非地质类专业《地球科学概论》教学模式探讨

     陈贤良¹ 张唤兰¹ 郭小波²    

（1. 西安科技大学  地质与环境学院，陕西 西安 710054；

2. 西安石油大学  地球科学与工程学院，陕西 西安 710065）

[摘   要］《地球科学概论》是地球科学教学体系中的先导性课程，是一门面向地质类及相关专业本科生的，集素质教育、地质思维和培养兴趣于一体的以理论为重的自然科学基础课程。笔者以西安科技大学非地质类专业所开设的通识教育必修课《地球科学概论》课程为例，提出了该课程目前教学模式中存在的问题，结合基于爱课程和腾讯课堂的混合式线上教学体会，明确了适合非地质类专业的《地球科学概论》课程综合教学模式，以达到提高课程教学效果和培养有地球观的创新性人才目标。

［关键词］地球科学概论；非地质类专业；通识教育；教学模式

［基金项目］2018，陕西省教育厅专项科学研究计划项目，川西坳陷须家河组层序格架内储层质量差异及其控制机理，项目编号18JK0519；2016，西安石油大学科技创新基金项目，台北凹陷典型煤系致密砂岩油气藏形成机制，项目编号2016BS19。

［作者简介］陈贤良（1985-），女，陕西省商洛市人，博士，西安科技大学，讲师，研究方向为沉积学及储层地质学；张唤兰（1981-），女，山西省兴县人，博士，西安科技大学，讲师，研究方向为地震数据处理与地震成像；郭小波（1984-），男，河北省保定市人，博士，西安石油大学，副教授，研究方向为非常规油气成藏机理

［中图分类号］G642  ［文献标识码］A   

《地球科学概论》是地球科学教学体系中的先导性课程，是一门面向地质类及相关专业本科生的，集素质教育、地质思维和培养兴趣于一体的以理论为重的自然科学基础课程。通过本课程的学习，使学生了解地球科学的基本理论和基础知识，构筑地学专业知识基本框架，增强对可持续发展的认识和理解。对地质类学生该课程的教学课时为48（或64）学时，为专业基础必修课，而对非地质类专业学生该课程的教学课时为16学时，课程性质为通识教育课，提供的是人文教育，目的是为了造就具备远大眼光、通融识见、博雅精神和优美情感的人才^[1]。因此，如何在有效的教学课时内安排好教学内容、如何有效的开展教学内容是授课教师面临的首要问题。

《地球科学概论》课程内容比《普通地质学》课程更为拓宽，能适用于非地学类专业，因此突破了地质专业局限，充分展示了地球科学作为“数、理、化、天、地、生”六大自然基础学科之一的重要地位，与人类和人类社会的发展密切相关，迸发出蓬勃的生命力^[2]。国内众多高校开设了《地球科学概论》课程，基本都是面向地质专业，少数为非地质类专业选修课；为培养具有综合竞争力的高素质人才，提高全体公民科学素质，部分理工类、综合性高校已经把《地球科学概论》作为全校公选课^[3]。

笔者通过总结近4年来非地质类专业《地球科学概论》课程的授课经验，提出了该课程目前教学模式中存在的问题，同时结合新冠肺炎疫情影响下的线上混合教学（爱课程+“腾讯课堂”+QQ群答疑）体会，探讨了适合高校非地质类专业《地球科学概论》的教学模式，达到提高教学质量和培养有地球观的创新性人才目标。

一、课程概况和教学中存在的问题

1、课程概况

《地球科学概论》是学习地球科学知识的基础入门课程，课程内容强调地球的整体概念，把地球的大气圈、水圈、生物圈、岩石圈以及地外宇宙圈看成是存在有机联系的超级地球系统，可帮助学生建立正确的宇宙观和地球观，学会客观认识地球的思维方法^[3]。

《地球科学概论》是我校针对非地质类专业（如自然地理与资源环境工程、测绘类、环境工程、法学、信息与计算科学等专业）开设的一门通识教育必修课。它对引导学生步入地质科技的殿堂，进行地质思维的基本训练，使学生树立新的时空观和科学的地球观，初步掌握地质理论基础知识和基本技能及工作方法，进行爱国主义教育和专业思想教育起着重要的作用；同时也为后续课程的学习奠定必要的基础。

我校的《地球科学概论》课程安排在第1至4学期（不同专业上课时间略有不同），共计16学时，面向非地质类专业的本科生进行授课。针对课程内容极其丰富，但授课时间较少、授课对象广泛的特点，在教学内容设置方面侧重于“少而精”的原则，课程组选择以下学习内容^[4]：绪论（1学时）、地球的基本特征与物理性质（2学时）、地球的物质组成（1学时）、地质年代与地质作用（2学时）、构造运动与地质构造（2学时）、地震作用（2学时）、风化作用（2学时）、地面流水地质作用（2学时）、地球的资源与环境（2学时）。推荐的教材为《地球科学概论》（北京：地质出版社，2013）。绪论主要讲授地球科学研究对象、研究内容、根本任务、学科体系、研究特点、研究方法及地球科学发展简史，了解人类对地球星际空间位置的认识、人类对地球演化历史的认识；地球的基本特征与物理性质主讲地球的物理性质，地球的内、外圈层结构特征以及地球表面形态特征；地球的物质组成主讲矿物的基本特征、化学及物理性质和不同类型岩石成因及基本特征；地质年代与地质作用主要内容包括地球上原始生命的形成和演化、地质年代单位及其先后顺序；构造运动与地质构造主讲构造的基本概念、构造运动在地貌上和地层中的表现、地层接触关系、岩层产状和产状三要素，褶皱、节理和断层的分类与特征；地震作用主要讲解地震的基本概念、震级和烈度的划分、地震成因类型、地震地质现象及地震分布；风化作用主讲风化作用的类型及基本特征、影响风化作用的因素和风化作用产物；地面流水地质作用主要内容涉及地面流水的概念、类型及流水地质作用的基本原理，流水的侵蚀、搬运、沉积作用的一般特征及沉积物的特征，河流阶地的形成原理和分类；地球的资源与环境主要讲授与人类密切相关的两个重要问题，即资源与环境问题，包括地球资源的类型（包括土地、水、大气、矿产、生物、海洋等资源）及特点、生态系统与平衡、生物圈与其他圈层的相互作用、生物圈的主要环境问题（生态失衡、环境污染、植被及土地面积减少等）。

2、教学中存在的问题

通过以往的教学体会，发现在非地质类专业《地球科学概论》课程的教学过程中主要存在以下4个方面的问题：

（1）教学内容多但教学课时少。地球是一个构成复杂的星球，这就注定了以地球为研究对象的地球科学是一个复杂庞大的学科，内容十分繁杂^[5]。因此，《地球科学概论》教学内容信息量大，但对于非地质类专业来说教学课时量太少，使得该课程的教学内容被大量删减，讲授的知识连贯性差，不便于学生理解和掌握，影响整体的教学质量和教学效果。

（2）教学过程中教学方法单一。《地球科学概论》教学内容包罗万象，以往的教学中主要为“填鸭式”教学，以多媒体教学为主，板书和视频作为辅助。但对于部分专业性比较强的知识，如三大类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）的基本特征，这种教学方式存在明显短板、学生理解难度大。

（3）学生学习缺乏兴趣。该课程与学生专业课关系较小，知识点又比较分散，学生会感到所学内容庞杂，难以形成系统，部分学生学起来吃力，学习兴趣、积极性与主观能动性也会降低。

（4）课程考核形式单一。目前该课程考核形式主要以期末试卷考核（开卷或开、半闭卷结合）和期末大作业考核为主，形式死板，无法提高学生的主观能动性、体现内容的多元化和学生的个性化。

二、课程教学模式和考核方法探讨

学生学习途径不断的多元化、网络化和移动化，基础知识的获取不再唯一依赖课堂和老师，传统教学和考核的模式受到很大的挑战^[6]。受新冠肺炎疫情的影响，2020年春季学期按照“停课不停学”的指导思想，《地球科学概论》课程转为线上教学。为满足本课程的线上教学质量，采用基于爱课程+“腾讯课堂”与QQ群答疑的线上混合教学模式。结合传统的多媒体教学体会，提出了适合非地质类专业的《地球科学概论》课程综合教学模式。

1、建立混合型课堂

移动互联网是以无线和移动通信技术为基础的移动互联网技术，随着该项技术的飞速发展，移动终端成为人们生活、工作和学习中必不可少的智能工具，促进了教育与信息化技术的深入结合^[6-8]，也让教育者们充分的认识到了利用移动设备、移动互联网打造与时俱进、活力四射的教学课堂的重要性^[9,10]。因此，为发挥互联网在教育行业中的优势，笔者提出建立基于多媒体讲授、超星学习通手机APP和移动终端为载体的混合型课堂，激发学生持续的学习主观能动性。超星学习通手机APP集课程资源建设、教学互动、教学管理等于一体，为线上线下教学提供全方位数字支持^[11]。

在多媒体授课过程中，以超星学习通为教学互动平台，在平台中引入主题讨论、随堂练习、抢答、课后作业等环节，并通过平台提供教学资源，进行学生管理和数据统计等。针对不同的知识点设置不同的内容环节，加强知识理解和掌握，增强课堂活跃氛围和师生互动效果，激发学生的学习兴趣，从而提高教学质量。同时使用超星学习通平台也方便课后师生交流、讨论，使得课堂后的时间和空间得以无限延伸。

2、开放式教学方法

学生主动参与教学活动才能确保教学质量。在学生学习和教师教授过程中，教师的教学方法、教学手段和教学艺术直接关系到学生对知识的理解与获取，甚至影响学生对课程、学科的好恶取向^[12]。因此，教师应建立轻松、愉快的学习氛围，充分利用多媒体、科教影像、小组讨论等教学手段，采用室内、室外相结合的开放式教学方法，用喜闻乐见、通俗易懂的方式表达晦涩的学科语言和地质现象，让学生尽量参与到教与学的过程中。针对不同的知识点应采用不同的授课方式，由表及里，将生活中看见的地质现象用地质理论来解释，边讲边演示，学生边听边看，充分调动听觉和视觉功能。

充分利用学校现有教学资源，挖掘教学道具。讲地球圈层结构时可用鸡蛋结构类比并通过三维动画模型展示；讲地震时可利用视频观看和多媒体理论讲解相结合；讲河口区的化学沉积用时可用贴近生活的卤水点豆腐来讲解；讲地质资源与环境时可采用分组讨论的形式；讲矿物和岩石时可通过参观学校地质博物馆和校内室外岩石，如图书馆前的台阶岩性为石灰岩，两侧为岩浆岩，罗马柱广场地上所铺地砖岩性为变质岩等。

参观学校地质博物馆是另外一种重要的教学方法。西安科技大学地质博物馆的前身为1909年成立的私立焦作工学院的地质标本室，新馆于2002年建成并对外开放，展出主题为“展天地之神韵，倡人地之和谐”。目前，展馆分为古生物标本、矿物标本、岩石标本、矿产标本四个展区，馆藏标本4000余块，其中进口标本1115块。馆藏着我国唯一一套保存最完整、在第二次世界大战之前进口、采自38个国家的236种504块系统矿物标本（图1），可完全满足校内教学使用。

图1 西安科技大学地质博物馆

3、教学内容精准化

在教学内容的选取上，教师应根据专业性质的不同设置不同层次的教学内容，做到教学内容和方法精细、准确化。对于法学等文科性质的专业，将课程内容定位为科学普及，重点介绍地球的起源与演化、圈层结构、物质组成及其相互作用与变化、地质资源与地质灾害、全球环境问题等，突出趣味性与知识性；对于环境工程等理工科专业来说内容定位为普及与专业层次结合，除了要了解上述普及层次的内容，还要了解地球的各种地质作用和资源环境知识，具备初步的地质分析和思维能力。

4、结课考核自主化

由于面向的是不同层次、专业的学生，因此，考核应根据课程特点，以培养学生地球观和创新能力为目标，制定“过程评价”和“结果评价”的综合评定方法。其中“过程评价”以学习通平台中的数据为基础，有效评估学生的学习过程、学习态度和学习效果，“结果评价”以期末考核来判别，以开卷考试、英文文献翻译、主题汇报、撰写与地球科学相关的论文等形式呈现，形式多样化、自主化，重点突出学生学习的主观能动性。为重视学习过程，“过程评价”和“结果评价”各占总成绩的50%。

三、结语

针对非地质类专业的《地球科学概论》教学工作，应认清教学对象，发挥互联网的优势，建基于多媒体讲授、超星学习通手机APP和移动终端为载体的混合型课堂。针对不同的专业，教学内容应突出重点、简单化，教学方法应以多元化、通俗化为主，考核方式应自主化、丰富化。在教学和学习过程中突出学生的主观能动性，以达到提高课程教学效果和培养有地球观的创新性人才目标。

[参考文献]

[1] 伍荣生. 对地球科学通识课程的一些看法[J]. 中国大学教学，2012(06):4-5.

[2] 何金先. 我国高校“地球科学概论”课程存在的问题与建议[J]. 兰州教育学院学报，2015(06): 77-80.

[3] 徐小慧, 徐宏杰. 基于超星学习通平台的线上课程建设及教学实践-以《地球科学概论》课程为例[J]. 中国多媒体与网络教学学报(上旬刊)，2020(07): 1-3.

[4] 汪新文. 地球科学概论[M]. 地质出版社，2013.

[5] 何金先. 我国高校“地球科学概论”课程存在的问题与建议[J]. 兰州教育学院学报，2015 (06): 77-80.

[6] 肖桂霞. 基于微课的自主学习与考试考核模式研究[J]. 软件，2020(10): 264-267.

[7] 李逸. 基于智慧校园建设的高校学生管理工作问题及改善策略研究[J]. 教育教学论坛，2020(42): 23-24.

[8] 杨明，曹双喜，邵雯娟. 网络专业课程体系向移动互联网技术扩展与融合的问题[J]. 教育教学论坛，2018(27): 252-253.

[9] 汤琳琼. 基于移动互联网技术的英语语法混合式教学模式探究[J]. 教育教学论坛，2019(18): 206-207.

[10] 廖春艳. 基于移动网络环境下高等数学教学探究[J]. 教育教学论坛，2019(46): 210-211.

[11] 高忠虎, 吴忠铁, 吴云, 赵文玉. 新冠疫情防控期基于腾讯课堂和超星泛雅平台的高校线上教学实践与探索[J]. 中国多媒体与网络教学学报(上旬刊)，2020(06): 12-13.

[12] 杜银. 《地球科学概论》教学课程设计探讨与实践[J]. 绿色科技，2016(11): 205-206.

Discussion on the teaching mode of "Introduction to Earth Science" for non-geological majors

Chen Xian-liang

(College of Geology and Environment, Xi 'an University of Science and Technology,

Xi 'an, Shaanxi 710054, China)

Abstract: Introduction to Earth Science is a leading course in the earth science teaching system. It is a theoretical basic course of natural science for the undergraduates of geology and related majors, which integrates quality education, geological thinking and cultivating interest in one. Taking the Earth Science Introduction Course, a compulsory course of general education offered by Xi 'an University of Science and Technology for non-geology majors, as an example, the author puts forward the problems existing in the current teaching mode of the course. In order to achieve the goal of improving the teaching effect and cultivating innovative talents with earth view, combined with the experience of blended online teaching based on Icourse and Tencent classroom, the comprehensive teaching mode of "Introduction to Earth Science" suitable for non-geological majors is clarified.

Key words: Introduction to Earth Science; Non-geology major; General education; Teaching mode