基于教学价值工程建设的矿物岩石学教学质量改革探讨

摘要：课堂教学质量是高校质量工程建设的重要环节，“矿物岩石学”是地质工程专业重要的专业基础课程，其教学质量是“土力学”与“公路工程地质”课程开展的重要基础。根据课程特点，提出课程引入--基础兴趣培养、生动课堂--多元教学方法融合、系统教学--搭建知识框架、重点深入--强调工程性质四方面的矿物岩石学教学质量改革办法，对于培养工科专业学生课程兴趣，激发学习动力，增强实践能力，整体提高矿物岩石学教学质量及“土力学”、“公路工程地质”等的教学质量工程建设提供支撑。

Abstract： The quality of classroom teaching is an important part of the quality engineering construction of colleges and universities. "Mineral Petrology" is the important professional and basic course of geological engineering， and its teaching quality is an important foundation for the development of "Soil Mechanics" and "Highway Engineering Geology" courses. According to characteristics of the course， this paper proposed the methods of teaching quality reform of Mineral Petrology from four aspects of course introduction： basic interest cultivation， lively classroom： integration of multiple teaching methods， systematic teaching： building the intellectual framework， in-depth research on the key points： emphasizing mineralogical properties， to provide support for culturing engineering students′ interests in the course， stimulating motivation， enhancing the practical ability， improving the overall teaching quality of and Mineral Petrology， and the teaching quality construction of "soil Mechanics" and "Highway Engineering Geology".

关键词： 矿物岩石学；教学方法改革；地质工程；价值工程

Key words： mineral petrology；reform of teaching methods；geological engineering；value engineering

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）31-0204-02

0 引言

进入21世纪，在社会对创新型人才需求愈加迫切的形势下，作为国家培养人才的基地，高等教育院校应该将创新型人才的培养作为首要任务去规划和落实。近年来，我国高度重视精品课程、特色专业等质量工程建设，其中课堂教学质量是“质量工程”的重要环节，是实现创新型人才培养的主阵地。

矿物岩石学是地质工程专业必修的一门主干专业基础课，是桥梁工程、道路工程、隧道工程等工科专业选修的专业基础课，课程要求学生掌握矿物岩石学的基本理论和基本工作方法；学会观察、鉴定和描述矿物和岩石的基本技能；掌握矿物和岩石的成分、结构、构造、分类、命名、成因及其与矿产、工程等的关系[1，2]。然而，许多工科专业学生在学习之后反映课程学习枯燥难懂，其原因主要有三方面：第一，矿物岩石学包括晶体学、矿物学和岩石学，课程容量大；第二，课程有大量知识点，理论性强；第三，课程要求学生掌握矿物与岩石的肉眼辨别能力，实践性强。现有教学方法中仍有大量院校只注重课堂教学，教师上课采用照本宣科等方法，不利于学生接受知识与创新能力培养。针对以上几点困难，本人在近几年教学过程中，以重庆市“土力学”精品资源共享课程与重庆市“公路工程地质”精品课程的质量工程”省部级质量工程项目为依托，以重庆交通大学地质工程专业学生为对象，对矿物岩石学教学方法进行了创新性改革探讨，探讨了基于教学价值工程建设的矿物岩石学教学质量改革方法。

1 课程引入——基础兴趣培养

矿物岩石学是地质工程专业学生的基础课，大多于大学一年级或二年级开课。例如，重庆交通大学矿物岩石学课程于大学一年级下半学期开课，先修课程仅有《普通地质学》，后续课程有《构造地质学》、《水文地质学》等。此时，学生基本尚未进入专业课学习，没有学习基础，面对理论性强的矿物岩石学感到困难在所难免。针对该情况，可在课程学习初期通过如下方法培养学生基础兴趣。

①地球知识补充。通过地球仪、图片展示、视频播放等手段，展示地壳由矿物和岩石组成，对地球的研究及与地壳有关的学科均离不开矿物岩石学，强调课程的基础性与重要性。同时使学生了解与岩石相关的宏观地球知识，如地壳、地幔、地核不同位置岩石特征，地球火山带、地震带分布，喀斯特地貌等地质现象，激发学生对课程的好奇心与兴趣；对大家熟知的火山、地震、泥石流等地质灾害，通过观看视频的方式拓宽学生的视野与思维，分析发育机理、岩石性质等特征，引导学生从观察现象到分析岩石特征的方法。②图像与模型展示。观看精美矿物岩石图集，展示晶体几何模型与矿物岩石标本，使学生对即将学习的矿物与岩石学内容增加好奇心与兴趣。③实物举例。采取常见的砂土、黄土、粘土、滨海淤泥质土等土样标本，砂岩、泥岩、灰岩等常见岩石标本，让学生对比观察它们的颜色、颗粒大小、分布位置及其在工程中的应用等，引发学生思考其不同工程性质的原因。

2 生动课堂——多元教学方法融合

《矿物岩石学》是一门理论性与实践性很强的课程，其任务即培养地质专业学生系统鉴别矿物与岩石、掌握矿物与岩石的基本性质，因此传统的教师讲授、学生听讲的培养方法教学效果难以达到课程任务要求，需在教学过程中注重培养学生的动手能力及分析解决问题的能力，采用多元教学方法融合的方法。

①课堂模型展示。矿物岩石学理论课程内容多，理论性强，尤其在几何晶体学中的晶体空间格子类型与对称分析部分，单纯依靠多媒体展示与教师板书绘图很难达到讲解透彻的效果。此时，课堂讲授过程中采用模型配合多媒体与板书绘图，对于提高学生空间想象力与理解能力事半功倍。②注重实验教学。矿物岩石学本身就是一门建立在实验基础上的学科，在实验室内系统学习矿物岩石的观察和鉴定方法是本课程最基本的教学方法[3，4]。在实验室中，观看晶体结构模型；采用小刀、放大镜和盐酸进行矿物硬度、结构和碳酸盐岩判别；肉眼观察沉积岩的层理构造等均可极大增强学生的感官认识，加深理论知识理解与记忆。因此，目前绝大多数拥有地质专业的高校，如中国石油大学、中国地质大学、中国矿业大学、成都理工大学、重庆交通大学、昆明理工大学等，均在矿物岩石学课程中均安排实验教学，其在课程教学中的重要性与有效性愈加明显。例如重庆交通大学2012级、2013级、2014级地质工程专业矿物岩石学实验课课时由8学时增加至16学时、24学时，对该专业三个年级共465名学生（156、155、154人）进行实验课时增加后矿物岩石学课程成绩分析及土力学、工程地质、地质工程勘察等课程理解能力调查，结果显示随着矿物岩石学实验课课时增加，学生对于岩石与土的基本性质掌握与野外鉴定能力逐年提高。③拓展岩石学野外实习。实验室教学对课程学习有着举足轻重的作用，然而实验室内观察的矿物岩石标本与野外实际观察有很大差别，尤其是岩石学部分，由于岩石的新鲜程度及其标本尺寸与实际相差巨大，若仅限于实验室内教学就会造成与真实大自然的脱节[5]。目前许多高校建立了岩石学野外实习基地，如中国地质大学在周口店、北戴河与三峡建立了实习基地，其中北戴河为国家地质学理科基地野外实习基地；中国石油大学建立了“昌乐—临朐火山岩实习基地”，对于拓展学生实地观察岩石特征，分析岩石性质有极大帮助。

对于尚未构建实习基地的高校，可就地取材，在校园周边真实情况进行野外实习，进行“我身边的岩石及其特征”、“校园岩石特征分析”等课题的考察，通过教师带队-学生观察提问-教师解答-学生完成考察报告-教师详细批改与课堂讲解的模式，促进学生将理论知识与实际情况相结合，应用课本上的知识进行实际情况分析。例如重庆交通大学利用实验课带地质工程专业2014级学生（154人）通过在校园内调查实习，校园内可见侏罗纪中统沙溪庙组砂岩泥岩互层，大理岩、卵石中找到了黑曜岩、砾岩、砂岩、石灰岩、燧石岩等，带领同学们通过观察岩石颜色、结构、构造，通过硬度、解理与特殊鉴定特征（如石灰岩遇盐酸气泡）等鉴定岩石，根据学生反映，实习虽然简短却比在理论课堂与实验课中学到的知识更为具体和直观，效果良好。

3 系统教学——搭建知识框架

矿物岩石学虽然容量大，理论性强，知识点多，但是知识脉络清晰，规律性强，教师在讲授过程中应注重系统教学，搭建课程框架，及时总结课程内容之间的内在联系与规律，将各知识点由点穿线，最后铺成面，形成知识面网，形成启发式系统教学。课程共分晶体学、矿物学、岩石学三大篇，晶体学部分包括晶体学基础、几何晶体学、晶体光学与晶体化学；矿物学与岩石学（岩浆岩、沉积岩、变质岩）部分均由整体特性的总论与各种矿物与岩石详细特性的各论。在讲授过程中，应注重总论部分讲解透彻，各论部分突出特殊性质与野外鉴定特征，同时注重各知识点间的系统连接。如矿物部分虽然内容繁多，但是根据其阴离子不同进行分类，先进行系统讲解，后在沉积岩的风化搬运过程中矿物的稳定程度及化学沉积分异作用，将矿物分类与其风化作用下的稳定性串联成线；硅酸盐矿物内容与岩浆岩石学部分的内容则可通过鲍文反应序列串联为线，通过透彻讲解鲍文反应序列中随温度变化矿物的析出与组合情况使学生在充分理解超基性岩浆岩至酸性岩浆岩中的矿物组成，及岩石的结构与构造也与其组成矿物的析出温度与压力相关。将矿物与岩石的知识通过其内在联系串联成线，最后由岩石的组成矿物将他们铺成网，得到系统化的课程内在知识框架。

4 重点深入——强调工程性质

地质工程专业是以地质学与工程学为理论基础对地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题进行国民经济建设服务工程专业。尤其涉及到工程结构问题，其中岩石工程性质尤其重要，矿物岩石学作为专业基础课，在课程安排中应注重有的放矢，重点就岩石工程性质进行深入。因此，在岩石学内容讲课过程中应根据每种岩石的组成矿物特征、结构特征与构造特征，深入至其相关工程性质与水理性质的讲解。例如，碎屑岩中的砂岩为何会成为相对透水层？泥岩为何为相对隔水层？灰岩为何有不良工程问题，卡斯特地貌是形成？这些常识性问题更能诱发学生好奇心，激发学习动力，让学生知道学有可用，宏观问题可通过微观问题剖析解答。例如，在实习过程中看到泥岩在风化作用下具有特殊崩解性，解释该问题便可通过其组成矿物——层状硅酸盐粘土矿物结构及粘土矿物的特殊物理性质进行解释，使枯燥的理论课程生动和具体。以上教学改革方法已在《重庆交通大学》地质工程专业学生中连续实践，通过对2012级（未试用）、2013级（已试用）、2014级（已试用）本科生（共计465名）调查访问，采用本方法教学后，学生对矿物岩石学的兴趣、知识获取、野外鉴定能力均有很大提高。

5 结论

今年来，国家大力开展高等学校教学质量工程建设，加强精品课程建设，提高课程教学质量。本文针对地质工程专业基础课——矿物岩石学课程，探索由浅入深、有的放矢培养学生课程兴趣，增强学生掌握课程知识框架与重点分析矿物与岩石工程性质的能力的教学改革方法，目前取得效果良好，对提高课程教学质量，有效进行“土力学”精品课程、“公路工程地质”精品课程等质量工程建设有积极作用。

参考文献：

[1]胡杨，谭凯旋，冯志刚，等.构建《矿物岩石学》的“核特色”课程教学新体系[J].科技创新导报，2014（06）：165-166.

[2]徐方建.浅谈如何教好《矿物岩石学》[J].科技创新导报，2011（08）：183.

[3]马增数.提高《矿物岩石学》实验教学效果的途径[J].教育教学论坛，2014，2（8）：67.

[4]董春梅，徐方建.“矿物岩石学”实验课延伸教学新模式改革与实践[J].中国地质教育，2013（2）：138-140.

[5]胡杨，谭凯旋，冯志刚，等.基于建构主义的《矿物岩石学》实践教学探索[J].科技创新导报，2014（8）：151，185.

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