新形势下古生物地史学课程建设面临的挑战与对策分析

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  摘  要:在工程教育认证、“双万计划”、课程思政等不断推进的新形勢下,专业课程的设计与教学方式亟需改进,以提高本科生的培养质量。长江大学在不断调整中,摸索古生物地史学课程新的教学体系与教学方式。针对当前在课程设置、课堂教学、实验教学等方面存在的主要问题,提出了全面的解决方案,改革理论课与实验课的教学方式,推动线上线下混合式教学,建立定量的可持续改进的课程评价体系。
  关键词:古生物地史学;工程教育认证;双万计划;教学方式
  中图分类号:G640       文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2021)23-0061-04
  Abstract: Under the new situation of the advancing of Engineering education certification, double ten thousand plan, curriculum ideological and political, the designing and teaching methods of professional courses need to be adjusted to improve the quality of undergraduate education. In the constant adjustment in Yangtze University, the new teaching system and methods of the course of Palaeontology and Historical Geology has been discussed and carried out. In view of the main problems existing in the current curriculum setting, classroom teaching and experimental teaching, this paper puts forward a comprehensive solutions in order to reform the teaching methods of theoretical and experimental courses, and promote online and offline mixed teaching, and finally establish a quantitative and sustainable course evaluation system.
  Keywords: Palaeontology and Historical Geology; Engineering education accreditation; Double ten thousand plan; Teaching methods
  作者任职的长江大学是传统的石油类高校,古生物地史学课程主要针对地质学、资源勘查工程和地球化学专业的本科学生,讲授古生物学各门类化石的特点及地史时期生物圈、岩石圈和水圈的演化历史。古生物地史学是一门与时俱进的课程,课程体系、教学方式改革等一直吸引着大学教师们不断思考和探索[1-5]。作者自2015年开始承担古生物地史学课程的教学任务,完成了2014级、2015级、2016级、2017级和2018级本科生共18个班的授课,对古生物地史学课程设置、课程体系、教学方式等进行了思考和总结。
  近年来,随着长江大学在工程教育认证、“双一流”学科建设、“双万计划”等的推进,对人才培养提出了新的要求,一流本科教育也成为了大家的共识。资源勘查工程专业于2016年通过工程教育认证,2019年入选“双万计划”中的国家一流专业;地质学专业于2019年入选“双万计划”中的湖北省一流专业。
  一、新形势下对人才培养提出了新要求
  工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础,是针对高等教育工程类专业开展的一种合格评价。自2016年中国正式加入《华盛顿协议》以来,截至2018年年底,已有超过1170个工科专业通过了工程教育认证。工程教育专业认证遵循的主要原则是成果导向、以学生为中心和持续改进,强调实践,激发学生学习兴趣,培养学生主动学习的能力[6]。古生物地史学课程作为资源勘查工程专业的一门专业基础课程,对应的是“掌握油气资源勘查工程实践所需的工程基础知识,用以地质特征的分析”这一指标,如何真正地在教学中做到“以学生为中心”和“持续改进”需要更多的思考和实践。
  2019年4月,教育部正式发布《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》,计划在2019年至2021年,建设1万个左右国家级一流本科专业点和1万个左右省级一流本科专业点。这是全面落实“以本为本,四个回归”的举措,巩固了人才培养的中心地位和本科教学的基础地位,把思想政治教育贯穿人才培养全过程,全面提高人才培养质量。与工程教育认证相比,虽然在实施标准、实施范围和课程体系等方面有所不同,但是也有相似之处,即同样坚持学生中心、产出导向、持续改进的基本理念[7]。
  2019年8月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》;2020年5月,教育部发布《高等学校课程思政建设指导纲要》,全面贯彻党的教育方针,旨在解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题。使得新时代的大学生能够坚定对马克思主义和新时代中国特色社会主义的信仰,对我国的民族文化充满自信,具备爱国主义情怀,把爱国情、强国志、报国行自觉融入坚持和发展中国特色社会主义事业、建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的奋斗之中。在专业课程中,全面推进课程思政建设,将价值观培养贯穿知识教授和能力培养的全过程,引导学生立德成人、立志成才,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。在实践课程中,培养学生学思结合、知行统一,增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力。   因此,在当前一流学科建设、一流专业建设、工程教育认证、课程思政建设等的新形势下,古生物地史学课程需要合理设置,课程教学需要与时俱进,以更好地培养一流本科学生,满足学校日益增长的提高教学水平和提高本科生培养质量的需要。
  二、古生物地史学课程面临的挑战与存在的问题
  目前,长江大学地球科学学院在古生物地史学的课程设置、师资力量、课堂教学、实验教学等方面面临着很大的挑战,存在着很多不足。
  (一)课程设置不断调整,仍处于试验阶段
  从2014级至2019级本科生的人才培养方案中,可以看出各专业、同一专业不同方向的课程设置、学时、上课学期等差异化非常显著(表1)。资源勘查工程专业自2019年起,将古生物学和地史学分开讲授,在学时、上课学期等方面做了较大的调整;地质学专业自2018级起设置了资源地质、工程地质和旅游地质三个方向,三个方向的课程设置完全不同,有的方向将古生物学和地史学分开讲授,有的方向则为古生物地史学课程。一方面,反映了学院在人才培养方面做出了大量的尝试,不断适应形势的发展,但是另一方面也反映了学院对古生物地史学课程的重视度不够,存在随意设置学时的现象,甚至有取消本课程的声音。
  (二)师资力量薄弱,教改精力不足
  长江大学古生物地史学课程组有3名教师,包括教授1人、副教授1人、讲师1人,3名教师教学经验丰富,均为博士并获批过国家自然科学基金,是一支教学、科研能力很强的团队。可是,2014级至2019级的本科生课程设置让课程组的教师教学压力很大,疲于应付,既抑制了教师们参与课程教改的投入精力,也限制了教师们对科研的投入。如何将各专业课程的设置与师资力量有效地结合起来,既可以完成教学任务,也可以推进教学方式改革,还可以做好科研,以科研带动教学,是一个值得深思的问题。
  (三)学生学习兴趣不高,课堂教学效果一般
  近几年来,本科生在古生物地史学课程的课堂表现、课后答疑、考试成绩等方面不甚理想,挂科率较高,反映相当一部分学生对古生物地史学课程兴趣不浓厚,学习主动性不高,觉得课程枯燥乏味。宿州学院曾针对古生物地史学课程展开问卷调查,发现多数同学认识到了课程的重要性,但是相当多的学生不感兴趣,认为学习难度大[8]。虽然我校未进行问卷调查等统计分析,但是学生对专业课程不感兴趣是一个普遍现象。近几年我校石油类学科的学生在公共课、专业课上成绩均不甚理想,挂科率非常高,导致这一现象的原因可能是多样的:(1)我校高考生源一般,地质类、石油类专业第一志愿率非常低,一半以上学生为调剂生,对专业的认知不足;(2)课堂授课形式单一,以传统的教师讲授为主,学生被动接收,师生互动不足,学习的主动性不够,很少有学生主动回答问题,课堂教学方式亟需大幅度改进;(3)地质类、石油类专业近几年严峻的就业形势,使得很多学生失去了对本专业的自信心,对专业课程提不起兴趣。
  (四)实验标本质量欠佳,实验课教学效果仍需提高
  古生物地史学是一门实践性很强的课程,古生物实验是对本课程的重要补充,具有辅助和深化理论教学的重要作用。在实验课上,学生通过观察各类化石的特征,可以切实掌握各门类化石的结构构造,初步具备实际鉴定化石的能力。我校的古生物实验教学遵循传统,分为几个环节,首先是教师带领学生复习理论课内容;其次是给学生提供了多组化石标本,化石标本均配备有标签,学生根据化石名称查阅实验指导书,阅读相关的鉴定要点,观察化石标本的主要特征,教师全程答疑;最后,学生需要画出化石的素描图,在素描图中标注主要的结构构造名称,写出鉴定要点和地史分布。但是,在实际的教学中发现,部分门类化石数量不足,实验指导书中列出的很多属种没有实体标本;很多标本破损或保存较差,无法全面反映各门类化石的结构构造等特征;教学方式单一,学生提问的积极性不高,部分学生敷衍了事,未认真观察全部的化石标本,以完成作业为首要任务,本末倒置,甚至照抄实验指导书上的示意图。
  三、古生物地史学课程建设与教育改革的思路与对策分析
  为了提升教学质量,激发学生的学习兴趣,需要从以下方面着手,以提高教学的实际效果。
  (一)改革课堂教学方式,引入雨课堂等线上辅助工具
   在传统的课堂教学中,为了了解学生对知识点的掌握程度,也加入了课堂练习的环节,但是在实际操作中,只能抽查部分学生,很难全面定量化地了解学生的掌握程度,很有必要引入雨课堂、微助教等线上辅助工作。雨课堂是清华大学与学堂在线共同开发的智慧教学工具,将教学工具融入PPT与微信,目的是全面提升课堂教学体验,让师生互动更多、教学更为便捷,其靈活的课前预习、快捷的课上测验、频繁的师生互动等特点,极大地推动了线上与线下的混合式教学。课上测验方面可以在PPT中设置单选题、多选题、判断题、主观题等多种题型,自主安排答题时间,可以实时直观地显示学生的答题情况,包括正确率、哪些选项的错误率较高、哪些学生错误率较高等,既可以帮助老师全面了解学生对知识点的掌握程度,也可以作为课堂考勤的一种手段,最终这些数据都可以便捷地导出和打印,作为学生平时成绩的证明材料,定量化的展示学生平时成绩计算的全过程。2020年春天,受新冠肺炎疫情影响,在学校“停学不停课”的统一部署和安排下,通过雨课堂、腾讯课堂等完成了本学期的教学任务,对线上教学、线上课堂测验等环节做了充分的实践,效果非常好。在恢复线下教学后,仍然可以通过雨课堂等线上工具辅助教学,真正实现线上、线下混合式教学。
  (二)课堂教学中引进研究热点和研究进展,与时俱进,不断更新
  古生物地史学课程的教材更新换代较慢,虽然编排章节的思路在不断变化,但是整体上主体内容变化不大,较为陈旧,未及时更新最新的研究进展,不能很好地体现研究前沿和研究热点;同时,教材中的图件一般为黑白,质量较差,学生的可读性较差。随着特异埋藏化石的不断发现、沉积地球化学和同位素地球化学分析的不断推进、定年技术的不断进步、定年数据的不断更新等,部分内容和知识点已经发生改变,如某类生物的起源与早期演化过程、某生物群的具体时代、某套地层的具体时代及环境等。这就需要任课教师做好课前的备课,始终关注科学进展,不断查询阅读最新的文献资料,将这些新的进展和认识带到课堂上,使学生认识到古生物地史学是一门与时俱进的学科,激发学生对科学探索的兴趣,培养古生物学、地层学等方向的后备人才。作者在近几年的教学实践中深感压力和紧迫感,查阅了古生物地史学各个知识点的研究进展,尤其是SCI收录的高水平英文论文研究成果。在实际的教学多媒体材料中,有意识地加入这些最新的研究进展,主要以化石图片的形式进行展示,重点介绍我国的优质化石资源及取得的科学进展,如澄江动物群、热河动物群、最早的有颌类、早期哺乳动物、早期鸟类、金钉子等,激发学生的学习兴趣,增强学生的爱国情怀和民族自信心。此外,考虑到长江大学为传统的石油类高校,所培养的学生有很大比例进入到了各大油田,面向的是石油勘探与开发一线,在课程的地层序列部分特别介绍了国内各油田的生油/气层和储油/气层,将课本上枯燥的地层序列与生产一线联系起来。   (三)完善教学标本,改革实验教学方式
  自长江大学的前身——江汉石油学院建校以来,地质系便收集了大量的化石标本,建立了教学标本库和化石陈列室,化石标本较为齐全,基本可以满足教学的需要。但是,教学标本普遍保存质量较差,长时间未得到更新,在当前重视实践、以学生为中心的新形势下,教学标本亟需清理、补充。在学院的支持下,作者于2018年底前往杭州,购置了一批保存较好的化石标本,极大地提高了标本的优秀率,后期还将继续购置好的教学标本,完善教学标本库的建设。在实验课的教学中,尝试改革教学方式,在复习完某门类生物的基本特征后,为学生提供不带化石名称标签的化石,让学生以自己为主导,仔细观察,根据未知化石的外形、结构、构造等特征,总结几条鉴定特征,然后查阅实验指导书,对比指导书中不同类化石的描述,确定具体的属种名称。这种教学方式更加接近实际的化石鉴定,也更能促进学生主动去思考和对比化石的特征,切实地掌握不同门类化石的特点,提高了教学的效果。
  (四)建立全面、定量化的课程考核体系,促进课程的持续改进
  古生物地史学课程对学生的成绩评定来自平时成绩和期终考试成绩,分别占比30%和70%,其中的考试成绩包括课堂的考勤、课堂的提问、课堂的练习、课后的作业与实验课成绩等,但是课堂考勤、课堂提问、课堂练习等环节常不能给出定量化的评价。在构建全面的、定量化的课程考核体系中,可以给予平时表现各个环节相应的分数占比,如课堂考勤占比20%,测验与作业占比40%,实验课成绩占比40%。课堂考勤按照学生的上课签到情况进行评价,全勤即为满分;测验与作业方面,则可在雨课堂等线上工具的辅助下完成,任课教师须设置足够数量的课堂测验题目和课后作业题目,根据学生的答题情况判定合理的分数;实验课成绩取6次或8次实验报告的平均分,实验报告均需要统一装订存档。这样可以实现教学全过程的定量化评价,既可以计算学生学习的达成度,也可以为课程的持续改进确定方向。
  (五)将古生物地史学的教学延续到实习阶段
  在课堂教学和实验教学的基础上,可以进一步拓展古生物地史学的训练和应用,以更好地提高学生的学习兴趣,增进学生对本课程的认识和理解,得到相关研究方法的训练。第一,长江大学地球科学学院计划近期开展周末的短期地质实习课堂,在武汉市及周边地区选择一些良好的地质露头和现代沉积露头展开实习教学,加深学生对地质基础理论知识的掌握,激发学生对地质学的兴趣。短期实习课是对古生物地史学课程的有益补充,效果良好,值得深入摸索[9]。武汉市蔡甸区、汉阳区、江夏区等地的山上出露志留系墳头组地层,下部主要为黄绿色、浅黄色中层细粒石英砂岩夹薄层粉砂岩,上部主要为黄绿色-灰绿色薄-中层石英砂岩、粉砂质泥岩等,含大量的腕足类、三叶虫、双壳类、腹足类、鱼类和遗迹化石等多门类化石,极具多样性[10],尤其以三叶虫中的王冠虫最为特色。距离长江大学武汉校区仅数百米的村落和道路旁即出露坟头组,多次有师生捡到了王冠虫、腕足类等化石,而王冠虫是实验课中重点观察过的标本,其在野外的发现极大地吸引了学生的注意,对化石的挖掘过程有了深入的了解。第二,长江大学已建设成三峡地质长廊和中国北方地质剖面标本长廊,展示了扬子板块和华北板块的典型岩性序列,可以设置2-4个学时的课程,让学生根据岩性的变化识别地层单位,根据岩性及沉积构造恢复沉积环境及海平面的变化,进而重建板块的演化史,这是对地史学部分主体内容的复习和深化。第三,在学习完本课程后,学生要参加湖北松滋刘家场地质综合实习,实习时间约4周至6周,时间较为充裕,分别观察寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系地层,在此基础上完成岩性柱状图,恢复沉积环境,划分沉积相,判断海平面的变化。此外,还可以安排1至2次的化石采集,使得学生从岩性识别、化石挖掘、化石修理、化石鉴定等各个环节得到训练,如奥陶系南津关组至红花园组地层中可以采集到叠层石、腕足类、双壳类等化石,志留系龙马溪组可以采集到笔石等化石,石炭系黄龙组可以采集到珊瑚等。
  参考文献:
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