地球化学特色专业建设、改革与实践

汤华云，余淳梅，谢淑云

中国地质大学（武汉）地球科学学院，湖北 武汉 430074

地球化学是一门通过研究地质过程中元素或同位素的化学组成、化学作用和化学变化，进而解决地质学乃至地球科学问题的学科。基于与现代测试技术和地球科学新理论相结合，地球化学在地球系统的精细时空演变、生态与环境评估处理、资源预测与勘探等领域展现出强大的本领。地球及地球上各种岩石何时形成？地球各圈层的化学组成及其对地球形成演化有哪些启示？为什么有些地区会出现奇怪的地方病？蔬菜水果的品质与土壤中的元素组成有关吗？矿是如何形成的？怎么找到这些矿等等，都是地球化学能解决的科学问题。现代地球化学已与地球和物质科学的许多领域深度交叉融合，是21世纪最富生命力和最活跃的学科之一，是含地质类学科院校兴办的重点专业之一。

一、中国地质大学（武汉）地球化学专业的建设历史、专业定位及特色

中国地质大学（武汉）地球化学专业是新中国成立后引入我国的新兴学科，是推动我国地球化学学科发展的主要力量之一。早在1955年，於崇文院士就在原北京地质学院讲授地球化学。1960年，应国家地质找矿的重大需求，北京地质学院成立“地球化学及地球化学勘探”专业，并将矿产地质与勘探专业三个班划归本专业培养。1975年，武汉地质学院成立后，组建地球化学教研室，地球化学专业恢复每年招生；1978年设立地球化学与地球化学找矿研究所， 1985年10月正式更名为地球化学系。1987年中国地质大学成立后，地球化学系划归地球科学学院，自此形成了地球化学专业在京、汉两地办学的格局[1]。

在59年的办学实践中，在以於崇文、张本仁、高山三位院士为学术带头人的几代教研团队努力与传承下，建立了有较强国际影响力的理论地球化学、岩石圈地球化学、分析地球化学以及富于特色的勘查地球化学、计算地球化学、环境地球化学等多个细分学科方向[2]，培养了一支老中青合理搭配的专任教师队伍，形成了与专业目标相适应的人才培养方案，建成了既有国际一流水准、又有专业特色的较为齐全的教学科研保障体系。1981年和1984年地球化学硕士和博士学位授权点又相继获批。1993年，地球化学被地质矿产部评为重点学科；2002年，本专业被批准为国家一级重点学科；2010年被教育部评为国家级特色专业，是我国培养地球化学基础理论及实践应用专门人才的重要基地。

本专业在地质学与化学学科的理论基础上，侧重从地球物质的元素及同位素组成、存在形式与分布、迁移的微观规律等角度构建知识结构与体系，培养能运用地球化学理论及思维，从事地学基础研究、资源勘查与评价、环境评估与治理以及地质样品元素和同位素测定方法开发的多元化和特异性人才。为探索地球奥秘、缓解资源压力、应对全球环境变化与治理输送专门力量，为构建宜居生态与人地和谐共生，服务我国创新驱动及绿色发展战略提供智力支持和专业方案。除拥有较强的理论地球化学及岩石圈地球化学外，还办有勘查、环境、计算以及分析地球化学四个服务经济社会发展的应用型专业人才培养方向；此外，建成了完善的培养保障体系，平均每年培养超过50名本科生，成为我校地球化学专业的特色与人才培养优势。

二、中国地质大学（武汉）地球化学专业的改革与建设实践

近年来，面对日益激烈的学科竞争和地矿行业转型升级对人才素质的新要求，我校地球化学专业居安思危，从教书育人管理体制、师资队伍、教学资源、室内及野外课堂改革[3]、内涵式人才培养及突出办学特色等多个方面大胆探索改革、主动作为求进，在专业建设和人才培养质量方面取得积极成效。

1.聚焦育人全过程管理，以“两化四制”推行多点创新的人才培养管理模式

一是室内教学小班化、野外教学双师化。对本专业的“地球化学”“环境地球化学”“分析地球化学”等九门特色课程实施小班讲授、分组实习实验；针对野外路线教学时间紧、任务重的特点，推行双教师带班，提高了实践教学效率和质量。二是本科教学团队建设管理制。组建岩石圈和应用地球化学两个本科教学团队，构建了“团队团长管总、课程首席主建、团队成员主讲”的分层教学组织体系。以教学团队为责任单元，引航教学改革、研究，教材、课程及实践基地，常态化备课听课等日常建设。2009年，入选地球化学国家级教学团队。三是教师聘期本科教学最低要求制。实施“室内授课最低学时和野外教学最低周数”“野外基地教学轮排”制度，有序分解教学任务，落实名师、教授上本科教学第一线的任务要点。四是本科生导师制。以双向选择方式为每位大二学生配备定向学业导师，将对学生思想政治、基础学习、科研训练、毕业论文指导作为教师职责的制度安排，成为本科生全过程培养的直接抓手。五是教学质量综合评价反馈制。建立校院联动教学质量评议和反馈机制以及奖惩章程。将学生评教、校院两级督导评教相结合，将单一分数评教与交流改教议教相结合，将评教与不定期课堂巡视相结合，科学监督本科课堂教学；对每年教学评教居于学院前10%的教师予以奖励并计入职称晋升和评优评先考量。制度化管理保障了教学力量投入、教学组织效率和本科教学质量。

2.聚焦师资建设，夯实教师队伍，铸牢人才基础

本科人才培养质量，归根到底靠师资队伍质量。我们树立高水平师资引领发展的理念，坚持以师资队伍建设为龙头、以师德师风为内涵、以教师专业技能为核心、以投入本科教学为根本的师资建设原则，不断优化教师年龄和专业分布，打造德政艺行四馨的高水平师资队伍，建成了包括学校教学名师1人、国家杰出青年基金获得者2人、科技部“万人计划”入选者3人、国家优秀青年基金获得者2人、国家青年“千人计划”入选者1人、海归青年教授1人在内的师资队伍，并基本实现教师学位全博士化。此外，引进3名国际学术大师、2名兄弟单位“杰青”作为短期兼职教授，参与本科人才培养。

实施青年教师发展规划，多举措促青年教师快速成才。发挥教学团队集体备课听课效能和课程责任教授传帮带职能，帮助青年教师稳步提高教学水平、独立上好一门专业课。近年来成功举行了大别山、浙江大明山、江西城门山铜矿及湖北大冶铁矿区集体考察和备课。实施青年后备人才计划，三年计划期内为青年教师提供一定额度科研经费和一次国际旅费，支持他们赴海外名校进修合作，七位“80后”教师先后入选后备人才支持序列；紧扣专业结构和学科细分增长点，成立造山过程与岩浆作用、青藏高原演化、碳循环以及重金属污染与治理四个系内学科创新研究团队，构建学术梯队，帮助青年教师找准研究切入、快速脱颖成长，促成岩石圈等优势学科青年教师创新成果不断，环境地球化学新兴学科亮点时时呈现，青年教师成长态势良好，巩固了传统优势学科和新兴应用学科的发展后劲。

3.聚焦教学资源短板建设，完善本科教学软硬件保障体系

协调推进主干和特色课程信息化建设。继2005年“地球化学”入选国家精品课程后，分别于2014年和2015年建成“地球化学”和“勘查地球化学”两门湖北省精品资源共享课，拓展了线上学习资源。录制32学时“同位素地球化学”授课视频，成为深受师生喜爱的课后学习素材。2012年主编出版普通高等教育“十一五”国家级规划教材《地球化学》，被不少兄弟院校采纳使用。富有特色的《分析地球化学》教材编撰取得重要进展，《秭归应用地球化学实习指导书》进入编辑出版阶段。

扎实的实践动手能力和丰富的实验经验与技能，是地球化学专业本科生的必备素质，也是人才培养特色[4]。我们高度重视特色实践教学基地和各类专业实验平台建设。在以地质学专业为主导的北戴河、周口店和秭归地质实习基地外，还在秭归建有涵盖环境污染现场评估、地球化学分析样品采集、野外快速数据测量、基本化探工作方法等环境、勘查地球化学异常采集和土壤质量与优质茶蔬关系的九条特色实践教学路线，开展为期两周的野外实践教学；在该特色实践教学中，除突出地球化学专业在应用行业运用的训练外，还重点引导学生善于用地球化学的思维和方法进行野外观察、野外采样及实地分析等。依托学科建设，建成地质过程和矿产资源、生物地质与环境地质两个国家重点实验室，配备满足微区地球化学高精度测试等的高端设备，成为本科人才培养的重要助手。近五年，集中资源高标准新建了有机、无机、勘查、化学分析等七个专门的应用地球化学教学实验室，拥有ICP-MS、ICP-OES、AAS、GC-MS和TOC等先进仪器，服务“地球化学”“勘查地球化学”“分析地球化学”“微量元素地球化学”“同位素地球化学”“有机地球化学”“环境地球化学”和“土壤与土壤化学”本科课程教学所需，也是大学生课余实践应用能力与科研训练的重要平台。

4.聚焦育人第一主战场，创新教学组织形式，以课堂改革向人才培养要质量

课堂教学是大学专业知识传授的第一场所，是大学生培养的第一抓手[5]。创新课堂组织形式，激活学习主体活力，提高授课质量，增强学生获得感，是我们课堂改革的根本考量。一是更多组织以“学生来讲、学生来论、学生来问”为主要表达形式的翻转小班教学，让小班学生动起来、让小班学生忙起来、让小班师生互动起来。例如，我们加大课堂教学的实践比重，在“地球化学”以及“微量元素地球化学”授课中，植入6～8学时以学生讲解地球化学领域经典文献、特别是英文文献的翻转训练，对提高本科生查阅文献、组织演讲、制作专业PPT的能力和进行演说、巩固专业知识点都起到明显促进，学生普遍对这种课堂形式充满热情。还鼓励学生随时打断教师进行提问，增强学生学习的积极性；不定时地安排课堂临时作业或小测验等系列举措，有利于教师对课堂的整体把控，对促使学生坐到前排来、把头抬起来、将手机揣兜里、把笔记本拾起来，充分参与课堂，塑造良好学风有积极效果，成为我院课堂教学改革的亮点。二是注重将时代热点、国家产业政策风向以及身边的问题现象与专业知识讲授相结合。基于本专业较强的应用特性，将武汉市东湖水质污染、长江流域生态演变等身边环境污染及治理问题引入“环境地球化学”教学，引导学生运用环境地球化学的理论知识分析环境问题的根本原因和可能的解决措施；将资源过度开采导致的环境问题引入课堂，使学生理解今天我国绿色、可持续发展理念的重要性及习近平总书记“两山理念”的博大内涵。紧贴国计民生的授课内容，挖掘了专业课的趣味性，增强了学生对专业知识学习的热情，让专业理论讲授“活”了起来。三是运用现代新媒介拓展课外课堂。结合现今各类学术组织公众号不断涌现的现象，我们借助QQ群及微信群，实时分享与专业课有关的科学前沿成果及社会热点，并参与和学生的交流，拓宽了学生的专业知识圈。

5.聚焦人才内涵成长，着力抓学生实践动手、科学素养、社会责任能力培养

内涵成长的本质是人才综合素质全面培养，其重要实现途径是教师“讲好”学生课余时间这第二课堂。就地球化学专业本科生而言，就是要培养学生既有扎实基础，又有较强实验分析、数据处理等动手能力[6]。我们以一流科研平台和本专业应用地球化学实验室为平台依托，以大别山、河北汉诺坝等地经典地质路线考察，大学生创新创业训练项目，本科生课余科研立项，本科生专项实验技能训练项目以及自主科研选题等一揽子立项为抓手，实训学生处理样品、进行样品前处理及参与样品实测等实践、实验动手能力；通过要求本科生积极参与研究生的定期组会，使之逐步了解一定的学科前沿，会进行简单数据分析处理，锻炼他们的科学思维，培养基本科学素质。每年本专业有20余名学生以各种形式参与课外实践及科研实训。应用地球化学学科教师在指导研究生教学时，总是将本科生带进武汉及江汉平原等周边环境调查典型场所第一现场，引导学生适应感兴趣的实际问题和对应的科研选题。加强科学研究训练在人才培养中的比重，成为我们人才内涵式培养的重要举措。

此外，发挥国际合作优势，输送优秀本科生到海外实习或短访，参加澳大利亚、泰国、美国等海外国家经典地质现象考察，参加国际会议，为学生提供国际交流机遇，开阔视野。以海外名师讲座、海外地学大师短期授课等方式，丰富学生国际化培养的形式。国际化办学拓展了人才培养渠道，提高了人才培养质量和竞争力。同时，借助名师面对面、茶语青春等主题活动平台，我们不时向优秀青年学子介绍我校老一辈地化人激情创业的历史、“奉献担当、团结奋进、守正创新、卓越一流”的地化精神锤炼过程，引导青年学子珍视光荣传统、传承职业精神、富有家国情怀。这些丰富的第二课堂组织，培养了一批掌握扎实地球化学专业思维和技能的品学兼优的研究生生源。

三、中国地质大学（武汉）地球化学专业深化改革、争创一流的主要思路举措

我校地球化学专业深化改革要以新时代党中央对高校本科教育的总要求和全国教育大会精神为指引，依托双一流学科建设，发挥学科优势，优化师资和充实教学资源、加强基础课程建设，创建一流实践基地和实验平台，创新教学管理制度，激发师生教与学活力，践行专业基础、动手能力、地化思维、创新意识和道德思想等五维育人理念，着力培养“品德高尚、基础厚实、专业精深、知行合一”的复合型专门人才，把本专业建成师资队伍一流、专业特色鲜明、教学管理规范、软硬件保障齐全的高水平育人平台，成为我国培养一流研究和应用型地球化学人才的高地。

一是聚集师资队伍建设不放松。要持续用好当前国家和校、院对优秀人才的引进政策，调动全体教师积极参与引智。树立“主动邀约、长期开放”姿态，以国内外会议、学科组交流等渠道加强对海内外人才的宣讲和引进，以继续充实岩石圈地球化学和分析地球化学方向专业师资，不断吸纳环境和矿床地球化学领域优秀人才，夯实青年师资储备，优化学科师资结构。同时，将师德师风日常建设摆在更加突出位置，不断强化教师践行社会主义核心价值观、潜心教书育人、多投入本科教学的自行觉悟，尤其在培养政治硬、业务精、育人高的教学名师方面取得显著性成绩。

二是进一步加强本科教学团队建设，抓实团队职能、做实教研教改。要主动探索本科教学团队组织协调新机制，进一步确立建设主管，明确教改主攻、具体课程主建，分解授课主责，为日常教学组织和建设提供有力机制保障。同时，以一流专业和一流课程“双万计划”建设为契机，发挥教学团队的规划、落实和督促职能，推进主干课程教学内容革新、新版《地球化学》和《分析地球化学》教材编撰出版、“地球化学”和“环境地球化学”MOOC建设，在“地球化学”和“环境地球化学”两门“金课”建设方面务实迈进，以内容新、适用强、贴现实的课程变革和建设，促进教学质量提升。同时，继续完善和实施制度化的野外集体备课、常态化室内集体听课和教学研讨，构建互学互评互督互改的生动教研局面；大力探索一线课堂教学革命，创新教学形式，做到“教师增心思、学生增负担”，激发教学主体动力，不断提高授课效率、增强学生对专业知识的获得感和实用感。

三是继续推进特色实践教学基地及实验平台建设，不断充实育人实践/实验平台。野外实践和实验教学是我校地球化学专业培养特色人才的根本保证。将优先加快补齐秭归应用地球化学实践基地的教材、实验基础设备等教学软、硬件短板，设计能体现地球化学专业应用特色的路线授课内容，以高效运转的特色实践基地强化本专业育人优势。同时，完成XRF、MC-LA-ICPMS等高水准实验室新建，完善岩石圈地球化学方向本科教学和教师科研对基础平台的需求。此外，在建成无机、有机地球化学教学实验室基础上，结合学院学科发展现状和规划以及本专业部分教师的发展实际，不断筹集要素资源，推动生物地球化学实验室建设取得进展，服务本专业新兴的生物地球化学领域专业人才培养。

四是瞄准人才培养质量薄弱环节，更大力度提高实践育人比重，着力强化本科生实践/实验等动手能力训练；更大范围普及大学生创新科研训练，着力培育本科生创新思维能力。以本科生导师制为抓手，以大学生创新创业计划、校院科研立项、实验室专项技能训练以及自主科研选题、毕业论文设计为制度化载体，明显增加学生参与各类科研项目及实践活动的比例，营造浓厚科研氛围，切实增强学生用地球化学的基本科学思维解决地球科学问题的意识，提高他们用地球化学的技术方法解决实际问题的动手能力。优化秭归应用地球化学野外路线教学内容，设立更多动手操作、数据采集与计算机处理分析环节，加强对应用地球化学基本专业技能的实践与提高。进一步深化与有关企业和科研院所等单位的联合办学，为人才成长搭建更多实践机遇。

五是更加突出拔尖创新人才培养。要全力做好学院新设的国际菁英班“地球化学”“应用地球化学”课程教学，以及国际菁英班地球化学方向本科生的精细培养工作。依托高水平师资的前沿科学研究课题、借助一流科研平台的技术优势和广泛的国际合作渠道，瞄准国家级和省部级诸如“挑战杯”“大学生创新创业训练计划”以及“海外联合培养项目”，对国际菁英班以及其他优秀本科生开展更精准的全过程培养，尤其是科研创新能力的针对性培养，使之尽快成长为具有扎实专业基础、独立动手能力、特别是突出科研创新水平乃至成果的拔尖创新人才，提高本专业本科人才培养的显示度。

四、结束语

我国已迈入以创新驱动高质量发展的新时代，高等教育迎来由数量扩张向质量全面提升的内涵式发展新阶段。坚持“以本为本”“四个回归”，坚持本科教育基础地位、人才培养核心地位，坚持以立德树人为根本任务，以提高人才培养质量为核心目标的新时代教育理念，培养服务我国地球化学学科理论创新和绿色、可持续发展需求战略的新型人才，成为办好地球化学专业的根本遵循和价值追求。我们将坚守教书育人的使命职责，齐上阵多投入，聚焦育人质量、聚焦创新思维培养，从学习一流专业新国标起手，从培养模式、室内外课堂改革、办学保障方面入手，以师资建设为先手、教学团队为推手，课内外教学、科研训练及毕业论文为抓手，对特色金课、特色基地、拔尖人才培育上重手；将“严在地大”贯穿于始终，向专业基础、能力训练、论文质量下狠手，努力培养“思想纯、基础牢、动手强、爱创新、懂应用”的地球化学专业新能手。