基于创新型人才培养的岩石学系列课程教学改革实践

马艳萍　吴少波　李政旭　宋立军　田建锋

[摘 要]文章针对岩石学系列课程在以往教学过程中存在的问题，分析了其课程特点及课程实践教学模式，阐述了其课程体系改革的三个方面：建设具有创新培养能力的岩石学系列课程师资团队，探索形成岩石学课程教学方法，将课堂教学、实践教学与大学生课外科技活动相联系，建立创新型人才选拔机制和培训导向。岩石学系列课程围绕以上三个方面进行改革实践，在师资队伍建设、实践教学与大学生创新训练及科技活动方面取得了一定的成效，加强了学生基本技能训练，为创新型人才培养提供了保障。

[关键词]岩石学;教学改革;实践教学;人才培养;创新型人才

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）11-0054-03

创新教育是高等教育的核心，教学环节是创新教育的重要过程，而实践教学是教学环节尤其是地质科学人才培养环节中的重中之重[1]。早在20世纪60年代末麻省理工学院就已开启了本科生创新能力培养模式（UROP） [2-3]，之后大学生创新能力培养受到国内外越来越多教育部门的关注和重视[4-12]。在全球化发展的今天，创新型人才培养已经成为高等教育的迫切要求，不仅需要创新型的教师团队，更要注重学生实践能力的培养[8-9]。岩石学作为地球科学的中心枢纽，需要与各个分支学科发生联系[10]。岩石学是地球科学系统研究中重要的基础课，是一门实践性很强的课程，对地质学的发展和学生创新能力培养具有重要的意义。西安石油大学岩石学系列课程包括结晶学与矿物学、岩浆岩岩石学、变质岩岩石学、沉积岩岩石学、岩浆岩与变质岩、岩石学、矿物岩石鉴定等课程的理论课和实践课，针对地质学专业、资源勘查工程专业、地质工程专业开设不同的课程。课程体系建设是实现人才培养目标的重要途径，基于创新型人才培养的岩石学系列课程教学改革应与时俱进。

一、存在的主要问题

岩石学系列课程以往的教学主要采用讲授、组织讨论、布置习题、组织做实验等教学方法，任课教师注重本课程的教学效果，忽视了与其他相关课程的交叉、衔接和有机融合，在教学过程中存在以下几方面的突出问题。

（一）课程与课程之间在教学内容方面的有机衔接与融合不够

以往的课程体系，相关课程之间在教学内容上衔接与有机融合不足，甚至存在重复现象。课程建设过程中任课教师大都只考虑自己承担的课程，很少考虑与其他相关课程的交叉和衔接，这种只注重单一课程教学效果的做法不利于提高人才培养质量。比如结晶学与矿物学是3大岩石学的基础课程和先导课程，矿物岩石鉴定是先导课程实践教学的重要环节。这些课程既有各自的独立性又有内在联系，因此强调课程之间的内在联系及协调性，加强先导课程与后续课程之间的衔接与整合十分必要。

（二）教学方法单一，课堂教学与实验教学缺乏有机融合

目前的课程授课方法大都以讲授为主，理论课与实验课联系不够紧密，理论课上学生对岩石的观察是通过多媒体展示的图片获得感性认识，学生真正接触到岩石标本并切身观察薄片是在实验课上。如果教师在课堂上一讲到相应的岩石就拿着标本让学生摸一摸、认一认，采用启发式、提问式和讨论式等不同的教学方法，就能激发学生的学习兴趣，引导学生思考，充分调动学生学习的积极性，也能弥补实验课时少的问题。实验课在整个教学体系中所占比重偏小，比如西安石油大学的岩石学课程总共40学时，远远少于兄弟院校该课程的学时数。矿物岩石相关实验室的典型岩石标本库和薄片库的建立有待进一步完善，实验课的考核标准和考核方式有待细化。

（三）课堂教学与课外科技活动联系不够紧密，缺乏健全的人才选拔机制和训练导向

每到创新训练项目申报、“挑战杯”项目组队之时，学生们往往仓促应对，其所参与研究的课题大都由导师指定，学生自主命题较少，质量也不佳，这就影响到科技训练对创新型人才的培养效果。比如全国地质技能竞赛，矿物岩石鉴定是其中非常重要的一个环节，如果教师在教学过程中注重坚持训练导向，加强学生基本技能训练，就能为竞赛人才的储备与选拔提供可靠的保障。

二、课程体系改革与实践

针对岩石学系列课程教学中存在的问题，根据加强专业基础、拓宽专业知识面、培养具有较强创新能力的人才的总要求[11-12]，岩石学系列课程着重强调3个层面和3个方面的教学改革。

第一个层面是重基础，强调基本知识、基本理论、基本技能的传授。教师按大纲要求，使学生熟练掌握火成岩、沉积岩、变质岩3大类岩石的基本特征、分类命名等基本知识，学会描述与鉴定不同岩石类型等基本技能，了解典型岩石和典型结构构造的成因与相关理论。

第二个层面是重实践。实验课程是岩石学系列课程的重要基础，岩石学包括岩类学和岩理学，学生在本科阶段要注重岩类学的学习，要求掌握岩石的组成、结构构造以及分类命名等基本知识能力，因此加强岩石学系列课程多媒体互动实验教学，增加实验课学时和投入是提高教学质量、强化学生理论知识与实践结合的有效途径。同时，参加野外地质实习也是学习矿物岩石鉴定非常重要的环节。

第三个层面是创新能力的培养。从创新教育入手，建立岩石学系列課程体系，优化教学内容，创新教学方法，优化课堂教学，开展研究性教学[13]，让学生在快乐探索中学习，通过研究性综合实验教学和课外科技活动，加深学生对理论知识的理解，培养学生地质学思维能力，提高学生分析问题和解决实际问题的综合能力，为学生增强矿物岩石鉴定基本功打好基础。

基于以上思考，西安石油大学着重从以下3个方面开展岩石学系列课程教学改革与实践。

（一）以课程体系建设带动师资队伍建设

学院成立课程组，每个课程组由1名负责人及胜任该课程体系教学的教师团队组成，学校及学院以组织教师团队试讲、专家督导组听课等形式督促教师认真备课，组织教学观摩、讲稿评比和讲课比赛，促进了教师团队建设和教学法研究的有效开展。课程组之间开展交流，由系主任、实验室主任牵头，课程组负责人、教授、副教授带动青年教师，讨论岩石学系列课程创新教育实施办法。课程之间加强沟通，大幅度压缩重复内容，加强3大岩类课程内容的内在联系及协调性，促进课堂教学与实践技能训练的融合，先导课程与后续课程之间加强交流。比如结晶学与矿物学作为岩石学系列课程的前期基础课程，不仅要要求学生重视晶体光学基本理论的学习，而且要加强对学生从手标本和显微镜下识别鉴定主要造岩矿物能力的培养。教师拿到教学任务书后要进行6个方面的教学准备工作，即教学大纲研读、教材优选、教案编写、讲稿设计、PPT制作、授课计划制定，这些环节都要进行相应的审核。为了达到良好的教学效果，负责实验课的教师还要进行充分备课，从薄片交互式多媒体互动到标本鉴定，对每个实验环节进行精心设计。同时，学院不定期组织青年教师进行相关课程研讨交流及岩矿鉴定培训，为提高教师的学术水平和岩矿鉴定技能提供了有力保障。

（二）创新教学的方法及实践

改变课堂教学形式，开展了启发式教学、实例解剖练习、课堂讲授与实验鉴定描述融合探索，不断对教学内容、授课形式及教学方法进行完善改进。课程考核从以往单一的考试变为多元化考核。平时加强技能训练，开展专题调研讨论、实验技能考核。课堂教学实现多元化，改变灌输—认知—验证的教学模式，重视实践课，发挥学生的主体作用。针对岩石学系列课程专业性强、知识点繁杂、各章节或课程之间结合不紧密等实际，教师在教学过程中为了使学生掌握课程知识体系，理清知识点之间的逻辑关系，将思维导图引入岩石学课程教学过程中，梳理课程知识点，构建知识体系。从某一中心主题出发，将传统的单向思维变成发散思维，便于学生掌握课程整体框架，理清知识点之间的逻辑关系。这一过程更多的是以教师为主导、以学生为主体进行，对学生地质思维的培养、知识网络的构建、学习兴趣的激发、复习效率的提高很有帮助，取得了良好的教学效果。此外，翻转课堂、智能教室等的开设，有利于学生提高学习积极性和加强交流互动。

考试题型注重基本技能的考核，更加强调实验课程的重要性，专门设置了矿物岩石鉴定实验课程并进行单独考核，改变了以往实验课只要求提交实验报告的形式，制定了专门的实验课程量化考核办法，使学生能够更加重视实践能力的提高。此外，在加强实验室建设方面也做了改革，对学院已有岩石标本陈列室以及典型岩石标本库、薄片库进行整理，并进一步补充完善了典型岩石标本库和薄片库，编写了针对性强的矿物岩石鉴定实验指导书。通过学院提供的由显微镜、摄像头、计算机、投影仪组成的数字网络显微互动教学系统，利用实验课前15分钟时间，通过多媒体互动教学向学生展示该节课的主要内容、实验目的与要求，并向学生讲解和示范典型薄片鉴定描述方法，使学生能够在显微镜下有目的地观察，通过提问方式进一步检验学生对矿物岩石的观察、鉴定、描述能力，为学生基本技能的提升打下坚实的基础。

（三）加强课程教学与大学生课外科技活动的联系，建立创新型人才选拔机制和培训导向

以培养学生基本技能和创新能力为出发点，鼓励学生积极参加课外科技活动，通过课堂知识储备、实例解剖练习、实验鉴定描述等环节，牢固掌握鉴定、描述基本技能。在两地办学的情况下，学院建立并实施生活学业双导师制，全面引导学生的学习生活。在双导师制的帶动下，每年都有大批学生申请创新创业训练项目，从国家级、省级到校级都有立项资助，进一步调动了学生参与科研的积极性，提高了学生的科研能力和创新思维。针对全国地质技能竞赛，从矿物岩石鉴定环节把好关，平时实验课注重训练导向，加强矿物岩石鉴定的基本功训练，为竞赛输送优秀的参赛选手。学院为大学生创新创业训练项目及“挑战杯”竞赛提供与岩石学有关的实验平台支持和项目支持。岩石学课程组的教师对学生进行进一步指导和技能训练，储备竞赛选手，为学生参加创新创业训练项目及“挑战杯”竞赛提供专业支持。学生积极参加全国地质技能大赛及相关创新训练项目，部分团队在近几年的省级、国家级项目中取得了不错的成绩。

三、结语

岩石学系列课程的改革，始终坚持加强专业基础，体现专业特色，将实践教学与创新型人才培养相结合，加强课堂教学、实践教学与大学生课外科技活动的联系，既能发挥教师的主导作用，又能加强学生基本技能训练和创新思维训练，为创新型人才培养提供了保障。

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[责任编辑：庞丹丹]