以学生为中心的地层学课程教学改革与实践

摘要：为了提高地质学和资源勘查工程本科地层学专业课程的教学质量，对课程的教学内容、教学方法、教学实践及课程考核等进行了改革和探索，并取得一些成果。在教学内容上注重理论与野外实践和科学研究实践相结合，同时挖掘与课程相关的思政内容，帮助学生树立正确的人生观和价值观；在教学方法上注重提高学生的课堂参与度，采用研讨法、翻转课堂、增加沉浸式实例教学等方法；在教学实践上，注重应用先进技术服务课程教学和实践，将科研创新成果融入本科实验教学，编写课程实习教材；在教学评价方法上注重全过程考核的教学评价机制。通过一系列的教学改革与实践，地层学课程教学效果明显提升，本文对本课程的针对性改革措施进行整理、归纳，为其他相关课程的教学改革与创新提供借鉴依据。

关键词：地层学；教学改革；实践

1998年，联合国教科文组织明确地提出，高等教育需要转向“以学生为中心”的新视角和新模式，指出学生不是教育教学改革的旁观者，而是主要受益对象和参与者。该理论强调以学生的学习和发展为中心，实现从以“教”为中心向以“学”为中心的转变、从传统的以教师“灌输式”教育向以学生为中心“主动学习”教育模式的转变。课堂教育作为知识传递的主战场，应充分发挥以学生为中心的教育理念，对课程教学内容、教学方法、教学模式等进行改革，最终实现促进学生发展的目的。

地层学是地质学和资源勘查工程专业本科生的专业主干课程，是地球历史科学的重要组成部分，是一门理论性和实践性均很强的学科。本文在分析当前地层学教学现状基础上，把“以学生为中心”的教学理念贯彻到课堂教学改革探索中，强调学生为主体、教师为主导。教学改革过程中结合课程特点，有效融入思政元素，帮助学生树立正确的学习观和价值观。

1课程教学现状

地层学是从事地球科学研究、矿产资源勘探开发和地球生态环境保护必备的专业知识，是一门内容丰富、涉及广泛和高度综合的地质学基础课程，对学生整体、全面、系统地球观的形成和后续课程的学习有重要作用。该课程以地球系统科学为指导，全面介绍地球的生物进化史、沉积发展史和构造演化史及其耦合关系以及全球性有机界和无机界重大事件及其环境、资源效应概况。通过课程学习，要求学生掌握沉积学、岩相古地理分析、古构造分析的基本原理和方法，了解地球不同构造阶段古生物特征、古地理面貌及古构造格局，能够运用所学知识分析、解决实际问题。本文以防灾科技学院地质学专业地层学课程为例进行分析。该课程面向我校地质学专业大二年级学生开设，总学时为32学时，2个学分，其中课堂授课18学时，课内实验14学时。地层学课程内容较多，但课时有限，如何在有限的教学课时内既能完成教学大纲设计的教学内容，又能保证教学质量和提高教学效果就需要深入研究并进行课程改革和创新。

目前，课堂授课仍沿用传授模式，以教师为主导，学生被动接受知识的教学方法。虽然对教学方法和手段进行了一些改进，如雨课堂授课、案例式教学等，但学生的主体能动性依然不高。受课时量限制，教师讲解内容比较笼统，学生的学习仅仅停留在“学会”知识的层面，与现代教育认为的教会学生“会学”还有一定差距。因此，在“以学生为中心”原则指导下，对课程教学内容、教学方法、课内实践、教学评价等进行改革。

2教学改革措施

2.1教学理念更新

改变传统的“以教育者为中心”的教学思想，树立“以学生为中心”的现代教育观。在“以学生为中心”的教育理念下，通过一系列的课程教学改革，增加学生的课堂参与度，提升学生的综合素质，落实立德树人根本任务，培养具有良好的科学文化素养和高度的社会责任感、具备较强地学专业基础和工程实践能力的应用型人才。

以学生当前状态为基础，以促进其发展为目的，发掘学生潜力，促进全面发展。把学习作为教育的中心，在学生所有活动中，学习是中心；以学习效果为中心，把学习效果作为判断教学和学校工作成效的主要依据；重视测量和反馈在学习中的作用，建立有效的及时反馈机制，使效果评价能有效帮助学生调整学习、帮助教师调整教学，帮助学校调整工作。教育引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

2.2教学内容革新

将课堂内容与野外实践相结合。地层学的知识相对比较抽象，难于理解，为了更好地让学生理解理论知识，将相关的课程内容与野外实践相结合。充分挖掘认识实习观察到的各种地质现象或地质内容，将其充分利用到课堂讲授过程，增进学生对课程内容的理解。如相分析的基本原理“瓦尔特相律”，简单的字面意思比较容易理解，但是难以根据时间的相随建立空间的环境变化。因此，讲到这部分内容的时候引入大一野外地质认识实习时观察到的中新元古界层型剖面地层：常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组、高于庄组、杨庄组和雾迷山组等地层，帮助学生理解同一地区在不同时间内形成的地层不同，反映的是该地在不同时间段所处的古地理环境的不同即空间的变化，巩固野外教学成果的同时，加深学生对地层学基本原理和方法的理解。在讲解层理构造和层面构造的时候，引入团山子组泥裂构造及高于庄组的层面波痕构造，利用动画展示这些构造的成因，使得学生能够形象地理解沉积构造定义及成因。介绍地层接触关系时，引入杨庄组与辉绿岩、雾迷山组与盘山岩体的侵入接触关系，常州沟组与太古宙基底的沉积接触关系，团山子组与大红峪组整合接触关系、大红峪组与高于庄组平行不整合接触关系等内容。天津蓟县中新元古界地层为华北地台保存最为完整、变质程度最低的地层，因此在讲中国主要大陆形成史时，可以全面借鉴实习内容，让学生实地了解华北板块的形成演化历史，了解华北裂陷槽的开裂—发育—闭合的历史。

充分利用案例教学法，将理论与科学研究实践相结合。地层学课程的教学内容多、理论性强，学生学习过程中存在原理不清楚、理论知识抽象、难以与实际相结合等问题，加强案例教学，提高学生地质思维和解决实际问题的能力。目前关于华北板块、华南板块不同时期古地理背景的研究资料丰富，收集与课程内容相关的研究成果，利用有效案例进行专题教学，鼓励学生在课堂进行讨论、分析，极大激发学生的学习兴趣、活跃课程氛围，能够很好地引导学生将所学知识用于理解和解决实际问题。同时，鼓励学生申报与课程相关的大学生创新项目，增加实践机会，提高实际动手能力。

充分挖掘地层学中蕴含的理想信念、国家情怀、创新思维、科学家精神等思政元素，将其作为专业课教学的兴奋点，灵活地融入课堂教学中，以先辈在专业领域的感人事迹或取得的成果引领青春梦想，以专业前沿的重大问题激励创新担当，强化思想引领，发挥本课程的思政育人作用。

2.3教学方法创新

（1）改变学生在课程讲授中的被动性和客体性，提高学生教学课堂参与度。目前课程教学过程中用得较多的是研讨教学法，一般学生对初学的知识把握程度不高，为了避免讨论过程中的沉默不互动，以小组为单位的研讨教学法更适用于本课程的教学。如在进行地层划分和地层对比实验时，学习能力强的同学可以在研讨的过程中帮助未完全消化岩石地层单位“组”的划分原则和方法，不熟悉地层接触关系的同学，以小组的形式探讨划分方案更可行，教师起到有效控制课堂秩序、答疑解惑的作用。最后，综合各小组划分结果，教师讲解正确答案，这样的课堂教学效果相较于之前每个学生独立完成实验效果要好很多。

（2）采用较多的教学方法为翻转课堂法。翻转课堂教学法改变了传统的以教师讲解，学生被动获取知识的方式，学生作为课堂的主体，通过各种有趣的教学活动学习知识，该方法的优势是促使学生课下自主学习知识，主要用于地史学部分内容的学习和讲授。教师在雨课堂下发学习任务，提供学习资源网站及课程视频资料，供学生课前自主学习，后以小组的形式为全班讲解知识，讲授形式不限，可以是PPT讲解，也可以是视频制作，广泛开发学生的创新意识。

（3）增加沉浸式实例教学。今年学校与自然资源实物地质资料中心签订了新的合作协议。其重要的科研、科普资料、岩芯钻孔资料可以充分应用到地层学课程的课程教学和实践教学中。如年代地层单位界限层型点，又叫金钉子，金钉子的意义和确立依据、中国有多少金钉子，在什么位置，这些相关内容在实物地质资料中心均有详细的剖面和实物介绍，学生可以实地参观、了解、记忆，比教师单纯在课堂讲解更有趣、更具体，学生更能从感性上认识理解金钉子的概念和内涵。白垩纪地质历史特征的讲授，可以带学生去实物地质资料中心观察松辽盆地白垩纪岩芯地层及钻孔VR视频，立体感受其沉积过程。

2.4信息载体创新

在对教学内容和教学方法创新的同时，积极开拓以互联网技术和新技术为载体的教学形式创新。以教学资源网站为载体，为学生提供大量的学习资料。将课程的教学大纲、教学计划、考试大纲、PPT课件、试题库试题、历年试卷等教学相关内容全部上传到课程资源网站，供学生下载学习。此外，教师收集了大量与课程有关的资源网站，如国际地层委员会、化石网等网络资源、历年国际地质年代表、参考教材及最新研究进展等资料全部上传至资源网站。

依靠新技术、新方法，整理学校地质学基础实验室相关实验标本，建立各个标本的专属二维码。到目前为止，已经整理出共计31个脊椎动物化石标本二维码、154个无脊椎动物化石标本二维码和121个岩石矿物标本二维码。二维码的使用大大减少了实践课上学生注意力不集中的情况，扫码听介绍，视听结合的教学方法，使得知识的传授更简洁、方便、高效。目前该方法也应用到了课程知识拓展环节，在案例教学过程中使用的实际案例资料、最新研究成果等，全部制作成二维码，方便学生学习使用。在“晶体光学”“沉积环境沉积相”等课程的教学、实践及课程建设中也在逐步推广。

2.5实验教学创新

除用先进技术方法将实习资源转换为方便快捷使用的二维码以外，充分挖掘与课程相关的科研论文、学位论文及学校教师科研项目，根据教材大纲，从庞杂的素材中甄别、提炼出适合地层学实践教学的新理念、新方法、新内容。如大陆边缘实践课程中，为了帮助学生理解板块运动机制及运动结果，收集了许多关于青藏高原隆升机制的资料，并制作成二维码上传至资源网站。但在拓展资源的选择上，尽量选取概要介绍性、容易理解的资料，避免学生畏难退缩，对于自我要求高的同学可以提供原始科研论文，以供深入自学。除收集公开发表资料外，也将学校承担的各类项目应用到实践教学中，如在北校区钻探获得的钻孔地层、三河—夏垫活动断裂联排钻孔均可以应用到地层学的实践教学中。将科研成果融入实验教学可以极大地丰富教学内容，促进课程建设，而且能够提高学生对专业课程的认同度，激发学生参与科学研究的积极性，培养学生的科研创新能力。

以小组为单位完成的实践内容，全部用绘图软件绘制成电子版，作业以“纸质+电子版”的形式提交计分。沉积示意剖面图的实验鼓励学生将沉积过程做成动画，以理解其如何随时间演变特征，动脑与动手相结合的课程实践方式，增强了学生的环境分析能力和实际动手能力。

2.6教学评价创新

2020年以前，地层学课程的总体评价是基于考勤（10%）、实验报告（30%）、期末考试（60%）的比例设置。而学生的课堂表现、小组讨论参与程度等均纳入考核范畴，使得考核内容不够全面，过程成绩考核结果区分度不高。

为了确保对学生评判的公平、公正，根据地层学课程的特点，对教学评价进行了改革，注重课程的过程性评价。课程总成绩的比例依然由平时成绩40%和期末成绩60%组成。平时成绩由考勤、课堂表现、小组讨论参与程度、翻转课堂参与程度、实习报告、期中考试等多个方面组成，每完成一次授课，任课教师将学生考勤、课堂表现、报告质量、绘图完成情况等进行汇总，定期在班级学习群反馈平时成绩表现优异的学生，让表现优秀和良好的学生追求卓越，同时鞭策表现一般的学生反思并自我完善，通过多次教学反馈和互动，不断释放正能量的引导作用，让更多的学生自愿学习课程内容。全过程考核学生学习和知识掌握情况，力争做到考核结果公平、公正、合理，通过正向引导，提高学生学习的积极性。

结语

在以学生为中心的教学理念指导下，开展的一系列教学内容、教学方法、信息载体、实验教学和考评机制的革新，使学生成为教学的主体，大大地激发了学生的学习兴趣和主观能动性，提高教学质量。

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基金项目：防灾科技学院教育研究与教学改革项目（JY2023A02）

作者简介：刘智荣（1978—），女，汉族，河北人，博士，副教授，研究方向：沉积地质学和地震地质学。