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煤礦地質(zhì)學論文:煤礦地質(zhì)學CDIO教育理論研究
本文作者:關(guān)英斌 李海梅 郝彬彬 單位:河北工程大學資源學院
建立CDIO模式下煤礦地質(zhì)學教學大綱
CDIO是工科教育的一種新的教學模式,新的教學模式就必須要有新的教學大綱。教學大綱是整個教學的靈魂,所有教學環(huán)節(jié)都要圍繞教學大綱。為滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對人才的需求,教學大綱的編寫要將基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊協(xié)作與社會環(huán)境融合在一起,注重理論與實踐的結(jié)合。《煤礦地質(zhì)學》是一門服務(wù)于礦山設(shè)計、建設(shè)、開發(fā)生產(chǎn)的一門課程,其實踐性很強,依據(jù)CDIO模式的大綱對學生加強地質(zhì)基本知識、基本概念和基本技能的掌握;在實驗、實踐中提高個人能力和素質(zhì),同時培養(yǎng)人與人之間的合作溝通能力,最終培養(yǎng)出滿足現(xiàn)代煤礦企業(yè)所需要的人才。
建立CDIO模式下煤礦地質(zhì)學授課體系
建立CDIO模式下《煤礦地質(zhì)學》的授課體系,關(guān)鍵是改變教師的傳統(tǒng)的教學理念,把CDIO的教學模式、教學理念運用于教學的各個環(huán)節(jié)。在教學中以學生為中心,教師介紹煤礦生產(chǎn)中有關(guān)地質(zhì)的基本知識和工作方法,通過實驗和實習提高學生的動手能力,通過參與科研提高學生的創(chuàng)新能力[2]。把地質(zhì)工作的新的理論和新方法引入到教學中,同時也要把一些傳統(tǒng)的內(nèi)容壓縮或刪除,例如刪除課程中科普性的傳統(tǒng)內(nèi)容,增加礦物巖石、構(gòu)造地質(zhì)、地層等相關(guān)方面的新理論、新知識;以新的國家固體礦產(chǎn)資源儲量分類及編碼標準替代傳統(tǒng)A級、B級、C級、D級儲量分級標準等;隨著煤炭資源的開發(fā),煤礦環(huán)境污染日益加重,保護礦區(qū)環(huán)境越來越受到重視,增加煤礦環(huán)境地質(zhì)的新內(nèi)容;隨著近年來地質(zhì)信息技術(shù)的應(yīng)用,在煤礦地質(zhì)研究中,豐富了手段,提高了精度和可靠性,增加礦井地質(zhì)信息技術(shù)及應(yīng)用的教學環(huán)節(jié),如運用計算機技術(shù)編制和管理各種地質(zhì)圖件、介紹物探新知識和新儀器的應(yīng)用原理和方法;更新傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)計規(guī)范等[3]。本課程采用課堂講授教學為主,同時結(jié)合有關(guān)電視錄像片和野外、室內(nèi)實習、實驗課等形式綜合進行。盡可能應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)和手段、改革傳統(tǒng)板書的教學方法。
在講授過程中,將多媒體講授與板書講授有機結(jié)合,通過二者的優(yōu)勢互補,實現(xiàn)有關(guān)知識的融合與最佳傳授。如利用地形地質(zhì)圖編制地質(zhì)剖面、編制煤層底板等高線圖等方面,均通過多種教學手段的結(jié)合進行,取得了良好的效果。采用實例式、啟發(fā)式、設(shè)疑式等教學方法,盡可能調(diào)動學生的學習積極性和參與性,促進學生的積極思維、激發(fā)學生潛能,達到師生互動共同參與的目的。這種形式可促進理論與實踐的結(jié)合,可提高學生的學習興趣。《煤礦地質(zhì)學》是一門理論性和實踐性很強的應(yīng)用型課程,在完成理論學習的基礎(chǔ)上,努力作到理論與實踐相結(jié)合,安排與設(shè)計各類實驗和實踐教學內(nèi)容。為滿足精品課程的教學設(shè)計和內(nèi)容,依據(jù)《煤礦地質(zhì)學》課程教學大綱的要求,從四個方面來設(shè)計實踐教學環(huán)節(jié),一是實驗教學環(huán)節(jié),這是一個認知性、驗證性的實驗教學環(huán)節(jié),在完成理論課程講解后,對礦物、巖石等各類標本進行反復(fù)的觀察和描述,通過這樣的實驗使學生能掌握各類標本的鑒定特征,在實驗教師的指導(dǎo)下,完成實驗報告;二是野外地質(zhì)認識實習教學環(huán)節(jié),在完成課堂教學內(nèi)容后,進行野外地質(zhì)現(xiàn)象的認識和觀察,把課堂講解的內(nèi)容和實際聯(lián)系在一起,要求學生依據(jù)野外實習的內(nèi)容編寫實習報告;三是課堂及課下作業(yè)實踐教學環(huán)節(jié),這是提高學生動手能力和加強學生基本功訓練的一個重要實踐環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)要求學生能夠讀懂各種地質(zhì)圖件并運用計算機軟件編制各種地質(zhì)圖件、能夠從圖件中提取各種數(shù)據(jù);四是科研實踐環(huán)節(jié),這是一個提高創(chuàng)新能力的實踐環(huán)節(jié),部分同學可參加教師的科研課題,在教師的指導(dǎo)下,把學到的知識與實際科研工作相結(jié)合,達到提高學生的創(chuàng)新能力。網(wǎng)絡(luò)教學相比傳統(tǒng)教學模式,更能培養(yǎng)學生信息獲取、加工、分析、創(chuàng)新、利用、交流、的能力,網(wǎng)絡(luò)教學能夠培養(yǎng)學生良好的信息素養(yǎng),把信息技術(shù)作為支持終身學習和合作學習的手段,為適應(yīng)信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎(chǔ)。把一些教學資源放到網(wǎng)上,為學生建立自學平臺。在網(wǎng)上和同學開辟網(wǎng)上留言、教師電子信箱、QQ等方式為學生提供一個互動的學習平臺。建立網(wǎng)絡(luò)教學平臺,提供網(wǎng)絡(luò)學習課件,供學生課后學習。
CDIO模式下的課程教學質(zhì)量監(jiān)控
地質(zhì)學教育論文:煤礦地質(zhì)學教育革新研究
本文作者:高蓮鳳 張振國 韓秀麗 李富平 戚龍水 單位:河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院
煤礦地質(zhì)學一個明顯特點,就是應(yīng)用性強,與生產(chǎn)實踐直接相聯(lián)系。可以在礦井開采過程中觀察到很多生產(chǎn)過程結(jié)束之后再無法見到的地質(zhì)現(xiàn)象,從而對理論研究起到重要的推動作用;又可以直接指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)生產(chǎn)實踐。例如,它可以通過勘探工作進行探采對比,還具有指導(dǎo)和監(jiān)督采煤、選煤等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。課程包含對煤礦建設(shè)生產(chǎn)中遇到的瓦斯、煤塵、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報,防范措施和治理方案的提出;水文地質(zhì)的專門觀測及綜合研究;深部煤層尋找與預(yù)測,組織開展煤層深部開采和外圍找煤,擴大礦產(chǎn)資源遠景及增加新儲量,延長礦井服務(wù)年限或擴大生產(chǎn)規(guī)模;礦井儲量動態(tài)管理等大量實際工作內(nèi)容。
近年來,隨著相關(guān)科學的理論創(chuàng)新和應(yīng)用技術(shù)的不斷提高,煤礦地質(zhì)學研究內(nèi)容也在不斷發(fā)展、提高,課程體系不斷完善。除理論研究需要進一步加強外,技術(shù)革新、前沿理論和高新技術(shù)的應(yīng)用也成為今后重要的發(fā)展方向,如:遙感地質(zhì)、數(shù)學地質(zhì)、應(yīng)用地球物理學等煤礦地質(zhì)信息技術(shù)的引入和應(yīng)用,礦產(chǎn)資源開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展、礦產(chǎn)資源保護和綜合利用、礦井地質(zhì)技術(shù)經(jīng)濟以及深部煤層預(yù)測等。近年來,隨著資源開發(fā)的快速發(fā)展,國家對煤礦安全工程專業(yè)技術(shù)人才的需求急劇增加,與大學生整體就業(yè)難的趨勢形成了強烈的反差。但我校針對煤礦安全工程專業(yè)開設(shè)的《煤礦地質(zhì)學》,是專業(yè)基礎(chǔ)課程,具有理、工兼修的特性,既有大量的抽象理論(概念、定義)需要理解、記憶,又有不少的基本方法要通過實驗、實訓觀察認識掌握。很容易造成學生難以理解和接受,從而影響教學效果。同時,該課程課時設(shè)置偏少,一定程度影響了學生對煤礦地質(zhì)學的進一步學習,在有限的時間內(nèi)學生要想全面、深入、系統(tǒng)的掌握并運用煤礦地質(zhì)存在一定的難度。如何讓煤礦地質(zhì)學能夠更好地和其專業(yè)密切結(jié)合起來,為學生的全面成才奠定良好的基礎(chǔ),是該課程建設(shè)的前提和關(guān)鍵。
本課程安排課堂教學40學時,實驗課8學時。從整體內(nèi)容來看,課時稍顯倉促,課程體系還需要進一步完善。今后該課程授課的努力方向是:依據(jù)我校人才培養(yǎng)目標,結(jié)合學生、教材、實驗條件等實際情況,優(yōu)化教學內(nèi)容和課程體系。實踐環(huán)節(jié)需要進一步加強。本課程包含豐富的地質(zhì)基礎(chǔ)理論知識,又具有大量實際應(yīng)用的技能要求,是理論與實踐的有機統(tǒng)一,因而,處理好理論教學與實踐教學的關(guān)系,促進學生基本理論與基本技能的協(xié)調(diào)發(fā)展。而實際情況是,實踐環(huán)節(jié)薄弱,實驗條件有待大幅度提高。教學方法還需完善,學生學習積極性有待進一步提高。合理的教學方法和先進的教學手段是保證教學質(zhì)量的重要前提,在此前提下,學校應(yīng)充分調(diào)動教師的積極性,鼓勵教師根據(jù)個人特長、專業(yè)特點,開展教學方法、教學手段的探索,著力改變“滿堂灌”的教學方式,對影響煤礦生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素,如煤層厚度變化、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿侵入煤層、巖溶塌陷、礦井瓦斯、煤層頂?shù)装濉⒌販嘏c礦山壓力等,對煤礦安全生產(chǎn)有很大影響,這部分內(nèi)容應(yīng)理論聯(lián)系實際,針對不同的礦井有不同的主要影響因素,選舉典型事例重點講述,探討啟發(fā)式、討論式、研討式、案例式、探索式等新型教學法,更大限度地調(diào)動學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性,營造良好的課堂氛圍,從而提高學生分析問題和解決問題的能力,實現(xiàn)教學質(zhì)量的提高。
教學方法的優(yōu)化是改善教學環(huán)節(jié)、提高教學質(zhì)量的重要手段,針對煤礦地質(zhì)學課程特點及我校的實際情況,煤礦地質(zhì)學教學效果的提高,應(yīng)該著力在多媒體教學、實踐教學和雙語教學等三個方面下大功夫。多媒體教學是高等院校普遍使用現(xiàn)代化教學手段之一,是提高教學效果的有效途徑。就本課程特點而言,由于其信息量龐大、知識點豐富,使用多媒體教學,一方面可以利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源,特別是借鑒兄弟院校的精品課程課件,促進課程體系的優(yōu)化;另一方面,可以有更為充分的時間進行備課,將更多的新內(nèi)容補充到課堂教學之中。更重要的一點,是借助現(xiàn)代化的教育手段,促使抽象的教學內(nèi)容更為具體,增加學生的感性認識,例如對地質(zhì)圖的理解和解讀、對礦物、巖石的認識和鑒別等。當然,還可以建設(shè)課程教學網(wǎng)站,使大多數(shù)學生有機會參與網(wǎng)站的建設(shè),融自主性、趣味性于一體,從而激發(fā)學生的學習興趣,提高自主學習的熱情,有效地提高教學質(zhì)量。實踐教學環(huán)節(jié)是提高煤礦安全工程專業(yè)學生綜合素質(zhì)的重要途徑,包括課程教學實驗和實習兩部分。從學生素質(zhì)方面比較,我校煤礦安全工程專業(yè)學生組織紀律性強、理論基礎(chǔ)扎實,而實踐動手能力和野外工作能力需進一步提高,這就需要在實踐環(huán)節(jié)方面下功夫。然而,這一環(huán)節(jié)也是我校整個教學體系相對薄弱的部分,是制約學生實踐動手能力提高的“瓶頸”。就實驗環(huán)節(jié)而言,該課程實驗的知識面廣、內(nèi)容復(fù)雜,內(nèi)容涉及礦物、巖石等實物標本的鑒定,地質(zhì)圖件編制等基本技能,還包括巖石薄片制作、鏡下鑒定、礦物分選、樣品制備等專業(yè)技能。
這類實驗技術(shù)要求較低,學校現(xiàn)有實驗設(shè)備通過資源挖潛,基本可以滿足。如果適當投入資金,對現(xiàn)有設(shè)備更新提高,如引進實驗室電化教學系統(tǒng),可以將實驗室現(xiàn)有的實物標本,通過“二次開發(fā)”和數(shù)字化改造,賦予新的使命,將枯燥、靜止的標本變成生動的三維立體動態(tài)圖像。學生可通過人機對話的方式,可以觀察巖石標本的礦物組成、以及煤巖組分的顯微特征,還可以實現(xiàn)與教師的互動。這樣,可以有效提高學生的學習熱情,從而提高實驗教學質(zhì)量。野外實習也是該專業(yè)學生綜合素質(zhì)提高的重要因素,受經(jīng)費短缺的制約,實習時間難以達到教學計劃的要求,該問題幾乎是同類院校的普遍現(xiàn)象,我個人的建議有兩個:一是下大決心一次性投入,建立實習基地,優(yōu)先建立“現(xiàn)代化礦井仿真系統(tǒng)”,可以一勞永逸地緩解實習經(jīng)費不足而產(chǎn)生的連鎖反應(yīng),以彌補學生實踐經(jīng)驗缺乏的不足;二是利用現(xiàn)代化教學手段,建設(shè)“虛擬野外實習系統(tǒng)”,該系統(tǒng)可以野外教學實習的內(nèi)容為主體,利用計算機圖形處理、多媒體等技術(shù),仿真野外地質(zhì)實習過程。教師可以根據(jù)教學計劃的進度,隨時安排學生在實驗室學習相關(guān)野外地質(zhì)實習的基本內(nèi)容和方法。通過課程實驗,分段觀摩野外教學內(nèi)容,進行模擬技能訓練等一系列手段,學生實踐技能將會得到有效提高。
隨著教育國際化趨勢的不斷增強,國家、社會對人才培養(yǎng)都提出了更高的要求。我校地處環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)開放前沿,雙語教學工作也就顯得尤為重要。從我院情況看,開展雙語教學工作起步較早,并取得一定的進展,但課程開設(shè)數(shù)量還遠遠不夠,質(zhì)量也有待進一步提高。就本課程開設(shè)雙語教學而言,我個人認為時機尚不成熟,基于三個原因。首先,該課程屬于涵蓋面寬廣的專業(yè)基礎(chǔ)課,合適的外文教材較難選擇;其次,由于尚未實現(xiàn)多媒體教學,任課教師將不得不在課堂上花費大量時間板書英語內(nèi)容,這樣勢必影響教學進度;第三,雙語教學對教師、學生及教學手段都提出了更高的要求。教師可以通過扎實的備課,解決授課環(huán)節(jié)的問題,而對學生的要求,如基礎(chǔ)英語水平、專業(yè)英語水平等,是一個循序漸進的提高過程,很難通過一門課程的學習就能得到顯著改善。不切合實際情況的雙語教學,造成的可能后果是,教師盡心盡力,學生一頭霧水。我個人的建議是對個別章節(jié)先實驗性進行雙語教學實踐,根據(jù)學生的理解能力和課后反映,逐漸擴大雙語教學的授課范圍,最后實現(xiàn)本課程全部內(nèi)容的雙語教學。當然,這一目標的實現(xiàn)還需一個可靠的前提,即進一步加強公共外語教學的力度,從根本上提高學生的外語能力,最終提高雙語教學的水平。通過上述措施,建立理論同實踐教學有機結(jié)合的教學思路,運用傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教學設(shè)備相結(jié)合的教學方法,促使學生有效掌握煤礦地質(zhì)學知識,達到全面成才的教學目的。
構(gòu)造地質(zhì)學課程改革研究
[摘要]構(gòu)造地質(zhì)學是地學三大核心課程之一,涉及地學領(lǐng)域的院校均有開設(shè)。在海洋科學專業(yè)背景下的海洋地質(zhì)方向,構(gòu)造地質(zhì)學應(yīng)體現(xiàn)出地學與海洋學的交叉,與傳統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學在課程教學內(nèi)容等方面具有不同的傾向。結(jié)合廣東海洋大學海洋與氣象學院海洋地質(zhì)方向的實際情況,對構(gòu)造地質(zhì)學課程的教學內(nèi)容、教學方式等在傳統(tǒng)構(gòu)造地質(zhì)學基礎(chǔ)上進行合理地調(diào)整與改革嘗試,使其與海洋科學海洋地質(zhì)研究方向更加吻合。
[關(guān)鍵詞]構(gòu)造地質(zhì)學;海洋科學;課程體系;實驗教學
海洋科學是一門研究海洋自然現(xiàn)象、性質(zhì)及其變化規(guī)律的學科,主要內(nèi)容包括對海洋中的物理、化學、生物和地質(zhì)過程的基礎(chǔ)研究和面向海洋資源開發(fā)利用以及海上軍事活動等的應(yīng)用研究。海洋科學專業(yè)是在物理學、化學、生物及地質(zhì)學的背景下,融合形成了物理海洋學、海洋化學、海洋生物學和海洋地質(zhì)學等專業(yè)方向。海洋科學是一個多系統(tǒng)、多學科交叉的綜合性學科體系,需要我們培養(yǎng)參與海洋科學發(fā)展研究的各類復(fù)合型人才[1]。“大類招生、分流培養(yǎng)”是近年來各高校實施“通才教育”的人才培養(yǎng)模式[2]。基于這種模式,廣東海洋大學(以下簡稱“我校”)海洋與氣象學院在海洋科學專業(yè)大類招生本科生三個班,二年級開始分別按物理海洋、海洋化學、海洋地質(zhì)三個方向培養(yǎng)。構(gòu)造地質(zhì)學是地球科學系統(tǒng)中一門理論性和實踐性都很強的專業(yè)核心課程。早有學者從教學內(nèi)容、教學方法等方面討論了課程設(shè)計、課堂教學、實驗實踐教學、野外實習等環(huán)節(jié),并提出了各具特色的教學模式[3-5]。然而,不同專業(yè)對構(gòu)造地質(zhì)學教學內(nèi)容的要求和側(cè)重點有所不同,在教學體系中應(yīng)當考慮專業(yè)特色的要求[6]。在海洋科學專業(yè)海洋地質(zhì)方向上,構(gòu)造地質(zhì)學在研究對象、研究方法與手段上與傳統(tǒng)的地學專業(yè)有明顯差異,傳統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學教學模式在海洋科學海洋地質(zhì)方向上需要進行一定的調(diào)整和改革,這樣才能更好地與海洋科學研究領(lǐng)域相吻合,培養(yǎng)出具有海洋科學研究思路的專業(yè)人才,同時,這也可以凸顯出我校海洋特色的辦學思路。
一、構(gòu)造地質(zhì)學課程特征
構(gòu)造地質(zhì)學是以地球上部圈層,即巖石圈為研究對象,研究巖石圈內(nèi)地質(zhì)體的形成、形態(tài)和變形等構(gòu)造作用的成因機制及其相互作用、時空分布和演化規(guī)律的地球科學分支學科,具有空間尺度變化大、時間跨越長等特征。海洋科學專業(yè)中的構(gòu)造地質(zhì)學應(yīng)該是傳統(tǒng)構(gòu)造地質(zhì)學在海洋中的應(yīng)用,不同的是研究對象是限于海水覆蓋下的海底部分。海水的存在,使得海洋領(lǐng)域的構(gòu)造地質(zhì)的研究內(nèi)容、方法具有自身的特征。兩者之間的主要區(qū)別,一方面,從尺度上說,海洋地質(zhì)構(gòu)造主要研究區(qū)域尺度的大型構(gòu)造和全球規(guī)模的巨型構(gòu)造,傳統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學主要研究手標本尺度、小尺度構(gòu)造;另一方面,傳統(tǒng)的構(gòu)造地質(zhì)學在海洋地球物理方面涉及很少,而海洋地質(zhì)構(gòu)造研究手段主要有海洋地球物理等方法,研究海洋巖石圈結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及演化過程,大多數(shù)都是利用OBS、多道等二維/三維地震剖面為基礎(chǔ)。
二、構(gòu)造地質(zhì)學課程教學的改革設(shè)想
(一)優(yōu)化教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)
構(gòu)造地質(zhì)學課程教學研究3篇
構(gòu)造地質(zhì)學課程教學篇1
2009年宿州學院被批準成為安徽省首批示范應(yīng)用型本科高校.本院2007年設(shè)立地質(zhì)工程專業(yè),圍繞煤炭行業(yè)為主體,建成集工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、能源地質(zhì)多方向協(xié)調(diào)發(fā)展的學科體系.構(gòu)造地質(zhì)學是地質(zhì)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課.在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的新形勢下,適時調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案是學院提出基于“動態(tài)能力”構(gòu)建地質(zhì)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的重要組成部分.
1教學現(xiàn)狀
目前宿州學院地質(zhì)工程專業(yè)“構(gòu)造地質(zhì)學”課程,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃、學校特色,為學生講授狹義構(gòu)造地質(zhì)學相關(guān)內(nèi)容,偶涉及大地構(gòu)造學.該課程課時量為48學時,其中42學時為理論教學,6學時為實驗教學.理論課主要讓學生掌握專業(yè)名詞、基本概念、基本原理.實踐教學包括認知實驗與驗證性實驗.認知實驗,即通過構(gòu)造模型加深學生對地質(zhì)構(gòu)造的感性認識.驗證試驗,即學習編制與閱讀構(gòu)造地質(zhì)圖件.總的來說,當前本校構(gòu)造地質(zhì)學教學方案、教學思路,基本能滿足構(gòu)造地質(zhì)學的教學要求.在教學過程中發(fā)現(xiàn)一些問題,主要有:(1)課時量偏少.尤其是在實踐教學環(huán)節(jié)(2)實踐教學環(huán)節(jié)薄弱,不僅表現(xiàn)在課時量少,同時一些有利于學生理解相關(guān)概念的驗證性實驗未能開展.(3)學生地質(zhì)思維能力薄弱,時空觀較差.(4)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)案例和科研引入不足等.
2對課程改革的一些思考
在煤炭行業(yè)下滑的新背景下,結(jié)合筆者近年教學經(jīng)驗及本課程的特點,認為“構(gòu)造地質(zhì)學”課程改革應(yīng)緊緊圍繞地質(zhì)工程專業(yè)改革方向,狠抓理論實踐基礎(chǔ),擴展市場適用性,從以下幾個方面著手落實.
2.1夯實常規(guī)理論教學
課堂教學論文:地質(zhì)學課程教育革新研究
本文作者:李娜 單位:欽州學院資源與環(huán)境學院
欽州學院地理科學專業(yè)地質(zhì)學基礎(chǔ)的課程現(xiàn)狀
欽州學院于2006年2月開設(shè)地理科學本科專業(yè),其中目前地理科學普通本科專業(yè)包括四個方向:師范方向、地理信息系統(tǒng)方向、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃方向、海洋遙感與信息處理方向,均開設(shè)《地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程。經(jīng)過幾十年的蓬勃發(fā)展,地理科學專業(yè)已經(jīng)成為欽州學院的重點發(fā)展和優(yōu)勢學科專業(yè)之一。《地質(zhì)學基礎(chǔ)》一直是作為自然地理學課程的一部分內(nèi)容來進行講授的,且不同方向課時均有限但又有所不同:地理科學師范方向的學生要在一學期上完自然地理學(一),其中包括了地質(zhì)學基礎(chǔ)、水文學、植物地理學三門課程,一共80學時,每門課程的課時由任課教師靈活掌握;而其他三個方向只上自然地理學這一門課程,一共54學時,地質(zhì)學基礎(chǔ)的課時也由任課教師靈活掌握,但學時有限,對于地理科學的專業(yè)理論來說是十分欠缺的,基礎(chǔ)也不夠牢固。而其他的同類型的師范類院校,大部分都對地理科學專業(yè)的學生進行地質(zhì)學基礎(chǔ)、地貌學、氣象氣候?qū)W等自然地理學的分支學科進行單獨授課,有固定的課時,從而保證地理科學專業(yè)的基礎(chǔ)扎實性和學科知識的通識性,并且不是僅僅針對地理師范教育方向。目前,地質(zhì)學基礎(chǔ)的講授只有一名專任教師,教學方式是傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的講授式,學生也會有參與課堂的機會,主要是回答問題的方式較多。教學手段主要是通過多媒體幻燈片、音頻視頻等綜合手段來講課,教學效果受到教師自身講課水平影響較大。
以往對于該課程成績的記分和考核方式主要是:平時成績(作業(yè)、考勤10%)+期中成績(試卷30%)+期末成績(試卷60%),成績往往是以期末論成敗,以背書答題論分數(shù)高低,這樣的記分方式本身也容易造就一些“高分低能”的學生,即平時不努力,在期末突擊背書往往獲得高分,而實踐能力不強。地質(zhì)學基礎(chǔ)是一門實踐性很強的課程,該課程內(nèi)容的實習涉及到兩個環(huán)節(jié):一個是校內(nèi)實驗室的實踐環(huán)節(jié),另一個是野外實踐環(huán)節(jié);二者共同構(gòu)建了地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的完整性實踐教學過程。對于那些剛學習了理論知識而又充滿新鮮感、好奇心的學生來講,校內(nèi)實驗室的實習無疑是把課堂教學文字圖片知識、影像知識與現(xiàn)實的標本相結(jié)合,更加直觀形象,從而提高學生的認知水平,進而更準確地理解理論知識。而就欽州學院的校內(nèi)實驗室情況來講,教學資源十分缺乏,表現(xiàn)為:實驗用的巖石、礦物、化石標本數(shù)量有限,往往是5-8人共用一盒標本,且實驗盒裝標本較小(不超過4cm)且不夠典型,有些礦物雖然是這個礦物名,但標本卻是多種礦物存放在一起,即便多次進行提醒,仍然有學生混淆誤以為是一種礦物;實驗課的小刀、放大鏡、無釉小瓷板、稀鹽酸等常用教學工具缺乏,使得一些基本的礦物巖石的物理性質(zhì)難以得到確認。上述室內(nèi)實驗課必備的教學資源的缺乏嚴重制約了室內(nèi)教學的開展,學生室內(nèi)實踐學習收獲也十分有限,而最重要的是會挫傷學生學習地質(zhì)學的興趣和積極性。由于地理科學專業(yè)以前只有地理師范方向才會有相應(yīng)的地質(zhì)學基礎(chǔ)實習,并且是和其他的地貌學、水文學課程合并在一起稱為自然地理學野外實習。實習的地點和實習出發(fā)時間不固定,實習的目的和任務(wù)不夠明確,使得學生不像專業(yè)實習而是走馬觀花的體驗式旅游見習,其結(jié)果是實習過程中實習點的學習印象都有,但收獲較小,野外教學環(huán)節(jié)相對薄弱。
地質(zhì)學基礎(chǔ)課堂教學的改革
地質(zhì)學基礎(chǔ)一般是在大一第二學期開課,在此之前地理科學專業(yè)的學生已經(jīng)學過了地球科學概論,具備了一定的學習基礎(chǔ)。該課程的教學包括了課堂教學和實踐教學兩大部分。因此,針對地質(zhì)學基礎(chǔ)當前面臨的教學現(xiàn)狀和問題,應(yīng)從課堂教學的改革和實踐教學的改革兩方面進行。就課堂教學的改革而言,可以通過教學內(nèi)容的改革和教學方式以及考核方式的改革來進行:地質(zhì)學基礎(chǔ)這門課程的教學內(nèi)容可以針對地理科學的四個方向做出如下改革嘗試:將地質(zhì)學基礎(chǔ)的課程內(nèi)容分為:通識性課程內(nèi)容的課堂教學和專業(yè)方向性內(nèi)容的課堂教學,其中通識性內(nèi)容主要是包括地質(zhì)學的四大版塊[5]———地球(自身的形狀與大小、物理性質(zhì))、地球的物質(zhì)組成(礦物與巖石)、地球的行為(構(gòu)造運動與構(gòu)造變動)、地球的發(fā)展歷史(主要是地殼演化簡史),是該課程的核心內(nèi)容也是基礎(chǔ)知識點。而專業(yè)方向性內(nèi)容的課堂教學主要是在學生掌握了上述通識性內(nèi)容后進行的針對學生本專業(yè)方向與地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的應(yīng)用性的學習。通過對教材教學內(nèi)容的拆分,有助于分清教學的重難點與內(nèi)容的層次性,將引導(dǎo)性和核心性教學內(nèi)容作為專業(yè)的重點知識和基礎(chǔ)性知識,將專業(yè)性教學內(nèi)容作為教學難點,按照專業(yè)方向進行針對性分解,爭取讓學生學到與專業(yè)方向有關(guān)的“有用的知識”。中國地質(zhì)大學(武漢)高教所儲祖望教授通過對比分析中美兩國地學類本科生的培養(yǎng)方法[12],認為美國大學教學與研究融為一體,重視學生在教學中的主動參與,建立以本科生研究探索為基礎(chǔ)的教學模式,使學生從單純的知識接受者變成探索者,本科生可直接參與以前只有研究生才能參加的科研活動。
如MIT制定“擴大大學生研究機會計劃(UROP,Undergradu-ateResearchOpportunitiesProgram)。此外,還開設(shè)了大量研討式課程,激發(fā)學習積極性,養(yǎng)成科學探索精神。由于受傳統(tǒng)的重知識傳授輕能力培養(yǎng)的教育理念和教育教學條件等的限制,我國大學本科生教育還是以教師單純的講授為主,學生很少有機會參與課堂討論且很少參加科研及其他實踐活動,導(dǎo)致我國大學生的創(chuàng)新和實踐能力嚴重不足。從教學方式上可以嘗試借鑒美國大學的這種教學模式,具體模式有二:一個是可以以學生的探索研究為主,教師作為導(dǎo)師以指導(dǎo)總結(jié)為輔,即將每個班按照課程內(nèi)容分成若干個組,在每次課前分配給學生一個課要講授的內(nèi)容任務(wù),以組為單位對其他小組進行講授,教師進行點評,在學生講課的過程中要特別鼓勵小組間的互動,允許各種質(zhì)疑與討論,通過研討的方式強化知識學習;另一個方式是以傳統(tǒng)的教師引導(dǎo)講授為主,但學生課前要做好預(yù)習工作,每次課要對教師的講課內(nèi)容提出問題并通過學習能夠答疑解惑。一般情況第一種方式適合于基礎(chǔ)較好、學習動機較強的學生,由于對學生水平有一定的要求,實施有難度,所以可以作為一種嘗試性選擇性的教學手段。而究竟選擇哪種方式要結(jié)合學生的基礎(chǔ)(可以做一個摸底測驗)和實際接受情況進行動態(tài)調(diào)整,兩種方式可以交叉進行以體驗教學效果的好壞。就目前實踐情況看,以講授為主,一學期會穿插大約兩次小組討論模式。課程的考核是對教學效果最好的檢驗方式,合理的考核方式可以影響學生的學習方式。如何改變大學課程臨時抱佛腳突擊背書的學習方式,可以嘗試在課程成績的記分方式上進行改變,變“期末突擊”的方式為“功夫在平時”,具體的改革方案為:平時成績(作業(yè)、考勤30%)+期中成績(書面考試10%)+校內(nèi)實習成績(實習報告、實習測驗結(jié)果20%)+期末成績(40%,可以筆試或ppt展示)。這種新的記分模式需要說明兩點:一是平時成績中的作業(yè),應(yīng)該設(shè)置每堂課以個人為單位進行簡短的地質(zhì)新聞或地學前沿信息的播報;一是期末成績的考核方式可以不只是試卷而是教師命題或?qū)W生自主命題進行的一個地質(zhì)學知識擴展的報告,以幻燈片的形式,個人闡述。#p#分頁標題#e#
水文地質(zhì)學教學方法研究
1幾種常見的插值
第一,分段線性插值;所謂分段線性插值是通過相鄰的兩個基點作為線性插值,其主要的優(yōu)點是可以克服拉格朗日(Lagrange)插值在計算過程中可能出現(xiàn)的數(shù)值不收斂性。使用該方法處理數(shù)據(jù)主要是增加了插值的基點,從而進一步的提高了數(shù)據(jù)的準確度。但是,通過幾何方法分析,分段插值法存在著基點處不光滑等缺點。盡管分段線性插值的精度可能會差一些,但是在實際中還是有著廣泛的應(yīng)用,比如在水文地質(zhì)學的計算中,就因其不會出現(xiàn)不收斂的現(xiàn)象而常常被使用。
第二,三次樣條插值;這種方法最大的特點就是客服了上述兩種方法存在的不足,即基點處的不光滑,以及插值的不收斂性。但是,使用三次樣條插值法必須要滿足下列條件:首先,y(x)在每個子區(qū)間上的次數(shù)都不能多于3;其次,y(x)、y'(x)以及y"(x)在插值區(qū)間上必須是連續(xù)的等。使用三次樣條插值可以降低多項式的次數(shù),從而使得計算的結(jié)果具有較高的光滑性。
第三,近點法;該方法是按近點距離加權(quán)平均法的簡稱,其主要的優(yōu)點是計算程序設(shè)計步驟簡單,而且計算的速度也相對較快,而且使用該方法得出的等線值圖的光滑性是比較令人滿意的。該方法的缺點就是其唯一性較差,計算結(jié)果和選擇點的數(shù)量有直接的關(guān)系,如果選擇的點數(shù)不同,那么得到的數(shù)值就會不同。而且該方法的使用范圍也受到一定的限制。
第四,方位法;這種方法的全稱是四方位按距離加權(quán)平均法。該方法的優(yōu)點是計算速度快,但是在計算不均勻的數(shù)據(jù)時,獲得的插值效果較差。如果用該方法在水文地質(zhì)中的含水層厚度空白區(qū)插值計算,則會出現(xiàn)去全局趨勢不吻合的現(xiàn)象。分析其原因,主要是因為方位法獲得插值是由一個插值點上的四個數(shù)據(jù)點來決定的,當出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分布較為稀疏的時候,這種方法則不能包含所有的信息。所以,在實際的應(yīng)用中要根據(jù)具體的情況來決定是否使用該方法。
第五,雙三次多項式曲面片擬合法(曲面法);該方法適用于按規(guī)律分布的數(shù)據(jù),在這種條件下,該方法可以發(fā)揮其擬合度高的優(yōu)點。而且我們可以利用相鄰結(jié)點的導(dǎo)數(shù)值,將整個區(qū)域組合成一個連續(xù)的大曲面。但是,不足的是該方法只能用于規(guī)則的數(shù)據(jù),這使其使用價值顯著降低。而且其程序設(shè)計也相對復(fù)雜。
第六,加權(quán)二乘法;雖然該方法需要考慮的因素較多,但是使用該方法所得到的圖形可以較好的反應(yīng)一定的變化趨勢,而且圖形的平滑性相對較好,也有較好的唯一性。但是,由于計算每一個插值都需要解一個一次方程組,所以影響了計算速度。
構(gòu)造地質(zhì)學新進展應(yīng)用探究
摘要:當今世界,隨著經(jīng)濟和科技的快速增長,地學也處于發(fā)展的關(guān)鍵期。在地學中有三個重要的支撐,作為其中之一的構(gòu)造地質(zhì)學,相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)認識到深入探究其的重要性,并提高重視度,尤其目前處于人均資源匱乏,而經(jīng)濟又處在快速上升的階段,國內(nèi)的資源急需新添血液,但是由于前期過度的開采,目前僅部分地區(qū)未進行礦產(chǎn)資源勘探,所以礦山勘探難度增加。另外,在基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域也要與構(gòu)造地質(zhì)學相結(jié)合,再放眼遠觀此學術(shù),便顯得尤為重要。通過對構(gòu)造地質(zhì)學作用的認識、構(gòu)造地質(zhì)學研究的發(fā)展歷程及特點、研究新發(fā)展及應(yīng)用三大標題展開論述,希望為其提供一些建設(shè)性意見[1]。
關(guān)鍵詞:構(gòu)造地質(zhì)學;基礎(chǔ)地質(zhì);礦產(chǎn)資源;地質(zhì)災(zāi)害
對于世界而言,中國的地質(zhì)資源比較豐富,比如在研究大陸地質(zhì)構(gòu)造以及地殼構(gòu)造的演化方面,受到地質(zhì)學家的關(guān)注,而且中國的資源類型相對豐富,一些大型,甚至超大型礦床都有發(fā)展的潛力,只是需要技術(shù)的支撐。構(gòu)造地質(zhì)學不僅可以在傳統(tǒng)地質(zhì)中發(fā)揮巨大的作用,還可在地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害等方面發(fā)揮巨大作用。通過淺談構(gòu)造地質(zhì)學新進展的應(yīng)用研究,論述構(gòu)造地質(zhì)學的發(fā)展歷程及未來發(fā)展方向[2]。
1對構(gòu)造地質(zhì)學作用的認識
構(gòu)造地質(zhì)學是傳統(tǒng)地學的重要支撐,隨著科技的發(fā)展,學界對地殼、巖石等方面有了一個系統(tǒng)的概念。同時,利用構(gòu)造地質(zhì)學發(fā)現(xiàn)了空間之間的移動關(guān)系,以及隨著時間的演變發(fā)生了改變和形成了物質(zhì)。而地質(zhì)學又是由三個體系組成的,可分為大地構(gòu)造學、構(gòu)造地質(zhì)學、顯微構(gòu)造地質(zhì)學,本文主要研究的是構(gòu)造地質(zhì)學。而且其他兩類應(yīng)用的根據(jù)是研究對象的狀態(tài),所以構(gòu)造地質(zhì)學的應(yīng)用面較廣,可以連接大地構(gòu)造學、顯微構(gòu)造地質(zhì)學。構(gòu)造地質(zhì)學在自身的發(fā)展中,涉及到很多其他學科,同時為了研究的需要,涉及到的還有地球化學、地球物理學、遙感地質(zhì)學,相信在未來的發(fā)展中還會融入更多的學科。現(xiàn)階段構(gòu)造地質(zhì)學普遍被應(yīng)用到一些物質(zhì)的開采,比如礦帶、礦田、礦床、控油氣田等[3]。比如近幾年發(fā)明的三維技術(shù),尤其是在油氣田的勘探中,通過構(gòu)造地質(zhì)學與地球物理學的結(jié)合,利用三維疊前深度偏移、三維地震勘探、三維可視化等技術(shù)并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造條件,從而查明控油控氣的展布特征。目前,地球物理與構(gòu)造地質(zhì)學兩門學科的交叉融合已經(jīng)完全形成體系,可以解決大多數(shù)的問題[4]。
2構(gòu)造地質(zhì)學研究的發(fā)展歷程及特點
在初期對構(gòu)造地質(zhì)學的研究多停留在地殼深度上,專業(yè)人員致力于觀察地殼表面,但不是一無所獲,這些潛在的表層經(jīng)驗也為后期的研究提供了保障。直至20世紀,構(gòu)造地質(zhì)學進行了一次全面的改革,從動態(tài)構(gòu)造學中脫離出來,逐漸過渡到現(xiàn)如今的技術(shù),而成因構(gòu)造學和實驗構(gòu)造學的加入,也從以往的淺層研究深入到深層研究,以及脆性、塑性領(lǐng)域朝著流動學領(lǐng)域發(fā)展,也從單一的模式向多元化過渡。特別是在近幾年又融入了化學、物理學,將海洋構(gòu)造、大陸構(gòu)造、深層構(gòu)造、區(qū)域構(gòu)造這些問題結(jié)合起來,從而解決了很多的問題。在地質(zhì)構(gòu)造學中包括幾何學、運動學、動力學、構(gòu)造發(fā)育、演化等。
小議地質(zhì)學資源整合方法
1煤地質(zhì)學網(wǎng)絡(luò)信息的類型
(1)煤地質(zhì)行業(yè)政策法規(guī)及技術(shù)標準
行業(yè)政策法規(guī)和技術(shù)標準是各種網(wǎng)站的另一類主要信息資源。這部分的資源需要突出專業(yè)性和最新性,也就是說,各網(wǎng)站要根據(jù)自己的特色領(lǐng)域及時更新該部分的信息。同時,各網(wǎng)站也提供了相關(guān)信息的查詢服務(wù)。這些政策法規(guī)和技術(shù)標準是以文字和表格的形式表現(xiàn),通常在后臺是用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進行支撐,有利于網(wǎng)站及信息的維護。
(2)煤地質(zhì)行業(yè)科研數(shù)據(jù)
煤地質(zhì)行業(yè)科研數(shù)據(jù)在煤地質(zhì)網(wǎng)絡(luò)信息資源占有著很大的比重,其中科研數(shù)據(jù)主要是以數(shù)據(jù)庫的形式提供,包括科學實驗數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通常每個網(wǎng)站都是以自己現(xiàn)有的資源為基礎(chǔ),建立專題數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫可以提供模糊、精確的信息查詢。這些數(shù)據(jù)一般情況下也是以文字和表格的形式表現(xiàn),當涉及地形圖、地質(zhì)圖時,會采用GIS的相關(guān)軟件來進行顯示,可以做到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的充分結(jié)合。
(3)煤地質(zhì)行業(yè)學術(shù)資源
煤地質(zhì)行業(yè)學術(shù)資源具有其他網(wǎng)絡(luò)信息無法比擬的優(yōu)勢。目前的煤地質(zhì)行業(yè)學術(shù)資源按照資源類型來分劃分,主要包括:書目信息、電子出版物、會議及學位論文、教育教學信息、導(dǎo)航指南等。這些網(wǎng)絡(luò)煤地質(zhì)行業(yè)學術(shù)資源的信息內(nèi)容龐雜、數(shù)量大,傳播范圍廣、速度快。與傳統(tǒng)出版的學術(shù)資源相比,具有明顯的速度和成本優(yōu)勢,但是用戶要求信息的質(zhì)量高,尤其是查全率和查準率。這些資源的種類很多,因此,這些信息的表現(xiàn)形式也是多種多樣的,用戶在使用時需要下載相對應(yīng)的專業(yè)軟件。