二十一世纪地质学课程体系的科学模式

二十一世纪地质学课程体系的科学模式董福湘刘立(长春工程学院，吉林长春130021；吉林大学，吉林长春130061)摘要：21世纪地质学的教学内容与课程体系的科学结构应以培养具有地球系统科学多元知识结构人才为出发点。地质学专业有关地学的课程体系可采用树型模式。即教学内容与课程体系由树根、树干和树冠构成。“树根”由宽厚扎实的理工科公共文化基础课构成，体现文化“通识”教育；“树干”由坚实的专业基础课构成，体现专业通识教育；“树冠”由专业课构成，体现以地球系统科学为构架的多元知识结构。建议第四学年的课堂教学推行“研修式教学”的教学方式。关键词：地质学；课程体系；科学模式中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1008-7508（2010）09-0005-03一、指导思想“构建新的高等教育人才培养模式和课程体系是当前我国高等教育改革中的一项重要任务。所谓人才培养模式,一般认为是指为受教育者构建什么样的知识、能力、素质结构以及实现这种结构的方式”①。“课程体系则包括显性的和隐性的两部分,如教育指导思想、专业划分、教学大纲、课程设置(结构、类型、数量、内容)、教学方法(含实验)、教材教具、教学评估以及校园文化等”②。“人才培养模式与教学内容和课程体系密切相关,前者是后者的前提,而后者是前者的体现和落脚点。不同的教育思想和观念,不同的时代或不同国家的不同时期,有着不同的人才培养模式和课程体系。建国初期,百废待兴,我国急需矿产、能源以支持经济建设,提出了地质工作以找矿为中心的指导方针；在地质教育上,我国也在苏联模式的影响下,建立了一套单一的过分强化专业教育,以培养各种地质找矿专家为目标的框架,形成了以专业需要为指导思想的基础课、专业基础课、专业课和专门化课等过于窄、专、深的专业课程体系。根据德智体全面发展的教育方针,形成了德育、智育、体育相互独立的一套课程体系。这两套体系相组合则构建了延续40余年的单一的人才培养模式和课程体系。这种人才培养模式和课程体系,在当时的特定条件下,曾起过积极的作用,但随着社会、经济、科技、文化的迅速发展和时代的进步,其弊端也越来越多地显露出来。如何构建一套适应现代教育并符合中国实际的新的地学人才培养模式和课程体系,就成为人们非常关心的问题”③。现代课程体系的构建应以培养具有多元知识结构人才为出发点。该学科的研究目标是了解整个地球系统的过去、现在和未来的行为,以保证人类社会持续发展的条件。上述领域的综合性要求地质学教育应尽快改革专业划分过细、适应面窄的状况以及相应的课程体系。大学中人才的培养应以素质教育贯穿整个教学阶段,由以往较窄专业、一次“成型”教育转变为较宽专业方向人才的专业化“成型”移至毕业后的培养模式。相应的课程体系应由公共基础课包括科学语言(中文、外语和计算机语言)单元、数理化单元和人文科学单元、专业基础和专业课或专业方向课构成。专业基础课的设置应该具有行业“通识课程”的特点，即在有关地质学的课程中筛选出最基本的课程。而专业课的设置应该体现地学的发展趋势，并且兼顾学科的优势。不同的学校其学科优势截然不同。这种学科优势是长期甚至几代学者的不懈努力而积淀形成的。因而应该继续发扬光大。这一方面避免了不同学校培养出的学生一个模式、一种学术风格，也促进了优势学科的继续发展。二、教学内容与课程体系建构1、教学内容与课程体系构建模式地质学专业本科生培养概括为树型模式，即教学内容与课程体系由树根、树干和树冠构成。“树根”由宽厚扎实的理工科公共文化基础课构成，体现文化“通识”教育；“树干”由坚实的专业基础课构成，体现专业通识教育；“树冠”由专业课构成，体现以地球系统科学为构架的多元知识结构。培养模式总体特征为课程结构重心下移，公共基础够宽打牢，外语提速、高数提高；专业基础和实践教学保持完整体系，分科分段夯实专业基础；专业课和专业方向课的课程设置上，删繁就简，重新组建专业方向课程，开展研修式教学，按专业方向综合训练，因材培养。2、教学内容与课程体系构建建议方案目前国内地质学专业的理工科公共文化基础课设置虽不尽相同，但基本上体现了文化通识教育的要求，建议不作调整。本研究仅针对与地学有关的教学内容和课程体系的构建提出如下建议。在公共文化基础课中设置“地球科学概论”课程。该课程要在地球系统科学框架下，主要介绍关于地球科学的基本理论和基础知识，强调人类应该与地球和谐发展的理念。“地球科学概论”目前已列为吉林大学的公共文化基础课，国内其他院校也有类似情况。专业基础课课程体系由4+N构成。其中，4为四门基础地质课程，即，结晶矿物学、岩石学、古生物学和构造地质学。这四门课涵盖了地球系统物质组成、地球的演化和地球构造的基本知识，是专业课程的基础，体现了地质学的通识教育。N为除上述4门课的其他课程，一般为交叉课程，例如，地球物理、地球化学等。专业课应该在地球系统科学的框架下，结合学科优势，以专业方向的形式进行设置。建议的学科方向为：1）地球系统物质学方向；2）地球系统构造学方向；3）地球系统历史学方向；4）地球系统资源学方向；5）地球系统环境与灾害学方向；6）地球—行星系统地质学方向；7）数字地球方向。地球系统物质学方向（固体地球），研究和阐述地球系统中的物质组成与相互作用，包括地球内部的物质成分与状态、岩石圈子系统的物质转化等。其中，在岩石圈子系统的物质转化的研究中应以岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩相互转化为线索，探索内外动力地质作用之间的成因联系、板块之间相互作用和盆山耦合过程等。可设置的专业课和专业方向选修课包括物源区分析、流体地质学、地球科学现代分析技术、地球化学等；地球系统构造学方向，研究地球系统的结构与构造。可设置的专业课和专业方向选修课包括全球构造学、地球物理学、地球年代学、板块构造学、大地构造学、中国区域大地构造学；地球系统历史学方向，研究地球系统中的地质历史年代、地层、地壳运动、生物演替规律和生态学特征等。可设置的专业课和专业方向选修课包括历史地质学、考古学、生命演化历程及生物进化论、同位素地质学、地球演化；地球系统资源学方向，研究地球系统中资源的形成机理、资源的类型、资源利用和资源总量。可设置的专业课和专业方向选修课包括自然资源概论、石油地质学、资源地质学、全球资源分布；地球系统环境与灾害学方向，研究地球系统中环境类型、全球变化、地质灾害类型、地质灾害预测、人类活动对地球系统环境的改变和对地质灾害诱发等。可设置的专业课和专业方向选修课包括地理学、第四纪地质、环境地质学、灾害地质、城市地质与环境地质；地球—行星系统地质学方向，主要研究地球—行星系统的基本运动规律以及其他行星活动对地球系统的影响与控制。可设置的专业课和专业方向选修课包括行星地质学、火星地质学、月球地质学、天文学、旋回地层学、沉积学、海洋地质学、冲击变质作用等、遥感地质学、地球/行星表面遥感；数字地球方向，构建各种地质过程的数学模型。可设置的专业课和专业方向选修课包括数字地球概论、多元统计分析、信息处理与数据库、地理信息系统、计算机地质图形学等。在学科方向的设置中除发挥学科优势外，还要尽量减少方向性专业课的门数，一般以二到三门课为宜。这样一方面保证了学生毕业后能够迅速地在其所学的专业方向上有所发展，另一方面也保证了“通才”教育，不至于回到过去“专才”教育的老路。专业方向可相对固定几个，其他方向视社会需求而定。这一方面保证了学校特色鲜明，另一方面也保证了毕业生学有所用。长期以来，我国高等教育的教学活动中“教”占据了主要地位，因此，教学改革也长期以“教改”为主，导致学生的学习主动性、能动性不够，创新思想不强，再学习能力缺乏。因此，专家建议在高等学校应该尽快建立和完善与提倡学生“自主学习”相匹配的教学管理、考试改革的政策制度（俞路石报道）。为了培养学生的科学创新能力、动手能力和表述能力，我们建议第四学年（第7、8学期）的课堂教学推行“研修式教学”的教学方式。具体作法如下。根据地学的探索性学科特点，精选教师，开设专业课。6周为一个教学周期，周期内学生只选一位教师只修一门课程。采取每周教师先指导1次（2-4学时），学生自学，下周初宣读不少于6000字的论文（读书报告），教师当面点评并指导本周自学内容，教学周期结束教师给出评语和成绩的教学方式，将传授知识、教给思路方法、训练能力有机结合，使学生的思辩能力、自学能力、综合整理能力和表达能力有所增强，知识面扩大，科学素养提高。教师每个教学周期可带5名学生，学生5人以内一组，针对性的面对面教学（师生1对1更好；课程结束时教师也可采取集中答辩方式，学生参与提问讨论）。4年级学生有机会按此方式从师4名好教师，学习4门专业方向课程，累计完成24篇论文（15万字以上）。一方面，鼓励学生按照专业方向选课，即按照地球系统物质学方向、地球系统构造学方向、地球系统历史学方向、地球系统资源学方向、地球系统环境与灾害学方向、地球—行星系统地质学方向、数字地球方向选择课程；另一方面，也鼓励学生自我设计，按照自己设计的系统（需报请教学指导委员会批准）研修课程。这种变化应解决的主要问题是，教师教学观念更新、综合课程的科学合理设置（内容、深广度、学习量）以及新教学方法的掌握、运用。操作上还有三个不可忽略的环节：一是教学必须在正规的教学场所、严肃而不受干扰地进行；二是协调“毕业论文覆盖一年”的有关安排；三是合理确定教师工作量（教学周期内，每周一生2学时为基础，每增加1生加0.5学时；各教学周期工作量累加。经测算：每届每班因此增加教学工作量不超过300学时）。这种教学方式带来的教学变化、教学影响可能是很大的、长期的。所以，学院需从优秀地学人才必备素质的角度和教学理论、教学规律的高度详细论证方案；实施后应对教学效果、利弊得失进行认真评估。3、实践教学与毕业论文实践教学包括野外和室内两部分。野外实习和毕业论文或毕业设计是地质学专业的重要教学环节。传统的野外实习包括地质认识实习、教学实习和专业实习三个环节。地质认识实习训练学生的观察常见内、外动力地质作用现象基本方法，初步获得有关地质作用和地质现象的感性认识。教学实习是培养学生实际工作能力的重要环节，可通过路线地质观测和大比例尺地质填图训练，使学生初步了解地质调查工作的一般步骤，基本掌握野外地质调查的基本内容和基本工作方法，学会编写地质报告。专业实习结合生产或科研课题进行，通过实践使学生比较扎实地掌握地质工作的基本思路和方法，具备独立解决一般地质问题的能力。实习过程中所收集的第一手实际资料，是学生学士论文所必需的基础资料。毕业论文或毕业设计通过系统地收集整理资料，查阅参考文献和进行必要的测试与计算，使学生掌握室内分析研究的基本方法。实践证明，上述野外实习环节的设置与实施教学效果明显，对于培养学生的动手能力和分析问题和解决问题的能力具有非常重要的作用。在室内实习教学中应充分利用现代教学仪器和教学软件。例如多媒体视教系统（显微镜—摄像头—计算机—投影仪—实物展台）、岩石学系列课程课件等。“实践表明，多媒体视教系统形象、生动、可视化，可提高教师的业务水平，激发学生的学习兴趣，明显地提高了教学效果”④。总之，21世纪地质学教学内容与课程体系的科学结构应以培养具有地球系统科学多元知识结构人才为出发点。专业方向的设置应该在地球系统科学思想指导下，结合学科优势来进行。只有采用科学的课程体系结构，才能培养出21世纪所需求的具备多元知识结构的地质家。注释：①陈祖德.迎接时代的挑战,更新教育思想和观念［J］.教学与教材研究,1997，(3).②陈向明.综合大学理科人才素质与课程体系研究［J］.高等教育论坛,1996,(3).③邹和平,陈国能.关于地质科学人才培养模式和课程体系改革的思考［J］.中山大学学报论丛，1998，2：18-20④计桂霞.多煤体示教系统在岩石学教学中的应用［J］.实验技术与管理，2003，20（4）:72-73.参考文献：［1］吕新彪.澳大利亚塔斯玛尼亚大学的地质学教育.中国地质大学学报(社会科学版)，2003，3（4）：72-75.［2］戴塔根,匡华凌,朱自强.地质类专业人才培养方案及教学内容体系改