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小議普通地質學:小議普通地質學教學中哲學的運用
一、物質與運動
在地學教學中哲學思想隨處可見,從宏觀到微觀,由現象到本質,貫穿始終。如現今“普通地質學”課程大多使用汪新文主編的《地球科學概論》教材,用哲學來詮釋整本書僅僅圍繞兩個問題開展論述:一是地球物質客體,二是地質運動,也就是物質與運動。前者包括及時章宇宙中的地球,第二章地球的外部圈層,第三章地球的內部圈層,第十章地球的資源,第十一章地球的環境;后者由第四章地質年代與地質作用,第五章風化作用與剝蝕作用,第六章搬運作用與沉積作用,第七章巖漿作用與變質作用,第八章構造運動,第九章地球的動力系統,第十二章地球的起源與演化組成。及時節課便可以將該門課的構成用物質與運動兩個基本的哲學概念向學生交代清楚了,簡明扼要,抓住教材本質,將結構松散的各個章節,應用哲學的思想把它們膠結成為一個整體,使學生對課程做到心中有數。關于地球物質客體,隨著地學認識的不斷進步不斷獲得其性質、內容、作用、地位等方面的認識變化,比如關于地球的形狀,從最初認為地球是平的,演化到球形,再到橢圓球形,確認為是梨狀,經歷了相當坎坷和漫長的一個時期。一方面說明了地球存在的物質客觀性,同時也佐證了認識論中實踐、認識,再實踐、再認識的過程。地球具有非均衡性,它是地球物質存在、運動和變化的基礎。地球物質客體的非均衡性表現在許多方面。舉幾個例子,及時,地球的外部圈層結構有對流層、平流層、電離層和磁層;地球的內部圈層結構包括了地殼、地幔和地核。無論是地球的外部還是內部,圈層結構的存在表明地球物質的不均衡。第二,地表的兩大結構單元大陸和海洋,大陸由山地、丘陵、平原、高原和盆地組成;海洋由大陸邊緣、大洋盆地和大洋中脊組成。這也是地球的非均衡性,并且在我們日常生活范疇是可以接觸和感受到的。第三,教材中在講到地殼的物質組成—礦物與巖石時,我們應該清楚正是由于地球物質的非均衡性,地殼中的92種元素在不同的空間和時間,依托各種地質作用,才形成了金銀銅鐵等礦產。從宏觀、中觀到微觀空間上的收放,使學生對地球物質客體的認識變得生動起來,增強趣味性。當然這只是一種思維上的引導和啟發。運動這個概念在地球科學概論中表現為地質作用。地質作用由外力地質作用和內力地質作用組成。在汪新文主編的《地球科學概論》教材中,外力地質作用包括風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用和成巖作用。第五章風化作用與剝蝕作用和第六章搬運作用與沉積作用專門論述外力地質作用。內力地質作用包括巖漿作用、變質作用、構造作用等,第七章巖漿作用與變質作用、第八章構造運動、第九章地球的動力系統專門論述的是內力地質作用。第十二章地球的起源與演化則包含了內力地質作用和外力地質作用。運動兩個字地球科學概論用了6個章節來進行概述。地質作用是地質現象的靈魂,是打開地學奧妙的一把金鑰匙,在地質學中具有舉足輕重的作用。如果進一步深入學習研究,比如第八章講的地質構造,同行都知道在地質學中,設有地質構造專業,大學四年專門學習構造運動以及相關知識,說明掌握地質運動規律的重要性。人類文明社會發展離不開礦產資源。然而,任何一種礦產的形成都是地質作用的產物,地質作用將分散的礦物相對富集、埋藏成為礦產。運動中的物質與物質的運動,兩者相輔相成、相伴而生,這也是需要給學生樹立的一個物質與運動的基本觀點。
二、時間與空間
時間與空間構成了宇宙。宇宙在空間上是無限的,在時間上是永恒的。宇宙中存在著各種各樣的天體,而這些物質又處于永恒的運動之中。這是地球的宇宙環境,地球是宇宙中的一個特殊天體,地質研究實際上是緊緊圍繞著時間與空間開展的。比如我們的地層學就是專門研究物質在不同的時間與空間堆積的科學。時間是運動的測度,地球圍繞太陽公轉一圈為一年,地球自轉一圈為24小時。地球存在有大約46億年的時間,在這漫長的時間里,發生了許多地質事件。地質學研究的地質上的時間如寒武紀是指5~6億年前的一段時期,志留紀是由Parakidograptusacuminatus筆石生物出現起直到Monograptusuntiformis筆石生物出現為止的一段沉積時間。學生對地質年代的理解,比較熟悉的是侏羅紀,因為美國的大片《侏羅紀公園》中的恐龍給大家留下深刻影響。古生物時間研究生物起源、發生、發展直到滅亡且與地質事件古環境聯系。放射性時間研究放射性同位素物質存在與放射性過程;磁性時間研究地磁場物質的存在形式和變化過程等等。時間是運動著的物質的存在形式,這是時間的本質。不同的地質時間和特定的礦產相聯系,比如在地史中的三個時期——古生代的石炭紀、二疊紀,中生代的晚三疊世和侏羅紀,以及新生代的第三紀是地史中我國重要的成煤時期。我們尋找煤礦得從這些含煤地層的研究開始。中生代是最重要的成油期,全球已經知道的509個大油田,中生代占65%左右。另外槽臺學側重從古生代開展了地學時間的研究;板塊構造理論則將其研究時間側重放在石炭紀之后;李四光的地質力學是從中生代著眼建立理論體系;地質事件中的周期、旋回、脈動、韻律等等都是揭示事物真相的途徑。把握好“時間”兩個字對于地質學來說同樣具有舉足輕重的作用。沉積時間的“紀”依賴于地質沉積物“系”而存在,地質沉積物實體要占據一定的空間。關于地學認識的空間尺度小到晶胞大至全球都在研究范疇,可以分為不同級別,如宏觀地質研究有全球級、半球級、區域級和地域級。空間上的地學十分精彩,如外力地質作用中的物理風化作用和化學風化作用在地域上各有不同,物理風化作用集中在高寒、干旱和生物稀少地區,化學風化作用往往發生在多雨潮濕、植被繁茂生物多樣等地區。地質構造在空間的展布:我國一級的北北東向大地構造具有很明顯的空間分布規律又稱新華夏構造體系。全球的地震帶、構造活動帶、巖漿分布帶等,在空間上也有明顯的規律性以及相互的聯系。礦產分布在空間的分布規律:富鐵礦主要集中在南半球,貧鐵礦主要集中在北半球;石油一半分布在中東;金剛石85%在非洲,其中扎伊爾占有一半;金礦主產于南非。中國也一樣,鐵礦、煤礦、石油主要產于地殼相對穩定的地區,有色金屬多在地史上構造活動較強的地區。地質教學與學習過程中,我們應該清楚地認識到,時間與空間是一對聯合體世界上不存在沒有時間的空間,或者是沒有空間的時間。地學中的空間分布與時間順序緊密相連,礦產分布規律亦表現在時間和空間兩個方面。
三、聯系與比較
事物不是孤立的,而是相互聯系、相互作用的。認識事物重要的是探求其內在聯系。客觀世界各種事物的具體聯系豐富多樣。聯系的觀點不僅體現了唯物論和辯證法的統一,也體現了客觀規律性和主觀能動性的統一,是對唯物辯證法的創造性運用,充分體現了辨證思維方式。地質學中必須用聯系的觀點看待問題,比如對古生物的研究發現地層中有珊瑚化石,則可以確定該地區的沉積環境是水深在20米左右的見光帶淺水部位,水動力條件較弱,海水干凈清澈,將古生物的存在與它生存的環境聯系起來了,從生物種類來判斷沉積環境。意大利那不勒斯海灣海邊的3根大理石柱,每根柱子上都保留著同樣的地質遺跡:柱子下段約有3.6米在1533年努渥火山噴發時被火山灰掩埋柱面光滑;其上2.7米一段被海生生物石蠣等掘了許多小孔,說明這一時段地殼下降并淹沒在海水中,柱子上段5.7米,一直未被海水淹沒過,但是遭受風化,不甚光滑。18世紀中期,全柱露出海面,19世紀,地面又開始下降,柱腳又被淹沒在海水中。這是地球科學概論中說明地殼在作垂直運動最常見的一個實例,3根大理石柱表面的地質遺跡與地殼的上升與下降運動密切聯系了起來。聯系和比較相互呼應,有比較才有鑒別。我們日常中講的陰陽、高低、黑白、大小、粗細等對應比較關系,在地學中也比比皆是:地表上有高山低谷,重力和磁力有正異常和負異常,構造運動中的背斜與向斜、正斷層和逆斷層,礦物中有暗色礦物和淺色礦物,巖石中的粗晶結構、細晶結構和微晶結構等等。在對比分析中可以發現規律,我們建立找礦模式、成礦模式利用已經發現的礦產在巖性、地質層位、沉積環境、構造條件、后期改造、地球化學特征等方面的相似性,可以發現新的礦產地如:浙江長興縣李家巷大型硅灰石礦,就是在參觀江西上高-新余月光山特大型硅灰石礦,并進行對比分析中發現的。在地球、環境與人的關系方面:我們通過對開放的地球系統圈層間強烈相互作用的歷史研究和比較,認為它是在不可逆地進化著,人們必須對均變期、災變期的地球變化引起高度警惕,作好應對和防護措施。通過對板塊構造、地震帶的統計研究,使我們進一步認識到在地震多發區帶,人們生產與生活應該具備哪些特殊要求,制定各種應對突發事件的措施與方案。通過人口與土地、礦產資源統計對比分析,面對我國資源短缺引起高度重視,采取合理對策。對陸地水資源的研究使我們更加珍惜水資源,深刻認識到水資源與人類唇齒相依的關系。人類是自然的產物,又是地球的改造者,啟發學生深層次地思考地球與人類生存息息相關的問題,如何保護地球求得地球的可持續發展,具有現實意義。聯系和比較的哲學思想是學習過程中的一個好方法,把所學的點滴知識串聯起來不僅便于記憶,更加強了理解和鞏固。
四、結論
地球物質客體是運動的;它占據一定空間,經歷了漫長時間;地球物質客體中的各個組成部分通過比較分析,可以發現其中存在廣泛聯系。在地學教學中應用哲學的概念、哲學思想串聯知識,將看似不相干的、支離破碎的章節和知識塊聯系起來、統一起來,便于理解、記憶和掌握,使學生所學的知識牢固扎實,其他學科也可以借鑒。學習是知識的獲得,當信息從一名知識較豐富的人(如教師)那里轉移到知識較少的人(如學生)那里時就發生了學習,同時學習并不是通過記錄信息而是通過解釋信息來進行。學生是學習的主體,教師在教學中要起到正確的信息解釋和引導作用,良好教學方法的探索,在教學中能起到事半功倍的效果,使學生建立對學科的興趣、對知識的渴望、對社會和地球環境的高度責任感,以至于自覺地、主動地、積極地學習,使學習到達更高的境界。
本文作者:陳蓉、楊可珍 單位:貴州大學礦業學院
小議普通地質學:普通地質學教學方法改革與研究
摘 要:普通地質學是地學專業的基礎專業課,具有較強的實踐性。本文主要從教學方法的改革及研究方向深入探討,從教學手段、專業知識體系建設、實踐教學等方面進行分析,提出建議。教學方法改革的目的是探索能培養出具有扎實基礎的地學人才,使接受培養的對象具備更好的專業素養。
關鍵詞:普通地質學 教學實踐 教學方法
普通地質學是地質工程專業、采礦專業等地學專業的必修課,是地理科學專業的一門重要專業基礎課,是對地質學的基本知識、基本理論的概括介紹。“普通”即典型地質作用與過程,著重論述“典型”的地質現象與產物。內容包括地球的形成、物質組成與演化、內外動力地質作用、資源與可持續發展,從行星地球、固體地球、流體地球和社會地球等基本地質問題的視角進行論述,對培養學生的專業技能起著重要的作用。
隨著地學行業的發展、進步,地質勘查、工礦企業、石油及煤炭等礦產資源需求的增長以及用人單位對畢業生技能要求的不斷提高,這門課程的講授必須適應新形勢,并能突出體現地球科學的特點。普通地質學作為地學專業基礎課程,教學方式也需與時俱進,不斷改革和創新。目前,普通地質學課程主要存在以下幾點問題:
大多數高校配備多媒體教學設施,但傳統多媒體教學對于知識點繁復的課程和剛接觸專業課的學生來說傳遞的信息量較大,學生易形成以記憶為主的學習習慣,忽視重在理解的學習本質。長此以往可能會造成學生理解能力、分析能力、解決問題能力的培養缺失,難以提高學生的空間思維能力及對地質知識的理解能力。如板塊的運動模型、巖漿活動、斷層形成、海平面的升降變化等,多媒體版面或黑板只展現靜態的過程,學生理解起來會比較困難。
學生對專業知識的掌握只停留在各個獨立分散的知識點上,影響完整知識結構體系的形成。接受方式以老師講授為主,難以將理論知識與實踐環節有機聯系。普通地質學這門課程的特點是綜合性、理論與實物結合性強,知識面廣,但是各章節內容相對獨立。
教材內容和課堂教學缺乏真實地質訓練的針對性,不易將理論與實際結合。由于地質理論中涉及學生動手作業的內容,如巖石薄片結構的描繪、地質圖的繪制、古生物化石形態的素描等,以往課程教學中學生動手能力訓練匱乏,缺乏師生互動。這樣可能導致學生對理論的掌握較差,欠缺基本地質素養。同時,學生缺少對地質圖、地質現象和地質實體的分析能力,造成“眼高手低”的現象。
學生學習主動性與學習興趣不高。地質學科原有的教學體系突出理論知識與學習方法的講解,但是在課程安排中具有明顯的單科性和驗證性,啟發學生自主思維的訓練較少。特別是課程的“自我封閉”和傳統教學思想方法的束縛以及教學條件的限制,導致實施研究性學習,培養創新思維的完整教學體系還不夠完善。
綜上所述,普通地質學教學中存在很多問題,該課程的教學方法改革迫在眉睫。本次對普通地質學教學方法的改革探索以提高學生素質為核心,以切實培養學生的思維能力和運用知識解決實際問題的能力為目標。
普通地質學的教學改革主要從課堂教學和實踐教學兩個方面著手。課堂教學改革要從拓寬教學手段和促進體系耦合兩方面進行探討;而實踐教學則要從增加實驗教學和注重授課方式展開敘述。兩者相互搭配,共同促進教學改革創新。
一、拓寬教學手段,提升視覺認知
普通地質學課程中部分內容在概念和形成原理上較為抽象。例如,褶皺與斷層的形成機制,外動力地質作用形成機理等較抽象的知識點,僅通過老師講解學生很難理解。如果增加地質掛圖和模型,給學生直觀的視覺感受,動畫展示,將抽象的過程動態地演示給學生,能將復雜地質理論條理化、簡明化。另外,在野外實習基地拍攝實地教學視頻,就地取材,將課本內容錄制成視頻,在課上通過視頻為學生講解,使學生“足不出戶”就有身臨其境的感受。老師在講課過程中結合視頻深入淺出,詳略得當,將傳授知識與培養學生能力結合在一起,學生在接受知識的同時開闊了眼界。
二、促進體系耦合,加強圖解教學
耦合是通信、機械行業的專業詞匯,引申為某兩個事物之間存在一種相互作用、相互影響的關系。在培養人才的過程中,也應形成知識結構“耦合”。反映在課程中,就是課程內容的“模塊化”整合。
傳統的教學按教材章節順序,多為對理論的概括闡述,缺乏與實踐的銜接,不利于學生對知識點的理解和掌握。為此,我們應將所有內容重新進行歸類整合,使得模塊化內容能夠服務專業學習。例如,在宋春青主編的第四版《地質學基礎》中將內容分為緒論、地球的基本特征、礦物與巖石、構造運動和構造變動、地殼演化簡史、地質學在資源與環境中的應用六個章節,每個章節又進行了細分。這樣整合一方面使學生更易于明確各模塊的知識點、技能目標;另一方面,也便于老師選用行之有效的教學方法,提高教學效率和兼容性,而學生則容易根據目錄順序有序地延伸知識內容。
著名教育家布魯納指出:“不論我們選擇什么學科,務必使學生理解學科的基本結構。”只有把握基本結構,才能提綱挈領,更深入地學習。因此,在教學過程中,將部分知識具象化有助于學生對知識的吸收。例如,課堂教學中增加對礦物解理、斷口、斷層的整合類型的臨摹教學,對三葉蟲等古生物化石的描繪學習方式,以及地球演化史的表格總結法等圖解教學方式,都非常利于學生理解學習。
三、增加實驗教學,豐富學習形式
地質學是研究地球及其演變的一門自然科學,自然科學的共性是具有很強的實踐性。因此,普通地質學教學過程中實驗教學和實踐學習是很重要的環節。特別是在學生學習專業知識的初期,教學形式的選擇對學生形成科學嚴謹的學習態度有很大的促進作用。所以在教學方法改革探索過程中,增加實驗教學是重要和必要的。實驗教學中,野外實踐的機會相對較少,需要加大校內實踐的學習機會。而校內實踐的地點主要集中在實驗室,因此,對實驗室的手標本、顯微鏡、地質掛件、各類膜片等實驗教具以及實驗的形式、內容等基礎設施的完善較為重要。
首先,在講述教材內容時,應重視與地質實物或地質模型的結合,剖析所講理論知識與實物的對應聯系,展示所講內容在實物中的體現。在此擬列以下實物內容:超基性巖類、基性巖類(輝長巖、輝綠巖等)、中性巖類(閃長巖、黑云母花崗閃長巖等)、酸性鹽類(花崗巖等)、堿性巖類以及火山碎屑巖;各類沉積巖、變質巖及少量化石標本等。
其次,應加強學生在課堂上的自主動手能力訓練。例如,某種古生物化石理論講解完成后可讓學生進行素描訓練,以加深理解;一張地質掛件可讓學生進行自主分析并闡述主要內容,以提高解決問題和分析問題的能力。礦物巖石、地質構造及地層古生物可著重讓學生掌握對其進行識別和鑒定的基本方法、步驟。
,引導學生通過查閱地質論文和資料獨立分析和解決地質問題,幫助學生建立完整地質思維,培養學生的科學實踐及創新能力。
四、注重授課方式,培養學習興趣
盡管目前高校教學設施比較現代化,許多教室都安裝多媒體設備,帶給師生極大的方便,但在授課過程中起主導作用的還是教師。因此,課程對學生的吸引力與教師有著較為密切的聯系,這需要教師具有較高的知識水平和工作能力。教師在講授時注意啟發、引導。既可采用先設問再解答的方式進行教學,有效地調動學生學習興趣和積極性;也可采用組織課堂討論的方式教學,在討論形式多樣化的課堂氛圍中探討交流后,再由老師就學生討論得出的結果做出分析。改變老師講、學生聽的模式,這樣做鼓勵了學生積極發表自己的觀點,勇于提出問題,獨立開拓知識領域,鍛煉了思考能力。
教師的授課方式對于實際教學工作固然重要,但教學工作中學生學習興趣的培養也起著重要作用。例如,在學習基礎課程的過程中穿插內容豐富、實踐性強的地質實驗。如結合課堂教授的知識對巖石、地質構造、地質發展史等內容綜合學習,達到理論與實踐相結合的教學目標。同時學生在動手實踐的基礎上加深對所學知識的理解,由被動接受轉變成主動學習。在課堂教學模式與動手實踐雙重模式下拓寬所學知識廣度的同時培養學習興趣。
五、結束語
普通地質學作為地學專業學生的入門課程,對后續專業知識的學習起重要作用。其教學方式的改革創新對培養學生學習興趣,理解基本地質概念、原理,掌握基本地質技能具有推動作用。普通地質學教學方法的改革需在實踐中繼續探索,課堂教學與實踐教學并舉,傳統教學模式與多媒體教學合理搭配。以培養學生獨立學習能力、創新思維能力為目的,為相關專業的后續學習提供有力支持。
小議普通地質學:“普通地質學”實驗教學改革與探討
[摘要]“普通地質學”是一門實踐性很強的專業基礎課,實驗教學是教學環節重要的組成部分。筆者根據實驗課教學經驗,結合南京大學歷任“普通地質學”課程主講教師的教學經驗,從實驗教學隊伍、教學內容、教學方法、實驗考核等方面進行教學改革。這些措施使得學生加深了對“普通地質學”專業理論的感性認識,提高了學生的專業綜合素質,取得了較好的教學效果。
[關鍵詞]普通地質學 實驗教學 教學改革
“普通地質學”是剛進大學校門的地質專業與地質相關專業以及其他專業的本、專科生開設的一門專業基礎課程,如礦物巖石礦床、地球化學、古生物與地層、構造地質、礦產普查與勘探、地質工程、地球物理、水文與水資源、珠寶鑒定與營銷、城市規劃、地理信息系統等專業。這門課程內容非常豐富,幾乎涉及所有的地學知識。”普通地質學”是實踐性很強的專業基礎課,實驗教學能夠輔助和加深理論教學,了解和掌握常規地質工作方法。由此可見,“普通地質學”的實驗教學是與理論教學同等重要的教學環節,一些含地學專業的高等學校已經認識到實驗教學改革的重要性[1~5]。
筆者根據實驗教學經驗,結合南京大學歷任主講教師的寶貴教學經驗,從以下幾方面對“普通地質學”實驗教學進行改革嘗試,取得了較好的教學效果。
一、教學隊伍
“普通地質學”為南京大學地學及相關專業本科必修課程,上課人數較多(150左右),是各專業課和專業基礎課選修人數最多的課程,因而專門是成立了“普通地質學”教學小組,教學小組由主講教師擔任組長,小組成員(助手)為兩名教師和1~2名研究生。教學小組在實驗課開課之前集體討論確定教學內容、實驗課分班、實驗標本和模型的整理和補充、課間實習路線踏勘等教學細節,為實驗教學順利進行做充分準備。
“普通地質學”實驗教學改變以往大班“參觀式”教學,采取小班實驗教學,每個班30左右人,每個班再分成4個小組,配備4套標本,讓每個同學都能仔細觀察、檢測每塊巖石和礦物標本。理論課主講教師負責1個班實驗教學,每名助手和研究生負責1~2個班實驗教學,助手也參與理論課教學,從而使得理論課和實驗課教學相互補充,融為一個教學體系。
二、教學內容
通過歷年實驗教學積累,多次對實驗教學內容修改、補充,目前“普通地質學”實驗教學內容由以下三部分組成。
1.標本的觀察和鑒定
該部分是實驗課的主要內容,包括常見礦物和巖石標本觀察。通過常見礦物標本的描述,加深理解礦物的物理性質和光學性質,并根據礦物特定性質,如單體形態、硬度等,學會鑒定礦物方法與步驟,要求掌握鑒定常見的礦物,如石英、長石、方解石等近30余種。之后,進行常見火成巖、沉積巖和變質巖的鑒定描述,對各類巖石結構、構造特征仔細觀察,并結合理論課相關知識,理解各類巖石的形成環境,要求分別掌握各類常見巖石10余種。因而,學生共觀察和描述了常見礦物和巖石60多種。
2.基本技能的訓練
包含地質羅盤進行的使用、課間野外實習、地質圖件制作。地質羅盤野外地質工作不可缺少的工具,是地質實習中傳統三大件之一,要求學生掌握地質羅盤進行目標方位角的測定、測量巖石的產狀(走向、傾向、傾角)等地質實習的基本技能。
而后,安排24小時時間進行野外課間實習,課間實習前教學小組要進行野外路線踏勘,實習帶隊老師對各教學點的內容要大致統一,我們選取的是“南京棲霞山古生代地質剖面”,該剖面位于風景秀麗的棲霞山公園里面,剖面具有地層露頭完好、構造豐富、化石較多、垂直地層走向等優點,是非常理想的教學基地。課間實習是非課堂教學,一方面學生不易集中思想,另一方面帶隊教師難以解答太多學生提問,因而增加課間實習帶隊教師數量,每個帶隊教師負責15~20左右學生。通過本次課間實習,同學們及時次以地質專業角度觀察地球,同時也欣賞了優美的自然景觀和風俗民情,給學生留下了深刻的影響,很多學生多年后對此次課間實習還記憶猶新。
地質圖件制作是訓練學生的綜合能力,首先是指導學生進行地質圖的判讀,學習地質圖的基本知識,掌握閱讀地質圖的方法。然后進行兩幅地質圖件制作訓練,一是野外課間實習剖面圖的制作,對自己所觀察、測量到的地質現象進行整理、歸納,獨立完成。另一個是根據給定相關地質資料,制作一張綜合地層柱狀圖。
3.參觀教學
為了擴大學生的專業知識范圍,在實驗教學后期安排適當時間,組織學生觀看教學視頻、地質模型、構造模擬實驗、古生物標本、地質博物館等。
參觀教學一般由被參觀場所的教師指導和講解,要求學生圍繞參觀內容收集有關資料,質疑問難,做好記錄,參觀結束后,整理參觀筆記,寫出書面參觀報告,將感性認識升華為理性知識。參觀教學法可使學生鞏固已學的理論知識,掌握近期的前沿知識。
三、教學方法
實驗教學的目標是加深理解理論課上的基本概念、培養學生動手能力和創新能力,傳統的實驗教學方法是利用板書、地質掛圖、膠片、幻燈片等手段,由教師講解實驗目的要求、觀察內容,學生按照實驗指導書的要求觀察標本,填寫實驗表格,再由指導教師評閱,常出現學生不重視預習、上課不愿動手、課后不認真思考這些弊端。針對不同的實驗內容,進行了如下一些改革。
1.直觀演示的標本觀察
傳統的教學方法在視覺方面和時空方面具有很大的局限性,如教師在講解各種礦物和巖石特征所用的標本,由于個體較小,距離老師較遠的學生根本看不清其特征,從而影響實驗效果。隨著社會的發展,地質學的內容也在豐富,許多新內容我們也無法再沿用老的教學方法。
為了改變這種學生被動學習的局面,我們采用小班化分組教學的模式,讓每個學生都能夠近距離接觸標本,教師使用計算機和多媒體輔助教學設備制作課件,用數碼攝像機將各種巖石、礦物、構造特征和各類地質現象進行攝像后投影放大到屏幕上,邊講解邊演示,學生也可以用這些設備進行攝像,然后在計算機下進行處理。對于某些特殊的現象,教師將學生集中起來演示,如講解蛭石加熱膨脹性質時,教師取上一小塊蛭石放在火上加熱,觀察顆粒體積膨脹變化情況。每節課經過15~20分鐘左右的直觀的演示講解后,教師提出本次實驗目的要求和問題,學生分組逐塊進行標本觀察,將觀察內容記錄到實驗報告上,教師對有疑問的學生進行單獨輔導,實驗報告經過教師批改后再集中和單獨糾正錯誤之處。
這樣使一些抽象的實驗教學內容更加具體、形象、生動,而且具有很強的表現力和感染力,吸引學生的注意力,大大激發了學生對實驗課的興趣。同時也可以將實驗結果直接輸入計算機進行處理,培養了學生將計算機技術應用于科學實驗的能力。
2.獨立思考式的技能訓練
技能訓練是培養學生獨立思考、綜合已學專業知識,因而實驗教學中學生是主角,教師負責答疑、糾錯,如使用羅盤測量巖層產狀,學生獨立測量地層產狀三要素,思考真傾角的測量技巧、走向和傾向換算關系等問題。野外課間實習要求學生制作觀察剖面,需要思考剖面線起始點位置、比例尺、地層分層界線、各分層巖性和所含化石、構造現象等,學生通過記錄野外老師講課、巖性鑒定、產狀測量等原始資料,剖面終點獨立編制信手剖面,缺少的要素及時回到觀察點補充,便于室內編制完整的地質剖面圖。
通過獨立的技能訓練,增強了每個學生的動手能力和對所學知識的綜合,讓學生體會到所學專業知識能夠解決實際問題,將來可以為創造社會財富。
3.啟發討論式的參觀教學
參觀教學是為了擴大學生的專業知識范圍,了解地質相關專業近期前沿,激發學生熱愛自己所學專業,因而以討論式教學為主,對參觀內容不要求掌握和理解,參觀結束后對自己感興趣或有疑惑的觀點分組討論或寫參觀感想。如對參觀地質博物館中恐龍化石后,可以討論恐龍滅絕的原因;參觀模擬實驗室后,啟發學生討論構造運動與地震關系等。
四、實驗考核
為了客觀評定學生的學習成績和學習效果,對實驗課考核做了一些改革和調整,實驗課占“普通地質學”總成績的30%,其中平時實驗成績(包括作業、考勤、提問)占10%,實驗考試成績占20%。
實驗考試之前給學生一周復習時間,由各班班長負責,安排時間去標本室自主復習。實驗考試內容是讓學生現場對10塊不同礦物和巖石標本進行肉眼鑒定,標本上沒有標簽,僅有編號,學生按照閉卷考試要求,獨立對每塊標本進行鑒定,寫出礦物或巖石名稱,并按照礦物或巖石鑒定標準對其進行綜合描述。這樣的實驗考核制度更加規范、更加科學,能比較地評價學生的實際能力,從而進一步提高了“普通地質學”實驗教學效果。
總之,通過近年來“普通地質學”實驗教學改革的實施,提高了學生的學習興趣,學生在實驗中的主觀能動性大大加強。不僅在實驗中加強了對學生的標本鑒別能力和基本技能訓練,而且在野外實習中培養了學生獨立思考、綜合分析和科學思維的能力,提高了學生的綜合素質,為以后各門專業課學習奠定堅實的基礎。
(作者單位:南京大學地球科學與工程學院 南京)