如何把握《普通地质学》教学中的广度与深度

郑文俊，王伟涛，钱加慧，章桂芳，张冬丽，孙 鑫

中山大学 地球科学与工程学院，广州 510275

《普通地质学》作为地质学类及相关专业本科生的第一门入门专业启蒙和引导课程（舒良树等，2012；杨树锋等，2020），其内容设计及课程教学的改革过程，不仅包了含各分支学科调查研究的内容、表现形式等，同时也要反映地球科学各分支学科发展的广度与深度（夏邦栋，1995；陈健等，2015；何金先等，2016；舒良树，2020）。《普通地质学》是对地质学基本知识、基本理论的概括介绍，其主要内容涉及到地球的基本知识、外动力作用、地质学的发展与演化，以及资源、环境、减灾、人与地球等方面的知识（万天丰， 2006；舒良树等，2012；杜银，2016；杨树锋等，2020），承担着专业引导和启蒙的职责和任务。这也就要求课程的设计和讲授不仅要有趣味性，同时也要将专业思想融入形成科学性，不仅要注重专业之间差异及不同专业学生知识结构需求的普适性，同时也要将地球科学的经典有效地展现出来，因而要求讲授者要准确把握课程中知识点的广度和深度。

辞海中释义，广度是指知识的范围，也就是知识包含的内容所涉及的综合性学科的知识面，而深度是知识的挖掘层次要求，也就是知识点横向与哪些知识的联系，以及知识点纵向发展到哪里。地球系统是一个巨大而复杂的系统，同时也是一个开放的系统（舒良树等，2012；何金先，2015；杨树锋等，2020），普通地质学教学的每个知识点都涉及到知识的诸多方面，合理地选择知识点的广度和深度，才能有效地达到课程教学的目的：使学生较全面了现代地球科学的基本知识，训练学生掌握一些重要的基本技能，培养学生主动钻研地球科学的精神，启发学生的创新意识，增进学生学习地球科学的兴趣，使学生树立正确的人生观和世界观，同时为未来的相关专业课程奠定坚实的基础（夏邦栋，1995；舒良树，2020；杨树锋等，2020）。本文以《普通地质学》课程中地质构造章节为例，浅析教学过程的广度与深度的把握。

1 广度—教学内容的准备

历经长期实践，《普通地质学》课程已经形成教学内容相对规范、课程体系较为成熟的一整套以培养地质类及其它地学相关类专业精英人才为目标的教学体系和模式（舒良树等，2012；曹秋香等，2017；杨树锋等，2020）。当今科技发展迅速，知识更新快，地质学知识也随着与其它学科的交叉融合在更新，作为地学人才的启蒙教学课程，《普通地质学》的传统课程内容遇到新的挑战。进入21世纪以来，国际社会对人才特别是专业人才培养的要求和目标转变为人才素质的培养，而大学本科的人才培养也逐渐由以往的专业为主转变为通才教育为主（杨兆雄，2012；舒良树等2012），强调的是专业人才的整体素质和能力。《普通地质学》课程内容极其丰富，却又兼顾有限的授课时间，且授课对象广泛的特点（曹秋香等，2017），因此课程内容准备阶段的广度思考就成为一个前置的关键环节。

作为一门专业基础课也是专业引导课，如何能在有效的课堂时间里让学生及时了解、掌握、认识地球科学系统，教师在课前准备的不仅仅是对教材内容的知识点和难点，更重要的是通过知识点的综合性和广度搜索，有效地将关键的知识点结合起来。比如《普通地质学》讲述地质构造部分岩石变形的内容，这个时候学生除了前期的一些地球科学科普知识外，对地质学的概念还缺乏系统了解，很难较快接收，因此，我们课堂的教学引入就要考虑内容的广度，从熟知和自然的现象引入，然后再去讲解名词和专业知识点。

教学设计（图1）的引入内容可以是“地球上为什么存在高山？”“ 我们见到的自然界中岩石为什么存在大量的规则性花纹和弯曲？”“地震发生为什么会引起地面的裂开或拱起？” 等等，这些大一新生在中学和科普知识中已经有过了解和接触的现象，是学生最为熟悉的，这样的引入就使学生觉得课程不完全是特别枯燥无味的名词，而是丰富的自然现象和科学知识的融合。讲完这些后，再开始引入简单的物理知识和变形阶段的物理状态，从胡克弹性极限实验说明各阶段物体的状态发生什么变化，由此引入地球上复杂现象的形成就是岩石受到不同力的作用，是受力状态不同产生的不同现象。这时候，学生已经掌握了这些状态和现象的模糊概念，此时再以“岩体不同变形状态时形成了什么”为引入，向学生介绍“褶皱”、“节理”、“断层”的定义。并适当引入这三种状态可能的地质现象，也就是与开头的引子相呼应。这个看似简单的讲述过程，需要课前查阅大量资料和文献，甚至最新的研究成果、自然现象和最新发生的地质事件等，才能将课堂内容与现实实际结合。

图1 地质构造章节内容教学设计的思路Fig.1 Thoughts on teaching design of geological structure chapter content

2 深度—课堂教学的安排

《普通地质学》的教学目的不仅要使学生有充足的知识储备，形成与时俱进的理念，同时要使学生在后续专业课程学习中和走向社会后能融会贯通（舒良树等，2012；何金先等，2016）。因此要求教师不仅要通过有效的课堂时间向学生介绍地质学及相关专业各个学科的基本知识，而且也要介绍各个分支学科间的联系，有效引导学生将各类专业知识有机地联合起来，达到相互融合的效果（周新民，2002；黄菲等，2003；舒良树等，2012；袁爱华，2014）。对于地质学及相关专业类学生开设的《普通地质学》课程，一般不仅要考虑学生的背景和专业要求的特点，还要考虑专业设置及未来专业课程的引导，所以如何把握教学内容的深度就显得尤为重要。

《普通地质学》知识面广，教学内容几乎涉及地质学所有学科的基础知识，课程教学最难把握的是讲到什么程度，让学生掌握到什么程度，虽然我们在课前准备时要去查阅和掌握大量资料，但又不能全部一一向学生讲解，一是学生不可能全部短时间内理解和接受，二是也不能很好发挥《普通地质学》课程的真正作用，更谈不上让大一新生树立专业思想、认可和热爱地球科学专业。可见在目前通才教育的形势下，尤其目前大类通才教育的情况下，《普通地质学》承担着学生专业思想形成，对专业热情的提高，以及最起码的认可，这是《普通地质学》在近年来以及未来一段时间要承担的课程教学目标。因此，课堂教学环节的设计在前已述及的广度提升兴趣的同时，也要通过课堂教学把握适当的深度，促进学生专业思想和专业知识结构的有效形成。

普通地质学课程的每个章节，甚至每个知识点，在未来地球科学相关专业教学中，都是一门独立的课程或是一个分支学科，因此，教学设计要求提纲挈领、结构明确地组织知识结构和层次。例如，地质构造章节内容知识点—断层，在未来的构造地质学甚至区域地质课程中都是比较重要的内容，也占了相当的比重，那么在普通地质学教学中，不能只说明断层的定义，要形成一个简明的知识点系统（图2），重点让学生知道什么是断层？它的基本要素是什么？有什么类别？与岩石变形相关的不同类型断层简单受力状态是什么？以及断层研究的可能意义（如地质演化、资源矿产、地貌形成、自然灾害、工程建设、国家安全等）是什么？除此之外，考虑与野外认识实习的结合，要简单向学生介绍断层的识别标志，这些标志所要用的知识点和名词，是前面已经提到或是后续章节及知识点可能提到的，这就需要有效地把握知识点的深度，笔者的建议是尽量简洁明了，不必和《构造地质学》中讲述的断层野外识别一样详细，考虑的主要是学生的知识积累和《普通地质学》课程的的引导作用。课堂教学中深度把握的另一方面，就是知识点相互呼应和对比理解，在课堂思考和讨论的设计中进行重点剖析，如：断层与褶皱、节理的区别？它们对应的变形状态是什么？将岩石变形与地质构造这一章节的知识点有机地链接起来。

图2 地质构造章节断层部分的知识结构与层次关系Fig.2 Knowledge structure and hierarchical relationship of fault section of geological structure chapter

3 广度与深度交互—有效地把握课程的兴趣与引导作用

《普通地质学》课程的教学内容面广、概念多、信息量大（舒良树等，2012；杨树锋等，2020；舒良树，2020），在传统的教学方式中，往往要求学生在专业词汇、术语和记忆方法上花气力，教学过程是教师只顾传授知识，学生只管接受知识，这在早期的地质学发展过程确实起到了应有的作用。但目前高校本科教育培养模式发生了根本转变，以“大类招生、大类培养”为主体，弱化专业的界限，以“厚基础、宽口径、增强适应性”作为培养专业精英人才的指导性思想（吕慈先，2007；黄兆信，2004；何金先等，2016）。因此如何把握《普通地质学》教学的广度与深度，加强课程教学对学生专业兴趣的引导作用就显得尤其重要。

从课堂教学前的广度准备到课堂教学的深度把控，最终目的是让学生产生对地球科学的兴趣，把专业的基本思想固化于心。因此，在教学过程中，既要避免由于广度过于宽泛而使课堂教学成为一个纯粹的科普课程或是一个杂乱无章的“ 大杂烩”，这种情况不仅会使学生对专业的科学性产生质疑，甚至对专业产生反感和抵触情绪；又要避免对知识点深度把握不准而使课堂上对某一个知识点拓展过宽而成了未来专业课程的一个完整版的讲解，这种情况下不仅会造成课程时间分配不均，不能很好地完成课程全部教学内容，同时也让毫无专业知识储备的学生感觉课程难度和跨度太大，对专业名词、概念一时无法理解，只能靠死记硬背。因此，课前准备有广度，课堂教学有深度，广度与深度的合理交融，才能让课堂学习充满活力和新意。

地球科学发展到今天，已形成完整而系统的专业知识体系。《普通地质学》课程虽经过长期实践，已经形成相对规范的教学内容和课程体系，以及经典的教学模式，但随着时代的发展，课程不仅承担着启蒙专业引导课的任务，也承担着大类人才培养模式下的素质教育职责。因此，必须认识到教学各个环节都需要与时倶进，随时更新。在教学内容的广度方面，环境、灾害、能源、气候、工程等相关内容在国家可持续发展过程中面临的一系列问题就需要我们随时关注和完善更新课程内容，准备相关资料，不仅是知识点的广度，而且要关注发展过程中广度的变化；而从教学内容的深度而言，要不断吸纳新技术、新方法、新理论，融合传统教学资源与新型教学资源，让学生在知识点的理解和掌握上不再觉得是简单的记忆，而是将“趣味—科学—普适—经典”教学方式贯穿始终。

4 普通地质学教学及课程改革的几点思考

现今大学本科人才培养，已经完全转换到通才培养模式，而大类招生、大类培养更是强调的学生的通识素质，也就是常说的通才教育（舒良树等，2012；袁爱华，2014；何金先等，2016）。因此，《普通地质学》作为地质学及相关地球科学类人才培养的启蒙课程和专业引导课，从课程内容、教材编写和教学过程都需要一系列的改革和思考。

（1）大类培养模式下课程内容的合理设计及丰富。虽然低年级施行大类培养，但高年级专业划分后学生面临的是不同的专业选择。以往的《普通地质学》对不同的专业实行不同教学内容体系，也就是与后续的专业知识学习相贯通，也是公认的较好的课程教学模式（何金先等，2016）。但在新形势下，就需要教师改变课程内容设计，考虑的不是某个专业学生的未来专业需求，而是如何让学生从地球科学中找到未来的兴趣和专业爱好，因此合理设计和丰富课程教学内容，拓宽课程内容的广度，在知识点的深度上弱化专业，强调通识。比如，目前各高校的大类培养，都是把地球科学相关的地质、地球物理、地质资源与地质工程、大气、海洋、甚至地理等一级学科专业一年级整合为一个大类，因此，在课时不变的情况下，原来针对不同专业的教学内容，现在就要考虑整体的平衡和协调，让学生更多了解大类内所有专业的知识和发展前景。

（2）选择或编写适合大类人才培养的教材。杨树锋等（2020）指出“ 教材建设是带着未来的战略工程、基础工程 ”，在传统培养模式下不同高校和教师团队编制了多本适合不同专业的《普通地质学》教材，也是地球科学人才培养过程积累的宝贵财富。在目前大类培养模式下，以通识教育为目标，要求为受教育者提供通行于不同人群之间的知识、思维方式和价值观，弱化专业思想，专业课程不仅要科普本专业的基本知识，最重要的还要培养学生的能力、素质和价值观。以往出版的不同类型《普通地质学》或是《地球科学概论》等教材，不同的作者或是出版单位有一定专业针对性，因此，一本知识点全面、信息丰富，突出素质教育和通识教育的教材就显得尤为重要。

（3）突出地球科学专业的特色，形成融合先进技术手段和理念的科学教学模式。除了让学生理解和掌握知识点和知识链的课堂教学外，地球科学的另一个重要方面是回归自然—实践教学（王博等，2013），因此课程设计中，理论与实践课程相结合是全国高校《普通地质学》教学的一种有效组合方式。而大类培养模式下的实践课程设计更需要突出通识和专业兴趣的关系，也就是要选择适用于不同专业类别的实践实习课程内容，但又要突出实践与课堂内容的有效衔接。另一个方面，随着计算机技术、大数据与AI技术等的发展，普通地质学教学可以尝试将这些先进的手段和技术与以往传统的实体模型、样本、图片等相结合，改变课堂教学和实践教学的效果，让学生更直观地理解和掌握知识点，提升课堂和实践教学效果。

（4）有效地融入课程思政元素，构建“三全育人”的人才培养模式。每一门专业课程教学，都具有塑造价值观、传授知识、培养能力的教学目标，现代高等教育更加强调的“全员、全过程、全方位”的三全育人模式（赵兰君，2021）。因此，《普通地质学》这门地球科学中以专业启蒙及引导为目标的课程，更是要强调在教学过程紧紧围绕“ 三全育人”战略，落实立德树人的根本目的，也就是将专业思想与课程思政教育相结合，形成协同育人模式和效应，让普通地质学真正承担起通才教育的任务。不同章节内容中，引入专业和学科发展历程，名人名家介绍及专业名词提出的过程等，引入地球科学相关专业在国家发展不同时期所做的贡献和发挥的关键作用等，比如，课堂教学和实践教学中，三峡工程建设的过程和意义，就是一个很好思政教学的案例。

5 结语

《普通地质学》课程是地质学类各专业以及相关学科有关专业新生入学之后最早接触到的一门专业基础课程，也是专业引导和启蒙课，其课程内容丰富，知识众多。虽然在经过多年的发展和经验积累已经形成了相对完整经典的教学内容、课程体系和教学模式，但针对国内外对地球科学专业领域人才培养的目标和人才适应性的要求发生了转变的新形势，如何适应大类培养通才教育的目标，开展该门课程教学内容与课程体系建设和改革就成为重中之重。教学过程中知识点的广度和深度的合理把握是《普通地质学》适应当代科学发展和国家需求的重要方面，而课程内容、教学方式、教材选择及课程思政的有机融入，就成为《普通地质学》教学改革势在必行的重要内容。课程教学任重道远，需要教师的投入和努力，方可实现通才教育要求下的专业精英人才培养目标。