張展適 鄔斌 鄧軻

[摘 要]在“新工科”背景下，如何抓住機遇建設好傳統(tǒng)地質(zhì)院校的優(yōu)勢學科及其支撐專業(yè)是我們的使命和任務。文章以東華理工大學校級精品課程地球化學為例，探討和總結了在“新工科”背景下，上好理論性很強的地球化學課程的舉措和實踐。

[關鍵詞]地球化學;特色教學;教學內(nèi)容;教學方法

[基金項目]2018年東華理工大學研究生核心課程建設項目“高等地球化學”（2311100241）;2018年國家自然科學基金項目“丹鳳地區(qū)晶質(zhì)鈾礦及其他含鈾礦物輻射蝕變暈圈特征及意義”（41862008）

[作者簡介]張展適（1965—），女，江西南昌人，博士，東華理工大學地球科學學院教授，主要從事地球化學、礦床地球化學教學與研究。

[中圖分類號] G642.3[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-02[收稿日期] 2020-05-26

一、“新工科”建設背景

教育部高等教育司發(fā)布的教高司函〔2017〕6號《關于開展新工科研究與實踐的通知》及教育部辦公廳頒布的教高廳函〔2017〕33號《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》開啟了高?！靶鹿た啤苯ㄔO的步伐?！靶鹿た啤笔俏覈叩冉逃秊檫m應新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，在“卓越工程師”培養(yǎng)基礎上提出的一個全新概念?！靶鹿た啤苯ㄔO需要在課程體系、教材和教學內(nèi)容、在線開放課程、工程教育師資隊伍和實踐基地等方面實現(xiàn)突破。東華理工大學是我國核工業(yè)系統(tǒng)的第一所高校，被譽為核地學人才培養(yǎng)的搖籃，也是國內(nèi)著名傳統(tǒng)地質(zhì)院校，資源勘查工程集國家一流專業(yè)、國家級特色專業(yè)、教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃專業(yè)于一身，且于2018年通過工程教育專業(yè)認證。

二、上好地球化學課程的幾個環(huán)節(jié)

地球化學是研究地球（包括部分天體）的化學組成、化學作用和化學演化的科學，與地質(zhì)學和地球物理學一起并列為地球科學的二級學科，是地球科學的三大支柱學科之一，其研究思路、方法及應用已經(jīng)滲透到地球科學的各個領域。無論是在基礎研究領域還是在應用領域，許多缺乏地球化學測試數(shù)據(jù)的科學論文都得不到認同[1]。地球化學課程是資源勘查工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，在“新工科”建設的大背景下，把握“新工科”建設內(nèi)涵，按照“工科新要求”，通過教什么和怎么教這兩個環(huán)節(jié)，上好理論性較強的地球化學課程。

（一）精心設計和組織課程教學內(nèi)容—教什么

我們將“新工科”建設的內(nèi)涵重點放在“工科的新要求”上，展現(xiàn)新工科背景下“教什么”，總體方針是“針對學情，體現(xiàn)特色”，教學內(nèi)容是“基于教材，高于教材”。

1.針對學情，體現(xiàn)特色。教學過程中，充分體現(xiàn)我校核特色方面的教學內(nèi)容，盡管沒有單獨開設鈾地球化學課程，但在教學過程中始終關注U元素！元素對比值知識點講述Th/U比值，元素的遷移和地球化學障知識點重點分析鈾元素及其還原障行為，在同位素地質(zhì)年代學部分也重點介紹U-Th-Pb法，強調(diào)其特點和優(yōu)勢;水—巖化學作用或氫—氧同位素地球化學時則介紹學校分析測試中心當年獲得“IAEA Reference Lab”稱號的“故事”。

2.教學內(nèi)容基于教材，高于教材。教學內(nèi)容應該是可以用作發(fā)展知識的基礎、發(fā)展學習的技巧及提升學習者自我學習的意識[2]。在講授地殼豐度時，先講授克拉克和戈爾德施密特等經(jīng)典地球化學家的研究思路和研究方法，指出其不足，讓同學們在學習他們的思想精華的同時不要產(chǎn)生盲目地崇拜，鼓勵同學們在前人基礎上結合現(xiàn)代地殼模型，設計計算地殼豐度的方案。

在教學過程中，講授教師自身的學習和科研感悟，在分析不同教材和不同學者對某個問題的觀點時采用：“我對這個問題的認識是……”及“我傾向于……”來跟學生分享教師的學習感悟;課堂教學中注重結合自身科研成果，分享研究實例，做到教學內(nèi)容“基于教材，高于教材”。

3.體現(xiàn)新工科的學科融合。針對地球化學課程的特點，在講清講透理論的基礎上，重點講述應用，且應用不僅僅局限于傳統(tǒng)的找礦，而是更多地向環(huán)境和農(nóng)業(yè)地質(zhì)等流域滲透。如在講述稀土元素地球化學和風化作用地球化學時，通常跟南豐的蜜橘（蜜橘中富含Ce、La和Nd等稀土元素，并且與土壤中相應的稀土元素含量成正相關關系[3]）和煙臺的蘋果（黑云母片麻巖風化形成的土壤中種植的蘋果優(yōu)于碳酸巖類巖石風化形成的土壤）等相聯(lián)系，體現(xiàn)新工科學科融合中的“理學+工學+農(nóng)業(yè)+環(huán)境”。

（二） 優(yōu)化教學方法和手段—怎么教

體現(xiàn)新工科背景下學生為主體的教學方法和手段很多，如探究式、合作式、關聯(lián)式等，總體原則是激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習的能力，逐步養(yǎng)成終生學習的技能。我們的做法是：

1.激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)思維方式。在教學過程中，重點激發(fā)學生對地球化學的學習興趣和培養(yǎng)學生見微知著的地球化學思維方式，如結合學生在地質(zhì)認識實習和區(qū)域地質(zhì)調(diào)查實習中觀察到的宏觀地質(zhì)現(xiàn)象（如杭州水樂洞中的縫合線、南高峰灰?guī)r中的各種生物化石），將上述宏觀地質(zhì)現(xiàn)象轉化成地球化學問題（富硅和富二氧化碳流體的熱液充填作用、化石中的微量元素和同位素指示生物生存時的水質(zhì)條件等），做到“學會（地球化學）思維”“生成（地球化學）智慧”。通過知識和方法的傳授，來實現(xiàn)技能的傳授，結合開放性的課外作業(yè)，培養(yǎng)學生自主學習的能力，逐步養(yǎng)成終生學習的技能。

2.教學過程的雙邊互動?！靶鹿た啤北尘跋乱詫W習者為主體的課堂教學，是以學生為中心的主動參與式學習，教師的主要作用是引導和促進學生的學習，引領和指導學生思考、分析和探究，解釋、批評和鼓勵并用。因此在教學過程中鼓勵學生參與到教學活動中來，啟發(fā)學生提問，鼓勵學生課堂上隨時提問;鼓勵學生發(fā)表自己的觀點和看法，哪怕是不成熟的觀點都可以發(fā)表，幫助分析其合理的核心和需要改進的方向。同時課堂教學中掌握“留白”的藝術，如在微量元素地球化學教學中，通過“K/Pg界面銥異?！笔录v述20世紀70年代末撞擊理論的提出和由此引發(fā)的20世紀80年代撞擊坑較多發(fā)現(xiàn)和研究熱潮，我國楚雄—蘭坪盆地K/Pg界面銥異常的發(fā)現(xiàn)和認識，一直是延續(xù)小行星撞擊造成恐龍滅絕學術觀點[4]。2017年趙資奎等提出了新的證據(jù)和解釋，認為南雄盆地K/Pg界面是一個以多個銥異常為標志的地球化學環(huán)境變化事件，銥含量異常來源于德干火山噴發(fā)[5]，形成德干暗色巖的熱點火山（現(xiàn)在位于印度洋的留尼旺島）仍在釋放出銥[6]，因此并不能因為存在銥異常，就認為恐龍的滅絕是由隕石撞擊造成的[7]。通過這一典型實例分析，留給學生思考的空間、未來努力的方向和前進的動力。

3.線上線下相結合的混合式教學。混合式教學與學習是不同教學要素和學習方式的相互結合，現(xiàn)階段我們主要是通過課堂教學與網(wǎng)絡，也就是將線下與線上這兩種學習模式的優(yōu)勢相結合，將教學理念、教學模式和教學組織方式綜合在一起，組織教學資源、實施學習活動，以達到提高教學效率的目標。具體的實施過程符合現(xiàn)今“翻轉課堂”的概念，在“角色”和“課堂內(nèi)外”同時翻轉：在角色上，將傳統(tǒng)課堂中老師和學生分別是知識的“傳授者”與被動的“接受者”，翻轉為“指導者”和主動的“研究者”;課堂內(nèi)外的翻轉，大量的基本知識點不再占用課堂的時間來講授，在課堂有限的時間里，讓學生更專注于主動的基于項目和問題的學習，主動考慮項目的“地質(zhì)地球化學意義”，更多地與教師之間進行提問答疑、討論交流，共同研究和解決學習中的重點和難點問題，從而獲得對教學內(nèi)容更深層次的理解。

參考文獻

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[2]賴紹聰.以學習者為主體的課堂教學[J].西北工業(yè)大學學報（社會科學版），2018（03）：39-42.

[3]劉平輝，芮玉奎，葉長盛.南豐蜜桔中稀土元素與土壤的關系[J].光譜學與光譜分析，2007（12）：2575-2577.

[4]董樹文，李廷棟，高銳，等.我國深部探測技術與實驗研究與國際同步[J].地球學報，2013，34（01）：7-23.

[5]Sant D A， Mathew G，Khadkikar A S，et al.Co-existent Cristobalite and Iridium at 65 Ma，Anjar Intertrappeans，Kachchh，Western India[J].Cretac Res，2003（24）：105-110.

[6]Toutain J，Meyer G.Iridium-bearing Sublimates at the Hot-spot Volcano（Piton de la Fournaise，Indian Ocean）[J].Geophys Res Lett，1989（16）：1391-1394.

[7]趙資奎，葉捷，王強.南雄盆地白堊紀—古近紀交界恐龍滅絕和哺乳動物復蘇[J].科學通報，2017，62（17）：1869-1881.

Abstract： Under the background of "emerging engineering education" construction， how to seize the opportunity to build the superior disciplines and supporting specialties is the mission and task of traditional geological colleges and universities. Taking the excellent course of Geochemistry of East China University of Technology as an example， this paper discusses and summarizes the measures and practices to improve the teaching of Geochemistry which is very theoretical under the background of "emerging engineering education" construction.

Key words： Geochemistry; characteristic teaching; teaching content; teaching method