高校地理科学类专业地质学基础教学改革*
2023-07-28尹明辉林孝先张筌豇
尹明辉 林孝先 张筌豇
(绵阳师范学院)
一、引言
地质学作为地球科学的重要组成部分,是以地球为研究对象重点研究其物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的一门自然科学。地质学的产生源于人类社会对资源特别是矿产资源的需求,其所指导的地质勘探活动为人类社会生存与发展的提供了资源和能源[1]。伴随着科学技术的不断发展的人类活动影响范围的扩大,也将地质学在资源与环境方面的应用不断扩大,从单一的矿产勘探发展扩展到工程地质、地质灾害、环境地质等多个方面。
绵阳师范学院是以师范类专业为主的地方性院校,2002 年经国家教育部批准由原绵阳师范高等专科学校和原绵阳教育学院合并组建成立[2]。我校地理科学类专业2017 年首次实现大类招生,共包含自然地理与资源环境和地理科学两个专业,这两个专业均与地球科学具有紧密联系,因此地质学基础是地理科学类专业的重要的专业基础课,也是我校地理科学专业建设的重要方面。伴随着国家大力推进科普教育,地球科学作为基础学科之一,开展地球科学知识全民科普教育至关重要,而师范背景下针对地质学基础教学内容做出改变亦有利于培养地学科普人才。本着对地理科学类专业的要求,对地质学基础课程教学进行一定的改革实践。
二、教学改革思路
我校始终把握地理科学类专业具有的“区域性和应用性”的学科特点,不断探索以实践能力为核心的“一主线两注重三结合”(以能力培养为主线,注重知识深度与广度的掌握,注重专业素养与职业素养的修炼,坚持课内与课外相结合、校内与校外相结合、教学与科研相结合)的校地协同应用型人才培养模式,传承“认知地球,保护环境”学科文化,培养具有“和谐共生”人地观和“绿色发展”发展观,培养能在中等学校从事地理教学工作,同时也能在科研机构、相关管理部门和企业从事科研、管理、规划与开发的复合型专业人才。
相比来说,地理科学类专业后续专业课程安排着重在具体地理科学知识的教授和能力的培养,而作为预先开设的专业基础课的地质学基础,一方面侧重学生宏观地球科学知识的培养,比如:地球内部的物质组成、内外部的组成特征、各层圈之间的演变历史和相互作用;另一方面,也侧重地质学在资源与环境中的综合应用能力的培养,比如:各种能源与矿产的开发利用,地质环境条件评价等。在课堂教学中重点加强对地球科学知识的研究方法的灌输,特别是加强实验验证和野外实践环节,强化地球科学基本技能的掌握;充分利用学校现有地学资源扩大地球科学知识面,以提高对地球的认识程度为目的,并利用这些地学知识探讨人类生存与持续发展中的重大问题,如资源的供给、环境的优化、地质灾害等,为地学科普的开展奠定良好基础。
三、教学内容改革
地理科学类专业课程主要包括地质学基础、自然地理学、地貌学、气象与气候学、经济地理、土壤地理学、水文学与水资源、自然资源学原理、地理教学论、现代教育学、心理学等分支学科内容。考虑到我校师范背景和地理科学类专业及人才培养目标需求,本课程理论教学内容加强了矿物与岩石及其之间的关系如矿物的基本特征、分类以及三大岩及其转化等地球科学知识科普内容的讲授教学,同时鉴于四川多发地震等构造活动,授课内容也增加了地震的防护及如何科学避震、地震逃生技巧等相关内容教学。
(一)师范教育背景下强调普及地球科学知识
党的十八大报告提出,全面建成小康社会的重要任务之一就是普及科学知识,即“普及科学知识,弘扬科学精神,提高全民科学素养”。党的十九大报告也同时指出,倡导创新文化、弘扬科学精神、普及科学知识,是大力提高国民素质的重要途径[3]。科技的创新和普及是实现我国创新发展的两翼,因此科普和科技创新应当具有相同的重要位置。地球科学是数、理、化、天、地、生六大基础自然科学之一,是我们认识自然和地球家园的重要学科,但在中小学的课堂中并未涉及地球科学和天文学的课程,造成青少年在自然科学认知上的缺位。
地理科学类专业作为培养的优秀地理教师的摇篮,强调普及地球科学知识的重要性,让在校学生加强学习地球科学的基础知识,开展地球科学知识有奖竞赛和问答活动,邀请地质学类专业的专家开展相关地球科学知识讲座,让地理科学类专业的学生获取更加科学专业的解答,增加对地球科学知识的学习兴趣,使科学的知识为身边地质疑问答疑解惑。通过在该教学内容方面的改革,使得专业学生走上中小学教师工作岗位后有利于推动地球科学知识的普及,有利于培养青少年树立正确的自然观,有利于完善中小学有关基础自然科学的知识结构。
我校目前也正在积极利用自身的资源优势,同绵阳市青少年活动中心开展了丰富多彩的地球科学科普知识传播活动,邀请在我校地理科学类专业的老师和学生作为讲解员,以矿物、岩石以及地质现象为地学科普载体和内容,以天文馆、地学科普讲堂等形式,让中小学生更为实际亲近地球科学,在理论和实践中提高对地球的认识,在一定区域内产生了广泛的影响力,起到了积极的示范辐射作用。
(二)频发自然灾害背景下灌输地质灾害防治基本常识
西南地区尤其是以四川省为代表的自然灾害频发给当地人民的生命财产安全带来了巨大的威胁。受地理因素影响,灾种多且易频发,是自然灾害的“四川特色”,四川省自然灾害以地质灾害为主,主要包括地震、洪水、崩塌、滑坡、泥石流等多种类型。党的十九大报告中明确提出各级政府部门要加强地质灾害防治工作,切实提高我国自然灾害综合防治能力,围绕建立高效科学的自然灾害防治体系的目标,提高全社会自然灾害防治的综合能力。当前地质灾害防治的宣传和教育工作仅依托省市县级自然资源单位和相关专业技术单位,并未真正走进校园特别是大学校园,造成青少年在地质灾害防治认知上的缺失。
地质学基础作为地理科学类专业的专业基础课程,其中涉及到较多的地质灾害知识,如崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害是如何形成的,应当如何避险?在课堂上灌输地灾防治知识,有利于提高大学生积极应对自然灾害、防灾减灾的能力;开展把地灾防治知识带回家的活动,提高全民地质灾害防范意识,围绕全民参与的目标把地质灾害防治工作向更大范围,营造全民参与防灾减灾的浓厚氛围。
我校目前在日常地质学基础课程的作业中,要求学生编写绵阳师范学院地质灾害的预案,设立地质灾害知识宣传员广泛普及地质灾害防治常识,同时积极开展地质灾害应急疏散演练,组织全体师生按照预案中的逃生路线有序撤离至安全区域,邀请地勘单位地质灾害专职技术人员开展专业讲座,进一步增强大学生地质灾害防范意识、提高师生在地质灾害中的自救互救能力。
(三)培养应用型人才背景下突出地质学知识的综合应用
当代地质学的核心任务是解决资源问题和环境问题[4]。人类社会的发展主要在两个方面依赖于自然界。第一是人类需要从自然界获取有用的物质与能量,即开展地质勘探获得各种资源与能源;其二是自然界作为一种环境条件是人类存在与活动的舞台,即自然界为人类的存在提供了物质基础,因此地壳物质组成、构造运动、发展历史和演化规律一直以来都是地质学主要研究内容。此外人类活动对地球的影响程度越来越大,很多地质现象的形成是多种因素综合作用的结果,各种自然因素固然起到非常大的作用,但人类活动已经能够越来越成为主要因素[5]。
地球科学理论研究的核心目的就是要正确的认识地球和地球的发展历史,一方面满足人类认识自然、欣赏自然的精神需求,另一方面也满足人类物质需求的前提和基础。地质学研究的实践目的就是在正确认识地球的基础上,指导人类寻找并合理开发利用矿产、地下水、油气等资源与能源,改善人类生存的地质环境服务。伴随着经济的快速发展和我国社会主要矛盾的转变,地质学越来越注重为人类生存的地质环境服务,如地质灾害的防治、居住空间的改变等。
我校目前在日常教学中设置了较多的地质应用教学实例,如不同价态铁元素组成的矿物显示出的颜色差异,浅色矿物的区分与快速识别,通过校园地质现象的发掘与开发,提升提高学生地球科学知识核心素养,培养学生对于地质知识的综合实践运用能力。
四、教学方法改革
(一)理论教学方法
创新教育教学方法,使学生主观能动性得到充分发挥。在精心准备教学课件的基础之上,精心制作多媒体动态课件,力争将每一个知识点都做到动态演示;积极通过提问、讨论等方式,使学生保持课堂精神集中力,以不让任何一个学生掉队为目标;适当采用观看、讲解、讨论的等组合教学模式,打破课堂沉闷气氛。以提高学生积极性为切入点,以内容形象化为依托点,将重点与难点结合,实现重难点教学的统一。
将地球科学理论课程与实验验证课程有机统一,全面提升学生对地学知识的接收度。理论教学学习理论知识,实验教学完成认知或验证性实验,在实际操作中经常因为多种原因导致理论教学与实验教学发生间隔时间长等不利因素。打破传统地质学基础课程中的“以课堂为中心”的教学方法,从时间、空间和知识信息量等方面的做出改变,增强地球科学理论与实验验证课程的灵活度,扩大实验验证课程在时间和空间上的有效范围,充分发挥学生在地球科学理论课程与实验验证课程过程中的主动积极性,通过理论与实验相结合使知识和能力有机提升。通过协调理论课程与实验课程二合一,在学习理论知识的同时完成相关认知或验证性实验,形成理论与实验教学的有机统一,实现“1+1 >2”的教学效果。
(二)实践教学方法
地质学基础作为实践性很强的课程,因此实践是必不可少的关键教学环节,这对理解理论内容和整个地球科学相关知识的学习具有极其重要的作用和意义。通过理论联系实际加深学生对地质学基本知识和理论的理解和掌握,培养学生野外实际的实践能力,着重培养学生提出、分析和解决问题的综合能力[5]。
选取绵阳市周边如九皇山、剑门关等典型的地质景观作为实践教学目的地,系统的向学生介绍当地的地质特征,从而使学生对于实践地点地质环境有一个较全面、系统深入的认识;带领学生发掘特有地质现象并进行讲解,实现理论与实践相结合的目的;充分发掘相关景观体现的红色教育文化,实现课堂思政教育与野外实践认知的有机融合;鼓励学生独立观察,将地球科学知识空间化、形象化,从而提高师范类专业学生实际教学能力。聚焦探究式、合作式及讲授式的实践方法,以培养和激发学生的实际动手能力为出发点,设置典型地质探查路线,采用学生自行组合以及教师帮助协调的方式进行人员分组,通过探讨、探究的团队合作方式完成地质实践任务,彰显出团结协作精神的重要性。
五、结论与建议
(1)通过地质学基础课程教学内容和教学改革,提升教学质量,培养学生地球科学知识科普、地质灾害防治和应用意识,培养专业地理科学人才。通过对教学内容做出适当改变,以师范背景为切入点,匹配当前地球科学知识科普的社会发展趋势,结合西南地区自然灾害频发的现状,强调地质学知识的应用;创新教学方法,增强理论与实验的统一,着重培养学生提出、分析和解决问题的综合能力。
(2)加大实践课程投入。近年来我校对地质学基础实践教学环节逐渐重视,匹配的实习经费也有所增加,但是在实践地点的选取上的不固定性,使得实践效果大打折扣。建议采用多种方式加强和完善地理科学野外实践基地建设,丰富实践路线和实践内容,如联系传统地质院校的野外实践基地,绵阳市分布有成都理工大学马角坝实践基地,围绕成熟的地质现象开展地质学基础的实践教学,做到实践与理论的有机统一,提升教学效果。