地球化学课程教学改革探索
蔡宏明 木合塔尔·扎日 德勒恰提 刘桂萍
[摘 要]地球化学是地质类专业的一门重要基础课程。针对新疆大学资源勘查工程专业地球化学课程的教学现状及存在问题，可以提出地球化学课程的教学内容、教学方法及手段改革的基本措施，以激发学生的学习兴趣，促进教学质量的提高。
[关键词]地球化学；教学内容；教学方法；教学手段
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0130-02
地球化学是研究地球及其子系统（含部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学演化的科学，是地质学、地球化学和资源勘查工程等地球科学类专业的一门重要专业基础课。[1]该课程的教学目的是使学生掌握地球化学的基本概念、基本原理和研究方法，并在此基础上初步建立地球化学思维，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。为了提高地球化学课程教学质量，结合新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程专业地球化学课程教学现状及存在的问题，笔者在实际教学过程中对地球化学教学内容、教学方法及手段改革方面做了一些积极探索。
一、教学现状及存在的问题
新疆大学地球化学课程主要针对资源勘查工程专业，为必修课程，共48学时，无实验课。教学内容包括太阳系、地球及地壳的化学元素丰度、元素的赋存形式、元素的地球化学迁移、微量元素和同位素地球化学等。课程的重点是1.元素在自然体系中的分布、分配、迁移演化的基本概念、基本理论和基本研究方法；2.微量元素、同位素在自然体系中的示踪和计时作用的基本概念、基本理论和基本研究方法。就教学内容和教学方法而言，其主要存在如下问题。
（一）教学内容滞后
地球化学产生于20世纪二三十年代，真正发展始于20世纪50年代。尽管在地球科学诸多学科中创建最晚，但其发展势头强劲，目前已经渗透到地球科学所有领域，起着地球科学中心学科的作用。[2]目前，其教学内容较少反映近年来地球化学学科发展中产生的新理论、新方法，迫切需要进行改革。如果能够及时引入本学科前沿领域的新理论、新方法，对激发学生的学习兴趣、提高学生的创造性思维能力将起到重要作用。
（二）实验教学环节缺失
地球系统中元素和同位素的组成及元素的赋存状态是地球化学的基本问题，也是重要的教学内容。这一问题离不开元素含量及赋存形式的分析方法，如X射线光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。由于缺少地球化学实验室可供教学，教学大纲中也缺少实验教学环节，所以只能在课堂上对常用的、重要的分析方法进行讲解。这样教学效果并不明显，多数学生仍然不了解相关分析方法。
另外，地球化学中出现大量关于元素（同位素）组成的数据，这些数据需要进行处理以获得一些参数或图件，如稀土元素数据及微量元素数据的表示。由于缺少实验环节，只能在课堂上讲解处理方法和步骤，学生不能亲自动手操作，导致实际教学效果并不理想。
（三）教学方法单一，手段落后
目前，新疆大学地质与矿业工程学院地球化学教学过程中仍采用传统的教学方法，即以教师、课堂和教材为中心，对学生进行讲授。同时，由于种种原因，教学手段落后，依然采用“一支粉笔、一块黑板”的形式，忽视了计算机辅助教学手段，没有充分调动学生的学习兴趣，影响了学生学习的自主性和积极性。
二、教学内容改革措施
（一）修订教学大纲
教学大纲是教学的纲领性文件，是实现和完成教学内容和要求的指导性文件，根据课程内容的变化，适时修订教学大纲，是教学改革的重要途径。新的教学大纲确定地球化学课程的教学目标和基本要求，要求教学内容反映现代地球化学的发展现状和重大成就。
（二）优化教学内容
针对当今地球化学课程教学现状和地球化学学科的发展趋势，我们对目前的教学内容进行增删。一方面，在同位素地球化学章节增加了Lu-Hf同位素体系，Re-Os同位素体系，年轻地质体系的同位素和非传统同位素的地质应用。考虑到分析测试技术在地球化学学科发展中发挥的作用越来越重要，教学内容增加了分析地球化学的相关知识。另一方面，删除目前教学内容中涉及的元素的迁移、地球化学热力学和动力学，这些化学类学科的基本理论是学习地球化学的先导课程，将不在教学中专门介绍。[3]
（三）增加实验教学环节
地球化学是一门理论性较强的课程，实验环节的加入可以帮助学生对深对其基本原理、基本方法的理解。例如，在“太阳系的元素丰度”一节中加入实验课太阳系元素分布丰度特征，以教材提供的数据为基础，指导学生利用计算机将数据表转化为丰度分布图，进而找出其分布规律。类似地，在岩浆形成和演化过程中的微量元素地球化学模型”一节中加入实验课部分熔融和结晶过程中不同元素的分配；在“稀土元素地球化学”一节中加入实验稀土元素数据表示。[4]新增加的分析地球化学教学内容需要开展实验教学，在完成分析技术理论方法教学之后，组织学生对原子发射光谱，电感耦合等离子体质普等大型仪器进行参观，可以加深学生对相关仪器的了解。以上实验内容的加入可以提高学生的学习兴趣，同时培养学生的动手能力。
三、教学方法改革措施
在教学改革中，教学内容的改革是核心，教学方法的改革应服从和服务于教学内容。[5]在教学过程中理论联系实际，加大启发式教学力度，能充分调动学生的主动性，使学生成为主体参与到教学过程中。
（一）理论联系实际
针对科研及生产实践中知识的应用实例更易激发学生的学习兴趣，并且容易被学生接受的特点，我们在教学实践中增加了相关理论知识的应用实例。[6]这样，一方面可以加深学生对理论知识的理解；另一方面，可以使学生通过地球化学课程的学习，了解该课程在解决资源勘查实际问题中的作用，提高其分析问题和解决问题的能力。
（二）实行启发式教学
教学实践中，根据教学目标和教学内容设置一系列的问题，引导学生查阅资料，相互讨论，独立思考并得出答案。[7]例如，在“元素类质同像置换法则”一节中，在介绍不同岩石类型，不同主要造岩矿物元素分配组合特征及相关元素物理化学性质的基础上，启发学生发现元素组合规律，进而得出类质同像法则。在“太阳系的元素丰度”一节中，引导学生对太阳系元素丰度表及元素分布模式图进行观察、比较，启发学生得出太阳系元素丰度规律。
四、教学手段改革措施
随着地球化学学科的发展及其在资源勘查实践中应用的增多，地球化学课程的教学内容不断增加。随之产生的问题是怎样在有限的学时内完成授课任务。“一只粉笔、一块黑板”的教学手段已不能满足教学需要了。一个有效的方式是引入多媒体教学手段，加大课堂教学的知识容量，提高授课效率。另外，在地球化学课程中一部分基本概念、基本原理较为抽象，多媒体技术的应用可以借助图表、动画、视频等将其形象化、具体化，这样可以帮助学生更好地理解授课内容，有效提高教学质量。同时，多媒体教学手段的使用还可以提高学生的学习兴趣，并充分调动其学习的积极性。
五、结论
针对新疆大学资源勘查工程专业地球化学课程教学现状中存在教学内容、教学方法及手段落后的问题，对地球化学教学实践进行了探讨。在教学内容改革方面以修订教学大纲为途径，优化教学内容，强调增加实验教学环节；在教学方法方面，强调理论联系实际，加大启发式教学的力度；在教学手段方面，提出引入多媒体教学，以上措施将对提高教学质量有重要意义。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 韩吟文，马振东.地球化学[M].北京：地质出版社，2003.
[2] 张德会，叶荣，龚庆杰.“地球化学”课程教学改革的实践[J].中国地质教育，2005（3）：60-62.
[3] 张宏飞，高山.地球化学[M].北京：地质出版社，2012.
[4] 郝立波，戚长谋.地球化学原理[M].北京：地质出版社2004.
[5] 袁振国.当代教育学（修订版）[M].北京：教育科学出版社，2000.
[6] 徐先海，周葆华.高校地质学实践教学改革途径探索[J].科技信息，2009（1）：136-141.
[7] 张成立，张云翔，崔智林.改革考核方式，增强教学活力[J].高等理科教育，2004（4）：124-126.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]地球化学是地质类专业的一门重要基础课程。针对新疆大学资源勘查工程专业地球化学课程的教学现状及存在问题，可以提出地球化学课程的教学内容、教学方法及手段改革的基本措施，以激发学生的学习兴趣，促进教学质量的提高。
[关键词]地球化学；教学内容；教学方法；教学手段
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0130-02
地球化学是研究地球及其子系统（含部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学演化的科学，是地质学、地球化学和资源勘查工程等地球科学类专业的一门重要专业基础课。[1]该课程的教学目的是使学生掌握地球化学的基本概念、基本原理和研究方法，并在此基础上初步建立地球化学思维，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。为了提高地球化学课程教学质量，结合新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程专业地球化学课程教学现状及存在的问题，笔者在实际教学过程中对地球化学教学内容、教学方法及手段改革方面做了一些积极探索。
一、教学现状及存在的问题
新疆大学地球化学课程主要针对资源勘查工程专业，为必修课程，共48学时，无实验课。教学内容包括太阳系、地球及地壳的化学元素丰度、元素的赋存形式、元素的地球化学迁移、微量元素和同位素地球化学等。课程的重点是1.元素在自然体系中的分布、分配、迁移演化的基本概念、基本理论和基本研究方法；2.微量元素、同位素在自然体系中的示踪和计时作用的基本概念、基本理论和基本研究方法。就教学内容和教学方法而言，其主要存在如下问题。
（一）教学内容滞后
地球化学产生于20世纪二三十年代，真正发展始于20世纪50年代。尽管在地球科学诸多学科中创建最晚，但其发展势头强劲，目前已经渗透到地球科学所有领域，起着地球科学中心学科的作用。[2]目前，其教学内容较少反映近年来地球化学学科发展中产生的新理论、新方法，迫切需要进行改革。如果能够及时引入本学科前沿领域的新理论、新方法，对激发学生的学习兴趣、提高学生的创造性思维能力将起到重要作用。
（二）实验教学环节缺失
地球系统中元素和同位素的组成及元素的赋存状态是地球化学的基本问题，也是重要的教学内容。这一问题离不开元素含量及赋存形式的分析方法，如X射线光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。由于缺少地球化学实验室可供教学，教学大纲中也缺少实验教学环节，所以只能在课堂上对常用的、重要的分析方法进行讲解。这样教学效果并不明显，多数学生仍然不了解相关分析方法。
另外，地球化学中出现大量关于元素（同位素）组成的数据，这些数据需要进行处理以获得一些参数或图件，如稀土元素数据及微量元素数据的表示。由于缺少实验环节，只能在课堂上讲解处理方法和步骤，学生不能亲自动手操作，导致实际教学效果并不理想。
（三）教学方法单一，手段落后
目前，新疆大学地质与矿业工程学院地球化学教学过程中仍采用传统的教学方法，即以教师、课堂和教材为中心，对学生进行讲授。同时，由于种种原因，教学手段落后，依然采用“一支粉笔、一块黑板”的形式，忽视了计算机辅助教学手段，没有充分调动学生的学习兴趣，影响了学生学习的自主性和积极性。
二、教学内容改革措施
（一）修订教学大纲
教学大纲是教学的纲领性文件，是实现和完成教学内容和要求的指导性文件，根据课程内容的变化，适时修订教学大纲，是教学改革的重要途径。新的教学大纲确定地球化学课程的教学目标和基本要求，要求教学内容反映现代地球化学的发展现状和重大成就。
（二）优化教学内容
针对当今地球化学课程教学现状和地球化学学科的发展趋势，我们对目前的教学内容进行增删。一方面，在同位素地球化学章节增加了Lu-Hf同位素体系，Re-Os同位素体系，年轻地质体系的同位素和非传统同位素的地质应用。考虑到分析测试技术在地球化学学科发展中发挥的作用越来越重要，教学内容增加了分析地球化学的相关知识。另一方面，删除目前教学内容中涉及的元素的迁移、地球化学热力学和动力学，这些化学类学科的基本理论是学习地球化学的先导课程，将不在教学中专门介绍。[3]
（三）增加实验教学环节
地球化学是一门理论性较强的课程，实验环节的加入可以帮助学生对深对其基本原理、基本方法的理解。例如，在“太阳系的元素丰度”一节中加入实验课太阳系元素分布丰度特征，以教材提供的数据为基础，指导学生利用计算机将数据表转化为丰度分布图，进而找出其分布规律。类似地，在岩浆形成和演化过程中的微量元素地球化学模型”一节中加入实验课部分熔融和结晶过程中不同元素的分配；在“稀土元素地球化学”一节中加入实验稀土元素数据表示。[4]新增加的分析地球化学教学内容需要开展实验教学，在完成分析技术理论方法教学之后，组织学生对原子发射光谱，电感耦合等离子体质普等大型仪器进行参观，可以加深学生对相关仪器的了解。以上实验内容的加入可以提高学生的学习兴趣，同时培养学生的动手能力。
三、教学方法改革措施
在教学改革中，教学内容的改革是核心，教学方法的改革应服从和服务于教学内容。[5]在教学过程中理论联系实际，加大启发式教学力度，能充分调动学生的主动性，使学生成为主体参与到教学过程中。
（一）理论联系实际
针对科研及生产实践中知识的应用实例更易激发学生的学习兴趣，并且容易被学生接受的特点，我们在教学实践中增加了相关理论知识的应用实例。[6]这样，一方面可以加深学生对理论知识的理解；另一方面，可以使学生通过地球化学课程的学习，了解该课程在解决资源勘查实际问题中的作用，提高其分析问题和解决问题的能力。
（二）实行启发式教学
教学实践中，根据教学目标和教学内容设置一系列的问题，引导学生查阅资料，相互讨论，独立思考并得出答案。[7]例如，在“元素类质同像置换法则”一节中，在介绍不同岩石类型，不同主要造岩矿物元素分配组合特征及相关元素物理化学性质的基础上，启发学生发现元素组合规律，进而得出类质同像法则。在“太阳系的元素丰度”一节中，引导学生对太阳系元素丰度表及元素分布模式图进行观察、比较，启发学生得出太阳系元素丰度规律。
四、教学手段改革措施
随着地球化学学科的发展及其在资源勘查实践中应用的增多，地球化学课程的教学内容不断增加。随之产生的问题是怎样在有限的学时内完成授课任务。“一只粉笔、一块黑板”的教学手段已不能满足教学需要了。一个有效的方式是引入多媒体教学手段，加大课堂教学的知识容量，提高授课效率。另外，在地球化学课程中一部分基本概念、基本原理较为抽象，多媒体技术的应用可以借助图表、动画、视频等将其形象化、具体化，这样可以帮助学生更好地理解授课内容，有效提高教学质量。同时，多媒体教学手段的使用还可以提高学生的学习兴趣，并充分调动其学习的积极性。
五、结论
针对新疆大学资源勘查工程专业地球化学课程教学现状中存在教学内容、教学方法及手段落后的问题，对地球化学教学实践进行了探讨。在教学内容改革方面以修订教学大纲为途径，优化教学内容，强调增加实验教学环节；在教学方法方面，强调理论联系实际，加大启发式教学的力度；在教学手段方面，提出引入多媒体教学，以上措施将对提高教学质量有重要意义。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 韩吟文，马振东.地球化学[M].北京：地质出版社，2003.
[2] 张德会，叶荣，龚庆杰.“地球化学”课程教学改革的实践[J].中国地质教育，2005（3）：60-62.
[3] 张宏飞，高山.地球化学[M].北京：地质出版社，2012.
[4] 郝立波，戚长谋.地球化学原理[M].北京：地质出版社2004.
[5] 袁振国.当代教育学（修订版）[M].北京：教育科学出版社，2000.
[6] 徐先海，周葆华.高校地质学实践教学改革途径探索[J].科技信息，2009（1）：136-141.
[7] 张成立，张云翔，崔智林.改革考核方式，增强教学活力[J].高等理科教育，2004（4）：124-126.
[责任编辑：陈 明]
