地质学创新人才培养模式的探索与实践
——以兰州大学地质学专业为例

2019-01-30 19:55孙柏年闫德飞解三平吴靖宇杜宝霞熊聪慧

中国地质教育 2019年1期

孙柏年，闫德飞，解三平，吴靖宇，杜宝霞，熊聪慧

兰州大学地质科学与矿产资源学院，甘肃兰州 730000

为适应地球科学发展和社会对创新人才需求的新形势，我们以新的教育理念，构建了5种既相对独立又相互传承的培养模式，形成了从课程、教材、教学论文、科学普及、创新能力、国际交流到野外实践等贯穿兰州大学地质学本科教学全过程的新体系，这一教改活动大大提升了学生的创新思维、创新能力和学习能力。通过课程建设，使全校通识课“地球历史及其生命进程”成为兰州大学优质课程，于2015年获批为教育部国家精品视频公开课程。创新能力培养使本科生的科研兴趣得到了极大增强，创新潜力得到充分发挥。教材建设、教学论文、科学普及传播的相互结合，为全面推进素质教育提供了经验。国际国内先进教学方法交流与融合模式，将国外先进经验融合到兰州大学地质课程的教学中来。

一、地质类课程 — 国家精品视频课程共建模式

课程建设一直是高等教育的核心内容之一。我们一贯坚持教学与科研并重，认识到在深入了解本学科前沿进展和最新成果的基础上，才能讲授好所承担的每门课程。我们以建设“地球历史及其生命进程”国家精品视频公开课程为龙头，以建设甘肃省精品课程“古生物学”为核心，在将这两门课程共同建设成为继承经典、不断创新、具有特色和一流教学水平的优秀专业基础课和通识课的前提下，把地质古生物学的内容以不同的角度外延到“普通地质学”“地史学”“地层学”“演化古生物学”“煤田地质学”“环境地质学”和“地质遗迹与地球环境演变”等系列课程的授课内容中。课堂教学中，以教学经验丰富的教授为负责人，采用集体备课、研讨的方式，及时更新教学内容，教学小组内部相互听课、介绍教学经验，以提高教学水平。所承担的课程得到了学生的高度评价，达到了理论联系实际、教学质量高、教学效果好的目的。公选通识课“地球历史及其生命进程”是一门面向全校文、理、工、农、医类本科生的课程，学生选课积极、踊跃，课容量达200人。通过6年多的精心建设，“地球历史及其生命进程”已成为兰州大学一门具有特色的通识课程。此课程体现了先进教学模式和优秀教学方法的相互融合。该课程于2015年获教育部国家精品视频公开课程，成为影响力大、受众面广的高校科学文化素质教育类课程，展现了高水平大学的教育教学实力。

二、本 — 硕 — 博三位一体创新能力传承模式

利用教学团队成员均承担国家和省（部）级自然科学基金项目的优势，积极指导大学生国家级和校级创新创业项目，认真承担本科一年级普通地质学实习、二年级地质填图实习、三年级野外生产实践实习和四年级毕业论文的指导，并保证高质量的进行。同时，采取1名教师和1名博士生（或2名硕士生）、3～5名本科生组成研究兴趣小组的培养方式，从本科生三年级野外实践开始，以小组为单位讨论项目实施方案、共同开展野外地质调查与室内实验分析、阅读专业文献、合作撰写研究论文。研究生与本科生年龄接近，兴趣相同，研究生以自己成长的经历对本科生言传身教，遇到问题学生之间相互讨论解决，复杂问题师生一起讨论，使本科生科研创新能力和论文撰写能力得到了很大提高。充分发挥了研究型大学本科—硕士—博士连续、系统培养体系的优势，使本科生的科研兴趣得到了极大增强，创新潜力得到了充分发挥，在三年级就进入了创新研究的良好状态。通过这种三位一体的创新能力野外实习和毕业论文并重的培养模式，学生得到了快速成长。

这一培养模式获得了师生的一致欢迎，并取得了良好的成效。孙柏年教授指导的三年级本科生龚宁小组完成创新训练项目“内蒙古固阳盆地及其邻区早白垩世植物化石与埋藏环境”，从全国600多所高校的近2000项成果中脱颖而出，于2014年10月在教育部、科技部联合主办的“第七届全国大学生创新创业年会”上，经过两轮高校联合盲审和一轮专家组终审，成功入选此次年会展示项目。解三平教授指导的大学生创新项目论文发表在中文核心刊物《古生物学报》。吴靖宇教授以及杜宝霞副教授指导的创新项目完成的科研论文均发表在SCI收录刊物上。目前团队指导大学生在《中国科技论文在线》发表论文5篇。2010级本科生王雪莲（第一作者）创新项目的研究成果，在全国学术年会获报告奖，该论文已在SCI收录期刊《Palaeoworld》发表。2012级本科生王伟中参加中国古植物学术年会做报告并获奖，2013级本科生华一帆创新项目所完成的论文于2016年发表在《中国科技论文在线》。目前，由研究生和本科生合作完成并发表的SCI收录论文30多篇。

三、教材建设 — 教学论文 — 科学普及传播模式

在普及地球科学和生命科学等相关理论知识的基础上，汲取了地球历史及其生命演化领域的一些新的科学成果，积极将这些新知识纳入本科生教材编写和教学研究论文的撰写之中，出版了本科生通识课程教材《地球历史及其生命进程》。为满足大学本科通识课教学需要，编写本教材时，不仅重视了基础理论与科学应用的结合，还特别注意了内容的知识性和普及性，力求通俗易懂，便于各个学科专业的学生学习。此外，将教学经验、教学成果及时进行总结和提高，撰写并发表教学研究论文6篇，编写实习指导书2本。

我们清楚地意识到，加强科学技术普及教育、提高民族科学素质，已成为持续增强国家创新能力和国际竞争力的基础性工程，广泛开展科学技术普及活动是大力实施科教兴国战略、全面推进素质教育的重要举措。始终重视科学传播，定期开展传播科学思想、弘扬科学精神的科学普及活动。利用各种传媒以通俗的语言文字，让公众易于理解、接受和参与的方式向普通大众介绍地质古生物科学知识。

以古生物化石唱主角的活动已成为兰州大学每年“世界地球日”系列活动和甘肃省地质学会科普活动的品牌。团队中的教授每年在“世界地球日”都会为大、中、小学生和其他人员做相关的科普讲座。同时，热爱古生物学科的学生以志愿者的身份也积极参与科学普及工作，在“世界地球日”活动期间，多次在兰州大学本部校区、兰州大学附小举行古生物化石展及相关主题小学生绘画展活动。志愿者担任现场讲解员，积极与咨询者互动，激发了人们对古生物学的兴趣，收到了良好的科普效果。把野外考察的见闻及时撰写科普论文是我们培养学生的又一特色，目前已撰写科普论文20多篇。

四、国际国内先进教学方法交流与融合模式

把国际和国内最先进的教学思想和方法引入融合到兰州大学地质学类本科教育中来，并把我们的培养模式介绍出去，是项目组多年一直致力开展的工作。孙柏年教授现为中国古生物学会教育工作委员会主任委员，解三平教授受聘为秘书长，在推进地质古生物教学教改活动方面起到了积极作用。2013年和2015年两次在全国古生物学大会上，孙柏年教授做为召集人和发起人主持了以“地质古生物学教学与人才培养”为主题的专题研讨会，会上孙柏年教授的“大学通识课程《地球历史及其生命进程》的教学与实践”、闫德飞教授的“兰州大学古生物学教学和实践模式”以及解三平教授的“兰州大学地层古生物实验教学与创新能力培养成果”的交流报告，得到了与会代表的好评，扩大了兰州大学在推动全国地质古生物学教育教学方面的影响。2016年3月在中国地质大学（武汉）召开的“古生物学教学与人才培养研讨会”上，孙柏年教授介绍了兰州大学地质古生物本 — 硕 — 博三位一体创新能力培养模式及所取得的成果，得到了国内23所“985”和“211”大学参会代表的一致好评。

紧紧抓住国际教学与学术交流的机会，充分了解国外著名高校的教学理念和教学方法，并结合本校教学实际，将国外先进教学经验融合到本校的教学中来。目前，教学团队与多所世界著名大学古生物教学小组在教学方法、方式方面进行了广泛的交流。吴靖宇教授在美国宾夕法尼亚州立大学访学交流；解三平教授在美国佛罗里达大学访学交流；孙柏年教授先后赴美国佛罗里达大学、英国伦敦帝国理工学院、德国哥廷根大学、德国波恩大学、俄罗斯圣彼得堡植物研究所、西班牙马德里大学、土耳其伊兹密尔度库兹埃路尔大学、日本东京中央大学、突尼斯Bizert大学和突尼斯大学、韩国首尔大学访学交流。

此外，项目组先后派遣4名博士生赴国外著名大学学习交流1～2年，包括美国布莱恩特大学、英国谢菲尔德大学、美国佛罗里达大学、美国东田纳西州立大学。同时邀请了美国宾夕法尼亚州立大学Pffergon教授、德国波恩大学Hans Kerp教授、奥地利维也纳大学David Ferguson教授、澳大利亚昆士兰博物馆Turner Susan教授来校交流。

项目组还先后接收国内高校及研究所的硕士及博士研究生前来学习交流，极大地促进了同行之间的交流及合作，先后有中国科学院昆明植物研究所博士生星耀武、Frédéric Jacques，南京地质古生物研究所博士生田宁及中国地质大学（武汉）的硕士生潘文静来兰州大学进行了学习交流。外单位研究生的到访也为项目组研究生的培养带来的新的思路。在接受外单位研究生来学习的同时，也积极鼓励研究生到外单位学习交流，其中丁素婷曾赴南京大学学习交流一个月，杨毅向中科院寒区旱区研究所苗运法博士学习孢粉处理技术，杨国林赴中科院南京地质古生物研究所学习木化石处理技术，此外研究生还积极参加南京大学与中科院南京地质古生物研究所举办的联合大实习及中科院西双版纳热带植物园举办的夏令营活动，这一系列举措都收到了良好的效果，研究生的互相交流极大地促进了科研水平及创新能力的提升。

国际著名大学的教学理念与方法给了我们很大启示，使我们在施行的本—硕—博创新培养模式过程中效果显著。2013年孙柏年教授带领博士生董重、李瑞云参加了在德国哥廷根大学举行的中德国际古生物学大会。其中董重介绍了由她与2名硕士生和3名本科生共同完成的研究工作报告，在中外青年学生报告中脱颖而出，获得大会青年科学家奖。董重同学是我们从本科生开始重点培养的人才之一，该奖项的获得证明多年来实践的本 — 硕 — 博三位一体创新能力培养模式卓有成效。

五、地质野外实践与创新模式

地质学是一门实践性很强的学科，野外教学是必不可少的环节。尤其是野外实践教学可为学生提供广阔的学习空间，可让学生广泛接触自然界和人类社会，在增强学生的探研和创新意识方面具有其特殊优势，故实践教学已受到教育部门，乃至社会各界的普遍关注和重视。团队成员在指导大学生“创新创业”和“䇹政学者”计划的同时，每年都积极承担“普通地质实习”“野外填图实习”和“生产实践实习”的教学任务。在“生产实践实习”教学过程中把自己的科研方向与本科生专业知识培养相结合，教师根据自己的学科方向带领本科生到不同地区进行野外实践。

野外教学过程始终坚持贯穿以学生为主体，开展以培养能力、激发学生主动性和独立思考、创造性思维为目的的启发式教学活动。在野外解决地质的实际问题，在增强学生对地质及古生物学现象的直观认识的前提下，最终归于对地质理论的理性解释和领悟。在化石剖面地质观察、典型区段地质解析、古生物化石采集与整理过程中，采用“四段式”教学，即每到一化石采集地点，教师首先依据本区段地质特点及与相邻区的相互关系向学生提出一系列相关问题。包括就事论事由表及里的直观问题，由此及彼的抽象问题提供思考；其次由学生带着问题自己观察、分析、思考化石的保存特征，在观察过程中或与同学、或与教师相互讨论；然后教师或学生提问，自由发言或指定发言、讨论，尤其鼓励自由讨论并引导辩论；最后由教师或指定学生作总结发言。这个过程大大锻炼了学生的野外实践能力，并增加了学生对地质学科的热爱。本科生刘洁同学正是在宝积山盆地实践教学中采集化石时，发现部分叶片不完整，提出了用计算模拟的方法恢复叶片完整形态的设想，并付诸实践，最终在《甘肃地质》合作发表了题为“甘肃宝积山盆地上三叠统舌叶属化石形态模型建立初探”的学术论文。