论地球化学专业本科生科研动手能力的提高

冯海艳，杨忠芳

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

地球化学学科专业建设

论地球化学专业本科生科研动手能力的提高

冯海艳，杨忠芳

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

本文概述地球化学专业的特点和培养目标及定位，提出目前地球化学专业本科生培养普遍存在着科研动手能力薄弱的问题，并通过教学实践的成功案例，探讨了采用延长创新实验周期、加强实验室的开放力度、增加综合性和设计性实验、科学研究与教学工作有机融合及提高“产学研”基地的利用率等一系列的应对措施来提高地球化学专业本科生科研动手能力的可行性。

地球化学；本科生；动手能力

我校的“地球化学”及“地球化学勘探”专业创立于1960年，此时，国家正处在百废待兴时期，经济的快速发展和大规模国民建设的投入，均需要大量的原材料和矿产资源的支撑，因此筹建专业之初，地球化学专业主要是勘查地球化学即地球化学找矿，它是以地质学、地球化学作为理论基础，通过系统测试矿体周围三度空间与成矿有关系的化学元素的分布分配、组分分带、存在形式以及与成矿有关的物理化学参数等，并用这些标志进行找矿的一门科学。经过半个多世纪地球化学人的团结奋进，不断拼搏，同时也由于专业性质及国家建设需要的影响，地球化学专业从建设初期以满足国家建设需求的勘查地球化学，拓展到解决重大科学问题，拓宽了应用实践领域。逐渐形成了理论地球化学、壳幔演化及动力学、应用地球化学三个研究方向，成为了独具特色的地球化学专业。

一、地球化学专业要求理论与实践并重

地球化学既是一门理论性很强的科学，同时又具有鲜明的应用性。它用“数据”来解决问题，兼有“定性描述和定量解释”的特点，主要研究元素和化合物的组成、演化是地球化学的基本任务。地球化学工作包括野外和室内工作两部。野外工作主要是识别岩石、矿物等，并根据研究需要采集不同的样品，包括岩石、土壤、沉积物、水等。室内工作主要包括样品的测试（尤其是仪器分析）、数据分析与处理（尤其是各种相关应用软件的使用）、地球化学图件的制作（如M apGIS作图软件的使用）等工作。随着地球化学分析测试技术和精度的提高，地球化学由最初的2米光栅发射光谱的定性分析逐渐发展到ICP-MS、AES等高精度定量化的测定，尤其是激光拉曼和电子探针技术标志着地球化学样品分析从微量、超微量向原位微区的发展，因此地球化学在定量分析地质学问题上越来越显示出强大的生命力。让学生了解和掌握地球化学样品分析的方法技术、学会通过室内模拟实验再现地球化学过程增强学生动手能力、解决实际问题能力的必要手段。也是21世纪社会发展对地球化学人才培养的要求。

二、地球化学专业的培养目标和定位

为了培养出具有很强的地球化学的专业知识和较强的实际动手能力的地球化学专业人员，地球化学专业应将科研动手能力的培养渗透到了本科教学的各个阶段。地球化学专业本科的培养目标和定位如下：地球化学专业旨在培养德、智、体、美全面发展的具有坚实基础理论知识，扎实掌握实用技能的地球化学专门人才。学生完成学业后，具有从事地球化学专业的理论和实际工作能力，并有较广的知识面，具备进一步学习深造的基础，能适应21世纪社会对地球化学人才多方面的需要，既可从事理论研究，也能胜任应用领域的工作。可在大专院校、科研院所、国家机关以及国土、资源、环境、石油、海洋、农业、城建等部门从事科研、生产或管理工作。

三、地球化学专业本科动手能力培养存在的问题

为了提高本科生的动手和科研能力，学校也出台了一些举措，比如大学生创新性实验的开展，本科课程中增加综合性和设计性实验等，但是这是远远不够的。

随着大型仪器的使用和测试精度、分析技术水平的提高，送检样品的代表性、送检状态就显得格外重要，如水样在采样后要进行加酸，加酸的目的和加酸的具体要求等，都需要掌握。土壤中硝态氮和铵态氮的分析要求送检鲜样等，同时也带来采样代表性和样品处理标准化等一系列问题。因此对于地球化学专业的学生而言，样品的采集、前处理等过程非常重要，这也是一个重要的锻炼和认知的过程。但是目前大学生创新性实验的开展周期较短，一般为一年时间。这对于像大地构造等以野外和室内观察为主的专业学生而言，时间也许充裕；但是对于地球化学这种依靠测试分析数据来支撑的专业学生而言，时间是不够的。因为在资料调研的基础上，野外踏勘和实地取样后，样品的分析测试周期往往很长，一年之内数据难以获得。为了按时完成科技立项工作，有时指导教师会提供现有的数据给学生，让他们去进行数据处理和分析，这样学生就缺失了野外锻炼的实践机会。当然也有学生利用寒暑假的时间提前采集了研究所需样品，但是又由于昂贵的分析费用和样品长时间排队等问题导致无法按期完成创新实验。

在本科生的课程设置方面，坚持课堂教学和学生动手能力相结合，增加了实验课的课时和内容。但是在本科生毕业论文进行的阶段，大部分学生的论文是依托指导教师的科研项目进行的，而科研项目的样品基本以送样为主，因此毕业论文阶段本科生也很容易缺失地球化学样品分析的重要实践环节。

目前，我们已经建立多个“产学研”紧密结合的实践教学基地，使地球化学专业成为培养理论研究与应用实践紧密结合的人才培养基地，为国同类办学提供示范经验。但是，如何让“产学研”基地在本科生科研动手能力培养方面发挥更大的作用？ 使更多的学生有机会到这些基地去实践？这也是摆在我们面前的问题。

四、地球化学专业动手能力提高的应对措施

1.延长创新实验周期

延长地球化学专业学生的创新实验周期，提供给他（她）们充裕的时间和一定的空间（处理和存放样品），来进行前期资料的调研，野外采样和样品前处理等工作，加强其野外实践环节的锻炼，提到野外认知和动手能力。

2.加强实验室的开放力度，满足学生们的实验需求

加强实验室的开放力度，将学生的实验需求放在第一位，无论在创新性实验还是毕业论文进行期间，如本科生有实验需求，在保证实验教学的前提下，允许其在学校下属的任何教学或者科研用途的实验室开展室内样品的分析工作，当然要配有专门的实验老师进行指导，允许学生上机测试，这样就加强了地球化学样品分析的实践环节，锻炼了学生的实验室动手能力。

3.增加综合性和设计性实验

增加综合性和设计性实验的比重，重视学生课堂上动手能力和创新思维的培养。在课堂教学尽量根据实验室现有实验能力和学生掌握的知识水平，结合本科培养方案中开设的相关课程，通过习题或者实验课的形式，提供给地球化学专业的本科生到地球化学实验室、流体包裹体实验室、流体动力学实验室、地球化学有机分析实验室去实践的机会。比如：“环境地球化学”课程中“水样的采集和河水pH值的测定”，就采取了让学生实地踏勘取样的方式，教师结合实例讲解不同水体的采样会根据研究目的的不同存在取样的位置、深度的差异，并强调了取样时的注意事项和要点。这样同学们在野外具体认知的基础之上，通过亲自动手取样，并结合样品的室内分析和地球化学理论的讲解，取得了良好的课堂效果，同时也增强了学生对野外实地取样的感性认识，加深了对课堂理论知识的理解。

4.科学研究与教学工作有机融合

教师在指导地球化学专业本科生的生产实习和毕业论文环节中，普遍以科研项目为支撑。在教与学的过程中，应充分发挥科研项目在本科生培养过程的作用，创造科学研究与教学工作融合的机会，有目的地系统提供给学生一体化的从资料调研、野外取样、室内分析到论文撰写的专业指导，这样就增强学生动手、动脑与教师辅导的力度，帮助其建立理论知识和野外实践相结合的意识和提高其科研动手能力。

5. 提高“产学研”基地的利用率

提高“产学研”基地的利用率，需要学校给予一定的支持，提供相应的便利条件，在解决了如交通工具、差旅等问题的基础上，还要配备专门的指导教师前往基地，以大自然为课堂，让同学们在身临其境的环境中完成理论知识向应用实践的转化。只有通过亲身实践，才能在以后的工作中得心应手。

当然本科生科研动手能力的提高不是一朝一夕能完成的，而是一个较为漫长的过程，不仅需要广大指导教师的努力，而且还需要学校出台相关的政策给予支持。但是，只要我们教师有提高学生科研动手能力的意识，将这种思想渗透到教学和科研工作中去，深入研究教学规律，总结教学经验，就能较好培养出满足社会需求，适应时代的发展，不仅具有扎实的专业理论知识，而且具有过硬的科研动手能力，具有创新能力和实践能力的高级专门人才。

[1] 杨忠芳，冯海艳，陈岳龙.地球化学本科教育如何突出特色培养精品[C]//王训练，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中国地质大学地球科学与资源学院教育教学改革论文集.北京：地质出版社，2005：34-38.

[2] 汪明启，诸惠燕，冯海艳，等.《地球化学样品分析》课程建设[C]//王训练，王根厚. 立足特色 塑造精品—北京 中国地质大学地球科学与资源学院教育教学改革论文集.北京：地质出版社，2005：124-127.

[3] 杨忠芳，陈岳龙，冯海艳，等.满足社会需求，适应时代发展，地球化学本科教学应如何改革[C]//王训练，王根厚.立足特色塑造精品—京 中国地质大学地球科学与资源学院教育教学改革论文集.北京：地质出版社，2005：111-115.

[4] 陈岳龙，杨忠芳，冯海艳.《环境地球化学》教学实践的几点体会[C]//王训练，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中国地质大学地球科学与资源学院教育教学改革论文集.北京：地质出版社，2005：120-123.

[5] 张德会，叶荣.关于地质类专业《地球化学》课程教学的几点体会[C]//王训练，王根厚.立足特色 塑造精品—北京 中国地质大学地球科学与资源学院教育教学改革论文集.北京：地质出版社，2005：116-119.

Im proving the Scientif i c Research Ability of Undergraduates M ajoring in Geochem istry

FENG Hai-yan, YANG Zhong-fang
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

This article introduced geochemical characteristics, training objectives and positioning of undergraduate, and proposed the research ability of geochemical undergraduates have to be improved, then discussesed the success stories of their own and other teaching practice and addressed the feasibility of series of measurements as a start to improve geochem ical undergraduates' research ability by extending innovative experimental cycle, reinforcing the openness of the laboratory, adding the comprehensive and designing experiments, making the scientif i c research and teaching work organically integrated, and improving the utilization rate of ‘producing - learning – researching’ practice base. I believe that in the near future, the undergraduates majoring in geochemistry w ill have solid theoretical know ledge, but also w ill have excellent scientif i c research abilities. They w ill become the innovative and practical senior experts.

geochemistry; undergraduates;abilities

G 642

A

1006-9372 （2012）02-0108-03

2012-06-06；

2012-07-16。

国家级教学团队“地质学基础课教学团队”，教育部“高等学校特色专业建设点—地球化学”。

冯海艳，女，副教授，主要从事环境和生态地球化学的教学和研究工作。