“矿物岩石学”实验课延伸教学新模式改革与实践

董春梅，徐方建

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580

为了配合国家高等学校教学质量与教学改革工程的要求，满足资源勘查工程专业对基础地质知识的需求，培养适应当代社会发展的创新人才，中国石油大学（华东）十多年来将结晶学、晶体光学与光性矿物学、造岩矿物学、岩浆岩石学和变质岩石学等基础课程整合为“矿物岩石学”1 门主干课程，精选了教学内容，编著出版了适合学校特色的《矿物岩石学》教材、《矿物岩石学实验技术》指导教材、《矿物岩石学CAI 课件》。最突出的教学内容改革是将矿物岩石手标本和显微镜下鉴定整合到一起，有效避免了教学内容的脱节和重复。同时，实验教学的内容和教学方法不断进行改革，形成了从实验课堂的学习到校园内外的自主学习，从验证性学习延伸到到探索性学习的新的实验课教学模式，改革效果显著。2007 年“矿物岩石学”被评为山东省精品课程。

矿物岩石学实验是“矿物岩石学”课程的重要组成部分，所占比重大。“矿物岩石学”实验课教学改革经历了实验室教学、拓展教学到延伸教学三个重要阶段。1953～1987 年，实验室教学（第一课堂），重在矿物、岩石手标本及薄片的镜下鉴定；1988～1999 年，拓展教学阶段（第二课堂），将实验课堂拓展到校园内外石材和野外露头，重在扩大学生视野，进一步强化矿物岩石的鉴定技能；2000 年至今，延伸教学阶段（第三课堂），重在通过实验室内外相结合，发现问题，开展探索性科学研究，达到培养学生的自主实践和创新能力的目的。

一、实验课的改革思想与教学理念

培养学生的实践能力和创新意识是实验教学改革的重要目标。矿物岩石在自然界比比皆是，与人类生活息息相关。针对这一特点，把实验室课堂拓展到校园内外及大自然这个更广阔的课堂，可以进一步强化岩矿鉴定技能，把实验教学课堂盘活，引导学生从验证性学习延伸到探索性学习。让学生从第二、第三课堂中汲取灵感，培养兴趣，激发动力，培养他们的动手能力、创新意识和科研能力。

二、实验改革主要内容

1.实验室教学（第一课堂）

实验室内系统掌握矿物岩石的观察和鉴定方法，永远是最基本的教学方法。结合理论课教学内容，教师用少许时间讲解实验目的、内容，演示矿物岩石的鉴定方法和步骤，之后学生独立进行观察，写出实验报告，教师针对问题进行全程指导。实验室教学中，我们充分利用显微视教系统、多媒体等现代化教学手段，借助小刀、放大镜和盐酸等传统工具，通过手标本和偏光显微镜下相互结合研究，完成实验室内学习。同时，将实验室周边橱窗摆放了相关模型和典型矿物岩石标本，墙上悬挂了与矿物岩石有关的教学科研成果图片，营造出良好的学习氛围。

2.实验拓展学习（第二课堂）

仅仅完成实验室内矿物岩石学教学，对于学生来讲是远远不够的，实际上实验室内观察的矿物岩石的规模、新鲜程度、岩石种属会与野外实际观察有着相当大的差别，若仅限于实验室内教学就会造成与真实大自然的脱节，使学生无法真正掌握矿物岩石的鉴定特征。因此，教师提前进行校内外及野外备课，充分利用校园内外的石材以及周边的自然条件，设计相关问题，如“我身边的矿物岩石学”、“校园内外石材考察”、“小珠山野外考察及花岗岩种属”、“黄岛海岸基岩特征”、“青岛地区花岗岩的分布”等供学生自主选择的野外考察选题。教师指导学生进一步开展自主考察和研究，可以采用课堂讨论、课前发言或撰写考察报告等形式将考察研究结果进行交流。对于同学们提交的报告，教师进行批改、指导，并计入考核成绩。这样，我们将课堂教学扩展到了课外及野外，从室内的验证性实验延伸到校园内外的探索性学习。

第二课堂教学中，教师还带领学生进行“地质游园”活动，针对校园内外的石材进行现场教学。该项活动得到了共青团山东省委学校部的重视与报道。

以中国石油大学（华东）校园标志性雕塑“创造太阳”为例，“创造太阳”取材于典型的红色花岗岩，花岗岩美丽的色彩、坚硬的性质是其成为雕塑石材的主要因素。地质游园过程中，教师针对花岗岩的颜色、结构、构造、矿物成分及其主要鉴定特征进行讲解，待学生自己观察理解以后，教师还将“创造太阳”雕塑的含义进行讲解。

另外，青岛的著名旅游景点如崂山、八大关、海水浴场等基岩海岸，实际上也多是花岗岩，还有辉绿岩、细晶岩、火山碎屑岩、片麻岩、砂岩等岩石类型，教师通过有针对性提示，使学生在外出游玩过程中，可以自主观察岩石。

灵山岛位于青岛市西南黄海，与中国石油大学（华东）为邻。目前，灵山岛已经引起了诸多学者的关注。灵山岛南端老虎嘴景区有一层灰白色巨厚层流纹质熔岩，所暴露的熔岩底部流动构造非常明显而壮观。以往我们观察流纹岩，看到的多是流纹岩的上部，而底部由于深埋地下而无法直接观察，灵山岛出露的流纹岩底部是不可多得的地质露头，我们已经带领部分学生进行了相关的考察与学习。因此，灵山岛将是极好的地质旅游景点。

3.实验延伸学习（第三课堂）

通过第一课堂室内教学和第二课堂的拓展学习，学生的学习兴趣得到了极大的激发。学生走出课堂，走进大自然，开始发现问题并寻求解决问题的方法。

教师针对学生发现的问题有目的的开放实验室，将教师的科研手标本和薄片也提供给同学，结合精品课程网站上开设的实验指导板块，提供多功能显微镜、图像分析仪等多种现代化科研设备，配合小刀、放大镜、盐酸、偏光显微镜等传统技术手段，进行更深入的研究。教师还可以进一步鼓励同学们参加大学生科技活动，申报大学生创新基金，参加各层面的岩矿鉴定技能大赛，取得更高层次的学习和研究成果。

三、实验改革教学效果

“矿物岩石学”课程多次获得优秀评价，2007年获评山东省精品课程，这与实验教学改革是密不可分的。来自校内外的专家对本实验课程给予了高度评价。中国科学院院士刘宝珺认为该课程注重学生能力培养，通过加强实验、课程设计和野外实习等实践环节，有的放矢开放实验室，使学生能力得到了明显提高。中国地质大学（北京）姜在兴教授认为本实验项目拥有国内先进的教学软、硬件条件，大大提高了教学效果。

从调查情况看，“矿物岩石学”课程连续多年成为较受学生欢迎的实验课程之一，学生对实验教学的延伸性教学模式改革以及教学方法、教学手段等给予了较高的评价。2011、2012 年本科生7 项涉及“矿物岩石学”的课题得到了大学生创新创业训练计划资助。本科生罗勤民等完成的“青岛唐岛湾的形成机制与演化”研究成果于2009 年荣获第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖，第十一届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖，并发表在2011年12 期《高校地质学报》杂志上。

研究过程中学生的所学得到了拓展和延伸，理论与实际相结合，得到了很好的锻炼。最近的2011 年首届青岛市高校地质技能竞赛，我校学生获得了岩矿鉴定技能和综合地质技能一等奖。这也充分显示了良好的实验教学效果。

四、实验改革项目的特色

我们充分利用校园及青岛周边的自然条件，建立了实验室教学与室外及野外教学并行、从验证性学习延伸到到探索性学习的实验教学新模式。在实验课堂教学的基础上，增加了并行及后续的校内外岩石考察和研究，该实验教学内容改革体现了持续发展的特色。

充分利用课程网站，采用教师设计与学生自主实践相结合、野外考察与实验室鉴定相结合、岩矿鉴定与其他测试分析相结合、科研成果和实验教学相结合的方法，开放实验室，让学生自主学习与研究，体现了实验教学方法及手段的创新。新的岩矿鉴定教学模式弥补了实验室与野外实际的差别，避免了与真实大自然的脱节，拓宽了实验范围，开阔了视野，增强了学生的实际工作能力，激发了学生的兴趣，促进了学生研究和创新能力的培养，体现出教学改革效果的特色。

五、结束语

高等教育承担着培养高级专门人才、创新型人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。当前传统地球科学向地球系统科学的转变进一步深化，促使地质高等教育面临知识系统更新、培养质量提高、服务领域拓展的新挑战。“矿物岩石学”实验课程依据课程特点和自然条件进行改革，形成的新的实验教学模式体现出鲜明的专业特色，是推进矿物岩石学教学改革与创新的重要组成部分，这对于提高高校地球科学专业基础教学整体水平，对于提升学校办学实力与竞争力有着积极的促进和示范作用，有效促进了学校人才培养、科学研究和社会服务整体水平的提升。

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