地学入门课程教学提升地球科学素养的育人实践.pdf

现代商贸工业2023 年第 18 期Modern Business Trade Industry No.18.2023基金项目:江西理工大学校级教学改革研究课题“基于高校周缘地质地貌遗迹景观的地球科学认知实践”(XJG-2021-11)。作者简介:郭小飞(1990-),男,江西永新人,博士,江西理工大学地质工程专业讲师,研究方向为岩石地球化学。地学入门课程教学提升地球科学素养的育人实践郭小飞1,2(1.江西理工大学资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;2.江西理工大学江西省矿业工程实验教学示范中心,江西 赣州 341000)摘 要:本文论述了地学入门课程教学提升高校学生地球科学素养的教学改革措施和成效,通过以人为本和寓教于乐渗透的育人新载体、思政教育与专业教育协同的育人新模式、课堂理论与课外实践融合的育人新途径,达到课程质量与育人成效双向提升的效果。研究成果可为我国同类型高等院校地学入门课程教学改革与发展提供参考。关键词:地学入门课程;课程教学;教学改革;地球科学素养中图分类号:TB 文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.18.0880 引言在六大基础自然科学中,数学、物理学、化学(简称数理化)历史悠久,普遍受到人们的重视,而天文学、地球科学、生物学(简称天地生)则相对年轻得多,一直不算关注的焦点。甚至,在知名美剧生活大爆炸中,主角之一的谢尔顿曾说过,“地质学不是真正的科学”。然而,大学生的地球科学素养,在如今人与自然和谐共生的背景下显得不可或缺,因为“人地关系科学奥秘攸关人口、资源、环境、粮食等人类命运共同体课题”。当前国内地球科学相关专业的高校都将地球科学概论、普通地质学或地质学基础列为本科生地学入门必修课程。为了提高此类课程的教学质量,不同高校基于自身条件进行了各种课程教学改革与实践,如积极采用“小班课教学”研讨式授课模式,积极建设慕课拓展课下学习资源,积极发展线上线下混合小班教学和专题研讨等。然而,从大力提升大学生地球科学素养的角度出发,来进行的课程教学改革则有待深入探索与实践。江西理工大学是中央与地方共建的省属重点地方高校,矿冶学科特色鲜明。笔者所在地质工程专业始于1958 年的地质勘探系、1978 年的地质系,创办于 2008年。经过十几年的发展,专业先后开设过地球科学概论和普通地质学作为学科基础课程。课程以为广大学生打下坚实地学基础为教学目标,不仅被列入地矿相关专业必备课程,也运用于建筑测绘、土木水利等其他专业和地球科学爱好者的通才素质教育。为了给地矿类行业及地矿类高等院校培养“特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献”的地质专业“三特”人才,现将笔者近些年以该类课程为抓手,为提升高校学生地球科学素养的教学改革措施和成效进行归纳总结,在育人载体、育人模式以及育人途径等方面开展的创新性研究与实践,达到了课程质量与育人成效双向提升的效果。研究成果可为我国同类型高等院校地学入门课程教学改革与发展提供参考。1 以人为本和寓教于乐渗透的育人新载体作为地质工程专业的首门专业基础课程,面对的授课对象为大学二年级生。此时他们刚好处于从大类招生教育向专业化教育过渡的阶段,对于学科的认识以及专业热情处于懵懵懂懂的状态。因此,如何吸引他们的兴趣并为专业教育奠定一个良好的开端显得尤为重要。为了提升课程的吸引力,把学生融入课堂教学中来,教师在授课过程中,坚持以人为本和寓教于乐的育人载体,营造轻松愉悦的教学氛围,让学生能够保持快乐的学习状态,全身心投入到课堂中去。比如,在进行绪论讲述时,相较于对数理化的熟悉,学生对于地球科学的认识可能还仅仅停留在高中地理学科的知晓上。为了增进学生对地球科学的认识,通过播放央视节目中国少年说的“以科学的眼光观察世界面貌,洞悉地球变化”那期节目,让地球科学奥赛选手带大家领略地球科学的魅力。同龄人的解说会让学生更有共鸣,他们与地球科学的故事不管是让学生激动不已或者哄堂大笑,都达到了吸引学生注意的目的,一下就激发了他们的课堂激情和学习热情。为切实提高学生课堂教学的参与度,依托教学媒介如超星学习通等开展线上线下混合式教学,充分利用如今学生熟悉的移动教学模式,签到、选人、布置作业和传输资料等交由网络教学平台来完成。此外,地学入门课程有些内容具有地域性,比如风化作用的特征,在西北452现代商贸工业2023 年第 18 期Modern Business Trade Industry No.18.2023黄土高原地区以及东南沿海地区的表现有所不同。结合大学生的生源归属地,让五湖四海的学生讲述自己家乡的地球科学相关资源,既能促进师生之间的相互了解,又能在讲述过程中突出学科知识点,还能生发出我国地大物博、地学研究具有天然地域优势的自豪感。事实上,对于江西理工大学这类地方性院校,在本省学生生源占大多数的情况下,这种让省外学生有身份感、存在感、认同感的课程教学表现机会不多。2 思政教育与专业教育协同的育人新模式近十几年来,我国高校地质类专业人才培养过程的素质培养体系与扎根地质一线艰苦创业人才需求,存在不相匹配的问题。换句话说,育人过程中可能在强化责任担当意识和厚植矿业报国情怀方面存在弱项。地学入门课程教学中,坚持“融入地球科学知识、提升地球科学素养、增强思想政治境界”原则,形成思政教育与专业教育协同的育人新模式。例如,讲自然矿物时,分享明朝于谦的诗石灰吟:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”诗不仅道出了自然矿物石灰石的出处、特征,而且蕴含明显的思政教育意义。激励课堂师生无论面对任何艰难险阻,都要有大无畏精神,像石灰一样浑不怕、若等闲,启迪学生要时刻保持积极进取的人生态度。再如,讲湖沼及其地质作用时,举例本专业填图实习地安徽巢湖,分享老师本人作为学生和带队老师,阔别十余年再次踏上巢湖实习的感悟。通过对巢湖周边的流域治理和生态修复等问题走访和对比研究发现,实习居住地巢湖边的河渠相比十余年前的脏乱差,如今沿途村子整洁干净、鸟语花香,湿地保护良好;夏季晚饭过后去到铁轨、河渠散步的人络绎不绝。广大师生由此增加的获得感和幸福感真实印证了“绿水青山就是金山银山”的理念,深刻认识到了党的十八大以来党中央将生态文明建设落地生根,我国生态环境保护取得的巨大成就。讲年代地层单位这一内容时,重点介绍“金钉子”相关知识。为了区别全球不同年代所形成的地层,在全球两个时代地层之间选取的层型剖面和点位就是地质学上“金钉子”的概念。作为全球唯一标准或样板,任何国家的某处地层要想获得国际“金钉子”认证,其难度非同一般。不仅要在地层特征上具备发育完整无改造、化石丰富可对比的基本条件,还要在管理保护上做到专业性、长期性和开放性。可以说,一颗“金钉子”的成功获取,标志着一个国家在这一领域的地学研究成果达到世界领先水平。我国是世界上拥有“金钉子”数量最多的国家之一,无数中国学者孜孜以求,从事相关地层研究,积累了丰富的资料,为做好全球统一的年代地层框架提供了重要借鉴和参考。结合授课学生接触到的安徽巢湖平顶山地质剖面,讲解国内科学家在实习区“金钉子剖面”和“巢湖鱼龙化石”等方面所做的突出贡献,取得的丰富研究成果。在获得专业知识的同时了解科学前沿问题,认识到我国地质学家在该领域已经处于全球领先水平,而这一过程是我国地质学家艰苦奋斗、不断开拓进取的成果。极大地增强了学生的自豪感及上进心,勉励学生学习前辈精神,努力工作、勇于创新,为我国地质事业添砖加瓦。3 课堂理论与课外实践融合的育人新途径任何学科的基础知识入门,都需要吸引学生注意力、给其留下深刻印象。地学入门课程也不例外。因此,课堂理论教学充分利用图片、动画、模型等多媒体工具辅助,化抽象为形象地演示地球物质组成、结构构造和演化过程等。此外,把学科丰富的科研资源和平台优势转化为教学资源,如带领学生参观地质科普馆,让学生参与老师课题、参加科研兴趣小组等。促进学生对专业知识系统化的理解,夯实学生专业理论基础,全面提升学生的专业认同感和成就感。最后,课本知识的传授多同现实生活紧密结合,学生在理解和掌握的同时,能够将所学用于解释生活中的疑惑,无形中提升自己的科学素养。例如,地震是重要的地球内部作用之一,与人类的生产生活息息相关。我们的城建、桥梁、铁路、水库工程等建设都要考虑其抗震能力,通过对地震的学习和典型例子的分析,可以让学生了解地球的结构构造和基本的预测预报地震常识。如 2008 年发生的汶川大地震就是由于龙门山系地质断裂带造成的应力应变破坏所致,其所在的喜马拉雅带为新构造强烈活动区,地震时有发生。通过学习,同学们也就明白了为什么西南地区的学校从小就会进行防震减灾应急疏散演练。再如,成语“沧海桑田”字面意思是大海变成农田,农田变成大海,比喻世事变化巨大。从地球科学的角度来看,无论是从全球尺度的板块构造理论如洋陆俯冲碰撞,还是区域尺度的地质构造垂直运动,沧海桑田寓意的海陆格局变迁是有迹可循的。因此,结课以后如果同学们在陆地山岭地层中发现海洋生物化石如贝壳类、三叶虫、珊瑚等,就不必疑惑不解或大惊小怪了。通过学习,使同学们了解构造运动对地形地貌的塑造可谓鬼斧神工。不仅可以提高学生的学习兴趣和专注力,提升其地球科学素养,而且可以开启地学实地研学旅程,在看过山川湖海之后,提升自己的人生境界。552现代商贸工业2023 年第 18 期Modern Business Trade Industry No.18.20234 课程教学改革成效显著随着专业人才培养方案的历次修订,地学入门课程的名称和教材选用经历了从地球科学概论到普通地质学,再到地球科学概论的转变,授课时段也从大学第四学期提前到第三学期,课程实践天数也由短到长。这些变化是上述课程教学改革措施下的适时调整,也收到了较好的教学效果,达到了课程教学的目标。对近五年来课程教学过程进行细致的归纳总结,结果表明:(1)课程出席率高。该课程不管是出于专业学科基础课也好,还是从通识教育的角度出发,作为大类招生学生前三个学期过后专业分流的第一门课程,学生的到课率基本能够达到 100%。(2)课堂活跃度高。该课程学习内容与人们生产生活息息相关。拿地震的章节来讲,当谈到汶川大地震,四川震区来的学生讲述当时他还在读幼儿园时地震发生带给他的经历,令人动容。课内课外学生能够积极和教师探讨做到正向反馈。(3)课程通过率高。在轻松愉悦的课堂气氛内清晰明确的教学内容经过多样化教学手段传授,学生的听课效率较高。结合课内实验和课外实践,学生该类课程的学习成绩优良比例每年都能超过50%,不及格比例极低甚至为零。课程通过率在同类型课程中高居榜首。不同评价对象对课程的评价可以反映课程教学效果好坏,从历年来的课程评价来看,不管是学生评价、同事评价还是学校督导评价,该课程评价均为优秀,说明课程教学效果较好。教师在与毕业生的沟通中也获悉其对该类课程的印象最为深刻,对其大学通识教育体系影响最大。因此,课程教学提升了学生的地球科学素养,在个人知识储备和全面发展方面达到了课程教学的目标。5 课程质量与育人成效双向提升地学入门课程教学极大地提升了大学生的地球科学素养和能力。2017 年,易秤云等学生的“基于互联网+的赣南景区三维地质旅游模型的构建与应用”获国家级大学生创新创业训练计划立项;2018-2022 年,地质工程专业学生张平平,获得国家奖学金、以专业第一推免至中国地质科学院攻读硕士研究生,并作为毕业生先进典型被授予江西理工大学“学习之星”荣誉称号。2022 年地质工程专业学生首次参加了第六届全国大学生地质技能竞赛,实现了本校地质类专业参加国家 A 类赛事零的突破。此外,依托校院两级教师各类大学生科研训练和创新创业项目,以地球科学相关专业知识为切入点,达到训练学生科学素养和培养专业情怀目的教研实践取得了丰硕成果。在项目驱动和科教融合的倡导下,长期以来专业学生超过 150 余人次参与了科学研究工作,学生参与率接近 50%,获得省级及以上奖励 66 人次,占总人数比例的 14.25%,发表科研论文 17 篇。总体来说,学生的科研能力和专业素养得到了显著提高。6 结语以往地方行业高校地质类专业的素质培养体系与扎根行业一线艰苦创业人才需求存在不相匹配的现象。换言之,学生的行业使命感和责任担当意识有待增强,尤其是如今的 00 后学生到一线、下基层、肯吃苦,去党和人民最需要的地方建功立业的想法已不再流行。然而,本专业近五届毕业生首次签约选择地矿企业比例达90%以上,其中江西钨业集团朱意等毕业生主动扎根西藏、青海等西部艰苦地区和“一带一路”国家矿山,是极具地质报国情怀的典型代表。近三年来,地质工程专业学生的考研率稳步攀升,进入中国科学院大学、中山大学、中南大学、中国地质大学、中国矿业大学等高校地矿类专业深造的学生超过40%。可见,学生深刻烙印了地球科学素养,专业人才培养质量和育人成效得到了显著提升。参考文献1 黄莉敏,王阔,陈锐凯,等.大学生研学旅行的学理基础与地学科普使命J.地理教学,2019,(05):24-28.2 张志诚,吴泰然,韩宝福,等.普通地质学“小班课教学”实践与思考J.高校地质学报,2022,28(03):327-333.3 王博,舒良树,解国爱,等.大类招生培养新形势下普通地质学课程教学优化与实践J.高校地质学报,2022,28(03):334-341.4 夏明哲,程宏飞,杨兴科,等.一流本科建设中地球科学概论课程教学改革与探索J.高校地质学报,2022,28(03):364-367.5 郭小飞.基于教师与学生角色的巢湖野外地质实习对比及启示J.高教学刊,2023,9(02):65-67+71.6 汪啸风,常钦.什么是“金钉子”?N.人民日报,2023-02-20(13).652