地質學科基礎課程建設與實踐

梁琛岳 趙英利 于勝堯

摘? 要：地球科學概論是地質類院?；蚓C合性院校面向大一年級新生開設的專業基礎課和學科入門課，承擔著學科啟迪和價值塑造的重要作用。在課程建設中還存在教學方式難于創新、課程思政元素挖掘深度不夠及考核評價標準和手段單一等問題。立足科學育人的教學理念，梳理課程知識體系；建立多樣化教學方法；挖掘課程思政元素；細化成績考核與評價，總體實現課程內容“碎片化”、教學內容“科普化”、教學方法“多樣化”、教學過程“智能化”、結果評價“多元化”的目標，為塑造學生宏大的地球科學觀，深入領悟社會主義核心價值觀提供有效途徑，為未來地質學科基礎課程創新性建設與實踐提供一定借鑒和參考。

關鍵詞：地質學科；課程建設；地球科學概論；課程思政；本科生

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）22-0029-05

Abstract： Introduction to Earth Science is a professional basic course and an introductory course for first-year freshmen offered by geological colleges or comprehensive colleges， and plays an important role in subject enlightenment and value shaping. In the course construction， there are still many problems such as difficult innovation of teaching methods， insufficient depth of ideological and political elements， and single assessment and evaluation standards and methods. Based on the application of the teaching concept of comprehensive education， the curriculum knowledge system has been sorted out step by step; a variety of teaching methods has beenestablished; ideological and political elements were excavated; the performance assessment and evaluation were refined. The evaluation has generally achieved the goals of "fragmentation" of course contents， "popularization" of teaching content， "diversified" teaching methods， "intelligent" teaching process， and "diversified" evaluation of evaluation. It provides an effective way to deeply comprehend the core socialist values， and provides a certain reference for the innovative construction and practice of the basic courses of geology in the future.

Keywords： geological discipline; curriculum construction; Introduction to Earth Science; curriculum ideology and politics; undergraduate

基金項目：吉林大學課程思政“學科育人示范課程”項目“《地球科學概論》‘課程思政示范項目”（SK2021101）；吉林大學本科教學改革研究項目“《地球科學概論》課程建設與教學模式改革”（2021XZD039）

第一作者簡介：梁琛岳（1986-），男，漢族，山西朔州人，博士，副教授，博士研究生導師。研究方向為構造地質學。

地質學（geology）是自然科學五大基礎學科之一，與數學、物理、化學和生物等基礎學科不同，地質學的研究對象和方法具有獨特性，它是研究地球的物質組成、結構構造、演化歷史和動力學機制的一門學科，也是揭示各圈層相互作用、環境保護與礦產資源需求、人類生存與發展的宏觀知識體系。地球科學概論與地質學基礎均是地質類院?；蚓C合性院校面向大一年級新生開設的了解地球科學知識、啟發研究地學興趣的學科啟蒙課，是地質類乃至地理類相關專業的學科基礎課程，是銜接地球科學相關各專業的“底層建筑”[1-2]。課程幾乎涉及地球科學全部基礎知識點，從宇宙成因、天體演化、太陽系形成到地球起源、組成元素、礦物、巖石和地質年代，從大氣圈、水圈、生物圈到巖石圈、地幔和地核，從巖漿、地震、變質、地質構造和板塊構造等內動力作用到河流、湖泊、海洋、地下水、冰川、風與風化和大氣作用等外動力作用營力，從地球生命的起源與演化到環境地質、水文地質、環境地質、工程地質和地質災害與人類關系，各章節知識點環環相扣，彼此銜接又各具特色，貫通了整個地球科學體系，構建了一個邏輯嚴密、地學知識完備的地球科學基礎課程體系。

地球科學概論是地球科學相關專業學科入門課，課程知識點多，內容信息量大，具備將地學知識與科學精神相融合的基礎，在塑造學生地球科學觀方面發揮著不可替代的作用。通過本課程的學習，目的在于讓學生初步掌握地球科學相關基礎概念、研究方法與工作技能，為學生今后深入學習和從事地球科學相關學習和工作奠定堅實的基礎。但隨著新時代對人才多樣化的需求，地學人才的培養也呈現出多元化的趨勢，相應的，對地球科學概論等學科基礎課教學方法和手段，也提出了新的要求。

一? 課程目標

地球科學概論課程涵蓋了有關地球基本知識的介紹，內外動力地質作用及其產物，地球的發生與演變史，地球與人類的關系等內容，是地球科學教學體系中的先導課程。該課程是面向地質類（含地質學、資源勘查工程和土地資源管理）、勘查技術與工程類（含勘查技術與工程、地理信息科學、地球物理學和測繪工程）及土木類（含土木工程、地質工程）等專業的學科基礎必修或選修課程，擔負著地學專業知識結構底層框架構建、專業入門知識啟蒙和地學價值觀啟迪的重要作用。課程目前包括理論教學和實驗教學，總學時64學時，包含實驗教學14學時，設計在線課程16學時。授課對象為本科大一新生，授課時間為大一第一學期。

知識目標：以地球物、空、時為主線基本思路建立現代地球觀，掌握地球科學的研究對象、研究方法和研究手段及全球板塊構造理論。以物質觀為主線，掌握主要造巖礦物和巖漿巖、沉積巖、變質巖及構造變形的基本類型和特點。將現實觀貫徹到底，掌握外動力地質作用的性質與產物。

能力目標：培養學生運用所學地質理論知識解決實際地質問題的能力，將“所見”地質現象與“所思”地質知識相聯系。能夠將“演化觀”融入實踐能力，牢記地球是演化的，不同時期具有獨特的生物和演化軌跡。

情感與價值觀目標：以地球科學面臨的任務和應發揮的作用為出發點，充分理解地球科學在人類社會發展及所面臨的資源、環境、災害等重大問題中所承擔的責任與義務，激發學生學習地球科學的興趣，明確地質人的歷史使命，樹立正確的人生觀和世界觀，刻苦鉆研，將地質精神、科學精神融入到未來的學習當中。

二? 課程建設情況

吉林大學地球科學概論課程建設發展歷程總體上可劃分三個階段。

奠基階段（2000年之前）：建立并完善了課程體系和授課內容。地球科學概論和地質學基礎兩門課程是原長春地質學院基礎主干課程，歷經多位前輩的建設，如張寶政教授、仇甘霖教授、吳可亮教授、邱國安教授、葉茂教授和馬瑞教授等。完善了課程的授課內容和課程體系，緊跟國際國內地學形勢，將先進前沿進展融入教學體系，奠定了目前課程知識結構框架。

突破階段（2000—2015年）：合校以來，教學團隊以研帶教，突破傳統教學手段，豐富教學資源與課程內容。以葉茂教授為首的教學團隊，將PPT引入課堂并提升了實驗課教學理念教學，教學內容更新快捷。引入大量實驗所需標本，將實驗課提升了一個臺階，提高了實驗課教學質量。2007年實驗教材采用吉林大學出版社出版的地學基礎課程實驗系列教材《地球科學概論實驗指導書》（葉茂、馬瑞、孫加鵬主編）。期間獲校級教學成果獎1項，吉林省高等教育省級教學成果三等獎1項，2004年獲批吉林省省級精品課程。

創新階段（2016—2022年）：豐富線上教學資源，創新性融入先進的教學理念與教學方法。期間出版譯著1部（《地球科學導論》），再版實驗課指導書1部。以培養學生創新實踐能力為導向，創新性引入對分課堂模式進入實驗課課堂，以學生為中心、以問題為導向，注重多元化理論課授課模式，強調師生互動。緊跟時代步伐，大力發揮線上課程效應，2020年獲批吉林大學本科在線課程建設項目，完成錄制64節共計532分鐘的地球科學概論智慧樹平臺課程。2021年獲批“地質學基礎”吉林大學本科在線課程建設項目。同時在理論課講授過程中，深入挖掘課程育人元素，將知識點與地質精神、思政元素向融合，將課程培養方案緊密圍繞立德樹人目標。

三? 課程建設過程中存在的問題

（一）? 課堂知識點多，教學方式難于創新

地球科學概論是奠定大一學生地球科學觀、打開地學視眼的基礎課程，是了解基礎地球科學知識不可或缺的環節。目前的教學內容仍是以教材為主，且該課程的章節較多，涉及的知識點多且內容相對松散，教師受學時影響，每一章的知識都是泛泛帶過，不能深入展開。課程教學基本是以念多媒體課件的方式完成，整體互動性、趣味性弱，針對性不強。導致學生對課堂教學過程期待性不高，只是被動接受，聽課和看書區別不大，沒有新鮮感，對雜而亂的知識整體接受度和自主探索度不高，學生多數情況下只是應付考試、被動學習，滿足于及格，自主探究意識薄弱。

當原有教學尚未完全擺脫或者更大程度依賴于課堂講授和傳統的知識灌輸，從教學過程控制、教學方法、師生互動程度、學生學習自主度、實驗課和實驗內容設置及考核等方面來說，已不能滿足和適應培養新時代創新型地球科學人才的需要，亟需要講知識碎片化，化零為整，結合在線課程，強化重難點，突出課程的應用特征，即地球科學在指導人類尋找礦產、能源、水資源，乃至保護資源環境方面的重要性。

（二）? 課程思政元素挖掘深度不夠

地球科學概論課程的教學目標以地學基礎知識點的講授為主，重在培養基礎地質工作技能和地學知識的應用，而弱化了對學生價值觀的引領和愛國愛校愛專業情懷的培養，沒能很好地激發學生為祖國地質事業獻身的激情和對地球科學學習的熱情，導致部分學生因為害怕地質工作艱苦而對今后地質工作產生了恐懼和畏懼，相當一部分的學生大一結束就轉專業或者大學畢業就轉行了。尤其是現今大一新生接觸新鮮事物速度快，來源廣，再加上習慣于閑散舒適的生活，缺失對于地球科學行業“三光榮、四特別”這一地質之魂的傳承，不能很好領悟艱苦創業、開拓奉獻精神的內涵，缺乏追求建功立業的家國情懷和職業追求。但地球科學是關乎國家經濟社會發展“底層建筑”，承擔著礦產能源勘探與開發、人與自然和諧共生、地質災害防治、地震火山預報等重大任務，亟需以強化育人為導向，融合思政元素，培養新時期地學人才[3-4]。

（三）? 考核評價標準和手段單一

以往的教學注重結果評價，評價標準和方法不夠豐富，僅重視在期中或期末對學生知識點掌握度的考察，缺乏對“德育效果”的評價，導致學生在考前突擊背誦，不求甚解，不利于學生綜合能力的培養。造成學生們不積極加強對基本理論的理解和鞏固，難于培養學生們實事求是的科學態度及嚴謹細致的科學作風。課程建設未來要科學引導，以激發興趣為目的，重視思維方式的培養，將基礎知識及應用能力與理想信念、職業道德、愛國主義精神等思政元素相融合，“融鹽入湯，同向同行”[5]。

四? 課程建設與實施

（一）? 循序漸進，梳理課程知識體系

對課程內容進行梳理、簡化，分為4個部分，16個章節，64節，214個知識點。課程知識體系主要包括四部分：一是地球形成及其基本特征，主要包括宇宙起源、太陽系、地球形成和地球圈層結構概述等內容，目的在于使學生建立宏大地質時空觀和動態的演化觀；二是地球物質組成，主要包括巖漿作用與巖漿巖、成巖作用與沉積巖、變質作用與變質巖、地質構造與板塊構造、地質年代，目的在于揭示地球科學的物質觀、演化觀和漫長演化歷史中物質的循環轉換；三是外動力地質作用，主要包括不同地質營力（如地面流水、地下水、海洋、湖泊、沼澤、冰川、風）的風化、剝蝕、搬運和沉積，對地表的不停雕刻，形成現今復雜精美的地貌景觀，主要融合科學精神、探索精神、家國情懷，提升人文素養；四是人類與自然資源，主要包括礦產資源開發、環境保護、塊體運動及相關地質災害防治，實現地學人的專業使命?？此篇毺氐乃牟糠?，實則緊密關聯，每個知識點都與思政元素相結合，形成由表及里的課程教學體系[6-8]。

（二）? 與時俱進，創新多樣化教學方法

地球科學概論課程共計64課時，在課程建設過程中，設計線上課程16課時（532分鐘），線下課堂講授理論課時34課時，實驗課講授14課時，努力實現線上線下混合教學。

授課過程力爭采取混合式教學的形式授課，課堂教學中針對性運用圖片、動畫演示、電影片段等生動、形象的現代教學手段激發學生的學習興趣。為最大化發揮課堂教學效果，主要通過運用多媒體演示法、板書列舉法、畫圖講解法、自主練習法和問題教學法，來發揮教師的主導作用。同時引導學生通過視聽觀察法、邏輯思維法、討論分析法及課堂練習法來突出學生自主學習的主體地位。同時，將課程重難點內容進行線上強化授課，讓學生在課堂教學結束后，還可以在線上復習和回顧本章要點內容，更加靈活地接收知識的形式，同時形象化的線上視頻教學更能夠激發學生學習熱情，掌握地球科學的基本知識。同時，教師還會通過線上隨時與學生互動，布置思考問題，在線提問等方式，增強線上教學效果。

在實驗課課堂教學中嘗試使用對分課堂（PAD）模式，將教學活動分為課堂講授（Presentation）、內化吸收（Assimilation）和討論（Discussion）三個環節。教師逐漸把實驗課的主動權交給學生，讓學生作為課堂的主體[9]。建立一套閉環控制系統?？s短教師講授時間，著重介紹本節實驗課的教學目標和觀察內容、觀察方法、考核評價體系和小組組成等相關事項。但并不會帶領學生對樣品逐件進行觀察，留給學生足夠的思考和自主探究的空間，激發學生主動性。每堂課不多于三分之一的時間用于講解，而且講解也多站在學生視角，怎么去觀察、鑒定，未知礦物如何鑒定等。之后，布置學生需要完成的實驗內容，如造巖礦物鑒別標志等。每一個小組的側重點不一樣，明確告訴小組同學該實驗應該注意的事項，思考的方向和需要著重的地方。內化吸收階段，以小組為單位，仔細觀察標本，完成實驗報告，并對相關知識消化吸收，并完成小組匯報材料和鑒別心得。展示與討論階段，第二次實驗課開始時回顧重要鑒別標志和觀察要點，表述個人觀點，拋出存疑問題，啟發學生或小組間互相交流。之后小組匯報并回答提問，通過啟發、分析、討論，引發學生進一步的思考。

（三）? 立德樹人，挖掘課程思政元素

地球科學以行星地球作為主要研究對象，探索地球形成、物質組成及其演化規律，揭示能源、礦產形成富集規律，以及人與自然和諧共生，具有豐富課程思政元素[10-15]。課程建設中緊跟時代步伐，將課程思政融入每一單元，將馬克思主義哲學、社會主義核心價值觀和習近平新時代中國特色社會主義思想與地學內容有機融合，如鹽入水。在課程講授過程中，緊密結合課程內容，利用1～5分鐘，將思政育人元素融入課堂內容。如魏格納“大陸漂移”假說的提出則是科學問題提出、論證和接受質疑的科學研究推理全過程；習近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”就是要求在我國在工程地質、礦山地質、災害地質、環境地質等發展中，要牢固樹立社會主義生態文明觀；《溫家寶地質筆記》體現的是對地質的熱愛和忠誠，是將個人理想和國家需求融合的典型實例；“落霞與孤鶩齊飛，秋水共長天一色”“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”體現的又是我國的壯麗地質地貌景觀，不僅能夠深化專業知識，也能激發學生的愛國熱情和對傳統文化的敬畏；李四光精神和黃大年精神是不同時代對愛國主義、奉獻主義的真實體現。不同的知識點蘊含著不同的思政元素，在知識傳授過程中“潤物細無聲”融入精神內涵，達到立德樹人、教書育人的最終目的。

（四）? 合理設計，細化成績考核與評價

針對調整后的教學模式，最終課程成績由期末考試成績60%和平時成績40%組成。平時成績由課堂互動5%+實驗課20%+網絡作業5%+網絡課程討論與互動10%四部分構成。①期末考試為閉卷考試，卷面100分，折合后占總成績60%，重點考核學生對基礎概念、基本知識和基本理論的掌握情況，以及運用基本概念、基本知識和基本技能分析、解決地質學相關實際問題的能力。②課堂互動以教師拋出問題，學生小組討論為主，平均每章設計2個問題，緊跟國際前沿進展或緊密聯系實際。③7次實驗課，包括礦物2次，巖漿巖、沉積巖、變質巖和內動力地質作用綜合分析2次，將知識性和趣味性結合起來，重點考查學生的實踐與動手能力，將對分課堂模式應用到底，小組互動學習，提升知識點掌握程度。④網絡作業和網絡課程討論與互動，將依托智慧樹和超新學習通平臺，設置提問與討論環節，鼓勵學生開拓思路、發散思維，對于任務或作業參與度不高的同學，點名提醒并督促完成。

五? 課程建設特色與創新

（一）? 實現了課程內容“碎片化”

對授課內容進行梳理、簡化，梳理為4個部分，16個章節，64節，214個知識點，將課程內容知識點化、碎片化。同時，在線課程每一知識點時間5～15分鐘，滿足同學進行課后強化學習。在優化課程體系的同時，將思政進行到底，追求“形成專業課教學與思想政治理論課教學緊密結合、同向同行的育人格局”[4]。

（二）? 實現了教學內容“科普化”

地球科學概論作為一門通識性先導課程，教學目的不是追求學生對地學知識點的掌握度，而是將所學地學知識與所見地貌景觀相結合，將理論與現實相結合，提升教學效果。如電影《阿凡達》場景構建取景自我國張家界，獨特的砂巖地貌是內外地質作用綜合作用的結果，讓學生獨立自主分析其成因，就會寓教于樂，讓學生在觀察中學到知識、體驗到地學的樂趣和價值。

（三）? 實現了教學方法“多樣化”

線上線下相結合，在線上互動討論區設置靈活開拓性互動題，教師或教學團隊積極與學生進行線上交流，引導學生利用在線課程進行課前預習和課后復習。在課堂教學中以培養學生獨特的地學思維和時空觀為主，弱化地學知識的純粹灌輸，促使學生主動、獨立思考，培養學生創新性思維能力。在線下講授課程中添加學習視頻或紀錄片，建立獨特時空觀。在PPT課件中插入大量動畫和英音視頻資料，直觀的動態展示能夠形象生動地使學生理解各種地質作用過程，寓教于樂，激發學生的主動學習積極性和學習地學興趣。

（四）? 實現了教學過程“智能化”

目前在線課程已完成錄制并已上線并運行，學生在任何時間和地點，都可以在智慧樹和超星學習通平臺進行在線學習、師生互動、作業完成和批改、臨時測驗和期中考試等教學環節，將課堂教學延伸到線上，把有限知識擴展到無限空間。并可以向國內推廣，做到優質課程資源的共享、共建。

（五）? 實現了結果評價“多元化”

多樣化的教學方法，比如依托多元化的評價體系來完成最終考核。弱化結果性評價，重視階段性、過程性考核，從理論課堂到實驗課堂到線上習題，實現多階段、多形式、多手段的過程性、多元化評價體系，將知識點掌握度的考察，轉變為學習能力和知識應用能力的創新性考核。

六? 結束語

地球科學概論作為地質學科基礎課程之一，糅合了地球科學空間的廣袤、時間的漫長和演化的復雜，在創新性碎片化、科普化、多樣化傳授地學知識的同時，同向同行、立德樹人，實現教學過程智能化和評價過程多元化，以期塑造學生宏大的地球科學觀，達到領悟社會主義核心價值觀的目的[16]。當然，課程建設不能一蹴而就，需要緊跟學科前沿，不斷創新教學方法，共享教學資源，最大化發揮基礎課程的科學育人特點。

致謝

在成文過程中，得到了吉林大學地球科學學院教務辦各位領導老師的大力支持，同時也與“地球科學概論”課程組劉正宏教授、孫加鵬教授、王明教授、解超明教授、李本仙教授、沙茜老師和張佳楠老師進行了相關討論，在此一并表示感謝。

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