中澳“能源地质学”课程教学探索与比较——以中国矿业大学和昆士兰大学为例

申 建，秦 勇，傅雪海，吴财芳，陈义林

中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 22116

在“能源革命”与“互联网+”背景下，面对行业转型升级需求，关注学生需求和体验，提升教学质量和学生综合素质，是当前行业特色型大学教育教学探讨的焦点之一[1-5]。“能源地质学”主要研究化石能源矿产起源、基本性质、地质载体、分布规律和评价方法，是中国矿业大学资源勘查工程专业核心课程，是培养行业人才的重要基础课程，因此该课程体系建设是我校资源勘查工程专业实现培养目标的重要工作[6]。然而，一者，我国基础能源煤炭行业已结束“黄金十年”，如今“谈煤色变”“去煤化”呼声高涨，对以煤为核心的“能源地质学”教学带来深刻影响，清晰认识煤炭清洁利用、能源结构调整形势，正视行业的转型升级需求，在保证特色的基础上，课程教学必须有所取舍[2,7-10]。二者，在“互联网+”影响下，带给了教育理念、教学模式和学习模式深刻影响，传统以知识输入与知识记忆为主的教学模式势必要改变，教学不能充当网页搜索替代品，重视学习者需求和体验，增强学习者内化学习能力、知识应用与创造能力是教学改革的重要目标[11]。在此双重背景下，笔者基于教学团队在中国矿业大学的教学实践，以及对澳大利亚昆士兰大学相似课程教学全程跟踪及与任课教师、选课学生的交流，在“能源地质学”教学内容、教学手段及考核方式等方面进行探索，并通过对比澳大利亚昆士兰大学教学模式，取长补短，期望对深化课程教学改革、提高教学质量提供指导。

一、中国矿业大学“能源地质学”教学改革

1.立足特色，深度融合，优化教学内容和结构，建立完整的知识体系

中国矿业大学“能源地质学”课程源于煤田地质学，早期教学内容以煤炭地质为核心。本次教学改革，在保持我校煤炭地质研究特色的基础上，以产业发展需求与学生培养目标为导向，深度融合煤田地质、石油地质、常规与非常规天然气地质专业基础知识，在课堂和实验教学共64学时限制下，使学生通过学习掌握化石能源地质学完整的基本专业知识结构和体系。将课程教学内容凝练为5大模块17个知识要点：一是化石能源矿产起源（3学时），包括化石能源矿产来源、物质基本组成和聚集环境；二是化石能源矿产基本性质（17学时课堂教学，16学时实验），包括岩石学、物理学、化学基本特征及其地质演化过程，以及相关基本分析测试手段；三是化石能源地质载体（20学时课堂教学），包括沉积盆地、储集层与封盖层、含矿特征、矿藏特征等；四是化石能源矿产分布规律和评价方法（6学时课堂教学），包括沉积盆地改造、构造控制单元、富集分布特点及其地质控制因素、矿产资源评价流程等；五是能源地质发展，包括精细研究与勘探、非常规油气资源及洁净化利用（图 1）。

2.改变传统以知识记忆为主的教学方式，着力培养搜集资料内化学习能力

当前处于互联网技术时代，特别是搜索引擎出现，“外事问谷歌，内事问百度”，带给传统以要求学生记忆知识为核心的教学方式极大冲击，知识输入(记忆)重要性显著降低，知识的输出与再创造尤显重要。“能源地质学”教学内容极广，知识点数量巨大，仍然坚持以输入为主的教学方式显然无法达到理想的教学效果。笔者通过多年教学实践认为，教师讲授与学生演讲和写作，尤其是后者“知识及时输出”，是构建学生自身知识结构与再创造知识行之有效的教学方式。在此认识基础上，通过近几年教学方式改革，逐渐形成了如下教学方式。

授课过程以教学大纲和教学日历为主线，以培养学生的搜集资料及内化能力为根本目标，以产业需求引导学习兴趣，以科学问题引导教学互动，以师生互动启发学生思考，以教师讲解消解学生疑惑。结合授课对象实际情况，立足于课程的教学内容及基本要求，及时融入本领域最新理论和实践成果，创造性地开展教学活动及铺陈教学环节，提高教学质量。例如，针对能源地质矿产基本性质这一模块，提出如何识别化石能源矿产这一问题，让学生主动去思考、去寻找识别标志。学生完成某一节学习后，撰写读书报告。例如在能源地质矿产岩石学特性学完之后，列出思考题，如煤岩学、有机岩石学有何异同？研究内容及其体系是什么？如何根据成因主线将不同显微组分纳入统一分类体系？显微组分鉴别特征？为何强调反射光、透射光、荧光的并用？等等，让学生可根据兴趣选择，每个题目限选1人，撰写不少于3000字、参考文献不低于10篇以上的读书报告。并且，开展了研讨式教学，以小组为单位，选择感兴趣内容，让学生上讲台讲，其他小组与教师评价，计入平时成绩。

从实践效果来看，学生学习兴趣显著提升，提问的数量和质量明显增强，团队协作和资料整理能力也有较大提高。同时，实践中也发现，由于课时限制，学生参与互动教学机会有限，导致部分同学未能深度参与。针对此，我们采取了小班教学，尽量增加学生参与教学的机会。

图1 中国矿业大学“能源地质学”教学内容与结构优化

3.夯实多尺度实训，培养学生实践和知识转化能力

实践教学内容主要包括两部分。第一，小尺度实验，即通过肉眼或者显微镜等观测，掌握有机岩石学鉴定方法和组分识别。该部分具体分解为五个方面：一是宏观煤岩学特征和腐植煤演化序列类型观察与描述；二是烟煤显微成分观察与识别；三是显微组分演化序列及其组合定量；四是干酪根显微组分识别；五是石油基本物理性质观察。针对各个内容，进一步细化了各方面操作、观察及实验报告要求。第二，大尺度课程设计，通过资料和数据统计分析，掌握地质参数空间上展布规律。通过给定某区地质资料，绘制图件，划分岩相与沉积相，分析相区类型、展布规律，探讨聚煤古地理、古构造以及聚煤规律。

4.优化考核方式，脱离唯分数论，注重能力考核

以前主要采取平时成绩占30%与考试成绩占70%的考核方式，平时成绩缺乏明确参数评价，随意性较大，部分同学通过期末临时突击记忆亦能获得高分，对于学生能力培养成效不显著。在本次课程教学改革中，采取了如下措施。第一，在前期考核基础上增加了期中测验。第二，细化了平时成绩评分标准，包括出勤率、课堂活跃度（提问与回答问题次数）、课堂笔记、读书报告、上台演讲等。第三，修正了各阶段成绩评分，平时成绩30%，期中测验30%，期末占40%，督促学生完整参与互动教学过程，提高教学质量。第四，改变考试内容和评分机制，如在期中和期末考试内容上，极大减少记忆为主的考试内容，重点考查对概念理解与应用。第五，细化考试评分标准，首次在标准分增加了奖励分（此为满分100分额外增加分数）。如果学生答题满足了普通标准答案可得到该题标准分，如果学生能够通过思考、分析与探讨提出新的答案甚至质疑，根据其深入程度再给予奖励分，鼓励学生踊跃思考、敢于质疑。

二、中澳“能源地质学”教学比较与启示

澳大利亚是世界上资源最丰富的国家之一，尤其昆士兰州煤、石油及天然气资源丰富[12-15]。因此，坐落于昆士兰州的世界著名大学昆士兰大学本科地质学教育对化石能源地质课程高度重视。笔者及教学团队在近10年多次以访学或者交流方式，深入了解该校化石能源地质教育与教学相关情况。因此，拟通过比较两校教学内容、教学方法和实训，找出之间的差异及其优势，取长补短，促进“能源地质学”课程教学改革。

第一，就课堂教学内容而言，昆士兰大学“能源地质学”课程包含24学时课堂教学，课堂教学内容包含：（1）有机质聚集、埋藏、成岩与热演化过程；（2）沉积相与沉积环境；（3）煤宏观到微观尺度特征以及煤级、煤类、煤质对煤处理、利用和煤层气开发影响；（4）油气成藏机理及常规与非常规油气藏勘探目标评价；（5）测井岩石物理分析。两者比较而言，我校教学时间长、教学内容涵盖范围更宽，教学侧重概念和理论学习，以教师讲授为主。而昆士兰大学教学时间短，教学内容模块少，突出重点，强调理论应用，学生自学比重大。

第二，就教学方式而言，两校课堂教学方式均以任课教师讲授为主，教育技术以多媒体教学为主、板书为辅。其中值得关注的是网络技术教学的深度应用。即教师课堂教学视频全程录制，教学及其辅导材料均放至网络，学生可随时通过互联网学习和答疑。此外，昆士兰大学教—学互动频繁。本教学团队在教学过程中，亦努力强调学生主体地位，采用了上述方式，力争发挥出学生主观能动性，实现教学互长。可能受文化和传统教学模式等因素影响，师生互动虽有所改善，但与国外课堂互动程度还存在较大差距。

第三，就实训而言，（1）昆士兰大学包括36学时室内实践，内容包括获取、分析和评价地质信息，煤矿开发、加工和利用设计及油气储层描述。该部分与国内课程设计类似，强调具备进入各个化石能源地质领域的技能。（2）学生要提交一份书面报告，类似我校制定的读书报告计划，题目可从教师推荐或者选择自己感兴趣课题但需征得教师同意，字数大于4000字，至少3～5幅图和10篇以上参考文献（期刊或者会议论文）。（3）短期野外实习一天，选择目的地包括煤矿或者岩心公司，教学内容包括矿物、岩性、沉积环境及煤矿开采、洗选等，并提交野外实习报告。（4）油气储层评价实例研究，主要内容为基于测井资料分析油气储层特征。两相比较而言，昆士兰大学实训时间长（远多于课堂教学），强调宏观/现场实训，即分析真实数据、解决真实问题，内容基本涵盖了化石能源勘探开发过程，而我校更强调基础实验，即肉眼和镜下鉴定和描述能力。

第四，就考核方式而言，昆士兰大学室内实践占50%，书面报告10%，期末考试40%。题型以选择、简单和论述为主，侧重知识的应用和解决问题能力，对于实践和书面报告要求严格，如材料迟交、剽窃均有相应惩罚标准。

总而言之，我校“能源地质学”课程改革方向与国外具有相似性，培养目标都围绕提高学生应用知识和解决问题能力而设定。受客观条件等因素影响，在培养过程细节上略有差异。借鉴国外先进经验，后续拟从以下几点入手优化本课程教学：其一，根据专业各方向培养方案，优化课程教学计划，合理分配课堂教学、实践教学和自主学习三环节时间，环节间不重复、有侧重；其二，优化课程内容，突出重点教学内容，降低信息量，增加知识应用内容，提高学生知识理解和应用能力；其三，完善实习实训，在保持我校煤岩学研究特色基础上，降低基本性质室内实验比例，增加地质载体等方面实训，做到重点教学内容均有对应实训；其四，调整课程设计内容，紧密结合行业发展，实现课程设计课题多样化；其五，完善课堂活跃度、读书报告、学术诚信、教学反馈等考核细则，增强学生的学术诚信和时间观念，促进学生主动出席教学、参与教学、自主学习；其六，关注学生需求与体验，创造条件，深化网络技术在教学中应用。

三、结论

面临新时代，中国矿业大学教学团队在“能源地质学”开展了深入的教学探索。主要进展包括：立足特色，深度融合煤田地质学、石油地质学、常规与非常规天然气地质学，凝练出了五大知识模块、17个知识要点教学体系；以培养学生的搜集资料及内化能力为根本目标，以产业需求引导学习兴趣，以科学问题引导教学互动，采取了读书报告和学生登台演讲等教学方式，促进学生 “输出信息”，真正将书本知识内化为自身知识体系。精心设计实训，从实验室走向现场，提高学生知识应用和转化能力。增加课堂活跃度等考核方式和考核次数，减少记忆为主题型，提高知识迁移能力考核比例，引导学生主动参与教学、积极思考，提高教学质量。相比澳大利亚昆士兰大学能源地质学教学而言，其更为注重学生体验和需求，教学和考核均以应用为主导向，重视自主学习，互联网与教学深度融合，关注学术诚信与学生反馈。

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