地球科学概论课程教学的几点思考

解超明

（吉林大学地球科学学院，长春 130061）

地球科学是一门历史悠久、研究领域宽广、分支学科较多、理论与实践紧密结合并有着广泛应用前景的学科体系[1-2]。当今，地球科学已经进入到“上天、入地、下海、登极、资源、环境、未来”的新时代，地球科学越来越与人类的命运密不可分，成为一个命运共同体[3]。公众越重视科学，就越必须了解地球系统问题[4]，地球科学教育已经成为可持续教育的关键组成部分[5-6]。地球科学作为人类科学技术认知世界的六大基础学科之一[7]，以地球为主要研究对象，包括环绕地球的大气圈、水圈、生物圈及地表形态，着重研究固体地球的组成、构造和形成演化历史，为人类生存和社会发展提供科学依据。当代地球科学应是面向社会发展重大需求的，全球变化和地球宜居性已经成为人类所关心的核心问题。

地球科学概论作为地球科学教学体系中的先导性课程，在吉林大学（以下简称“我校”）是面向地学部地质类低年级学生的专业基础课。主要任务是讲授地球科学的基本知识，进行地质思维的教育，使学生建立起正确的地球观，培养人与环境和谐发展的科学素养，逐步建立和培养学生的专业兴趣[8]。其重要作用在于使学生对地球系统科学有一个全面的了解，重在培养学生的学习兴趣[9]。这门课具有知识要点多、实践性强、要具有较强的空间和形象思维能力、课程内容涉及大量地质动态过程、教学效果往往取决于教师的讲课技巧和学生的想象力、知识更新速度快等重要特点[2]。在该课程的教学中，围绕上述特点对地球科学的教学内容和教学模式开展了大量讨论与研究[10-11]。国内很多地学高校已开始从地球系统科学的全新观念入手，积极推进地球科学概论的课程体系、教学内容、教学方式及教材问题等方面的改革与研究[1，9，12-13]。但对于刚步入大学校园的学生来讲，一时还没有完全认识到专业基础课的重要性。因此，本文对该课程教学中突显的问题进行了初步分析，并提出了几点思考和建议。

一 思政之盐融入教学，会使课堂有滋有味

专业课思政教育是高校全员、全程、全方位育人的重要体现[8]，是每一位专业教师的重要职责。在教学中，最关键的是激发学生的学习热情，培养学生对地质类课程的专业兴趣，从而提高学生学习的积极性和主动性。在近年来的课堂教学中，有学生选这门课并不是由于认识到学习地球科学的重要性，也有学生认为这门课与他的专业关系不大，所以课堂教学中出现了学习目的不纯，缺少学习动机的现象。导致出现上述问题的重要原因之一可能是缺乏正确的价值观引领，在课堂教学过程中专业课育人的迫切要求日益凸显。只有将思政之盐融入教学，才会使课堂有滋有味。因此，在课堂教学过程中，合理适时地把不同内容、不同形式的思政教育之盐融入教学大餐，除了知识传授与能力提升之外，更应该增强社会主义核心价值观引领，以此为基础的教学思想转变或将更加有利于激发学生的学习热情，增强学生的时代使命感与责任感。教学过程就是引领学生进入科学的文化殿堂，地球科学又是偏重于理论知识的，这就要求在课程教学过程中，教师要把枯燥的理论知识讲活，既要使学生充分掌握基本知识，又要很好地激发学生学习兴趣。教师在传授知识的同时，可将人文素质、科学精神及国家安全等融入其中，要让学生不仅掌握知识，更懂得如何做人[14]，厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长见识、培养奋斗精神，提升学生综合素质。其实在我们身边有很多地球科学工作者，他们的工作事迹可以让学生燃起浓烈的专业兴趣和家国情怀。如我校著名的地球物理学家黄大年，他把为祖国富强、民族振兴、人民幸福贡献力量作为毕生追求，是“心有大我、至诚报国”的典型代表，为我国科教事业作出了重大贡献。在地球科学概论的教学过程中，可以顺其自然地融入社会责任、感恩地球等，充分发挥教师思想及价值观引领的重要作用。在解释专业问题的同时，将社会主义核心价值观自然而然地融入教与学的全过程之中，势必会使学生的大局意识、团队意识及责任担当意识发生明显改变，使学生更加具有家国情怀。

二 合理安排教学内容，注重教学资源建设

地球科学概论的教学内容应根据教学目标、学生的专业情况、课堂的实际情况等多重因素而设定，并不能仅仅选一本教材或一套PPT 课件就是全部的教学内容。地球科学课程的教学内容要适应社会需求，要以学生为中心，要更应该注重适应学生的专业发展。就目前大多数高校而言，在地球系统观的教育方面也都在进行课程设计调整，使教学内容少而精，进一步增加实践教学环节。在课程教学中遵循注重拓宽知识面、反映学科前沿和保持地球系统科学完整性等原则，全面加强知识性与趣味性，同时使本课程兼具科学普及的特点。合理安排教学内容体现在以下几个方面。

在教学内容的取舍方面，建议适当选择突出科学前沿与重点的内容。随着时代的快速发展，全面型和创新型人才越来越被社会所需要。在教材选用方面，教师应当多参考选用国内地质学领域新颖而有价值的优秀教材，借鉴国外优秀地质学教材，将其应用于课堂教学，及时了解学科前沿，积极调整并更新教材。在日常科研工作中，应更多关注地球科学发展的国内外最新前沿动态，实时更新扩充自己的知识体系。与此同时，还要充分地将涉及地质学前沿领域的新闻报道应用在课堂教学过程中。一般而言，教材的更新相对于目前学科发展来说明显滞后，但是社会对人才的要求却总是紧跟学科前沿在不断发展变化。在课程材料准备时，既要立足于经典的教材，又要更多关注最新科学前沿动态。在课堂教学过程中，介绍一些最新的重大地质事件和热点新闻，不仅能满足课程教学与时俱进的要求，也能更好地激发学生对地质学的学习热情。当介绍重大的地质事件及地质灾害时，学生不再认为地球科学的基础理论知识是枯燥乏味的，他们普遍意识到这些最新的地球科学及相关科技进展与应用就在自己的身边，而且与我们的生活是如此息息相关。把这种突出科学前沿与重点的教学内容适当地应用在课堂教学中，势必取得良好的教学效果。还可以从学生的成长经历与不同阶段的生活进行研究，挖掘地球科学与学生生活素材的关系，巧妙地把地球科学的知识嫁接在生活中，让学生主动构建自己的知识体系，从而发挥学生的创造性与创新性，激发学生的学习兴趣。

要注重课程的教学资源建设，形成包括科研论文、科技新闻、图像、音视频及网络信息库等庞大教学资源库。多媒体PPT 课件制作也要力求达到重点突出、内容清晰和说理生动、条理性强，并充分利用形象的图片及短视频、科普公众号及学生自制科普视频等丰富内容，避免单调。力图以图、文、音和画并茂的高质量课件和线上线下教学资源吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性与学习兴趣。受新冠感染疫情的影响，线上教学又成为特殊时期开展教学工作的主要手段。虽然在知识传授、考核评价尤其是实践能力培养等诸多方面不如线下教学，但是线上教学的资源性、可回顾性及开放性为教学组织形式提供了全新的思路和方法，也为高校教学打开了新思路[15]。

三 创新教学组织形式，探寻高效教学模式

课堂是教育教学的主阵地，是推进学生基本素质的形成与健全人格发展的主渠道[16]，和谐的课堂教学组织显得尤为重要。如何提高学生的积极主动性和高效的自学能力是目前该课程课堂教学的关键环节之一。要让课堂成为教师乐教、学生乐学的殿堂。在课堂教学中应大量采用互动式教学激发学生学习兴趣，要让学生对教学内容感到好奇，使学生能在教学过程中获得主动权，才能真正提高学生观察地质现象与分析问题的能力。例如对于一些地域性比较强的知识点，如喀斯特地质作用，可以请来自四川、贵州等地区的学生组成学习小组，在教师的指导下，学生自主地去收集素材，了解科学前沿动态，在课堂上为大家展示，让学生在教与学的过程中占据主动地位。教学课程中适当地开展学习论坛或知识竞赛同样也会达到非常好的教学效果，例如我校古生物教研室2019 年、2020 年、2021 年连续成功举办的“PALEO-TALK”古生物学习论坛，模拟学术会议，作为本科教学活动的全新尝试，让我院学生接触到了当前国际前沿学术交流的形式，亲自制作和讲解，每一位参与的同学都兴趣满满、大有收获。2021 年，我校还组织地球科学概论课程的同学们成功举办了“首届大学生科普大赛”。这次科普作品的制作主要是同学们利用寒假期间完成的，同学们通过学习地球科学概论这门课的专业知识，能够学以致用。通过撰写科普文章、制作海报和录制视频等形式普及地学知识。如同学们设计的作品：《地球，你知多少？》《生命之源》《冰川》《浊流》《河漫滩》《潮汐》《鹦鹉螺》《鱼类的演化》《早古生代的奇妙生物》《走进青藏高原》等，这都是本课程所讲述的重要内容。通过同学们的精彩展示，让更多人去了解地学知识、认识地球的奥秘。科普竞赛是本课程延续性教学模式的一次重要尝试，除了课堂的理论学习，同学们可以在课后及课程结束之后继续通过各种形式去学习，去应用自己的专业知识。在这个过程中，不仅更好地普及了地球系统科学知识，更重要的是增加了同学们对地球科学的认识，提高了同学们的专业兴趣和团队协作能力。这些学习论坛和科普竞赛在提高学生综合素养，激发学生学习兴趣，培养本科生科研能力方面充满创新并具有十分重要的意义，非常值得专业基础课课程教学借鉴与推广。只有这样，才能真正培养学生的专业兴趣，充分调动学生的积极性与主动性，从而培养学生自主观察学习、创造性地去实践的能力。

地球科学是一门源自野外观察与实践的科学，只有经过长期的野外实践才能牢固掌握相关知识[17]。除了课堂教学，实践课程是高校地球科学教学工作的重中之重，也是逐步深化教学改革的主要环节，对于培养学生实践能力、提供地学人才综合素质有着至关重要的作用。实践教学的授课原则：第一是系统性，通过实习课的精心设计，将各学科、各章节的知识有机组合，强调系统与逻辑性；第二是强调实践性，安排一些与时代脉搏共通的内容，如可再生能源、环境保护和地质灾害等，让学生感受到地学并非只是晦涩难懂的理论，而与自己的日常生活息息相关，启迪学生将所学知识应用到日常生活中；第三是前沿性，将基础知识与当前国内外学术热点与前沿紧密联系，并融科学性、趣味性于一体，以激励学生的热情和科学探索精神，如火星地质特征与“天问一号”登月任务等相结合；第四是可操作性，由于学生还缺乏深厚的地球科学背景和实验技能，所以在安排实践教学时，让学生结合所学，重基础，提兴趣，培养勤于动手、积极思考、严谨求实的作风，如我校学生可以依托吉林大学地质博物馆，让学生留心观察和寻找地学代码，现场教学，让学生利用所学知识临场担任讲解员角色，促使学生变被动为主动，更加深入地理解地学知识，提升专业兴趣。

积极改革教学方法与教学手段，采用启发式、讨论式、互动式、翻转课堂和案例式等教学方法和教学模式，配合多媒体音像教学、电化录像片观看教学、典型实物、模型和挂图等多种教学手段，将传统的教学手段和现代教育技术完美结合。逐步增加课堂讨论的比重，鼓励学生发挥创造性，用多种思路探讨问题。通过学生课前预习及资料收集、课堂辩论及演讲等方式全方位地让学生参与教学体验。在授课时，教师引入知识点，提出问题，让学生分别讲述自己的观点，教师不做点评，而是让学生充分讨论，并在课后带着问题继续研讨学习，制作科普作品，通过发布公众号等，提高学生学习的成就感，采用知识点+问题+研讨+科普制作的模式，使学生学会学习+学以深入+学以致用。采取主讲教师全面授课，并与校外专家、校友及学长专题讲座相结合的课堂组织形式。可以考虑聘请学院及校内外有关专家学者、知名校友及在校的优秀学长就有关地球科学问题或科学素养举办专题讲座。专家的研究成果、自身实践和良好学风定会潜移默化地影响学生，使其在良好的外界环境中得以熏陶，并通过主观努力树立良好的职业道德，掌握扎实的地球科学理论知识。综上，通过合理调整教学内容，依托网络教育资源共享学习平台和移动端，综合利用或开发各类教学资源，开展线上教学+线下教学+实验教学+实践教学的全新教学模式。结合当前的教学手段，将多媒体、网络平台、数字博物馆、吉林大学地质博物馆和虚拟野外实习等多种多样的辅助教学系统逐渐开发并尝试应用到地球科学概论课程的教学中，从而全面提高学生的综合素质。

四 优化课程考核评价，降压除燥提升能力

在教学中应该真正站在学生角度，优化课程考核评价，降压除燥提升学习能力。可以拓展多种评价方法，努力实现教学考核评价的多样化。目前本课程对学生的评价普遍还是依据学生在期末考试中的成绩，学生上课的表现及实验课实验报告完成情况作出的“以分数论英雄”的评价体系。这种评价体系的弊端在于基于测试型的考核并不能真正全面地反映出学生对于课程知识的理解程度及教师的教学效率，还是一种单向的考核评价。然而在倡导综合性素质教育的高水平研究型大学中，用分数来衡量学生学习情况的权重越来越低，对学生自主思考、思维能力等综合性能力的培养要求越来越高。更为重要的是，一考定乾坤的考评方式，也会加大学生学习的思想负担，从而大大挫伤学生专业兴趣的提升。疫情期间，线上教学过程中，课程考核问题也凸显出来。所以，根据学生线上获取知识和在新教学模式下的适应情况，高校教学应全面进一步优化考核评价方式。就本校本课程而言，建议以各个自然教学班为单位，逐步建立以理论课堂研讨、科普活动、实验技能提升、实践过程及期末考评的全教学过程、全方位的考评方式，降低期末考试在考评中的比例，提高课堂、科普和实践的考评指标，如可以利用系统的课堂教学考评表，对学生的课堂参与程度、学习的态度及学习过程进行评价，也可以对学生参与科普竞赛的完成讲解情况进行评价等。旨在减轻学生期末考评压力，全面提升学生在学习过程中获得的成就感和专业兴趣，从而全面提高学生的综合能力。

五 结束语

在地球科学概论教学过程中，既要生动地阐述基本知识与理论，还要注意应用多种模式的教学方法，将知识维度和认知过程维度贯穿整个教学过程，达到教学目标、过程与结果系统性的评估。通过对课程材料与教学内容进行系统梳理，精简教学内容，创新课堂教学组织形式，增加实践教学环节，优化考评方式。打破目前教学中，教师主动、学生被动的教学方式，要变学生为主动；拓展课程的深度与广度，让学生接触科学前沿，主动思考问题，充分发挥学生的思维能力，提升学生主动学习的兴趣，提高课堂与实践教学质量。通过这门课把学生引入地球科学的殿堂，使学生对本专业产生极大兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，将课程思政融入专业基础课教学，实现价值引领，全方位、全过程、全员立体化育人，培养学生实践精神和创新精神。