導(dǎo)語：沉積巖石學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革效果一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，傳統(tǒng)地學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能較好滿足學(xué)生需求。為了培養(yǎng)地質(zhì)行業(yè)更多的具有國際視野的創(chuàng)新型人才，長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院在沉積巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取了一系列改革，包括更新教學(xué)實(shí)踐體系，引進(jìn)新型的多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課堂，拓展教學(xué)實(shí)踐方式等，有效提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；沉積巖石學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)

工程質(zhì)量教育以學(xué)生的畢業(yè)要求為出發(fā)點(diǎn)，動態(tài)跟蹤改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方式方法，以學(xué)生基本素質(zhì)和專業(yè)能力培養(yǎng)為核心[1]。長江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)2016年通過教育部“國際工程教育認(rèn)證”，2019年入選第一批國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，在工程教育認(rèn)證和“雙一流”建設(shè)的背景下，面向高等地質(zhì)教育的國際化發(fā)展新趨勢，社會對地質(zhì)專業(yè)人才綜合素質(zhì)提出了更高要求[2]。《沉積巖石學(xué)》是該專業(yè)本科教育的一門核心課程。該課程于2008年被批準(zhǔn)為國家級精品課程，2016年獲批國家級精品資源共享課。根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位及油氣勘探的專業(yè)特色和優(yōu)勢，《沉積巖石學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)地學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)、綜合素質(zhì)高、社會責(zé)任感強(qiáng)，具有國際視野和創(chuàng)新精神，從事油氣資源勘探相關(guān)的高級工程技術(shù)及科研人才[3]。為達(dá)到這一目標(biāo)，《沉積巖石學(xué)》課程組不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、授課方式、教育方法等課程建設(shè)和教學(xué)模式改革創(chuàng)新[3-5]。實(shí)踐教學(xué)是本課程重要的教學(xué)改革部分。本文主要介紹課程組近年來基于新型多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

一、《沉積巖石學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架設(shè)計更新

《沉積巖石學(xué)》實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在掌握沉積巖課堂基本理論知識的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W會并熟練使用偏光顯微鏡，并借用肉眼、小刀、放大鏡等其他鑒定工具，對常見碎屑巖和碳酸鹽巖進(jìn)行系統(tǒng)鑒定，掌握沉積巖的研究、觀察和描述方法，沉積巖的分類和命名原則，掌握沉積相的相標(biāo)志及各種沉積相類型的主要特征[1，4]。沉積巖薄片鑒定是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的基本技能，此前需要進(jìn)行多門地學(xué)類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，所涉課程包括普通地質(zhì)學(xué)、晶體光學(xué)、巖漿巖與變質(zhì)巖、古生物地史學(xué)等，這些基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的好壞直接影響到沉積巖薄片鑒定教學(xué)的進(jìn)行和效果[6]，因此在課程設(shè)置上，我院將以上課程設(shè)為《沉積巖石學(xué)》的前置課程。針對本校的資源勘查工程專業(yè)，共設(shè)有24學(xué)時，12次課堂實(shí)驗(yàn)課（表1），除實(shí)驗(yàn)1外，其余實(shí)驗(yàn)均需在偏光顯微鏡下觀察沉積巖薄片。在重新修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時，精簡了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量，增加了綜合性實(shí)驗(yàn)占比。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中設(shè)置了實(shí)驗(yàn)1、2和7三次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；其他9次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均為綜合性實(shí)驗(yàn)。而其他專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只有8次，內(nèi)容不包括實(shí)驗(yàn)2、8、10、12四次實(shí)驗(yàn)。而綜合性實(shí)驗(yàn)12是結(jié)合生產(chǎn)和科研單位的實(shí)際情況，檢驗(yàn)學(xué)生應(yīng)用于油氣資源勘探與開發(fā)中復(fù)雜地質(zhì)體的綜合分析能力。

二、多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用及效果

沉積巖實(shí)驗(yàn)教學(xué)在近二十年的不斷改革摸索中，由二十世紀(jì)八九十年代的板書——照片式教學(xué)，逐漸改革為多媒體課件+教師顯微鏡實(shí)時放映教學(xué)[7，8]，到如今的顯微鏡師生實(shí)時互動教學(xué)模式[9]。我院的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也從XPT-7單目偏光顯微鏡到萊卡及寧波永新XP-213偏光顯微鏡，再到引進(jìn)多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)，教學(xué)設(shè)備不斷更新，有效推動了顯微鏡實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的發(fā)展。2021年5月，我院投資近70萬元建設(shè)設(shè)備先進(jìn)的數(shù)碼顯微鏡無線互動教室，將過去功能單一的普通光學(xué)顯微鏡，升級更新為多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)。其中，數(shù)碼顯微鏡無線互動教室為南京江南永新光學(xué)有限公司獨(dú)立開發(fā)的多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)，能夠全面的協(xié)助教師進(jìn)行顯微形態(tài)互動教學(xué)，大大提高教學(xué)效率及品質(zhì)。采用無線傳輸方式，一個無線AP可以同時連接60多個學(xué)生端和一個教師端，且快速、穩(wěn)定、可靠。教師端和學(xué)生端均采用高清數(shù)碼顯微鏡，各個端點(diǎn)都是功能強(qiáng)大的顯微形態(tài)處理單元，通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。該教學(xué)系統(tǒng)由1個教師操作控制平臺和40個學(xué)生端組成，教師操作控制平臺采用1套NP-800TRF型偏光顯微鏡，NEXCAM-T20數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，Dell高端主機(jī)；學(xué)生端采用40套BM2100POL型偏光顯微鏡，Lenovo平板電腦。該互動教學(xué)系統(tǒng)在軟件方面具有10個方面的功能：1.教師端可以完全控制學(xué)生端電腦，包括顯微圖像；2.廣播教學(xué)功能強(qiáng)大，教師端圖像一鍵廣播給每一個學(xué)生，也可以將隨身攜帶的筆記本電腦內(nèi)容廣播給學(xué)生；3.學(xué)生演示，可以將某個學(xué)生的圖像演示給其他任意學(xué)生；4.教師端可以靈活地限制U盤使用、光盤播放、打印機(jī)使用、網(wǎng)頁瀏覽、程序使用等；5.教師端可以實(shí)時監(jiān)控學(xué)生端圖像，也可以監(jiān)聽學(xué)生端聲音；6.屏幕筆可以進(jìn)行豐富多彩的圖文形式教學(xué)，可以對顯微圖像進(jìn)行動態(tài)實(shí)時討論；7.共享白板功能，教師與學(xué)生可以在同一個虛擬桌面內(nèi)共同完成一項(xiàng)任務(wù)；8.通過彩信等可以實(shí)現(xiàn)師生間豐富多彩的互動交流；9.數(shù)字圖像分析系統(tǒng)具有圖像采集、處理、測量分析等功能；10.全面教學(xué)測評功能，隨時監(jiān)測教學(xué)效果。該系統(tǒng)在使用過程中，教師端能將其鏡下圖像傳輸給全體學(xué)生，其電腦屏幕既可以顯示實(shí)驗(yàn)室內(nèi)任意1臺學(xué)生顯微鏡下圖像，也可同時顯示1組或全班學(xué)生顯微鏡下觀察到的圖像；學(xué)生端具有演示功能，能將某個學(xué)生顯微鏡下的典型圖像演示在其他任意學(xué)生或全體學(xué)生的平板電腦上，或投影到互動實(shí)驗(yàn)室大屏幕上展示，便于學(xué)生共同分享，并展開即時討論。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式起到了實(shí)時監(jiān)控實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，資源共享的作用，既能避免學(xué)生在課堂上開小差，隨意瀏覽平板電腦上的網(wǎng)頁信息，又解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師穿插行走于學(xué)生顯微鏡下答疑解惑效率低下的問題，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，同時也方便了教師規(guī)范課堂秩序，及時維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。此外，由于教師端和學(xué)生端都配備了高像素的相機(jī)或平板電腦，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中畫素描圖時，可以參考平板上捕捉到的顯微鏡下特征，在一定程度上緩解雙眼的疲勞；在完成實(shí)驗(yàn)后，也可自行對鏡下圖像進(jìn)行拍照、錄像，存儲拷貝，便于課后復(fù)習(xí)鞏固，做到知識點(diǎn)的扎實(shí)掌握。教師端由于具備了遠(yuǎn)距離傳輸和存儲功能，也能將每次實(shí)驗(yàn)中觀察到的典型鏡下圖像或好的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行保存，在日后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也能重復(fù)利用，或與其他教師共同探討，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源共享。該套互動教學(xué)系統(tǒng)的使用，使得每個學(xué)生的圖像從鏡下實(shí)現(xiàn)了可視化，將學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，改變了學(xué)生敷衍了事、任意糊弄教師的學(xué)習(xí)態(tài)度，極大提高了教學(xué)質(zhì)量。

三、教學(xué)資源豐富，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式革新

俗話說：“給學(xué)生一碗水，自己首先要有一桶水!”筆者在講授實(shí)驗(yàn)課之前，完整聽完了其他教師沉積巖石學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)課程，且將實(shí)驗(yàn)中心手標(biāo)本和巖石薄片進(jìn)行了全面系統(tǒng)的觀察，將鏡下礦物典型鑒別特征、巖石的物質(zhì)成份、結(jié)構(gòu)組分等現(xiàn)象進(jìn)行顯微照相，并穿插在多媒體課件中。在課堂講授時，利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)方法進(jìn)行充分展示和詳細(xì)講解，能使講述的特征和現(xiàn)象更加圖文并茂、形象生動，突出重點(diǎn)，便于學(xué)生理解和吸收，教學(xué)質(zhì)量明顯提高。除了必修的巖石手標(biāo)本觀察描述、偏光顯微鏡薄片鑒定內(nèi)容以外，實(shí)驗(yàn)中心建立了豐富的巖石標(biāo)本陳列室，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)日，學(xué)生可以預(yù)約申請。通過開放先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器，突破了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程上時間的限制，又鍛煉學(xué)生的動手能力，調(diào)動學(xué)生主動性，拓寬其視野[10]，為其將來實(shí)際工作需要和進(jìn)一步深造打下良好的基礎(chǔ)。同時，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)打破了時間和空間對教學(xué)的限制，教師利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源幫助學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前就掌握鏡下鑒定的一般規(guī)律；在課堂講授之后，讓學(xué)生多操作顯微鏡觀察薄片，因材施教、因人而異進(jìn)行答疑，幫助學(xué)生最大化地掌握鏡下鑒定方法。最后，增加沉積巖石學(xué)的課間實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，能提高學(xué)生的興趣和積極性。如校園內(nèi)的多處大型沉積構(gòu)造巖石標(biāo)本，直觀了解各類沉積構(gòu)造特征；長江三峽地層標(biāo)本長廊，能直接觸摸感知各種巖石粒度的粗細(xì)；校內(nèi)的水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)室，能持續(xù)觀察碎屑顆粒在搬運(yùn)、沉積過程的變化；長江天興洲、漢江、秦皇島基礎(chǔ)地質(zhì)實(shí)習(xí)及松滋劉家場綜合地質(zhì)實(shí)習(xí)等構(gòu)成了多方法、多尺度、多類型的實(shí)踐教學(xué)體系。

四、總結(jié)

人才培養(yǎng)是高校的根本任務(wù)，我院結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際視野的高級工程技術(shù)及科研人才，《沉積巖石學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取了一系列改革，尤其是多媒體無線互動教學(xué)系統(tǒng)的投入使用，得到了師生一致好評，取得了很好的教學(xué)效果。同時，通過網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)，課內(nèi)及課外實(shí)踐，顯著提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

作者：徐艷霞 李華