容。如何组织教学内容是教学设计的又一个重要环节。组织教学内容的关键是进行教材的组织呈现。砂岩分类属于新授课，首先让学生明确本次课的教学内容提纲和教学目标、形成相应的心理定势。在引导学生了解国内外砂岩分类历史的过程中，注意激发学生的学习兴趣。简要回顾“碎屑岩的结构组分”这个先前学过的知识点，形成从已有知识到新授内容的适当学习坡度。适当调整教材内容已有的顺序，即先引导学生学习国内外砂岩分类历史，再讲砂岩的定义和基本特征。教学的重点为砂岩的分类、石英砂岩类、长石砂岩类和岩屑砂岩类、杂砂岩类，其中砂岩的分类又为教学的难点。

（3）分析教学对象。学生作为教学对象始终是教学过程中的重要角色，因此对学生的情况予以分析也是教学设计的一个必要环节。授课班级为我校资源勘查工程专业0604班。通过对该班学生的观察与调查分析，发现该班的学习风气良好，绝大部分学生的学习态度端正。从该班以往的单科考试成绩来看，成绩中等者居大多数。任课教师普遍反映该班学生的学习主动性还需要增强。在学习“沉积岩石学”之前，该班学生已经学习了“地球科学概论”、“晶体光学及矿物学”、“岩石学”和“古生物地史学”等专业基础课，具备了基本的地质基础知识及使用偏光显微镜观察岩石微观结构的基本能力，但是使用偏光显微镜的能力仍需加强。分析教学对象的目的就是要努力做到针对现有对象实施教学。

（4）选择教学形式和方法及教学媒体。教学形式涉及安排怎样的情景，以及怎样使学生对所组织的教学内容作出反应。针对砂岩分类具体的教学内容，主要采用讲解的教学形式，将提问和讨论作为辅助的教学形式。

教学方法是实现教学目的、完成教学任务的途径和工具，只有采用恰当的方法来表达教学内容，才能提高教学的效率和质量。笔者表达教学内容选用的具体方法有：设问法、对比法和归纳法等。课堂上采取“讲解+多媒体演示+课堂板书”。多媒体主要用于提纲挈领的展现教学目标和教学内容，演示与教学内容有关的图像、动画、视频和表格资料；板书主要用于体现教学的重点、难点及需要学生思考的问题。二者有机结合，有利于把握讲课速度，突出教学重点，使教学效果更为明显。

（5）设计教学过程。简单地讲，教学过程就是指引导学生掌握课堂学习内容的过程，但它是一种特殊的认识过程。设计教学过程则是课堂教学设计的核心。设计教学过程是在上述工作的基础上进行的，它与组织教学内容的联系最为紧密。砂岩分类教学过程设计的总原则是：激发学生兴趣，注重能力培养，合理安排教学顺序，讲清重点与化解难点紧密结合，课堂提高与课后巩固拓展有机统一。其中教学顺序是指教学内容各组成部分的排列次序，决定“先教什么，后教什么”，这在本文的组织教学内容中已经提及。但是，教学顺序的确定只是相对的，严格预设的教学顺序是难以适应所有教学对象的。在砂岩分类的实际教学中，往往还要根据课堂教学情境的发展、变化，灵活调整既定的教学顺序。由于在砂岩分类的实际教学中往往还会发生各种始料不及的情况，例如无法进行多媒体演示、突然有学生扰乱课堂秩序等等，笔者在预测这些情况的基础上，也做了充分准备。

目前看来，要进行课堂教学效果评价，只有将学生评价、同行评价、教学督导组专家评价、主管教学的领导评价和教师自我评价这几种评价的结果综合起来，才可能得到较客观的教学效果评价[9]。由于条件限制，对砂岩分类这节课进行学生评价和自我评价。

三、课堂实践及教学效果

将上述的砂岩分类教学设计应用到我校资源勘查工程专业0604班“沉积岩石学”的课堂教学之中，并从学生和教师两个角度进行了教学效果评价。

1.课堂教学实践

因为对砂岩分类这节课进行了充分的、良好的课堂教学设计，于是，笔者充满了自信，并以自己的情绪将这份自信传递给学生。

课堂上，笔者首先借助多媒体使学生明确了本次课的教学内容提纲和教学目标。然后，针对该班的具体情况，先引导学生简要的回顾国内外砂岩分类历史，并通过多媒体，以表格的形式列出那些提出代表性砂岩分类方案的学者们的姓名、分类方案的发表时间及每种方案的特点，同时还列出了笔者备课时的参考文献。学生们惊讶于相当一部分学者和分类方案在课本上怎么找不到，在这种情境下，笔者就告诉学生们，到20世纪70年代初期为止，全世界就已经出现了50多种砂岩分类方案。而且，随着人们对砂岩研究的愈来愈深入，砂岩分类这一基础问题将会持续讨论下去。笔者接着设问：“什么是砂岩？砂岩有什么特征？砂岩的结构组分与碎屑岩的结构组分有什么区别？”带着这些问题，笔者利用多媒体，引导学生在复习碎屑岩结构组分的基础上，学习了砂岩的定义和一般特征。

通过一张载有砂岩地貌景观、砂岩露头手标本、砂岩岩心和砂岩薄片照片的多媒体幻灯片将学生们带入本节课的重点及难点砂岩分类中。笔者开门见山，利用多媒体列出砂岩分类的5个基本问题：（1）黏土基质的处理；（2）端元组分的组合方式；（3）三角图的形式及其划分；（4）辅助三角图的采用；（5）砂岩分类的原则与依据,并引导学生对这些问题进行个个击破。面对众多的砂岩分类方案，笔者以福克（1954，1968，1970）的分类方案作为三组分体系分类的代表，以裴蒂庄（1949，1954，1975）的分类方案作为四组分体系分类的代表，采用板书引导学生对比这两类分类方案。笔者在重点介绍课本上建议的砂岩分类的基础上，采用多媒体与板书结合的方式将石油天然气行业标准SY/T5368-2000中的砂岩分类方案引入课堂。利用多媒体从主要类型、实例和成因几个方面讲解石英砂岩类、长石砂岩类和岩屑砂岩类、杂砂岩类。注意以精选的典型的岩石照片和岩石薄片照片展示砂岩的魅力，将学生们带入神奇的大自然，使学生们渴望掌握在野外鉴别各种砂岩及在偏光显微镜下观察砂岩微观结构的能力。

将所学知识运用到实践中，并在实践中提高认识水平、培养解决问题的能力是师生共同的愿望。笔者采用板书在课堂上提出3个问题：(1)如何根据结构组分进行砂岩分类命名；(2)砂岩分类三角图是等边三角形，还是等腰三角形；(3)如何将砂岩样品点投在砂岩分类三角图中。回答这些问题，学生们显得力不从心。笔者对第一个问题作了必要的提示，即进行砂岩分类命名，要搞清楚“两个百分百”，“一个百分百”是砂岩的结构组分含量之和，另“一个百分百”是砂岩分类的端元组分含量之和，利用前者区分砂岩与杂砂岩，利用后者进行砂岩分类命名。学生们听后，顿时豁然开朗。笔者将第二、第三个问题留作课后作业，并给学生们推荐了两篇参考文献[10-11]，要求学生们结合参考文献，课后解决这两个问题。

2.教学效果评价

笔者曾对本校资源勘查工程专业2004、2005级学生学习砂岩分类的情况进行调查，发现大多数学生认为砂岩分类的内容枯燥乏味、砂岩分类三角图很难搞明白、对砂岩样品进行分类命名始终是个难点。

资源勘查工程专业0604班学生上过笔者讲授的砂岩分类课之后，普遍反映：这节课教学目的明确，教学内容清晰、准确，重点突出，难点讲解透彻，善于结合新的研究成果，教学过程完整、紧凑，多媒体与板书结合的恰当，讲课情绪饱满，能够有效调节课堂气氛，注意激发学生的学习兴趣，注重启发学生思考，重视锻炼学生的思维能力及解决问题的能力，这节课收获很大。当听到有学生对笔者说，他对“沉积岩石学”产生兴趣是从上了笔者的砂岩分类这节课开始的，笔者在欣慰之余，对自己的课堂教学设计和课堂教学更加信心百倍。

笔者在课堂教学中注意建立良好而融洽的教学环境，与学生平等交流；以严谨的治学态度和良好的敬业精神感染学生；将引导学生回顾国内外砂岩分类历史与提高学生的专业素养紧密结合。这就使得学生的学习积极性大大提高。在课堂教学中，将教材内容和参考资料合理配置，使教学内容系统化，但课堂的信息量略显偏大。在课堂上做到了讲清重点与化解难点紧密结合，课堂提高与课后巩固拓展有机统一。以提问的方式激发学生思考，将砂岩分类新的研究成果介绍给学生，帮助学生提高了解决问题的能力。这节课也充分体现了笔者个人的教学风格。

四、结束语

课堂教学设计是课堂教学的基础工程。本文主要从确定教学目标、组织教学内容、分析教学对象、选择教学形式和方法及教学媒体、设计教学过程等方面进行了沉积岩石学中砂岩分类的课堂教学设计，其中，设计教学过程是该课堂教学设计的核心。通过课堂教学实践及学生和教师的教学效果评价，认为进行科学、合理的教学设计是改善砂岩分类课堂教学效果、提升教学质量的主要途径之一。

对于高校教师而言，课堂教学设计同样是一项基本功。它直接影响大学生素质和学习能力的提高，影响素质教育和教学改革的实施。因此，高校教师必须要重视课堂教学设计，努力掌握课堂教学设计的技巧。目前我校“沉积岩石学”课程组中的青年教师较多，提高他们的课堂教学设计能力尤为重要。

[1] 刘宝珺.沉积岩石学[M].北京：地质出版社，1980：124.

[2] 张鹏飞，殷宗昌. 砂岩分类初议[J].中国矿业学院学报，1980，(2)：11-24.

[3] 雷卞军，阙洪培.砂岩分类新方案[J].西南石油学院学报，2002，(5)：11-14.

[4] 李伯黍，燕国才，岑国桢，等.教育心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2001：268.

[5] 徐迎.教学设计简谈[J].中国大学教学，1993，(3)：9-11.

[6] 贾英侠.师范生教学设计能力培养的思考[J].潍坊学院学报，2008，(2)：147-149.

[7] 严成林.教师教学设计能力探析[J].中小学电教，2006，(7)：8-11.

[8] 赵澄林.沉积岩石学(第三版)[M].北京：石油工业出版社，2001.

[9] 王丽梅.高校教师课堂教学评价体系设计[J].山西财经大学学报(高等教育版)，2008，(3)：25-29.

[10] 黄思静，黄喻.用Microsof t Excel在砂岩的三角分类图上完成碎屑成分投点[J].成都理工学院学报，2002，(2)：213-216.

[11] 张萌，黄思静，冯文新，等.巧解砂岩分类三角图[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2005，(4)：423-429.

Teaching Design and Practice of Classroom Teaching of Classif i cation of Sandstones in Sedimentary Petrology

ZHAO Yong-gang1, ZHAO M ing-hua2, YANG Xi1
1. Xi’an Petroleum University, Xi’an 710065, China 2. Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China

Taking classi f i cation of sandstones in Sedimentary Petrology as an example, the classroom teaching is designed, involving determination of teaching target, organization of teaching content, analysis of teaching object, selection of teaching fashion, means and media, design of teaching process. From the practice of classroom teaching and evaluation of teaching effect, scientific and reasonable teaching design is regarded as one of main approaches to improve the teaching effect and teaching quality of Sedimentary Petrology.

classi f i cation of sandstones; teaching design; practice of classroom teaching; evaluation of teaching effect

G 642

A

1006-9372 （2010）02-0090-05

2010-01-25。

陕西省教育厅专项科研计划项目（08JK409）；西安石油大学博士科研启动项目。

赵永刚，男，副教授，主要从事沉积学和储层地质学的教学和研究工作。