学时压缩背景下《岩浆岩岩石学》教学改革探索

2022-06-15陈军杜丽娟谢宏

教育现代化 2022年9期

陈军，杜丽娟，谢宏

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳；2.喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室（贵州大学），贵州贵阳）

一引言

随着各高等院校教学改革的深入，本科专业人才培养方案也随之在不断地优化调整，在此过程中，学时压缩已成为普遍现象[1]。这对于专业课程，特别是核心基础课程而言，一方面增加了学生对专业课学习的难度，另一方面给任课教师的教学带来新的难题和挑战。因此，在学时压缩背景下，如何保证专业课的高品质教学是当前高校教学改革中亟待解决的问题。

《岩浆岩岩石学》是岩石学中的主要组成部分，是地质学、资源勘查工程专业、地球化学及其他地球科学专业本科教学的核心课程和重要基础专业课程之一。目前，贵州大学（以下简称“我校”）的《岩浆岩岩石学》是与《沉积岩》《变质岩》合并开设的《岩石学》课程，《岩浆岩岩石学》是三大岩类中最先开始教授的专业课程。该课程以岩浆冷凝固结形成的岩浆岩为研究对象，先在野外研究岩浆岩的产状、岩相、原生构造、同化混染、结晶分异、与围岩的接触关系、侵入或喷发的先后次序等；然后在室内结合野外手标本等观察，通过偏光显微镜研究，分析其矿物成分、结构构造，结合化学成分，正确地确定岩石的种属名称；同时，结合岩石地球化学、实验岩石学，了解其形成的物理化学条件、成因和演化，以及探讨岩浆活动与地球动力学的关系，查明其成矿专属性等[2-3]。课程涉及的基本概念较多，知识点繁杂，是一门理论性和实践性都很强的专业基础课程。通过该课程的学习，学生应能够在野外和室内识别常见的岩浆岩，了解其成因及成岩地质背景，掌握岩石学研究和工作的基本方法。

我校《岩浆岩岩石学》作为《岩石学》课程的一部分，开设于大二学年春季学期，共计30学时，其中理论课14学时，实验课16学时。在如此有限的学时内，教授知识点繁杂、内容抽象的理论，很容易出现理论课教师填鸭式教学的现象，学生则会感到枯燥乏味，失去学习兴趣。与此同时，理论课的学习效果，很大程度上会影响学生实验课的学习。所以，课题组在近年来的教学实践中，尝试从多方面着手，以期能在非常有限的学时内，尽可能地达到本课程的教学要求。本文在总结学时压缩背景下《岩浆岩岩石学》课程教学过程中存在问题的前提下，凝练提出目前教学改革中解决这些问题的方法及以后改革方向的设想和对策，以期与广大同行们探讨交流。

二《岩浆岩岩石学》课程教学过程中存在的问题

（一）课程内容兼具理论性和实践性，教学难度大

如前所述，《岩浆岩岩石学》所涵盖的内容，涉及大量新名词、概念及地质作用过程，需要记忆和理解。其次，现代岩石学与化学、物理学的紧密结合，已不再是单纯对岩石的分类及岩相学观察描述，学生需具备一定的物理化学基础，才能具备分析数据的能力[2-3]。再次，该课程的学习，还要求学生能衔接“结晶学与矿物学”“晶体光学”及“地球化学”的相关知识，而这些课程内容抽象难懂，理论性强，对于学生而言也是极大的挑战。最后，地质作用和过程很难直接观察，学生如何通过课堂和实验学习理解岩石形成的作用过程，也是难点。

（二）学时压缩，教学内容多，教学安排仓促

为了培养综合性和复合型人才，高校设置了多样化的选修课程，但每门课程的学时数都在整体减少[4]。以我校《岩浆岩岩石学》课程为例，理论教授仅有14学时，教授内容包括岩石、岩石学及岩浆岩岩石学的基本概念及研究方法；岩浆岩总论，包含岩浆的性质、岩浆岩的化学成分和矿物成分及其二者之间的关系、常见的岩浆岩矿物、岩浆岩的结构与构造、岩浆岩的产状与岩相、岩浆岩微量元素和同位素地球化学及相平衡和相图、分类和命名；岩浆岩各论，包含超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、火山碎屑岩等。16学时实验课的安排则紧紧围绕理论课内容展开。如此一来，每节课都需要讲授大量内容才能完成教学安排，甚至出现“填鸭式”教学，教学效果不理想。

（三）教学模式单调，考核方式单一

目前，《岩浆岩岩石学》课程的教学方式主要是教师利用课堂教学时间详细讲解理论知识，实验课由教师讲解各项实验内容并演示后，学生再观察实操。虽然这种教学模式有助于教师在有限的课时内系统讲解，但却忽视了学生的主观能动性。在整个教学过程中，虽然会采用“提问式”“启发式”和“引导式”等教学手段，但学生只是简单回答教师的提问，是被动地接受知识[5]。同时，该课程的考核方式依然以传统的理论和实验考试为主，学生往往通过考前突击复习来应对考试。这种考核方式强调对结果的考核，忽略了对平时学习过程和能力的综合考核。

（四）实践教学薄弱，教学效果欠佳

作为一门实践性很强的专业基础课，实验教学是《岩浆岩岩石学》不可或缺的一部分。课堂实验是我校《岩浆岩岩石学》课程实践学习的主要方式。通常是教师选定标本和薄片后，借助计算机、投影仪和搭载摄像头的偏光显微镜，详细讲解一两种岩石标本和薄片的鉴定特征及描述方法。学生在教师的指导下，选定手标本和薄片完成鉴定报告。就课堂实验而言，这种实验教学方法是值得肯定的。但是该课程内容所涉及的岩浆岩的产状和岩相部分的内容，需要选取合适的剖面或露头开展野外实践，仅靠课堂图片讲解，很难达到预期教学效果。

三《岩浆岩岩石学》课程教学改革策略

（一）注重分析解决问题能力，培养地质思维

岩浆岩是由岩浆冷凝固结形成的，这一作用过程往往无法重演，不能直接观察。在理论教学中，如果仅注重岩石的化学和矿物组成、结构构造等特征，学生则只会死记硬背，应付考试，很难从岩石成因机制上理解各类岩石为什么会呈现不同的矿物组合及结构构造特征。因此，在教学过程中要以问题为导向，引导学生运用地质思维分析问题、解决问题。以理论教学阶段岩浆岩的结构为例，首先提出问题：侵入岩和喷出岩各有什么结构特征？以该问题为导向，引导学生通过预习来对比岩浆在地下冷凝固结而成的侵入岩和岩浆喷出地表后冷凝固结而成的喷出岩在结构上的差异；之后课堂教学时主要强调相同的硅酸盐岩浆，为什么在地下一定深度和在地表冷凝固结形成的岩石，结构有明显的差异，从而掌握岩浆在不同环境中的演化规律。

（二）合理组织教学内容，优化学时分配

对于《岩浆岩岩石学》丰富且繁杂的教学内容而言，我校目前分配的30学时是非常少的。因此，在教学过程中，首先要在深入理解教学大纲的基础上，对课程体系和教学结构进行调整。根据我校教学大纲要求，通过该课程的学习，资源勘查工程专业学生要掌握火成岩的成因、分类及各类火成岩组构的基本理论知识，具有描述和鉴定各类岩石的基本技能。同时，有些内容在《结晶学与矿物学》课程中已作为重点教授，有些内容又会在《地球化学》课程中详细讲解。因此，我们在不影响学生对岩石矿物和化学成分的理解的前提下，将原课程体系中常见岩浆岩矿物特征、岩浆岩微量元素和同位素地球化学、岩浆岩相平衡和相图等内容作为自学内容（教学方式见后文），不作为该课程课堂教学的重点内容。精简之后理论课教学内容安排见表1。

表1 岩浆岩岩石学课堂教学内容安排

（三）以学生为主体，开展多样化教学方法

前已述及，《岩浆岩岩石学》目前所采用的教学方式，学生依然是作为“客体”被动接受知识。随着“5G”技术及“互联网+教育”的发展，慕课等新的教学模式已能够应用在高校教学课堂中[6]。同时，教育部高等教育司司长吴岩在第十一届“中国大学教学论坛”上的讲话中提出了建设五大“金课”的目标，线上线下混合式金课便是其中之一[7]。以《岩浆岩岩石学》为例，在课堂教学环节中删减的常见岩浆岩矿物特征、岩浆岩微量元素和同位素地球化学、岩浆岩相平衡和相图等内容，可以利用中国大学MOOC开展线上自学+“翻转课堂”模式学习。也就是说，先让学生通过MOOC视频进行自主学习（相关内容主要参考中国地质大学（武汉）的“岩石学”国家级精品课程），之后利用零碎时间安排学生分组对学习成果进行汇报交流，老师点评打分。

另一方面，课程的考核和成绩评定是课程教学非常重要的方面，也是学生学习的风向标[8]。我校《岩浆岩岩石学》课程考核在保留原理论课和实验课考试之外，增加平时成绩，调整各部分成绩比重：平时成绩30%、理论课考试30%、实验课考试40%。其中，平时成绩由考勤、课堂表现、实验报告、自主学习和汇报成绩构成。调整后的成绩评定方式，增加了对学习过程的考核，特别是对自主学习和“翻转课堂”效果的考核，可有效督促学生学习课堂教学中缩减的部分，降低精简教学内容后对教学效果的影响。

（四）整合资源，探索虚拟实践课堂

目前本课程的改革建设，难点就在于实践课程。由于贵州岩浆岩出露很少，很难找到典型的岩浆岩出露区供教学实践。针对这一问题，主要考虑从课程建设的长远计划着手，建立虚拟实践剖面。选取邻近地区有代表性的1～2个露头剖面，对剖面进行高分辨率拍照及系统采样分析后整合数据资料，建立虚拟剖面。学生在实验课上，可以通过高分辨率照片，观察露头的宏观特征，了解岩体的产状；对需要进一步观察的部位，可以调取手标本资料（含样品、样品宏观及显微照片、化学成分及矿物成分分析数据）进行详细探究。