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緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇地質(zhì)學的課程,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
關(guān)鍵詞:地質(zhì)學基礎(chǔ);教學;多媒體教學;實踐;探索
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)49-0209-02
《地質(zhì)學基礎(chǔ)》是高等師范地理科學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學習地理科學專業(yè)后續(xù)課程的入門課,同時該課程也是地理科學專業(yè)的必修課。學好它將為其他地理課程如“人文地理學”、“中國地理”、“世界地理”等打下良好的學習基礎(chǔ),并直接服務(wù)于中學的地理課堂教學和課外地理活動,有助于今后進行地理科普宣傳活動及開展鄉(xiāng)土地學科研,開發(fā)和利用地質(zhì)、地貌資源,振興家鄉(xiāng)經(jīng)濟;同時,對于大學生樹立辯證唯物主義世界觀也有重要的意義??傊?,掌握該門課程的知識、理論和方法,是中學地理教師智能修養(yǎng)的重要組成部分。另外,該門課程對學好自然地理學,特別是對《地貌學》的后續(xù)學習也是必不可少的。
一、《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程教學體系
1.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教材、教輔。《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程以宋春青等人的《地質(zhì)學基礎(chǔ)》為教材。國外的參考書目有:Strahler.A.N的《Physical geology》,Dott.R.H 等人的《Evolution of the earth》,以及Seyfert.C.K等人的《Earth history and plate tectonics》等。國內(nèi)的參考書目有:王維的《地球的形狀》、李叔達的《動力地質(zhì)學原理》、劉東生的《黃土與環(huán)境》、王鴻禎和劉本培的《地史學教程》、蘇文才和朱積安的《地質(zhì)學簡明教程》、夏邦棟《普通地質(zhì)學》、潘兆櫓的《結(jié)晶學與礦物學》、李善邦的《中國地震》以及武漢地質(zhì)學院煤田教研室的《煤田地質(zhì)學》等。
2.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學目的。地質(zhì)學是研究地球的科學,地質(zhì)學側(cè)重研究地球的地下部分;地質(zhì)作用分內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用。對于地質(zhì)學的學習,即注重內(nèi)動力地質(zhì)作用對地表形態(tài)的塑造機理,也注重外動力地質(zhì)作用對地殼物質(zhì)和構(gòu)造形跡的改造。不僅讓學生掌握地質(zhì)學的基本原理,更重要的是要做到加強聯(lián)系,互相滲透,各有側(cè)重,相對獨立,注重實用。通過本課程的學習,使學生充分認識和了解“我們只有一個地球”的真實含義,從而使他(她)們成為一支在未來的生活中善待地球、保護我們美麗家園的重要力量。
3.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學內(nèi)容。該課程主要講授地殼的物質(zhì)組成,地質(zhì)作用的類型、條件、作用過程,地殼的構(gòu)造形變和改造,地質(zhì)發(fā)展歷史等,共分十章,共計安排72學時,教學安排在同一學期。包括室內(nèi)礦物、巖石標本認識實習。具體內(nèi)容詳見表1。
4.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學方式。《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學方式采用教師講授與學生多媒體教學互動的方式結(jié)合進行。①傳統(tǒng)教學存在的問題,作為一門實踐性很強的課程,在沒有將多媒體教學引入課堂之前,對《地質(zhì)學基礎(chǔ)》采取的授課方式只能是以“填鴨式”簡單描述的教學授課模式,學生們普遍缺乏感性認識,教學效果較差。由于授課的對象是大學一年級的新生,學生們在多數(shù)的時間里對一些地質(zhì)現(xiàn)象常常感到“丈二和尚摸不著頭腦”,而授課教師用了大量寶貴時間進行解釋也不見得效果有多好,加之該門課程是地質(zhì)學各個分支學科的大綜合,初學者面對眾多生澀的專業(yè)術(shù)語往往會望而卻步,對學習該門課程的積極性和趣味性影響很大。②多媒體教學在本課程中的應(yīng)用:PPT演示,PPT演示不僅具有省時、高效、省力的優(yōu)點,而且展示圖片的功能異常強大。在《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程教學當中,最基本的教學內(nèi)容需要向?qū)W生傳授礦物、巖石的相關(guān)知識,特別是重要礦物和三大類巖石的經(jīng)典圖片需要展示,往往能激發(fā)學生們的學習熱情。從課堂教學實踐看,效果非常好。在該門課程的實踐教學中,筆者在互聯(lián)網(wǎng)收集了大量與地質(zhì)學內(nèi)容有關(guān)的動畫,比如巖層的形成順序、褶皺和斷層的形成、物理風化作用、桂林山水的成因、地幔對流過程、大陸漂移和礦床的形成等。從教學的效果看,事半功倍,非常成功。動畫演示得形象生動,初學者容易理解;視頻演示,視頻演示在《地質(zhì)學基礎(chǔ)》教學中的應(yīng)用可以說將多媒體教學的作用發(fā)揮到了極致。平常筆者十分重視將該門課程同日常發(fā)生的地質(zhì)事件相聯(lián)系。將地質(zhì)現(xiàn)象和教學內(nèi)容緊密結(jié)合。在互聯(lián)網(wǎng)上的主流網(wǎng)站搜集了大量地質(zhì)視頻影像資料。比如《火山活動》《日本3.11大地震》《唐山地震啟示錄》《四川汶川大地震》《板塊構(gòu)造學說》以及《地殼波浪鑲嵌構(gòu)造》等。這些視頻資料的播放,仿佛將學生帶到了地質(zhì)事件發(fā)生的第一現(xiàn)場,極大地震撼了他們的心靈。通過播放一些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的全過程,同學們充分認識到學習地質(zhì)學知識的重要性和緊迫性,學習的積極性和主動性大大提高。
5.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的考核方式?!兜刭|(zhì)學基礎(chǔ)》課程考核包括平時成績(課后作業(yè)、實驗報告、課堂提問等,占室內(nèi)教學考核總評成績的20%)、階段測試(占室內(nèi)教學考核總評成績的10%)和期末考試(占室內(nèi)教學考核總評成績的70%)等3個組成部分。成績皆采取百分制。平時成績:課后作業(yè)、實驗報告、課堂提問等。階段測試:期中考試、實驗考核等。期末考試:以基本概念的理解、識圖能力、分析問題和綜合分析問題的能力為考核重點,試卷一般以名詞的解釋、綜合題(填空、選擇、判斷、簡答和論述等)占較大分值(一般為卷面分值的75%左右)。
二、《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學效果
《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程是陜西師范大學旅游與環(huán)境學院地理科學專業(yè)學生的專業(yè)必修課,也是學生大學一年級入學后的兩門專業(yè)課之一;盡管存在著種種不利的因素,比如大一新生不適應(yīng)大學的學習方式等原因,從對2005~2012級學生的講授效果來看,學生對本門課程的滿意程度達到95%以上(評教結(jié)果);從期末考試的成績看,考試分數(shù)大都符合正態(tài)分布,綜合成績的通過率在90%以上。
通過多年來的《地質(zhì)學基礎(chǔ)》教學,筆者深深地感到多媒體教學的重要性和必要性。因此,在高等師范地理科學專業(yè)《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學實踐與探索中首要的任務(wù)就是要加強多媒體教學。和傳統(tǒng)的教學相比,多媒體教學有著得天獨厚的優(yōu)勢,其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:(1)傳授知識準確;(2)教學形式多樣、靈活;(3)教學省時、省力、高效;(4)能夠激發(fā)學生們學習的興趣。當然,多媒體教學也有其劣勢,主要體現(xiàn)在教學過程中PPT翻頁的速度太快,不利于學生在課堂上記筆記。針對存在問題,多年以來筆者對多媒體教學做了適當?shù)母倪M。具體來講,發(fā)揮其優(yōu)勢,彌補其不足,在教學過程中,除了有適當?shù)暮诎灏鍟?,還將多媒體課件發(fā)到學生郵箱,以備復(fù)習之用。多年的實踐證明,不論多么夸大多媒體在《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程教學中的作用都是不過分的。
另外,在《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教學實踐與探索中還要以教材主導,因材施教,加強實驗課教學環(huán)節(jié)。眾所周知,地質(zhì)學是一門實踐性很強的學科,其實踐性主要表現(xiàn)在礦物及巖石的識別方面,讓每一個同學在較短時間內(nèi)認識重要的礦物和巖石,是這門課程的最基本要求。鑒于《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程是一個地質(zhì)學這個學科的“濃縮版本”,而且學習者基本上沒有基礎(chǔ)知識,這就要求教師在最初的講授過程中要適當?shù)芈恍⑶乙运鶎W的教材為主,不然會使學生感到不理解的名詞、術(shù)語太多、生澀,從而產(chǎn)生畏難情緒,所以老師在講授的過程中要吃透教材,找出難點、重點,主動為學生答疑解惑,只有這樣,才會做到本門課程學習的事半功倍。
參考文獻:
[1]宋春青,邱維理,張振春.地質(zhì)學基礎(chǔ)[M].第四版.北京:高等教育出版社,2005.
關(guān)鍵詞:地質(zhì)學基礎(chǔ);室內(nèi)實驗;野外實習;實踐,探索
中圖分類號:G646 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)41-0035-03
《地質(zhì)學基礎(chǔ)》是高等師范地理科學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課[1]。眾所周知,地質(zhì)學是研究地球的一門自然科學,其側(cè)重于研究地球的地下部分,是地球科學的重要組成部分。地質(zhì)學的主要任務(wù)是研究地球的物質(zhì)組成、構(gòu)造運動、發(fā)展歷史和演化規(guī)律[2],為人類的生活、生產(chǎn)和發(fā)展服務(wù)。地質(zhì)學的研究方法包括野外調(diào)查、室內(nèi)實驗和模擬實驗及歷史比較法[2],客觀上決定了它的實踐性,不參加必要的室內(nèi)和野外實踐,要想從事地質(zhì)學的學習和研究是不可能的。所以,《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程作為一個地質(zhì)學這個學科的“濃縮版本”,同樣也具有很強的實踐特性。因此有目的地開展《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的見習實踐活動,不僅很有必要,而且對掌握《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的精髓意義重大?!兜刭|(zhì)學基礎(chǔ)》課程的見習分室內(nèi)實驗和野外實習兩大部分。作為長期從事《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的見習實踐者,筆者有責任、有義務(wù)對以往的實踐活動進行總結(jié),希望這些工作能對該門課程的見習有所幫助。
一、《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的室內(nèi)實驗
《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程中很重要一部分內(nèi)容涉及地殼及上地幔的物質(zhì)組成。元素組成礦物,礦物組成巖石,巖石形成巖石圈。巖石圈的運動實際上就是板塊運動的重要內(nèi)容。因此,認識并掌握重要的礦物類型和巖石類型對于進一步學習和掌握地質(zhì)學的相關(guān)理論和研究,意義重大。需要指出的是,和傳統(tǒng)的物理、化學實驗不同,礦物和巖石的實驗主要是認識實習。室內(nèi)實驗的核心就是掌握礦物、巖石肉眼鑒定的方法,具體來講,就是憑借放大鏡、小刀、條痕板、稀鹽酸等簡單工具和化學試劑對礦物的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)進行判斷[3],識別出礦物,然后根據(jù)礦物組合規(guī)律確定巖石名稱。
1.礦物的室內(nèi)實驗。①實驗教學目的和要求:認識礦物的形態(tài)和重要的物理性質(zhì),礦物的物理性質(zhì)的核心是光學性質(zhì)和力學性質(zhì),其中礦物光學性質(zhì)主要包括顏色、條痕、光澤和透明度;而力學性質(zhì)主要包括硬度、解理和斷口等,要求實習學生熟記摩氏硬度計,體會解理和斷口之間的互為消長關(guān)系;學會肉眼鑒定礦物的方法;掌握常見礦物的重要鑒定特征。②實驗項目具體內(nèi)容,包括目的、內(nèi)容、主要實驗儀器、教學方式和實驗預(yù)習等。③實驗礦物的分類包括自然元素大類、硫化物大類、氧化物和氫氧化物大類、鹵化物大類和含氧鹽大類等五種類型。④注意區(qū)分經(jīng)常容易混淆的礦物:比如自然金、黃銅礦和黃鐵礦;方鉛礦和輝銻礦;方解石、石英和螢石;等。
2.巖石的室內(nèi)實驗。①實驗教學目的和要求:認識巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和主要礦物成分特征;掌握常見巖石的肉眼鑒定方法和步驟。②實驗項目具體內(nèi)容,包括目的、內(nèi)容、主要實驗儀器、教學方式和實驗預(yù)習等。③巖石分類包括火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。需要指出的是,對于三大類巖石的認識,注意必須兼顧認識巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。譬如,在火成巖室內(nèi)實驗中,需要了解火成巖的分類原則,按照二氧化硅含量的不同,火成巖可分為超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖等四種類型;由于火成巖形成因巖漿活動的方式不同而分為噴出巖和侵入巖,因此火成巖的種類相對而言就顯得比較復(fù)雜,例如中性巖既有噴出巖,又有侵入巖,即使二者化學成分相同,其巖石的面貌也會大相徑庭。所以說認識和肉眼鑒定火成巖一定要從巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造入手,才能弄清其成因,從而正確地區(qū)分不同種類的巖石。同樣,沉積巖和變質(zhì)巖也應(yīng)結(jié)合它們各自的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造來進行肉眼識別,其中,沉積巖具有“成層”特征,即部分具有層理構(gòu)造,含動、植物化石;而變質(zhì)巖的礦物“定向性”的片理構(gòu)造特別明顯。另外,結(jié)合三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,也會對肉眼鑒定中也有一定的幫助作用,例如,沉積巖中的頁巖和變質(zhì)巖中板巖具有親緣關(guān)系,具有一定的相似外貌,初學者容易混淆,從巖石的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系中比較容易解釋,即頁巖經(jīng)過變質(zhì)作用就會形成板巖;同理,砂巖經(jīng)過變質(zhì)作用會形成石英巖,在肉眼鑒定的過程中要細心觀察它們的共同點和不同點。④注意區(qū)分經(jīng)常容易混淆的巖石類型;譬如石英巖和大理巖;頁巖、板巖和千枚巖;花崗巖和混合花崗巖;輝長巖和閃長巖;白云巖和石灰?guī)r;花崗巖和花崗片麻巖等。
3.《地質(zhì)學基礎(chǔ)》室內(nèi)實驗課程的教學方式和考核方式。(1)教學方式,作為一門實踐性很強的課程,一般采用先由實習教師講解肉眼鑒定方法,然后實習學生在老師指導下觀察礦物或巖石標本。實習教師首先將課堂學習內(nèi)容簡要復(fù)習一下,接著就重要的礦物和巖石種類進行講解,并及時、準確地回答同學在實驗期間提出的各種問題。每一次實驗結(jié)束后,要對實驗進行歸納和小結(jié)。(2)考核方式。①完成實驗報告:實驗報告內(nèi)容要盡可能體現(xiàn)實驗內(nèi)容全面、結(jié)果準確、形式靈活的原則。②實驗課的考核方式和成績評定辦法:考核方式分優(yōu)秀、良好、中等、不及格四個等級,考核成績記入平時成績,約占平時成績的70%,規(guī)定沒有實驗課成績的學生,期末不得參加本門課程的考試。③如果有條件,室內(nèi)實驗結(jié)束后應(yīng)逐一對實習學生進行標本考核。
二、《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的野外實習
《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的野外實習主要目的是鞏固學習過的書本知識,弄清如何進行野外地質(zhì)觀察以及怎樣取得野外地質(zhì)觀察數(shù)據(jù)。由于時間和經(jīng)費等各種主、客觀條件的制約,本課程的野外實習,實際上已成為自然地理野外綜合實習的一部分,實習內(nèi)容涉及地層、褶皺、斷層、節(jié)理等地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造的野外識別和觀察。經(jīng)過多年的實踐摸索,近20年來陜西師范大學旅游與環(huán)境學院地理科學專業(yè)本科生的《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程野外實習可以說是立足陜西,面向毗鄰省份,先后建立了一系列的實習點或?qū)嵙暬?,比如:陜西省漢中市梁山地質(zhì)實習點、陜西省涇陽縣口鎮(zhèn)―關(guān)山大斷裂實習點、陜西省延安市楊家?guī)X、寶塔山地質(zhì)實習點、陜西省秦嶺終南山世界地質(zhì)公園翠華山地質(zhì)實習基地、陜西省洛川黑木溝黃土國家地質(zhì)公園實習基地、陜西省西安市段家坡黃土地質(zhì)實習點、陜西省西安市南五臺國家森林公園實習點、陜西省戶縣太平峪國家森林公園地質(zhì)實習點、四川省峨眉山地質(zhì)實習基地、四川省都江堰市九甸坪―深溪溝地質(zhì)實習點等。另外,我院還積極加強校際之間的合作,曾多次委托南京師范大學地理科學系為我院地理科學創(chuàng)新班在南京地區(qū)和黃山等地進行了以《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程為主要內(nèi)容的野外實習,取得了良好的實習效果。為積累經(jīng)驗,我院還將謀劃和其他兄弟院校進行合作,力爭盡快使本門課程的野外實習更上一層樓。同時,積極創(chuàng)造條件,未來將更多實習基地建在我國的東部和中部地區(qū),讓參加實習同學看到更多更好的地質(zhì)遺跡,這樣不僅會增長同學們的地質(zhì)知識,而且會陶冶他們的情操,更加熱愛祖國的大好河山。
1.野外實習內(nèi)容。由于不同地區(qū)地質(zhì)狀況千差萬別,本課程的野外實習內(nèi)容會根據(jù)具體情況而側(cè)重點會有所變化。以陜西涇陽口鎮(zhèn)―關(guān)山大斷裂實習點為例,野外實習的主要內(nèi)容包括:(1)實習地區(qū)的地層;(2)觀察口鎮(zhèn)―關(guān)山大斷裂以及斷裂的地貌標志和斷裂面特征;(3)觀察斷層角礫巖;(4)觀察鄂爾多斯地臺南緣的褶皺;(5)野外如何區(qū)分節(jié)理和層理;(6)野外識別灰?guī)r、砂巖、頁巖以及煤線;(7)識別地層之間的不整合;(8)羅盤的野外使用。對于每一次的野外實習,實習教師都要做到實習前的室內(nèi)講解,不論實習地點多么熟悉,都要實地進行野外踏勘,精選實習線路,對實習內(nèi)容精益求精、胸有成竹,對在實習期間學生的提問要耐心細致作答。
2.野外實習考核方式。野外實習考查方式是完成實習報告,一份實習報告實際是對實習學生所學知識的綜合考查,報告的內(nèi)容涉及實習地區(qū)的自然地理概況、大地構(gòu)造位置、地層、地質(zhì)構(gòu)造(褶皺和斷層等)、地質(zhì)發(fā)展歷史等。要求報告圖文并茂,語言流暢、推理符合邏輯,實習報告的字數(shù)限制在5000字以上。野外實習的考核成績評定辦法:考核方式分優(yōu)秀、良好、中等、不及格四個等級,考核成績記入學生學籍檔案,凡考核成績不及格者需要參加下一屆的野外實習,直到成績考核合格為止。通過多年來的《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的見習實踐,筆者認為不論是室內(nèi)實驗,還是野外實習,同樣都十分重要,不可偏廢。室內(nèi)實驗是野外實習的前提條件,野外實習是室內(nèi)實驗的進一步延伸,二者共同構(gòu)建起了本課程的見習實踐環(huán)節(jié)。為保證室內(nèi)實驗的順利開展,陜西師范大學在原有巖礦標本陳列室的基礎(chǔ)上,2013年再次由新成立的陜西師范大學基礎(chǔ)實驗中心為地質(zhì)實驗室從浙江某地質(zhì)教學標本廠購進了價值十幾萬元的礦物、巖石標本,極大地改善了辦學條件,目前基本可以做到兩個參與實驗的同學擁有一套實驗標本。另外地質(zhì)實驗室專門增加配備實驗管理人員,為相關(guān)實驗的順利開展打下了良好基礎(chǔ)。除此而外,基礎(chǔ)實驗中心還對地質(zhì)實驗課不時進行檢查,學校教學督導委員也定期進行全程聽課;這些措施的實施在筆者看來不僅僅只是反映學校對實驗課的重視,更重要的是保證了地質(zhì)實驗課的教學目的、教學內(nèi)容和教學效果的全面實現(xiàn)和提高。多年的教學實踐表明,熟練、準確地用肉眼鑒定礦物和巖石是從事地質(zhì)學研究的工作基礎(chǔ)和基本技能。筆者認為肉眼鑒定礦物和巖石的重要法寶是多看、多比較、多記憶。而《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的野外實習更是不可或缺的野外實踐和地質(zhì)認識經(jīng)歷,所謂“讀萬卷書,不如行萬里路”的道理用在此處顯然是再貼切不過了。多年的實習反復(fù)證明,要成功地完成一次野外地質(zhì)實習,除了前期的野外踏勘外,必須要有周密的野外實習計劃、寬裕的經(jīng)費支持、科學的團隊管理、教學經(jīng)驗豐富的帶隊教師團隊和吃苦耐勞的品質(zhì)做支撐;當然,野外地質(zhì)工作的基礎(chǔ)知識準備是必要的,它包括地質(zhì)羅盤的使用方法、GPS儀器的使用方法、巖石和地層及地質(zhì)構(gòu)造的觀察與描述等。同時要加強野外實習教學內(nèi)容與要求,其中包括要求實習生完成地質(zhì)路線的信手地質(zhì)剖面的繪制,完成必要的野外地質(zhì)素描等;根據(jù)實習地點的具體情況,盡可能開辟出多條地質(zhì)實習路線,盡量覆蓋課堂教學所講授的學習內(nèi)容;實習結(jié)束后要按時編寫實習報告,及時組織實習學生進行必要的實結(jié),包括總結(jié)成功的經(jīng)驗和失敗的教訓。需要特別指出的是,實習的重中之重就是要保證地質(zhì)野外實習的絕對安全,其中最重要的是實習參與者的生命安全,作為實習的組織者,要有各種各樣的實習預(yù)案,以及處理實習突發(fā)事件的能力;對于實習的組織者而言,每一次實習路線的選擇都要慎之又慎,不然就會事倍功半。
參考文獻:
[1]劉護軍.高等師范地理科學專業(yè)地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的教學實踐與探索[J].教育教學論壇,2013,(49):209-210.
[2]宋春青,邱維理,張振春.地質(zhì)學基礎(chǔ)[M].第四版.北京:高等教育出版社,2005.
遙感技術(shù)作為一門發(fā)展極其迅速的技術(shù),在當今各行各業(yè)中的作用日益突顯。尤其作為“數(shù)字地球”等國際重大計劃中不可或缺的重要技術(shù),其技術(shù)的更新日新月異。而作為地質(zhì)學類學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,遙感地質(zhì)學課程要求學生能夠掌握基本的遙感技術(shù)特點、遙感圖像解譯方法、遙感工作的基本流程、遙感地質(zhì)解譯方法等內(nèi)容,更重要的是要求學生能夠利用相關(guān)的圖像處理軟件完成一定圖像的解譯,達到能真正使用遙感技術(shù)解決實際地質(zhì)問題的目的[1-3]。作為大學三年級的本科生,雖然已經(jīng)學習了地質(zhì)學基礎(chǔ)、構(gòu)造地質(zhì)學、巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖等地質(zhì)學類的相關(guān)基礎(chǔ)課程。但是,因為學時、教學經(jīng)費、教學資源的限制,學生的地質(zhì)野外實踐課時非常有限,除了經(jīng)過兩次教學實習之外(大學一年級的地質(zhì)認識實習和大學二年級的地質(zhì)填圖實習),對野外的實際地質(zhì)現(xiàn)象的了解以及野外地質(zhì)問題的認識還非常局限。如果對某一研究區(qū)域毫無了解和認識,或者只是通過書本知識以及查找相關(guān)資料獲取了一定的內(nèi)容。那么在遙感地質(zhì)學的教學中,讓學生自己利用遙感技術(shù)解決相應(yīng)的地質(zhì)問題則幾乎不可能。因此,地質(zhì)解譯資料的選取,決定了在教學中能否讓學生掌握遙感地質(zhì)學的整體內(nèi)容、地質(zhì)解譯的步驟和具體的方法。為此,本文將論述在遙感地質(zhì)學課程的教學中結(jié)合野外地質(zhì)填圖實習內(nèi)容的教學方法,加深學生對地質(zhì)解譯流程、解譯方法等內(nèi)容的強化學習,為遙感地質(zhì)學的教學提供新的參考。
一、遙感地質(zhì)學課程的性質(zhì)和主要內(nèi)容
遙感地質(zhì)學,簡單來講就是遙感技術(shù)與地質(zhì)學的結(jié)合,也就是利用遙感的技術(shù)手段來解決地質(zhì)的問題。課程最主要的內(nèi)容可以分成兩大模塊:其一為遙感技術(shù)的基礎(chǔ)知識,如遙感的基本概念、遙感的應(yīng)用、遙感的基本原理,同時還必須講解遙感的儀器、平臺以及信息獲取的整個過程,并讓學生掌握遙感圖像的處理方法和步驟。這部分內(nèi)容屬于全新的內(nèi)容,對于地質(zhì)學類的學生來說較為陌生。因此,需要花費較長的時間讓學生理解和掌握,才能為后續(xù)課程的學習提供基礎(chǔ)和參考。其二為地質(zhì)解譯的主要內(nèi)容,即地貌解譯、構(gòu)造解譯、巖性解譯、遙感找礦等。這部分內(nèi)容屬于重點掌握內(nèi)容,但因為課時的限制,這部分內(nèi)容的教學主要是讓學生盡快回顧已學課程的內(nèi)容,并緊密結(jié)合前期課程的基礎(chǔ)內(nèi)容才能盡快掌握。而整個遙感地質(zhì)學的內(nèi)容,需要將上述兩部分內(nèi)容緊密地結(jié)合起來,才能進行后續(xù)的實際應(yīng)用。在后半部分實際問題的解決中,最為常見的遙感地?|問題有地質(zhì)災(zāi)害、水體、冰川等的變化研究及監(jiān)測,進而為相關(guān)災(zāi)害預(yù)警、環(huán)境變化提供幫助。這部分內(nèi)容主要在方法技術(shù)手段以及地貌解譯部分講解。雖然內(nèi)容繁多,但整體方法步驟清晰簡單。而在基礎(chǔ)地質(zhì)學的研究中,遙感主要用來進行構(gòu)造、巖性、地層等的解譯,進一步完成地質(zhì)規(guī)律及演化等相關(guān)內(nèi)容的深入研究。雖然學生在學習遙感地質(zhì)學之前,已經(jīng)具備了地質(zhì)學的基礎(chǔ)知識體系,可以在野外識別地質(zhì)現(xiàn)象、巖性、構(gòu)造等。同時,學生也可以利用簡單的地質(zhì)現(xiàn)象對地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)問題進行描述和解釋。然而,遙感地質(zhì)學和其他很多基礎(chǔ)地質(zhì)科學不同,遙感地質(zhì)學必須在學習概念、理論的基礎(chǔ)上掌握具體的操作,并讓學生會針對性地進行地質(zhì)解譯。因此,實踐教學是其中重要的一個環(huán)節(jié)。為了更加有效地學習課程后半部分地質(zhì)解譯的內(nèi)容,必須讓學生熟悉整個解譯過程(包括室內(nèi)和野外的結(jié)合)。而大多數(shù)的教學中,都是根據(jù)課程的需要通過教師給學生練習的數(shù)據(jù)完成室內(nèi)教學內(nèi)容。但是通常給出的數(shù)據(jù)區(qū)域,學生往往比較陌生或者對研究區(qū)的地質(zhì)狀況所知不深,難以達到野外和室內(nèi)相結(jié)合的目的。在這種情況下,學生在遙感技術(shù)的學習和地質(zhì)學的學習容易脫節(jié),根本無法很好地將二者聯(lián)系起來。因此,學生往往反饋遙感在進行地質(zhì)解譯時困難較大,無從下手。
二、地質(zhì)填圖實習主要內(nèi)容
地質(zhì)填圖實習,是大學二年級暑假之前進行的教學實習,通常選取自然條件好,便于觀察和描述巖石露頭以及地層的研究區(qū)進行。在地質(zhì)填圖實習階段,學生已經(jīng)通過前期的課程掌握了一定的地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)理論。地質(zhì)填圖實習的目的在于通過教師的指導,讓學生可以在一定程度上獨立開展地質(zhì)工作。其主要內(nèi)容是從整體上進行地質(zhì)特征、構(gòu)造的認識和分析,并通過巖性的識別、鑒定以及地層的描述,最終完成地質(zhì)填圖[4]。主要步驟有踏勘、剖面測制、路線調(diào)查以及室內(nèi)制圖和報告編程。首先由帶隊教師帶領(lǐng)所有學生進行踏勘,對整個區(qū)域的地質(zhì)地貌及構(gòu)造進行總體的把握,然后分組進行剖面測制,對填圖區(qū)域進行地層以及巖性的基本了解。在此基礎(chǔ)上,學生進行路線調(diào)查完成整個區(qū)域的地質(zhì)情況調(diào)查和描述。在具體的剖面測制以及路線調(diào)查中,學生需獨立進行觀察并記錄,對觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象進行詳細描述,并根據(jù)地形圖勾勒地質(zhì)地層分界線、巖性界限、典型的構(gòu)造位置等。這樣才能進行最后的室內(nèi)制圖和報告編寫。以筆者所在單位為例,整個過程是三周的野外實踐和一周的室內(nèi)資料整理及報告編寫。通過四周的實習訓練,學生對整個研究區(qū)的地質(zhì)概況、地貌、地層劃分、巖性等內(nèi)容有了整體的了解。
三、利用地質(zhì)填圖內(nèi)容完成遙感地質(zhì)學實踐課程教學
以上的內(nèi)容可以看出,野外地質(zhì)填圖所涉及到的內(nèi)容,主要有巖性的識別、構(gòu)造的識別、地層的識別等內(nèi)容,這和遙感地質(zhì)學所要掌握的重點解譯內(nèi)容幾乎一樣。因此,結(jié)合已有的野外地質(zhì)調(diào)查資料進行遙感內(nèi)容的學習,可以起到事半功倍的效果。學生已經(jīng)在野外進行了三周的地質(zhì)填圖實習,并進行了一周的室內(nèi)資料和報告編寫,對研究區(qū)的地層、巖性和構(gòu)造有了較為深入的了解。同時,通過前期的遙感技術(shù)部分的學習,掌握了遙感圖像處理的基本方法和步驟。在此基礎(chǔ)上,學習遙感地質(zhì)學后面的地質(zhì)解譯內(nèi)容時,只需要下載相關(guān)研究區(qū)的遙感數(shù)據(jù),并在課堂上利用遙感的手段對遙感圖像進行解譯即可。因?qū)W生對研究區(qū)的地質(zhì)情況比較熟悉,很快就可以和遙感內(nèi)容相結(jié)合。學生主要進行解譯流程的掌握,從遙感圖像的導入到圖像的輻射定標和大氣校正,然后進行幾何校正。同時,結(jié)合不同的處理方法,進行圖像的增強、彩色變換、分類等處理即可。
關(guān)鍵詞 石油類高校 地質(zhì)學基礎(chǔ) 教學改革
“地質(zhì)學基礎(chǔ)”是當前石油類高校地球物理勘探類和油氣田開發(fā)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要介紹地質(zhì)學的基本原理和基本技能,為學生學習后續(xù)專業(yè)課及今后從事工作打下良好的地質(zhì)基礎(chǔ)。近年來隨著學科自身的發(fā)展、招生規(guī)模的擴大,“地質(zhì)學基礎(chǔ)”課程教學中遇到了一系列問題。本文將結(jié)合中國石油大學(華東)勘查技術(shù)與工程和石油工程專業(yè)“地質(zhì)學基礎(chǔ)”課程教學的實踐和經(jīng)驗,探討在新形勢下促進石油類高?!暗刭|(zhì)學基礎(chǔ)”課程教學改革的思路和方法。
1 石油類高?!暗刭|(zhì)學基礎(chǔ)”課程概況
石油類高??辈榧夹g(shù)與工程和石油工程和海洋與船舶工程專業(yè),屬石油物探和開發(fā)類專業(yè),都屬地球科學范疇,都需要具備基本的地質(zhì)學知識,因此都將“地質(zhì)學基礎(chǔ)”作為一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。
由于僅開設(shè)這一門地質(zhì)類課程,“地質(zhì)學基礎(chǔ)”課程課時安排相對較多,如勘查技術(shù)與工程專業(yè)“地質(zhì)學基礎(chǔ)”學時為72學時(包括22學時實驗課)。本課程為實踐性較強的一門課程,設(shè)有實踐教學環(huán)節(jié),包括實驗室教學和野外地質(zhì)實習教學。
2 地質(zhì)學基礎(chǔ)課程教學存在的一些問題
(1)師資不足。石油類高校中除石油物探和開發(fā)類專業(yè)“地質(zhì)學基礎(chǔ)”,還有一門面向地質(zhì)類專業(yè)開設(shè)的類似課程“地球科學概論”,兩門課程都是相應(yīng)專業(yè)的基礎(chǔ)課。在中國石油大學(華東),兩門課程主要由中國石油大學(華東)地球科學與技術(shù)學院地質(zhì)系普通地質(zhì)學教學組9名教師承擔,每年面向全校10個專業(yè),46個班,約1400名學生開課,教學任務(wù)繁重,師資配備明顯不足。
(2)教材建設(shè)滯后。當前,僅中國石油大學(北京)和西南石油大學采用了5年內(nèi)的新版教材,其它石油類高校采用的教材普遍較老,如中國石油大學(華東)采用教材是1995年由石玉章主編的《地質(zhì)學基礎(chǔ)》。教材知識老化,無法體現(xiàn)當今科學技術(shù)發(fā)展的成果和趨勢,勢必會影響到教學的效果。
(3)課堂教學形式單一,內(nèi)容老化。由于教材普遍老化,當前石油類高?!暗刭|(zhì)學基礎(chǔ)”課程的教學內(nèi)容體系也有待更新。比如,“地槽-地臺學說”已被“板塊構(gòu)造學說”取代作為經(jīng)典的大地構(gòu)造理論,但當前的教學內(nèi)容還未進行更新。教學內(nèi)容的設(shè)置還存在系統(tǒng)性不強的問題,比如在第一章“地球概述”中,講了礦物和巖石的概念,并進行了概述,而在第三章“礦物 巖漿巖與變質(zhì)巖”中,這些內(nèi)容又重復(fù)講述。
在教學方法上,課堂教學由于學生多,師資有限,當前的教學形式基本上還是“填鴨式”教學(李劍平,2008),課堂教學是教師的一言堂,互動式教學內(nèi)容不多,學生參與較少,被動地接受知識。
(4)實踐教學內(nèi)容過于強調(diào)石油特色。實踐教學是本課程重要組成部分,也是本課程的特色。地質(zhì)學是覆蓋面很廣的一門學科,包括巖石、地層、構(gòu)造、化石、河流、湖泊和海洋地貌及其地質(zhì)作用,水庫選址,地質(zhì)災(zāi)害等方方面面。但當前,石油類高校地質(zhì)實習集中于地層和構(gòu)造方面,過于強調(diào)石油特色,專業(yè)性太強,覆蓋面不足,不利于學生綜合能力和技能的培養(yǎng)。
3 問題思考與解決途徑
前文從師資、教材建設(shè)、課堂教學和實踐教學4個方面分析了“地質(zhì)學基礎(chǔ)”課程教學方面存在的一些問題,近兩屆全國大學生地質(zhì)技能競賽中,石油類高校學生總體表現(xiàn)欠佳,這凸顯了“地質(zhì)學基礎(chǔ)”課程教學改革的必要性和迫切性。
教材建設(shè)應(yīng)與課堂教學緊密結(jié)合,互相促進。知識體系構(gòu)建應(yīng)具有系統(tǒng)性,比如巖石是地質(zhì)作用的產(chǎn)物,應(yīng)當將地質(zhì)作用及其產(chǎn)物作為整體進行講述,可以將“巖漿作用與巖漿巖”、“變質(zhì)作用與變質(zhì)巖”、“外動力地質(zhì)作用與沉積巖”作為3個專題進行介紹。在課堂教學形式方面,應(yīng)當調(diào)動學生參與課堂的積極性,地質(zhì)學基礎(chǔ)內(nèi)容多,可將一些容易理解的知識點作為學生自學內(nèi)容,比如關(guān)于地球的基本常識、地震、火山作用、風和冰川的地質(zhì)作用等內(nèi)容,學生通過自學還是很容易掌握的,節(jié)省出來的課時可以組織課堂討論或演講比賽,讓學生主動地參與課堂學習,提高學習效果。
地質(zhì)學現(xiàn)象其實與我們的日常生活密切相關(guān),在校園里面到處可見到各類巖石的石材,教師應(yīng)引導學生把平時所學的地質(zhì)學知識應(yīng)用的身邊地質(zhì)現(xiàn)象的觀察上面,形成開放性、設(shè)計性的實踐教學模式(張琴等,2011),最大程度地提高教學效果。
在地質(zhì)學認識實習方面,應(yīng)當對當前實習內(nèi)容進行改革,增加實習點及實習內(nèi)容的覆蓋面,在教學方法上應(yīng)當引入探究式和互動式教學模式(王冠民等,2008)。野外是地質(zhì)學天然的實驗室,只有讓學生充分參與到野外實習,才能讓他們深切體會到學習地質(zhì)學的樂趣,培養(yǎng)他們對地質(zhì)學的興趣。尤其是在當前就業(yè)形勢嚴峻的情況下,對學生實行寬口徑教育,培養(yǎng)他們多方面的知識和技能,拓寬就業(yè)門路顯得尤為重要。
地質(zhì)學基礎(chǔ)是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,這門課程的改革僅依靠教學組的努力是不夠的,需要學校、學院、系、教學組、教師、學生的共同參與。在學校、院系層面可以考慮增加普通地質(zhì)學教學組的師資隊伍,讓更多教師參與到地質(zhì)學基礎(chǔ)的課堂教學當中,減小上課班級規(guī)模,鼓勵教師主動參與教學改革。在教學組層面上,應(yīng)該更多地組織教學研討,深入探討教學方法的改革。在教師層面上,教師應(yīng)該自覺地關(guān)注學科領(lǐng)域的最新發(fā)展,及時更新教學內(nèi)容,采取一定的激勵措施吸引學生主動參與到課堂教學過程,最大程度地提高教學效果。在學生層面上,學生也應(yīng)當從被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主動參與者,學生主動參與課堂,主動去學習,學習地質(zhì)學的思想、知識、方法和技能。
參考文獻
[1] 李劍萍.大學教學論[M].濟南:山東大學出版社,2008:70-110.
關(guān)鍵詞:天然氣地質(zhì)學;天然氣特征
天然氣是現(xiàn)代三大能源支柱中最潔凈又最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N能源。天然氣的發(fā)現(xiàn)和利用比石油有更為悠久的歷史,我國是世界上最早開發(fā)和利用天然氣的國家。早在晉代,四川就有了“火并沉熒于幽泉,高焰飛煽于天垂”的記載。到明末清初時期,在四川就已出現(xiàn)氣田地質(zhì)專業(yè)隊伍,專門從事勘探定井位,研究井下地質(zhì)情況,判斷“氣、鹵(水)”,分析“通腔”(井間連通)關(guān)系,劃分連通系統(tǒng),并進行鉆井和采氣的地質(zhì)監(jiān)督等方面的工作。
世界油氣勘探實踐證明,天然氣最初依附于石油,處于從屬地位。石油、天然氣均屬流體礦產(chǎn),但在勘探、開發(fā)實踐中人們發(fā)現(xiàn),天然氣的物理化學特性與石油有許多不同點,隨著天然氣工業(yè)的興起和發(fā)展,針對天然氣的特性不斷進行研究、總結(jié)和提高,逐漸形成了《天然氣地質(zhì)學》這門獨立的學科,并在實踐中不斷發(fā)展和完善,成為指導天然氣勘探開發(fā)的理論和應(yīng)用學科。
一、天然氣與石油的差異
石油和天然氣都是流體礦藏,雖然在形成機理和分布特征上具有相似性,但也存在許多差異。認識這種差異,對于更深入地認識天然氣生成、運移、聚集的機理,劃分和鑒別天然氣藏與氣田的類型,分析和總結(jié)天然氣藏的形成條件及時空分布規(guī)律,具有重要的理論意義和實用價值。
1.在物質(zhì)來源、生成方式等方面,天然氣比石油廣泛得多。天然氣的形成具有多源性和多階段性。多源性一方面體現(xiàn)在既有有機成因的天然氣,也有無機成因的天然氣;另一方面還體現(xiàn)在各種類型的有機質(zhì)都能形成天然氣,既有油型氣,又有煤成氣。而石油主要是由腐泥型和腐殖—腐泥型有機質(zhì)生成的。煤及煤系有機質(zhì)可以提供形成大型氣田的氣源,但對于石油生成并不重要。因此,天然氣不僅與石油共生,也往往與煤系共生,聚油盆地和聚煤盆地都可以尋找天然氣。
有機成因天然氣的生成具有多階段性。有機質(zhì)演化成烴的各個階段都伴隨有天然氣的生成。在成巖作用早期,有機質(zhì)的未熟階段,可由生物化學作用形成生物氣(細菌氣);在石油生成的成熟和高成熟階段,可形成熱解氣;在過成熟階段,可形成高溫裂解氣。而石油則大量生成于一定埋藏深度的“液態(tài)窗”范圍內(nèi),具有明顯的階段性和局限性。雖然目前在世界各地發(fā)現(xiàn)了許多具有工業(yè)價值的未熟或低熟油,但絕大多數(shù)石油仍然是有機質(zhì)處于成熟階段,即所謂“生油窗”階段的產(chǎn)物。因此,石油形成于特定的時間和空間范圍,生油的時空范圍遠比生氣的時空范圍小得多。
2.天然氣的分子直徑小,其密度和粘度比石油低幾百倍到幾千倍,因此,天然氣易擴散、易運移、易滲漏,難保存,氣藏對儲層的要求低,對蓋層的要求高。就勘探而言,天然氣可以運移更遠,成藏更為復(fù)雜,勘探領(lǐng)域更大。對開發(fā)而言,氣藏評價的物性下限更低,許多不能產(chǎn)油的儲層可以是很好的氣層。
3.天然氣藏形成具有多源、多階連續(xù)的特點,在氣藏形成過程中往往是多種來源天然氣的復(fù)合,單一圈閉中聚集的天然氣可能是來自不同烴源巖、不同成因氣體的混合物。天然氣藏形成的多源復(fù)合現(xiàn)象具有普遍性,是天然氣成藏的一大特色。
4.氣藏形成始終處于聚和散的動平衡中,成藏期晚有利于氣藏的保存。與石油相比,天然氣的聚集效率要小得多,天然氣聚集系數(shù)一般在1%以下,個別情況才會超過1%;而石油主要為滲濾損失,聚集系數(shù)較大,一般大于10%。
5.氣藏與油藏在空間分布上存在較大的差異,天然氣的分布遠比石油廣泛得多,凡是發(fā)現(xiàn)石油的地方,都分布有一定數(shù)量的天然氣,“有油必有氣”,但“有氣不一定有油”。在氣源巖有機質(zhì)演化程度很低或很高兩種極端情況下,這種現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為突出。
6.天然氣的壓縮性強,膨脹系數(shù)大。氣藏儲量的確定、可采儲量的評價,都與地層壓力、溫度系統(tǒng)息息相關(guān)。對凝析油含量不同的這類特殊氣藏,氣藏壓力、溫度更是決定地下流體是以氣態(tài)存在還是液態(tài)出現(xiàn)的關(guān)鍵。因此,氣藏流體組分、原始壓力、地溫梯度的確定比原油更有意義。
7.氣液兩相的流度比差異大,天然氣與水的親和力小,具有天然的親水特性。氣藏一旦水淹,將對氣體滲流帶來極大的阻力,受儲層毛細管力的作用,將使大量的天然氣封閉在孔隙中難以采出,導致采收率降低。因此,天然氣一般采用枯竭式開采,而且盡量避開水的危害。
8.天然氣運輸儲藏困難,這使得天然氣的生產(chǎn)直接與用戶相關(guān)。對于一個新區(qū),氣藏往往在投入開發(fā)前只能用少量的井和資料確定氣藏開發(fā)規(guī)模,用以指導和決策下游市場投資和建設(shè)。由于下游市場投資比重和份額巨大,對上游約為7:1~10:1的關(guān)系,因此,資源的落實和可靠程度對下游至關(guān)重要,使得對氣藏早期的資源評價和對構(gòu)造儲層的描述就需要特別謹慎,對各類預(yù)測技術(shù)的發(fā)展更為敏感。
二、能源發(fā)展的需要
天然氣作為潔凈的能源,尤其是現(xiàn)代低碳經(jīng)濟的要求,越來越受到人們的重視,作為廉價的化工原料,用途也越來越廣泛。從世界天然氣產(chǎn)量在油氣產(chǎn)量和能源結(jié)構(gòu)中所占比重的增長趨勢來看,天然氣的產(chǎn)量和消費量將繼續(xù)保持增長勢頭,隨著天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重不斷增加,天然氣可能在不久的將來取代石油,成為主要能源,因此,二十一世紀將是一個天然氣的時代。
我國天然氣資源較為豐富,常規(guī)天然氣資源量近60×1012m3,非常規(guī)天然氣資源潛力超過150×1012m3,對天然氣資源的勘探開發(fā)和綜合利用,不斷提高資源勘探開發(fā)效益,是我國可持續(xù)快速發(fā)展的重要保證。盡管我國天然氣增長近年已進入快車道,而且增長速度排在世界前列,但和俄羅斯、美國等發(fā)達國家相比差距甚大。目前,在我國一次性能源消費結(jié)構(gòu)中,天然氣只占4%,俄羅斯聯(lián)邦天然氣占能源結(jié)構(gòu)的比例是53.9%,美國27.2%,顯然我國天然氣在整個能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例較低,仍是煤炭為主。全球天然氣人均占有量508m3,中國人均占有量60m3,與全球平均水平相差9倍。其主要原因之一就是我國天然氣的勘探工作相對滯后。
自上世紀80年代以來,我國雖然通過幾輪國家天然氣攻關(guān),天然氣工業(yè)有了長足發(fā)展,找到和開發(fā)了一批大中型氣田,增加了天然氣儲量和開發(fā)已有的氣田來加快天然氣勘探和開發(fā)步伐,以保障能源安全和推動節(jié)能減排。但勘探實踐證明,我國氣藏的主要特點是氣藏類型眾多,地質(zhì)條件復(fù)雜,埋藏深且跨度大,儲量多集中在深層,儲量規(guī)模較小的氣田居多,隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國對能源的需求量越來越大,天然氣供求矛盾已經(jīng)嚴重威脅到國家的經(jīng)濟發(fā)展和戰(zhàn)略安全,這就要求大量的從事天然氣研究和勘探開發(fā)的專門技術(shù)人員,因此,在石油高校設(shè)置《天然氣地質(zhì)學》就是為了適應(yīng)新世紀新形勢能源發(fā)展的需要,無疑具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
三、教學內(nèi)容
一 煤礦地質(zhì)課程教學理念
1.適合高職學生特點的課程教學理念
按照從事煤礦相關(guān)崗位工作所需的知識、能力和素質(zhì),重組和優(yōu)化課程內(nèi)容,變傳統(tǒng)的知識傳授為項目教學,融教、學、做為一體。在課程內(nèi)容上,組織煤礦現(xiàn)場專家、工程技術(shù)人員和能工巧匠進行職業(yè)崗位能力分析,并對課程知識能力層次進行分類、歸納和綜合,形成了由5大模塊、14個課題組成的新的課程內(nèi)容設(shè)置。使學生掌握煤礦地質(zhì)基礎(chǔ)知識、地質(zhì)構(gòu)造、礦井水文地質(zhì)、礦井儲量管理、礦井地質(zhì)制圖等方面的理論知識和操作技能,達到會做、能說、善寫。把專業(yè)技術(shù)知識和技能有機地聯(lián)系起來,使課程各模塊之間相互連接,互為整體。
在教學模式和教學方法上,本課程設(shè)置遵循高職教育教學規(guī)律和高職學生自身特點,結(jié)合現(xiàn)有的教學條件,采用理論與實踐融合、實訓與崗位融合、教師與師傅融合以及教室與實訓室融合的“四融合”項目教學模式。運用研討啟發(fā)式教學、案例分析式教學和示范訓練式教學等教學方法解決每一模塊設(shè)計的相關(guān)課題。
整個教學過程中,學生全程參與,邊講邊練,講練結(jié)合。這種教學模式有利于激發(fā)學生學習的積極性和主動性,提高了學生的實際動手能力,突出了對學生能力的培養(yǎng),并將能力這條主線貫穿于課程教學的始終。
2.突出能力考核的學業(yè)成績評定理念
在課程考核上,本課程設(shè)置打破了“一張試卷定終身”的傳統(tǒng)模式,采用了過程考核的方式。主要考核指標有學習態(tài)度、討論互動、任務(wù)完成情況、知識的靈活運用、創(chuàng)新能力等,從而科學地給出學生的真實成績。這種做法的優(yōu)點是使學生成為教學環(huán)節(jié)的主體,由以往的被動接受知識變?yōu)橹鲃訉W習,促進了學生自學能力的提高以及學生個性與能力的全面發(fā)展。
針對學生對每個模塊的學習態(tài)度、知識應(yīng)用、操作技能等評定每個模塊成績。下面以模塊五為例,說明模塊成績的考核標準(見表1)。
課程最終成績?yōu)楦髂K成績的加權(quán)平均值,從而能合理地給出每個學生的綜合成績,該加權(quán)計算公式如下:
綜合成績(100分)=(模塊一成績×15%)+(模塊二成績×25%)+(模塊三成績×15%)+(模塊四成績×25%)+(模塊五成績×25%)
每項考試內(nèi)容各有側(cè)重,既能增進學生對專業(yè)理論知識的掌握,又強調(diào)了學生對知識的綜合應(yīng)用能力和對實際操作技能的掌握。
3.注重教學效果的課程評價理念
在課程評價上,采用學生、學校和社會“三位一體”的評價體系。按照課程教學質(zhì)量管理細則,對每個課題教學過程的實施效果,組織學生進行評價。學生評價采用課堂教學學生評分表的形式;學校評價由其他煤炭類院校專家評價和校內(nèi)教務(wù)處長和督導處長評價結(jié)合,采用提出評價意見或評分的形式;社會評價采用學生問卷調(diào)查和與企業(yè)人員座談等形式。課程組將各方面的評價意見匯總分析,提出課程改進方案,修訂和完善課程設(shè)計,改進教學方法和手段,提高教學效果。
二 新教學理念指導下的教學設(shè)計
教學設(shè)計應(yīng)按照“源于煤礦生產(chǎn)崗位,服務(wù)于煤礦生產(chǎn)崗位”的指導思想設(shè)計課程內(nèi)容。課程教學內(nèi)容選取以就業(yè)為導向,以專業(yè)人才培養(yǎng)目標為標準,以相關(guān)專業(yè)煤礦崗位操作人員的職業(yè)崗位標準為依據(jù),以培養(yǎng)學生處理井下地質(zhì)構(gòu)造對煤礦生產(chǎn)的影響、礦井水害防治、礦井地質(zhì)工作等職業(yè)能力為目標。滿足就業(yè)崗位對所需人才能力的要求,進行面向職業(yè)崗位的教學內(nèi)容設(shè)計。
經(jīng)煤礦企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研,并會同煤礦企業(yè)專家、工程技術(shù)人員和能工巧匠,針對職業(yè)崗位,對本課程在知識、能力和素質(zhì)層次等方面進行了全面的分析和歸納,并經(jīng)多次修訂后,最終形成了煤礦地質(zhì)課程體系。新教學理念指導下的教學設(shè)計突出了對學生的礦井地質(zhì)構(gòu)造分析與解決、礦井地質(zhì)圖件編繪等職業(yè)能力的培養(yǎng),使學生能夠分析和解決現(xiàn)場地質(zhì)問題,為適應(yīng)煤礦工作崗位奠定了基礎(chǔ),并為終身學習和專業(yè)技能拓展打下了良好的基礎(chǔ)。
三 煤礦地質(zhì)課程的教學實踐
1.教學模塊的劃分
新的煤礦地質(zhì)課程由5大模塊14個課題構(gòu)成了整個課程的總體框架(見表2)。
(1)褶皺構(gòu)造與斷裂構(gòu)造的判別與處理。
(2)巖漿侵入體與巖溶陷落柱的判斷與處理。
(3)礦井透水判斷與礦井水害防治。
(4)主要地質(zhì)圖的識讀與繪制。
3.重點、難點問題的解決
煤礦地質(zhì)是一門實踐性很強的課程,為了加深學生對地質(zhì)現(xiàn)象的理解與判斷,采用靈活多樣的教學方法和手段增強學生的感性認識。課程教學的組織與實施打破了學科式的教師“自導自演”,的課程教學組織方式,變?yōu)椤敖處熅帉?,學生表演”,充分發(fā)揮學生的主體作用,激發(fā)學生的學習興趣和積極主動性。其解決方法具體設(shè)置如下:
第一,利用多媒體動畫課件教學,增加學生對井下各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的直觀認識,同時組織學生到校外地質(zhì)實訓基地進行認知實習,讓學生現(xiàn)場判別各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。
第二,對于巖漿侵入體與巖溶陷落柱的判斷與處理內(nèi)容,采用研討啟發(fā)式教學,組織學習小組結(jié)合教材學習內(nèi)容進行討論,共同找出課題的學習要點,由小組代表發(fā)言陳述討論結(jié)果。
第三,對于礦井透水判斷與礦井水害防治的內(nèi)容,讓每個學生通過各種渠道查找煤礦水害事故案例,并結(jié)合找到的案例,運用所學水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識分析導致水害事故的原因及防范措施,最終寫出水害事故分析調(diào)查報告。
第四,對于地質(zhì)圖件的識讀與編繪內(nèi)容,組織學生到煤礦現(xiàn)場收集資料,增加地質(zhì)圖件的閱讀數(shù)量。充分利用教室與實驗實訓室合一的教學條件,由教師示范繪圖過程,學生分組作圖練習,邊講邊練,講練結(jié)合,提高學生的動手能力。
四 結(jié)束語
煤礦地質(zhì)課程新教學理念旨在將理論教學與學生實踐能力的培養(yǎng)有機融合,既能讓學生掌握煤礦地質(zhì)的基礎(chǔ)理論知識,又可鍛煉學生的實踐動手能力。新課程設(shè)計提升了學生對煤礦地質(zhì)知識掌握的完整性和系統(tǒng)性認知,促進學生的主動性思維,有利于形成師生互動的良好教學環(huán)境。通過新課程設(shè)計的實施,可以為煤礦生產(chǎn)一線培養(yǎng)出更多懂技術(shù)、能設(shè)計、會管理、善操作的高素質(zhì)技能型專門人才。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:構(gòu)造地質(zhì);翻轉(zhuǎn)課堂;教學設(shè)計
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B
長期以來,構(gòu)造地質(zhì)作為一門專業(yè)理論課,由于抽象難以理解,是水文與工程地質(zhì)專業(yè)最難的課程之一。本文應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式對構(gòu)造地質(zhì)課程重新進行教學設(shè)計,嘗試用這種嶄新的、廣受歡迎的教學模式來提高構(gòu)造地質(zhì)課程的教學效果。
一、構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計
1.教學內(nèi)容設(shè)計
進行翻轉(zhuǎn)課堂教學內(nèi)容設(shè)計時要充分考慮到如何激發(fā)學習者的學習興趣,并維持學習者的注意力,筆者結(jié)合實踐總結(jié)出以下幾點:①注重教學內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性。②使用“微課程”,即長度不超過 10 分鐘的教學視頻。比如,在設(shè)計“斷層”這部分教學內(nèi)容時,可以利用斷層運動、破壞過程及造成的影響等相關(guān)教學視頻,加上教師講解斷層概念、斷層要素、破壞結(jié)果及與我們生活有什么關(guān)系,吸引學生的注意力;學生課下看完教學視頻后,在課堂上重點讓學生對斷層對工程的危害、怎么識別野外斷層、如何處理其對工程的危害進行激烈的辯論和討論,加深學生對斷層的認識。
2.教學視頻的開發(fā)
構(gòu)造地質(zhì)課程主要采用軟件Camtasia
Studio8.4制作翻轉(zhuǎn)課堂視頻。筆者認為視頻制作軟件錄制時采用第一人稱錄制視頻更合適,為學習者創(chuàng)造出一種教師在旁邊的參與感。視頻制作工具能滿足構(gòu)造地質(zhì)教學知識點靈活呈現(xiàn)的要求,還能有效地激發(fā)學生的學習熱情,讓課下學習真正實現(xiàn),而且軟件開發(fā)教學視頻速度快、成本低且易于使用。視頻制作軟件Camtasia Studio8.4基本可以滿足構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學需求。
二、構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用
1.課下部分――教學視頻與課程管理平臺
對于構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂而言,網(wǎng)絡(luò)上未發(fā)現(xiàn)適用的教學視頻。因此,自行制作教學視頻是構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂首先要解決的問題。構(gòu)造地質(zhì)課程翻轉(zhuǎn)課堂視頻主要是通過軟件Camtasia Studio8.4制作的,翻轉(zhuǎn)課堂教學視頻制作成本小,而課程管理平臺則使用學院提供的課程中心平臺,節(jié)省了另外建設(shè)課程管理平臺的成本。
2.課上部分――PBL與協(xié)作學習
在構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂教學中,產(chǎn)生于教育領(lǐng)域的PBL(基于問題的教學)以及基于建構(gòu)主義教學理論的協(xié)作學習等都是非常有效的,可以根據(jù)這些教學理論組織教學活動。PBL是在教學過程中,教師設(shè)置復(fù)雜且有意義的問題情境中,引導學生以解決問題為目標,在強烈的好奇心的驅(qū)使下,通過對學習資源的積極主動應(yīng)用,采用合作的方式來解決真實問題。協(xié)作學習則是指多個學習者利用學習資源,在輕松親切的氣氛下,結(jié)成學習伙伴,形成團體意識,共同學習和互助學習。
3.考核部分――定量與定性相結(jié)合
筆者認為,構(gòu)造地質(zhì)翻轉(zhuǎn)課堂教學的考核仍以小組綜合報告考核方式為主,同時加入個人平時表現(xiàn),包括課程管理平臺上記錄的教學視頻及測試題目完成情況、課上主題活動參與情況等。因此,其考核成績主要由四個部分組成:一是學生課下學習的積極性與完成情況,可利用課程管理平臺的跟蹤統(tǒng)計功能獲取相關(guān)數(shù)據(jù),包括學生觀看視頻課件后的提問數(shù)量等;二是學生在主題活動中表現(xiàn)的活躍程度,包括是否積極提問、與同伴交流等方面;三是主題活動課件展示過程中的學生表現(xiàn),根據(jù)每次課上成果匯報中小組成員的表現(xiàn)記錄來考核;四是小組的綜合報告,視小組成員分工及貢獻大小給予不同評價。
三、結(jié)論
經(jīng)過教學實踐,將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于構(gòu)造地質(zhì)教學中,不僅可以激發(fā)學生的學習積極性,而且可以提高學習效率,還能夠針對學生不同的學習水平實現(xiàn)個性化學習,最重要的是可以把構(gòu)造地質(zhì)的三維想象通過動畫展示出來。翻轉(zhuǎn)課堂是一種很好的教學模式,對專業(yè)課教學很有幫助。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè);課程建設(shè);學生;問卷調(diào)查
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)17-0076-04
一、引言
中國的高等教育目前已由精英教育進入到大眾化教育,由規(guī)模擴張向內(nèi)涵建設(shè)發(fā)展,教學和人才培養(yǎng)質(zhì)量成為高等教育的核心,而決定該核心的是教與學的交融與課程體系,作為“授體”的教師和作為“受體”的學生是高等教育的主體。在不少高校,針對教師制定了一系列規(guī)范制度、監(jiān)督機制和教學質(zhì)量評價指標,但忽略了學生對教學質(zhì)量的關(guān)鍵作用,我們強調(diào)的“以學生為本”只是單一地強調(diào)學生的地位,并未將學生完全融入教學體系中。即使再優(yōu)秀的老師,再好的教學手段,學生不愿學、不努力學,也很難培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。高校的課程設(shè)置是基于人才培養(yǎng)目標、學科、專業(yè)特色、知識體系等諸多要素的系統(tǒng)工程,但我們卻忽視了作為課程“受體”的大學生,“授”與“受”的有機融合才能確保優(yōu)良的教學和人才培養(yǎng)質(zhì)量。2012年,教育部《普通高等學校本科專業(yè)目錄(2012年)》中將原地理科學類“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理”專業(yè)調(diào)整為“自然地理與資源環(huán)境(070502)”和“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃(070503)”兩個新專業(yè),調(diào)整后的新專業(yè)與地理科學的自然地理學和人文地理學兩個二級學科保持了一致性,但如何使兩個新專業(yè)及能延續(xù)“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理”專業(yè)的特色和優(yōu)勢,又符合社會需求和形成特色是許多高校面臨的難題。特別是始于1998年的資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)經(jīng)過十幾年的建設(shè),已在專業(yè)人才培養(yǎng)目標、思路、辦學模式、課程體系、實踐能力培養(yǎng)與強化方面進行了一系列探索,已形成了具有各校學科優(yōu)勢和專業(yè)特色的教學體系及培養(yǎng)方向。2016年,第一批新專業(yè)學生已進入大三,很多高校已在新專業(yè)培養(yǎng)目標、定位、課程體系等方面開展了研究,如趙映慧等對東北農(nóng)業(yè)大學人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系進行了完善,強化了實踐課程,楊立國等從實踐教學體系構(gòu)建、實踐教學基地建設(shè)和實踐教學模式三方面探討了“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”R檔氖導教學體系建設(shè),李春妍等和宋紅梅就“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”的專業(yè)課程優(yōu)化改革進行了探討。這些成果對于新專業(yè)課程優(yōu)化有很好的借鑒,但部分高校新專業(yè)課程體系大多仍以原專業(yè)為基礎(chǔ),強調(diào)各校的學科優(yōu)勢與特色,忽略了學生在課程建設(shè)中的作用,對教學中出現(xiàn)的部分學生對一些課程無興趣、不主動、應(yīng)付考試的現(xiàn)象未引起足夠的重視,影響了教學質(zhì)量和學生能力培養(yǎng)。鑒于此,本文以佛山科學技術(shù)學院為例,通過對“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”專業(yè)不同年級學生的問卷調(diào)查,通過量化指標了解學生對不同課程的喜愛程度,了解學生對課程設(shè)置的需求,從學生的角度探討課程體系的合理性,探討課程建設(shè)中“授”與“受”的平衡與和諧。
二、研究方法
采樣問卷調(diào)查方式,調(diào)查對象為佛山科學技術(shù)學院2012級“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃”專業(yè)學生和2013級、2014級、2015級“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”專業(yè)學生,調(diào)查內(nèi)容主要包括學生對所有開設(shè)課程和教學方法等方面的喜愛度、對專業(yè)學習的貢獻度等指標選擇。選取貢獻度、重要度、喜愛度三種指標,貢獻度(大與?。⒅匾龋ㄖ匾c不重要)、喜愛度(喜歡與不喜歡)=各指標選擇人數(shù)/調(diào)查問卷總?cè)藬?shù)×100,通過選取比例排序反映學生對某一課程的態(tài)度。
三、調(diào)查結(jié)果與討論
參與調(diào)查的學生141人(2012級49人,2013級35人,2014級28人,2015級29人),收回有效問卷141份。