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作者簡介:陳玉華(1979-),男,湖北武穴人,南昌航空大學航空制造工程學院焊接工程系主任,副教授;黃春平(1980-),男,江西吉安人,南昌航空大學航空制造工程學院,講師。(江西 南昌 330063)
基金項目:本文系江西省教育科學規劃課題(課題編號:11YB378)、江西省學位與研究生教育教學改革研究項目(項目編號:JXJG-11-24)、南昌航空大學學位與研究生教育教學改革研究項目(項目編號:YJG201102)的研究成果。
中圖分類號:G643 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)35-0026-02
高度分化同時又高度綜合,是現代科學發展所呈現出的越來越明顯的趨勢,因此在客觀上要求有更多數量和更高質量的具有開闊視野和廣博知識的復合型人才,尤其是在研究生階段培養復合型的人才更是受到高度重視,跨專業報考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據統計,近年來全國碩士研究生入學考試的報考人數有將近50%的考生是屬于跨學科、跨專業的。[5]在研究生擴招之前,跨專業報考的研究生中,相當大的比例是源于學生的興趣導向,或者是一些新興的交叉學科或邊緣學科,需要不同知識結構和知識背景的生源。隨著高校畢業生就業的市場化,就業導向所導致的跨專業報考研究生的比例越來越高,但這部分研究生在后續培養中的問題和矛盾也不斷凸現。本文以南昌航空大學焊接學科為例,對跨專業報考焊接學科的研究生培養所存在的特殊性及策略進行了探討。
一、跨專業研究生培養的現狀
從現有文獻調研來看,目前國內大部分高校對于跨專業研究生培養的關注不夠,涉及該方面的文獻非常有限,大慶石油學院[6]對地質類跨專業研究生、浙江財經學院[7]對管理類跨專業研究生的培養模式進行了一些探索。大慶石油學院在分析地質類跨專業生源的研究生對碩士點建設利弊的基礎上,對跨專業地質類研究生的培養進行了探索與實踐,認為跨專業研究生作為一個特殊群體,需要作為一個系統工程來設計和實施,即從招生、入學前、授課階段、開題報告前及進入論文寫作階段等各個環節結合導師、授課教師及管理人員給予共同的特別關注,協同指導,才能在較短時間內克服跨專業研究生的不足,適應地質類研究生教學與培養方式,并發揚其跨專業的知識結構特色,成為高層次的復合型人才,真正成為合格的地質類碩士畢業生。[6]
目前國內大部分高校對于跨學科、跨專業研究生培養的機制、模式及策略等問題還沒有給予足夠的重視并進行深入研究,對于跨學科、跨專業報考研究生這一特殊群體的成長、成才還缺乏有益的指導。
二、焊接學科跨專業研究生培養的特殊性
南昌航空大學焊接學科是材料加工工程碩士點的方向之一,歷來就業前景較好、研究經費充裕、科研條件好,因此,每年都有近60%的生源是跨專業、跨方向報考的。以2009、2010級研究生為例,其本科專業有應用化學、機械設計及自動化、生物醫學工程、電子科學與技術、金屬材料工程、飛行器制造工程、材料成型及控制工程(鍛壓方向)、材料成型及控制工程(鑄造方向)等。
1.跨專業報考焊接學科研究生的優勢
跨專業考生與本專業考生相比,有一些特點和優勢[6]:來自不同的專業背景,考慮問題的角度和思路頗有特色,對于圈內傳統觀點和學說敢于質疑,另辟蹊徑。通過問卷調查結果發現,焊接學科研究生,本科所學專業為材料類專業的,往往表現出較強的微觀組織結構分析的能力,本科所學專業為機械類專業的,在焊接設備、工裝夾具的設計方面和本專業學生相比有優勢,這些對本專業生源的研究生構成了激勵和促進。
2.跨專業報考焊接學科研究生培養中的問題
跨專業報考焊接學科的研究生雖然有利于選拔更多的具有寬廣基礎知識的優秀生源入學,從源頭上為培養復合型、具有創新能力的焊接技術人才奠定了基礎,但也帶來了嚴重的問題和矛盾:
(1)在焊接學科專業課程的教學中存在較大的困難。由于現有研究生的培養計劃是針對本科為焊接專業的研究生所制定的,但現在面對的對象有一半左右是對焊接專業一無所知的跨專業研究生,因為統一授課對象的基礎不一樣,如果授課內容和難度以跨專業研究生為基礎來安排,那么本專業研究生會“吃不飽”,如果以本專業研究生為基礎來安排,跨專業的考生又“跟不上”。
(2)由于與本專業學生的專業基礎相差太遠(不同的跨專業生源的基礎也還有明顯的差別),跨專業報考焊接學科的研究生對于焊接專業的一些基礎理論問題不太清楚,一方面在后續的課題研究中無法進行深入研究,碩士論文的質量也不高,在規定的時間內難以完成課題的開題報告,進而影響到整個培養環節的進行。另一方面,部分跨專業學生比較勤奮、努力,雖然能夠完成碩士論文、順利畢業,但碩士論文的撰寫中經常會用到一些令人啼笑皆非的詞語,反映出其專業基礎不扎實,在畢業后的工作中也會出現對焊接專業的很多基本知識掌握程度不夠、內行人說外行話的情況。根據問卷調查結果,有相當一部分學生自認為:雖然讀了焊接方向的研究生,做了與焊接相關的課題,但并不真正了解焊接,在畢業后的工作中缺乏自信心。
三、焊接學科跨專業研究生培養的策略
針對南昌航空大學焊接學科跨專業報考的研究生日益增多、培養對象的基礎相差越來越大這一現狀,為了全面提升南昌航空大學焊接學科跨專業報考的研究生的專業基礎知識,在跨專業報考研究生的培養中引入了國際焊接工程師培訓、認證的新模式。
“國際焊接工程師”是ISO1473l標準中所規定的最高層次的焊接技術人員和質量監督人員,是與焊接相關企業獲得國際產品質量認證的要素之一,獲得者可從事產品的結構設計、生產制造、質量保證、研究和開發等各個領域的焊接技術和相應的管理工作,在企業中起著極其重要的作用。培訓內容包括與焊接專業相關的基礎知識和專業知識,既有材料、機械、力學、電子電工等焊接專業基礎知識,也有“焊接工藝及設備”、“材料及材料的焊接行為”、“焊接結構與設計”、“焊接生產及應用”四門主干課程,還有國際(ISO)、歐洲(EN)、美國(ASME)、德國(DIN)標準與規程和國際先進的焊接技術、國內著名專家的科研與生產實踐經驗。
通過對近幾年跨專業、跨方向報考南昌航空大學焊接學科的研究生的本科專業、知識結構進行調研,與國際授權的機械工業哈爾濱焊接技術培訓中心進行研討,確定焊接學科研究生參加國際焊接工程師培訓的入學條件和資格,結合國際焊接工程師培訓的入學要求,對焊接學科研究生培養的現有課程體系進行了優化和改革,將部分焊接本科專業的核心必修課程如“焊接理論基礎”、“弧焊電源”、“焊接結構”、“材料焊接性”等設置成研究生培養計劃的選修課程,供跨專業、跨方向學生選修,使其具備一定的焊接基礎理論,以滿足國際焊接工程師培訓的入學資格審查。通過中期考試后,對這些學生進行國際焊接工程師的培訓,并按照國際焊接工程師培訓體系的要求,將部分培訓內容和現有課程有機融合,全面提高其焊接理論基礎知識、專業知識。按照“國際焊接工程師”培訓體系,對參與培養的研究生進行40學時的焊接技能實訓,包括焊條電弧焊、氣焊、氣割、二氧化碳氣體保護焊和氬弧焊操作,提升這些研究生的操作技能和對焊接的感性認識。
四、焊接學科跨專業研究生培養新模式的實施效果
3年來,共有23名跨專業報告的研究生參與了該培養模式的試點,取得了良好效果。2011年畢業的碩士研究生吳某,本科所學專業為電子科學與技術,與焊接專業相差甚遠,通過該模式的培養順利畢業并拿到國際焊接工程師證書,畢業后成為某學校焊接專業的教師,能夠勝任焊接專業課程的教學;2012年畢業的碩士研究生龔某,本科所學專業為化學工程,通過該模式的培養順利畢業并拿到國際焊接工程師證書,畢業后成為某公司焊接責任工程師,碩士論文被推薦為省級優秀碩士論文;2013年畢業的碩士研究生姜某,本科所學專業為機械設計及其自動化,通過該模式的培養順利畢業并拿到國際焊接工程師證書,并簽約某高鐵車廂生產企業。
五、結論
焊接學科跨專業研究生的專業基礎和本專業研究生不同,且各個個體之間的差別也較大,導致跨專業研究生的培養在課程教學、課題研究和碩士論文的撰寫等方面存在較大差異。
通過改革現有培養模式,在跨專業研究生的培養體系中引入國際焊接工程師培訓課程,夯實了跨專業研究生的焊接專業基礎知識,提高其焊接專業的技能,培養了焊接學科研究生的國際視野和工程實踐能力,增強了研究生的就業優勢。
參考文獻:
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[2]沈以赴,夏品奇.國際化培養:高質量研究生教育的重要舉措[J].中國高等教育,2010,(1):36-38.
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[4]楊華.基于工科特點的研究生教育培養模式創新研究與實踐[J].河南教育,2010,(12):3-4.
地球科學的各個學科均以自然界為天然實驗室,野外現場教學的理論性和實踐性在教育教學中都占有十分重要的地位。加強地球科學實踐教學環節、加強野外實踐教學基地建設是地球科學學科性質所決定的,是培養具有創新型地學人才的重要措施,直接關系到地學基礎人才的培養質量。通過野外實習,可以培養學生獨立觀察、思考、解決問題的能力,以及野外生存和開展工作的能力。加強本科生野外實踐能力的培養,關鍵在于野外實習基地建設,同時,一個建設良好,具有輻射示范作用的野外實習基地,能夠在最大程度上發揮教學資源優勢,實現資源共享。吉林大學興城野外實習基地經過多年建設,結合遼寧濱海地區得天獨厚的地質條件,在培養學生實踐能力方面形成了自身特色并得到國內外多所大學的首肯,在資源共享方面發揮了較大作用。
1吉林大學興城野外實習基地概況
吉林大學興城野外實習基地位于遼寧省興城市東部釣魚臺海濱,基地前身為教育部療養院,總占地面積10.97萬平方米,建筑面積2.54萬平方米?;亟ㄖ艠愕溲?,全部青磚砌就,屬蘇州園林式建筑風格,基地基礎設施較為齊全。
遼寧省興城地區大地構造位置位于華北地塊北部燕山臺褶帶東段,東南為華北斷坳,41:AI~內蒙地軸。興城地區燕山臺褶帶基底由太古宇建平群和片麻狀綏中花崗巖構成,中、新元古界為厚度巨大的燕山型沉積;古生界為典型華北型沉積;中生育陸相火山一沉積巖系。教學實習區域近2000km,地質條件十分優越,地質教學資源非常豐富,在國內具有較好的區位優勢,為培養地學人才提供了得天獨厚的實習、研究條件。
自2003年興城教學基地建立以來,經過近7年的基地建設,已初步完成基地各項建設任務。目前,興城教學基地已形成教學資源豐富、生活設施齊全,地質實習配套教材、教學內容和教學方法完善的綜合性地學人才培養基地。興城基地適合于二年級地學類各專業學生教學實習和地質學專業生產實習。
2興城野外實習基地的特點及功能
興城基地的基本地質條件和區域地質特征在國內具有較強的典型性和代表性。在興城周邊的遼西地區,地學教學資源得天獨厚,有中國華北地區25億年前形成的最古老大陸地殼_太古宙綏中花崗巖;18億至8億年前的古大陸裂谷沉積——長城、薊縣、青白口系;華北地臺最穩定的古生代蓋層;產出舉世聞名的中華龍鳥、孔子鳥、享譽“世界第一朵花”的最早期被子植物一中華古果的中生代“熱河生物群”化石產地;以楊家仗子鉬礦為代表的各種礦產資源;奇特的海岸帶地質地貌、典型的河流地質作用現象;還有以“寧遠古城”為代表的歷史人文景觀。
興城野外實習基地具有面向地學類專業進行多層次、多專業、綜合性的教學功能。能夠提供地質類專業二年級的教學實習;三年級的生產實習;土地資源管理業和資源環境與城鄉規劃管理專業二年級專業實習;地理科學專業的旅游資源實習;地學類各專業的測量實習;地學類各專業的部分畢業實習等。經過七年多的建設,已經搭建起我國華北地臺典型地質內容的綜合性野外實踐教學平臺。通過在該基地的野外實習,使學生較好地掌握宏觀地學野外工作方法,受到大信息量、高復合度的野外綜合訓練,綜合素質得到較大提高。
3興城野外實習基地建設
興城野外實習基地自2002年9月開始立項并進行可行性論證,2003年暑期正式實施野外實習,至今已歷時九年。吉林大學地球科學學院每年都派出一定的具有豐富野外經驗和教學經驗的教師開展基礎地質、地質教學路線的研究工作并對基地學科進行教學實習內容、教學方法建設。至2009年底,設計并完善野外地質教學路線共17條;典型地質剖面14條;野外地質填圖區4個(合計面積約200km),完成了二年級興城教學實習指導書的編寫工作,修編了1:20萬的教學用圖2幅,1:5萬的教學用圖5幅。
經過多年努力,利用世行貸款項目,建立了“虛擬野外實習系統”改變了傳統的地質野外實習教學模式,加快了地質學教育的信息化步伐。實現野外地質信息共享以及野外地質信息的長期積累,建立野外地質知識庫。用戶只需要網絡瀏覽器,即可登錄使用虛擬野外地質實習基地,所有的數據都存放在服務器中,通過B/S模式按需下載到用戶計算機中,節省了大量的計算機資源。虛擬野外地質實習系統提供全天候的服務,滿足用戶任意時間的需求,使地質野外實習教學并不局限于每年的野外教學時間。學生可以對野外實習內容進行實習前預習,實習中復習,不但極大地提高了學生的學習興趣,而且有效地提高了實習質量。
在與環境類專業技術基礎課相配套的實驗課程中充分利用教師的科研資源,就可望以較少的資金投入,研究構建和實施符合環境類專業大學生基本研究技能訓練和創新能力培養的研究型實驗教學課程。
一、研究型實驗課程的特色與優勢
環境類專業的研究型實驗課程由一系列開放型、綜合型和設計型的實驗組成,這類實驗均覆蓋不同的知識點,是由學生在教師的指導下自主設計實驗方案并通過實驗實現設計目的。因此,可以強化培養環境類專業的本科生對知識的綜合應用能力,促進學生創新能力的提高。
研究型實驗課程具有以下特點和優勢。
1、充分利用科研資源和骨干教師資源,來設計研究型實驗的范圍,并在教師指導下,由學生在研究課題范圍內自主提出不同的多因素多變量的實驗研究方案,將實驗課由教師統一安排改變為由學生自主設計。
2、學生的研究型實驗與研究生論文研究相結合,與教師課題研究相結合,與環保工程實踐相結合,將演示型驗證型實驗改變為研究型創新型實驗。
3、將實驗由原來全班統一的1個假想課題改變為每人1個研究課題;將實驗時學生被動按照教師的指導做實驗改變為學生主動請求教師指導研究和實驗;將以往實驗內容和報告嚴重的相互重復現象改變為每人只能獨立設計;將理論課和實驗課分離現象改變為理論課教師大力參與實驗指導。
4、在教師指導下,由學生完成的研究型實驗的優秀實驗報告,達到公開發表的研究論文的水平。部分優秀實驗報告能夠公開發表、參加各類課外研究競賽包括挑戰杯競賽或參加學校其他創新培訓計劃。
與專業基礎課配套的研究型實驗教學課程的構建和實施,可望起到三方面的作用。一是使本科生緊密結合理論教學來加強實踐和創新能力培養;二是確保本科生廣泛參與,并能激發學生的學習熱情;三是充分利用科研設備和資源,使教學與科研緊密結合,節約資金投入,提高辦學效益。
二、研究型環境工程原理實驗課程的構建和探索
1、研究型實驗課程的目標
(1)通過研究型實驗課程的學習,使教師與學生互動得到進一步加強,激發學生的學習激情,掌握專業領域的前沿與最新進展,使學生經歷“三個全面”的創新教學過程:經歷全面的分析研究問題的過程,實驗技能得到全面的鍛煉,綜合能力得到全面的提升。
(2)解決目前實驗課程內容與污染控制需求脫節的問題,使專業基礎課實現理論與實踐相結合,使科研與教學融為一體,實現專業基礎課與專業課的進一步貫通。
2、研究型實驗課程內容的篩選
研究型實驗課程內容的確定是實現課程目標的基礎。不同專業的課程,實驗內容必然不同。下面是環境工程專業的環境工程原理實驗課程的內容,供其他專業篩選課程內容時參考。
環境工程原理系列課程包括環境工程原理(上)、環境工程原理(下)、環境工程原理課程設計和環境工程原理實驗,該系列課程系統、深入闡述環境凈化與污染控制的單元操作的原理、工程設計計算方法以及分析問題和解決問題的方法,是環境工程專業最重要的專業基礎課之一,在環境工程專業的教學中占有非常重要的地位,其中的環境工程原理實驗課程是培養大學生實踐能力和創新能力的重要途徑。
二十余年來,環境工程高等教育在我國得到了迅速的發展。環境工程專業內涵也不斷擴大,原來的環境監測、環境規劃與管理、水文地質與工程地質、和農業環境保護并入了環境工程專業。環境工程專業處理的環境污染具有復雜性和綜合性的特點,相應地導致污染控制技術也具有多樣性和復雜性的特點。所以要求環境專業人才具有寬厚、系統的專業理論基礎,也導致環工原理課程在環境工程專業教學中的地位十分重要。然而,因為美國等發達國家目前環境工程主要設置研究生專業,所以可為環境工程原理實驗課程的構建提供具體借鑒的國外經驗不多。
環境工程原理實驗課程方面,至今國內很多院校仍然是采用化工原理實驗教材或類似的講義。由于涉及的問題與化工專業有一定差距,解決問題的思路、方法與要求也有所不同,與學生在環境保護專業實踐中遇到的問題也有較大區別。目前環境工程原理課程的理論教材方面盡管僅有清華大學胡宏營教授等人編著的教材出版,這也為環境工程原理的理論教學提供了新選擇。本文在吸收國內環境類專業實驗教學成果基礎上,提出了構建環境工程原理研究型實驗課程的核心內容。
(1)在流體流動實驗部分,指導學生自主設計污泥、污水和含塵氣體的流動和輸送問題,包括不同懸浮物含量的污泥、不同性質的污水和不同固體含量的含塵氣體的流動阻力和流體輸送機械的性能研究系列實驗研究。
(2)在非均物系分離的實驗部分,指導學生自主設計不同性質污泥、自來水和含塵廢氣在不同過濾介質中的過濾實驗研究。
(3)在傳熱實驗部分,指導學生自主設計不同性質廢氣廢水與污泥的加熱和污泥脫水的實驗研究。
(4)在傳質實驗部分,指導學生自主設計不同性質的廢氣和污水的吸收與萃取以及污泥干燥等實驗研究。
與原有實驗內容相比,以上研究型實驗課程的內容與環境工程專業問題的關聯性很強,課程內容與專業領域需求聯系緊密,通過實踐環境的教學學生可以了解專業領域的前沿與新進展,也有利于激發學生的學習激情。
3、研究型實驗課程的實施方案及需解決的問題
首先,結合本項目本學科教師的科研課題情況,制定詳細的研究型實驗計劃。然后,根據實驗計劃和學生的自由選擇,確定每一位學生的實驗研究課題。理論課教師指導學生閱讀有關參考文獻,與每組學生分別討論和確定實驗方案。其次,制訂詳細的研究計劃。實驗教師完成實驗設備的準備與調試、實驗操作的指導、化學藥品的準備等工作。學生在指導教師和實驗教師的幫助下,完成實驗設計,配制化學藥品和試劑,進行實驗的操作,完成實驗研究報告并最終匯報。
要順利實施研究型實驗課程,需要解決的問題有:
主管單位:
主辦單位:中國地質大學(武漢);長江大學
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1672-7940
國內刊號:42-1694/TV
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:2004
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
我國的環境科學本科高等教育起步于20世紀70年代后期,80年代得到穩步發展。在專業設置方面,也經歷了與國外早期環境科學專業多以原有學科為基礎相似的階段。環境科學專業多脫胎于傳統專業,如給排水工程、化學工程、工業分析、水文地質、植物保護、土壤農化,等等。在辦學中受母專業及師資的影響,課程結構、教學內容甚至培養規格和教學基本要求,在校際之間都有不少差別。尤其是新設點的環境科學專業大多辦學條件較差,實驗教學環節薄弱,造成培養的人才質量不高、專業方向狹隘、就業渠道不暢等問題。因此,在我國目前的新形勢要求下,大學教育模式改革要向辦學形式多樣化和專業設置多樣化方向發展,對于環境科學本科專業的教育而言,如何使其對人才的培養由精英型走向大眾型,這是一個迫在眉睫急需解決的問題。
一、環境科學專業特點及現狀
1.環境科學專業特點
環境科學通過學科間的交叉滲透和幾十年在實踐中的發展,已從各相關傳統學科中獨立出來,形成了新的學科體系,其特點主要表現在:
(1)綜合性強。對環境問題的系統研究,要運用地學、生物學、化學、物理學、醫學、工程學、數學以及社會學、經濟學、法學等多種科學知識,因此,環境科學是一門綜合性極強的學科。
(2)研究領域廣。環境科學研究人類社會經濟活動引起的環境污染和生態破壞,以及環境系統在人類活動影響下的變化規律。內容涵蓋自然科學、社會科學及技術科學諸多方面;研究的空間尺度從宏觀的宇宙環境到微觀粒子,時間跨度從萬年到皮秒計。
(3)分支學科多。在現階段,環境科學主要是運用自然科學和社會科學的有關學科的理論、技術和方法來研究環境問題,形成自身的理論和方法體系,建立與有關學科相互滲透、交叉的許多分支學科。屬于自然科學方面的有環境地學、環境生物學、環境化學、環境物理、環境醫學、環境工程學等;屬于社會科學方面的有環境管理學、環境經濟學、環境法學等。
(4)研究的科學整體化。環境中的各種變化是多種因素的綜合,研究和解決環境問題時,必須在科學整體化過程中,全面考慮,實行跨部門、跨學科的合作,充分運用各種學科知識,對人類活動引起的環境變化、對人類的影響,及其控制途徑進行系統的綜合研究。
2.環境科學專業現狀
針對日益嚴重的環境污染和資源短缺問題,導致了對環境科學人才的很大需求,這種需求直接表現在對該專業人才的需求市場上,產生了比較廣闊的就業前景,并影響高等環境教育的培養規模和范圍。盡管我國各地區由于經濟、文化的差異,導致環境科學專業在各地區的布點數量不同,但環境科學專業幾乎覆蓋了全國(圖1)。從環境科學專業在各類型大學的布點數來看(圖2),綜合性大學最高,為54;次之是師范類大學,為30。
二、國內外環境科學專業教學體系對比
從專業結構看,國外發達國家大多專業方向豐富,專業設置呈現多元化發展的趨勢;在我國,過去環境科學專業受母學科制約,專業方向劃分過細。目前我國的環境專業本科生教育正在向寬口徑、適應面廣等方向發展,以改變過去那種在本科就開始培養“專業人才”,以至分配面窄,很難適應實際工作的狀況。
從辦學要求看,無論在國內和國外,其辦學導向都是與社會需求盡量取得一致。在培養目標上,各國普遍強調要對學生能夠進行全面的文化素質培養,在“知識”“能力”和“做人”三方面做到有機統一和結合;在國外,比較重視“知識”和“能力”的培養;我國對本科生的培養目標多年以來強調培養“專家”和“專門人才”,著眼于畢業后的職業,要求畢業后能“專業對口”。因此,培養學生只重深度,不重廣度,近年來雖已逐步擴大培養口徑,但還不夠。在由計劃經濟向市場經濟轉變的過程中,這種缺陷已經暴露出來,表現最突出的是畢業生工作適應面窄,適應能力差。致使畢業生就業困難。
在課程體系和學分制實施方面,國外設置的課程類別大致與我國相同,全部課程包括公共基礎必修課、專業必修課和選修課。國外實施學分制與我國一個明顯的不同點是,國外學生在選修上的自由度非常大。專業課數量眾多、涉及面廣,在指定選修課和必修課中也設置若干門課程讓學生自由選擇,甚至允許在校內其他系或學院選修其他領域的課程;在我國,學分制中規定的必修課學分多而選修課學分少,而且在選修課中,也只有本系開設的選修課程或一些全校性的選修課可供選擇,而這些選修課少到若漏選一門則可能學分不夠,使學生在近乎完全同一的模式中學習,這就造成了培養出的人才知識結構單一,難以應付實際工作中的各種問題。正是由于這個原因,導致國外不嚴格限制學習時間,學生只要修滿學分即可畢業,而我國依然實行四年制本科教育。
三、環境科學專業教學改革發展方向
環境科學的獨特性決定了高校環境類專業所需基礎課內容廣,專業課門類多。然而,學生在校時間有限,如何在課程設置充分體現以培養“綜合型”人才為目標,制訂出較為合理的教學計劃,至關重要。
1.拓寬基礎,文理滲透
環境問題不僅僅是自然科學和技術工程范圍內的問題,而且是一個社會經濟問題。在解決具體的環境問題時,往往需要綜合考慮環境、資源、技術、經濟、市場等多方面的因素。因而,課程設置時應考慮多滲入經濟、人文及行為科學的內容,加強文理滲透,提高人文修養,尤其是必須進行經濟、管理、政策、法律等方面的教育。歐美發達國家高校環境類專業的課程設置無統一模式,但其共同的特點是具有寬厚的基礎,幾乎數理化、天文、地質、生物及社會科學等方面的內容都設有必修課或選修課?;A課主要集中在數學、化學、力學、經濟、人文及行為科學等方面。美國佛羅里達大學環境類專業其文科課程約占總學分的13%,體現了文理滲透、加強素質教育的意圖。美國杜克大學環境學院還開設職業寫作、職業技能等多門職業素質教育課程。Brown大學環境科學中心執委會成員的職責之一就是指導學生根據各自的特點和愛好制訂有效的和多樣化的專修課程計劃,使所選課程密切相關,并以一體化的論文為終點。這些做法都值得借鑒。
2.發揮特長,辦出特色
我國目前辦環境類專業的院校不少。各高等院校應發揮各自特長,辦出自身特色,不應強求統一模式。要注重專業課程的補充更新,通過開新課或在原有的課程中補充若干新章節來更新充實教學內容,使之能及時敏銳地反映學科的新進展以及當前環境決策和舉措中的新觀點和新動向,盡可能使學生能跟上時代的發展。
3.多設選修課,擴大選課自由度
目前,我國高校選修課程占總學時比例小,可供學生選擇的范圍非常有限。這樣的教學計劃必然導致同校同專業的學生所學課程都相似,極大地制約了學生的個性發展與能力培養。國外高校這方面做得較好,如德國Stuttgrat大學選修課約占總學時的30%。英國的一些大學為解決因師資不足造成選修課缺乏現象,甚至可跨校、跨國選修課程。這些做法值得我們參考與借鑒。此外,可讓學生自己選擇畢業論文的研究方向與內容,并讓他們在高年級階段圍繞該研究方向與內容選修相關的專業課。這樣同一學校同一專業畢業的學生,所學的專業課可能差別較大,以避免知識結構單一。
4.加強實踐性教學環節
由于環境科學具有很強的實踐性,培養學生從事科研和工程設計與實踐的能力顯得特別重要,因而不可忽視實踐性教學環節,包括實驗室工作、項目設計、野外實習等形式。對于實踐性強的課程,講課時間應少于實踐課時間,精講多練。通過實踐性教學環節可以讓學生了解環境科學專業的性質,加強培養學生的實際工作技能、實驗能力、科研和工程設計能力,同時掌握科技論文寫作方法,參與學術交流。讓學生在大學階段多參與一定的科研工作或參與完成實際工程,對提高就業率也是一個行之有效的途徑。
四、環境科學專業教學模式探討
1.環境科學專業課程模塊和內容體系
我國環境科學專業的課程模塊大致如圖3所示。
環境科學專業的知識結構和體系應體現強化專業基礎,拓寬專業方向,重視專業技能的改革的基本原則。其基本思路就是:
第一,把環境科學的課程體系作為一個系統,按照課程體系的知識結構層次和認識規律的要求,確定各門課程的地位和作用,組織、選擇和合理安排課程的教學內容 及相應的教學要求。
第二,按知識體系的功能與作用將課程體系分為理論基礎、技術基礎、工程原理基礎和專業基礎以及專業課五個基本模塊,各模塊所設基本課程見圖4所示。這樣的課程結構能更好的反映不同層次的課程所能提供的知識內容,更能反映社會發展對人才質量的要求。
在具體辦學當中,各大學依據自己的辦學特色和對學生的不同要求對于專業課程的安排各有不同。如綜合性大學的課程設置比較全面,涉及到了化學、環境管理學、環境工程學、環境倫理學、環境生態學等各個方面;工業類大學則側重工業的特點,開設了一些偏重于環境工程方面的課程,如哈爾濱工業大學將大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢物處理與資源化、環境影響評價與環境規劃等作為其主干課程;地礦類大學將其專業課偏重于地質學方面的內容,如中國地質大學開設了水文地質學基礎、環境地學等地質類的課程;師范類大學側重環境管理和生態學方面的培養,主要開設了環境規劃與管理,環境生理學、植被生態學、城市生態學、污染生態學等作為其主要專業課程;林業類大學主要開設了環境與資源保護法學、水土保持學、生態學等偏重于資源和水土保持方面的課程而體現出其專業特色;化工類大學主要開設了有機分析、現代生命科學導論、分子生物學、化工工藝學等偏重于生物和化學類的課程作為其基礎課程,體現出其在化學工程和生物工程方面良好的專業基礎;農業類大學則十分重視土壤、資源和生態方面的課程,主要有土壤學、植物營養學、土壤地理與調查、土壤-植物-環境分析、養分資源管理、資源環境信息技術、普通生態學,農業生態學等課程。
2.環境科學專業實踐性教學環節改革
目前,環境科學專業實踐教學環節還仍然比較薄弱,還不能完全與課堂教學內容相適應,不能滿足學生動手能力和創造能力培養的需要。因此,為培養合格的環境保護人才,全面提高環境科學專業學生的科學素質,加強環境科學實踐性教學以提升教學質量和教學效果則顯得尤為必要。
針對環境科學專業的性質和培養目標提出環境科學專業實踐教學環節應包括認識性環境實習、環境專業課程設計、生產實習和畢業論文等四個環節。
(1)認識性環境實習。主要包括:①一定區域內自然環境、人文環境的現狀,如森林、灌木、草原的天然分帶性,草原生態環境現狀,干旱戈壁、沙漠環境現狀,城市環境特征及現狀;②環境演化及其環境效應,如河流源區的森林涵養水源效應,沙漠綠洲的形成演化及其環境效應;③生態環境問題和環境污染問題,如干旱內陸河流域的水環境問題,戈壁、沙漠生態環境及問題,礦山環境問題,城市環境問題等;④環境保護措施和污染防治技術,如生態環境保護措施,土地荒漠化及沙漠治理技術,“三廢”污染防治技術等。
(2)環境專業課程設計。環境專業所開設的專業課程都是實踐性很強學科知識,這就決定了所有專業課程的教學都應包含有實踐教學的內容。例如,《環境監測與評價》必須要有各種監測儀器使用操作的實踐教學內容,也包括對取得的數據進行環境質量評價的過程;《水污染控制原理與技術》課程應有污水凈化機理的實驗和污水處理工藝流程等實踐教學內容;《大氣污染控制原理與技術》課程應安排大氣顆粒污染物物理性能檢測、大氣污染物凈化等試驗和安排去火電廠參觀煙氣除塵裝置;《固體廢物處理處置及資源化》課程實踐教學內容主要包括固廢的收集、轉運、分類貯存,壓實、破碎、分選、固化,發酵堆肥,熱解、焚燒,填埋處置及資源化利用等技術過程。
(3)生產實習的內容。環境科學專業生產實習的內容既包括專業課程設置所涵蓋的內容,也包括教科書中還沒有反映的相關內容。主要有環境現象和環境問題調查分析方法,環境質量監測技術,環境影響評價方法,污染控制原理和治理技術方法,環境地質災害預測評價,環境政策、法律和環境管理等。環境生產實習要求學生親自參與環境保護實踐工作,如參與區域生態環境現狀調查分析,對大氣、水、土壤污染狀況進行監測,參加一項建設項目的環境影響評價工作等。
(4)畢業論文的內容。畢業論文實行導師制,即由一名本專業講師以上職稱的老師或校外相關技術人員擔任導師,指導3~5名學生進行畢業論文的寫作。內容可涉及環境科學相關專業所有知識點。
五、結語
我國各類院校在辦環境科學專業時,應發揮自己的特長,辦出自身特色。環境科學本科專業應在堅持“統一性”的基礎上,注意發展“特殊性”,突出“個性”。統一性,就是要在培養規格和基本要求上做到一致,特殊性就是要根據本學校相關學科優勢和自身條件以及畢業生服務行業、部門和區域的要求,使培養的人才在某一領域或某些方面具有特色或優勢。也就是要注重培養方向的目的性、專業課程模塊設置的合理性及其與實踐教學環節的協調性。另外,要根據社會經濟發展及行業變化的需求,適當補充或更新專業課,通過開新課或在原有的課程中補充若干新章節來更新充實教學內容,使之能及時敏銳地反映學科的新進展以及當前環境決策和舉措中的新觀點和新動向,盡可能使學生能跟上時代的發展,滿足就業的需求。只有這樣,環境科學專業才有活力,才能真正為社會所認可。
參考文獻:
[1]李順興,鄧南圣.環境科學本科專業人才培養模式探討[J].漳州師范學院學報(自然科學版),2002,15(4):92-96.
(1)實驗技能型課程:對現有實驗課程內容調整與融合,將各實驗室涉及實驗技能方面的項目重新整合,形成基礎實驗和專業實驗課程。從標準操作和技能訓練的角度,對學生進行實驗技能的訓練。除實驗技能課程建設外,還要打破環境工程與地質工程中課程與課程、專業與專業、學科與學科之間的界限,按照認知規律,對現有實驗課程和項目進行論證、調整和整合,繼續加大綜合型、設計型實驗比例(結合教師的科研),目的是為了增強學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力,培養學生創新思維和求真求實的探索意識;同時開展技能培訓(為學生的就業打下基礎),使在校學生獲得相關資格認證。
(2)野外教學和生產實習:對課程教學,針對不同的課程,適當減少了課堂授課時在總課時中的比例,增加了實習課時,個別重要的主干課程,增加了野外現場教學實習,使學生建立了充分的感性認識,增加了學習興趣和實際觀察分析能力;如:環境認識與教學重點單元的實習,教學實習改革的重點是明確教學目的和內容,在以下幾方面進行了改革:①環境認識教學內容沒有減少,但時間安排壓縮,仍突出興趣教育;②課程增加了環境地質學基本工作方法和環境地質思維講課兩部分內容,使該實習由認識實習性質向環境地質教學實習性質轉變,教學內容向環境地質與煤田傾斜,以利于與后續的選修課程接軌;③評估指標多元化。原來僅依據實報告考核學生的水平,現增加能力和素質等評估指標,而且將實報告改為小專題報告;④環境地質思維課程教學有利于正確認識地球科學,正確把握地球環境科學的特定思維方法;⑤開展了現代信息技術(3S)網絡課程選修,培養學生掌握先進技術方法和運用新技術解決環境問題的能力。對于技術方法和技能學習的課程則把重點放在讓學生接觸實際環境科學、環境地質工程問題、環境與地質工程、煤田的聯系,使學生學會如何發現工程科學問題和技術問題,確定研究問題的思路,設計研究的技術方法、路線、實驗流程方案和工作計劃及采用的新技術方法,并實施研究計劃或工程設計,對研究結果和工程結果進行檢驗評估等。這種綜合性的實習活動或工程實踐活動,是整個教學計劃的重點內容之一。
(3)畢業實習與設計:為了真正把實踐教學同生產實際或科學研究緊密結合,我們要求所有的畢業實習或工程設計實踐在“產學研”相結合實習基地和校內的實訓基地進行,結合教師地質與煤田的科研項目有針對性地完成畢業實習任務,提高畢業論文的水平。同時建立多元化考核模式,完善學生成績評價制度,激發了實踐學生興趣,提高了學生動手與實踐的能力,培養學生的科學素質。實踐教學改革產生了非常好的效果,學生培養質量明顯提高。
與院級工程技術研究中心、實驗教學示范中心結合,在學術帶頭人的帶領下開展科研,使科研轉化為教學,進一步提升教學質量
借助院級煤礦清潔開發與資源化利用工程技術研究中心的科研平臺、實驗教學示范中心高質量的儀器與設備,教師積極進行行業的科研工作,并將科技成果轉化,極大提高教師的科研能力。同時在學術帶頭人的帶領下,形成了行業特色鮮明的教學團隊,教師的科研成果極大地促進了教學水平的提高。
(1)開展科研是培養學生創新意識的重要手段作為應用技術研究,創新能力和實踐能力只有在親身從事科學研究的過程中才能逐漸形成。因此,選擇部分學生參加老師的科研和工程項目,可以使他們較早地了解社會、參與競爭環節、適應社會、處理人際關系及把握機遇等一系列的實踐過程。大學生在二年級末開始進入教師的研究項目,組成科研小組,邊學習課程,邊進行課題研究,一直延續到畢業論文答辯。讓學生走工程應用型人才的道路,在教師指導下,選修一些與工程、技術和方法有關的專業選修課,畢業時做畢業設計。
(2)“產學研”相結合在特色培養中能起到獨特的作用為了有效地培養地質、煤田與環境的工程應用型人才,我們積極探索地走“產學研”之路,使學生在科學研究中獲取基本能力的訓練,學會合作、學會選題和立項論證等一系列與社會、企業合作,參與競爭的過程。通過建設“產學研”相結合的基地,使學生在實踐中學習、運用新知識、新技術和新方法,培養學生發現問題、分析解決問題的能力。這對于提高學生的科學素養、工程意識和社會適應能力十分有益。
學校和企業聯合在資源與環境類學生培養中顯示了巨大的優勢。一方面發揮高校高水平師資隊伍的優勢;而另一方面對地質部門、工礦煤炭企業而言,發揮其專業人才經驗豐富、資金相對充裕的優勢,采取校企聯合,集中培養的辦學模式。學校和企業聯合,不但共同制定培養方案,更結合企業特點,與企業共同探討教學內容和學生的畢業論文的內容,并要求論文能反映當代環境學科的科學技術發展的水平。此外,與國內10余個地質、煤炭企事業單位合作建立了穩固“產學研”聯系,不僅成為學生實踐動手能力培養最為廣闊的訓練實習基地,而且成為了學生就業的一個重要市場,暢通了就業渠道,使企業和畢業生之間得到了相互了解,使雙向選擇的基礎更牢固,為畢業生的就業奠定了基礎。近年來,環境類專業一次就業率(簽訂合同)95%以上,有較大的一部分是行業就業。正是基于上述的研究與實踐,使科研及時、恰當地轉化教學,使學生理論基礎牢固,具有較強的實踐、動手能力與一定的創新能力,于是我們培養的學生特色鮮明,具有很強的競爭實力。學生的基礎知識扎實,畢業學生的考研率在同類院校名列前茅,且研究生在其他院校學習時,反映較好。
應用學院的先進電子資源,充分利用網上教學資源,提高教學效率
現代意義提及的應急通信,通常指的是發生由自然或人為引起的突發性緊急狀況,或者舉行重要集會、會議以及節假日等通信需求驟然增加的情況下,調動通信資源,完成救援保障、大規模的緊急救助以及必要通信所需要的技術手段或者方法。應急通信本身具有如下特點:(1)通信的臨時性;(2)時間的突發性;(3)地點及容量的不確定性;(4)地理環境的復雜性;(5)業務的多樣化;(6)現場應用的高度自主性等。就應急通信的特點來說,應急通信設備應能自成體系,不依賴于公網,才能更好的進行應急保障。應急通信系統在搭建時,也要求裝備便于攜帶、電源自備、快速組網、功耗小、業務涵蓋音視頻及數據傳輸、性能優良等特點。目前,從總體技術層面劃分,應急通信分為有線和無線兩種方式。無線應急通信仍然是以電磁波傳輸信息,是目前有效的傳輸手段。
二、《應急通信系統組建與運維》課程建設背景
高等職業教育主要以適應社會需要為目的,以培養技術應用能力為主線來設計學生知識結構和培養方案,高等職業教育畢業生應具有專業理論知識適中有發展性、專業技術應用操作能力強等特點,本著應用為目的來創建課程及教學內容體系。四川郵電職業技術學院作為通信類高職院校唯一一個國家骨干高職院校,在財政部、教育部組織的驗收中獲“優秀”,也是中國人民定向培養直招士官試點院校,中國人民武裝警察部隊定向培養直招士官培養院校,承擔著重要的通信類高職人才培養任務。校內建有應急通信實驗室,同時建有移動通信類各種實訓室,涵蓋2/3/4G及優化等方面。應急通信實驗室建設涵蓋了應急調度指揮子系統、衛星通信子系統、微波通信子系統、短波通信子系統及無線網子系統等。架構如圖1所示。與實驗室配套的專業課程《應急通信系統組建與運維》的設置,也走在了高職院校前列,為培養應急通信技能型人才做出了前瞻性的實踐。
三、《應急通信系統組建與運維》一體化課程建設思路及措施
《應急通信系統組建與運維》課程的設置,是通信類專業、士官生培養必不可少的。這門課程對理論和實踐方面要求都比較高,前續需要學習《數字通信原理》這樣的專業課,同時在前序課程中,經過大量的練習,提高自己在實踐技能方面的操作水平。
1、課程建設思路《應急通信系統組建與運維》設置為通信類專業的專業限選課,為教學做一體化的課程,以項目制為導向,實施主講負責制,教師不僅講授理論,還要帶領學生實訓,完成項目。課程著重技術應用與實踐,以培養學生組建及維護應急通信系統為主要目的。
2、課程教學對象《應急通信系統組建與運維》課程教學對象為大二、大三年級的通信類專業、學生、士官生。每班限選人數為40~45人。
3、教學內容設置《應急通信系統組建與運維》課程教學內容分為三大模塊,基本素質模塊、專業技能模塊及專業擴展模塊?;舅刭|模塊為應急通信系統原理,主要介紹應急通信常用手段、系統組成,以及電源、衛星通信、短波通信、集群通信、微波通信等原理。專業技能模塊為應急通信系統組建,主要介紹應急通信系統各子系統設備及其搭建與維護,除了專業知識教學外,該部分還穿插有各手段的實訓課程。專業擴展模塊,設置有模擬場景下的多個系統的搭建、聯動等項目。整個教學內容以任務引領為主線,將原理、設備及操作契合在一起。在完成該課程的學習后,學生能掌握應急通信系統的各部分原理,熟悉各子系統常用設備的操作使用,熟悉一定的應急組織預案,為日后走上應急相關崗位打下基礎。課程內容設置如表1所示。
4、課程教學模式該課程教學開展在多媒體教室、應急通信實驗室內或者室外的調度場地上。采取以任務引領型的教學做一體的教學方式,所有理論教學均為實踐打基礎,以實踐需要來加入理論教學。該模式下,將工作任務引入為中心,從而選擇與組織課堂教學。應急通信課程的學習任務,是整個課程的重要載體,設計時滿足幾個要求:(1)內容要具有項目形式:項目的規??纱罂尚。粋€大項目,也可以包含多個小任務和項目。如:“運動會場景下的系統對接與調測”這個項目,就可以包含“衛星通信系統搭建”、“調度與其余子系統的對接”及“調度與保障的實現”這樣三個小任務。(2)要有專業知識及技術含量:既然該課程還是一門專業課,那就必須把相關原理類專業知識的傳授作為重要目的,將技能的訓練作為主要目的。在教學課時中把專業知識及技能訓練系統的整合在一起,將應急通信類知識及設備操作技能進行循序漸進的設置。(3)設計合適的教學時長:應急通信類設備的搬運、組裝及操作占用的時間較長,每個任務應設計合理的教學課時。按照教學的一般規律,小任務時長在2~4個課時。(4)教學中要設置障礙:教師可以在課程教學中對設備設置障礙,采用解決問題的引導方式,這是一個非常有效的方法。在錯誤和失敗中實現進步,這正是用到了這一學習規律的非常重要的功能。實際場景中,設備在復雜的環境中經過顛簸運輸,可能會出現障礙。引導學生在實踐過程中排除之,不僅使課程貼近現實環境,也可以提高其綜合能力。(5)團隊式的教學:集體學習的方法可以通過學生的合作、溝通來提高效率,培養其在特殊環境下的應急協作精神和溝通能力。(6)教學方式應當靈活:不同的場景下,教師可采取不同的教學方式。如先講后練、邊講邊練、部分講部分練或以練代講后總結點評等多種形式。不管哪種,重要的是要讓學生掌握系統原理、搭建及排障技能。
5、課程考核體系課程的考核分為三部分:項目完成考核、論文考核、平時考核。(1)項目考核:項目考核占比60%,課程設置了六個項目,每個占比10%??己藗戎赜趯W生的設備安裝、系統對接能力及項目報告三方面。選擇項目考核為主,是適應一體化教學的隨時考、項目中考試、考試中實踐的方式,不再期末集中考試。(2)論文考核:論文考核占比30%,由于課程期末不進行期末集中考試,在課程結束時采用課程論文的方式來考察學生對于應急通信該門課程的掌握程度。期末論文以應用為主,要求學生以某一場景為例,按照課堂所學知識來組建應急系統方案,繪制系統結構圖,完成多種業務的傳輸等。其中,論文有固定的格式模板,學生必須按照格式完成。該部分考核除了考察了學生的知識掌握,還考察了學生的計算機應用能力等。(3)平時考核:平時考核占比10%,主要是考勤及課堂表現。
6、能力培養目標在進行該課程學習以后,學生可以培養出以下能力:(1)特殊場景下的團隊協作能力:應急系統搭建時,需要團隊的協作,實際工作當中也迫切需要這種能力。課程教學當中,教師對學生進行分組,按組對設備進行不同的搬運、組裝、調試及維護等操作,大大提升了學生的自主協作能力。(2)應急通信系統的組建能力:課程設置的專業教學模塊內容涵蓋應急通信的常用手段及設備,學生學習后可以自行組裝子系統,完成業務傳輸,獲得系統組建能力。(3)應急通信系統的維護能力:在系統組建的過程中,教師會設置多種障礙,學生要想實現相應的功能,需要對問題現象進行分析,排除故障,實現正常通信,獲得相應的維護能力,保證設備的正常運行。(4)初步方案寫作能力:學生的期末論文要求制定具體的方案,完成論文,從而能夠在前期課程學習基礎上,獲得方案的寫作能力。
四、效果總結及問題改進
經過校內實施,不同專業、不同班級的學生,積極性很高,興趣很強,由被動接受變為主動求知,課堂氣氛活躍,教學效果顯著,較難的專業知識掌握也變得容易。本人在教學實施過程中進行了總結和經驗提煉,發現了如下問題:
1、應急通信大型實訓時,由于多個系統對接,所處室內室外場景較多,調度點分散,教師課堂控制力被弱化;
2、課程所需的專業知識跨度較大,課堂時間有限,學生需課后主動大量學習:
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)29-0072-02
當前,由于科學技術發展的突飛猛進,世界大國之間競爭日趨激烈,全球對高素質人才的需求與日俱增,并已從單一型人才需求轉變為復合型人才需求,不僅要求學生具有扎實的專業功底,而且要求學生具有較廣的知識面。同時,隨著全面深化高等教育改革不斷推進,高等學校不可避免地需要滿足新常態下的教育發展要求,逐漸實現高等教育的內涵式發展[1]。近年來,越來越多的高等學校針對大學專業課程不斷嘗試與探索新的課程建設與改革[2,3]。為了不斷適應高等學校教育改革、全面推進素質教育的需要,使大學生全面了解人類社會生存的宇宙背景、地球背景,樹立科學的宇宙觀、地球觀,增強地球環境保護意識,因而“宇宙與地球”或者類似公共選修課的積極開設顯然有利于大學生適應高等教育發展新常態的發展和要求,同時系統地建立培養具有良好科學素養人才的公共選修課教學體系也有利于高等學校針對不同專業學生的全面發展。我們在多年的“宇宙與地球”教學實踐過程中一直嘗試和不斷探索,并在教學思路、教學內容、教學方法、考核機制等方面為“宇宙與地球”課程的教學建設做一些積極有益的工作,以期取得經得起實踐檢驗的更好的教學效果。
一、清晰的教學思路
由于“宇宙與地球”公共選修課開設的目的是為了使大學生全面了解宇宙和地球的形成、演化與發展,主要介紹地球(宇宙)的物質組成、生命演化、動力過程、作用類型以及人與地球的相互作用和關系等方面內容,這些內容是大學生正確樹立科學的宇宙觀、地球觀以及增強環境保護意識的不可或缺的重要支撐科學知識,因而“宇宙與地球”或者類似公共選修課是高等學校公共選修課教學體系中的重要組成部分之一。然而,由于“宇宙與地球”課程開設的對象實際是非傳統地質礦產類專業的大學本科生,他們對宇宙和地球的感知和認識往往并不深入,而且比較缺乏相關的專業知識和理論基礎,因而我們很難按照原有針對地質礦產類專業大學本科生開設的“普通地質學”、“動力地質學”、“地質學基礎”、“地球科學概論”等課程的教學思路進行課堂教學,這就需要根據這些非傳統地質礦產類專業大學本科生的實際情況,有針對性地調整和改革一些來自原來相關課程的教學思路,并需要不斷探索和嘗試一些新的教學思路以激發大學生的學習熱情和學習興趣。經過多年的摸索和實踐,我們確定了“宇宙與地球”課程教學的基本思路:精選教學內容,重點落在基礎知識和基本理論;革新教學方法,大量利用現代教學手段和網絡資源;完善考核機制,進行靈活的課程考核。
二、合理的教學內容
近年來,隨著國家和社會對大學生綜合素質的要求越來越高,大量公共基礎必修課程不斷相應增加,其他專業基礎課程(包括公共選修課)的教學課時不斷被壓縮,根據目前“宇宙與地球”課程的教學大綱,總共僅有32個課時。在較少的教學課時的嚴峻形勢下,如何在有限的課堂教學時間內讓學生充分了解“宇宙與地球”的課程體系和基本內容,并積極調動學生的學習積極性,較好地掌握“宇宙與地球”的基礎知識和基本理論,這些都是我們課程建設過程中需要重點關心的內容之一,尤其是精選合理的教學內容。實際上,經過幾年的教學實踐,“宇宙與地球”課程的教學內容也幾經改動變化,目前的教學內容包括理論講解、視頻講解兩部分,共計32課時,詳細的課程教學內容大綱如下:
1.理論講解(22課時)教學內容如下:①宇宙系統(5課時);②地球系統(物質組成、地質作用;5課時);③地球系統(動力過程、生命演化;5課時);④人與地球(5課時);⑤課程回顧與討論(2課時)。
2.視頻講解(10課時)教學內容如下:①宇宙系統(2課時);②地球系統(物質組成、地質作用;3課時);③地球系統(動力過程、生命演化;3課時);④人與地球(2課時)。
三、革新的教學方法
教學質量和教學效果的提高需要良好的教學方法。在“宇宙與地球”課程的教學過程中,我們對其中一些具體的教學方法進行了調整和革新,不斷促使“教”與“學”之間的互動與感應。
1.設置連貫的教學主線。針對宇宙與地球之間的包含關系,設置了一條連貫的教學主線:宇宙―地球―人類,并將這一“由大到小”的教學主線貫穿在整個課程的各部分內容當中,讓學生能夠可以在課堂學習過程中抓住“一條線”,幫助他們將看似繁多孤立的教學內容最終連結成一個有機整體。這樣既培養了學生對課程體系的把握能力,又能培養了學生對課程知識的自學能力,從而有助于學生對教學內容的準確理解和有力把握。
2.有效利用多媒體教學。隨著現代信息科技的進步,越來越多的課堂教學離不開多媒體教學[4,5]。事實上,多媒體教學可以為“宇宙與地球”課程當中大量描述性內容的講解帶來了極大方便,目前我們的教學過程中已經全面采用了多媒體教學手段,能夠使得學生可以深入淺出、直觀形象地理解有關概念、理論和知識。例如,在介紹地球表面外動力地質過程的河流作用時,插入一些現代河流作用圖片,并播放有關現代河流作用的視頻,使得學生可以直觀形象地了解和體會河流作用的動力過程,較好地掌握與河流地質作用有關的一些概念和知識。
3.充分開展啟發式教學。在“宇宙與地球”課程的課堂教學上,我們通常積極利用在“宇宙與地球”課程備課時總結預設的一些小問題進行提問或者討論,引導學生對課程教學內容進行分析與思考,使得學生充分參與到課堂教學中,讓其理解和感受科學知識獲取過程。同時,我們也積極補充一些課外實際應用的資料,讓學生了解所學內容的應用意義和實用價值,這樣可以在很大程度上激發他們的學習興趣,進而提高他們的學習積極性。
四、靈活的課程考核
由于“宇宙與地球”屬于公共選修課,而并非學生所學專業的專業基礎課,同時考慮到不同學生之間的專業背景差異較大,因而傳統“閉卷考試”的考核形式在“宇宙與地球”考核中顯得不合時宜,有必要采用相對靈活的課程考核形式。在多年教學實踐的基礎上,根據“宇宙與地球”課程教學的核心目的(讓不同專業的學生全面了解宇宙和地球的形成、演化與發展),我們及時摒棄了傳統的“閉卷考試”考核形式,以改變大多數學生機械地學習知識、死記硬背課本內容的習慣,取而代之的考核形式是自由撰寫某個命題的小論文。目前在命題設計上,我們也盡可能保持靈活性和開放性,引導學生學會查閱文獻資料,注重提升學生的學習能力。
當然,上述考核形式的缺點也是顯而易見的,無法促使學生全面掌握“宇宙與地球”課程的所有知識點,這樣的考核形式似乎有失偏頗,但由于“宇宙與地球”課程教學的核心目的是讓不同專業的學生全面了解宇宙和地球的形成、演化與發展,因而我們的考核形式只需滿足“全面了解”這一要求即可。實際上,通過分析多年的命題小論文的撰寫考核結果,我們也會發現:勤于思考的學生會取得較好的成績,而應付差事的學生則會取得較差的成績,因而靈活的課程考核會較大程度上有助于激發學生自我學習的興趣與能力,這是絕大多數死記硬背就可以應付的傳統“閉卷考試”所不具備的。
五、結語
高校的根本任務是人才培養,高校的命脈所在是教學質量[6]。當前,高等教育專業人才的培養仍然面臨很多問題,尤其是在教學效果、教學質量等方面?!坝钪媾c地球”是高等學校重要的通識課程之一,是大學生正確樹立科學的宇宙觀、地球觀和環境保護意識的不可或缺重要支撐,如何有效地“宇宙與地球”教學的質量是大學教育中需要共同面對和解決的一個問題。經過多年的教學實踐,我們總結了四個方面的建議:清晰的教學思路、合理的教學內容、革新的教學方法、靈活的課程考核,旨在與同行們一起探討和交流。目前,“宇宙與地球”教學已經取得了較好的效果,不僅受到了學生的普遍歡迎,在較大程度上激發了學生的學習積極性,而且也在一定程度上促進了學生自學能力的提高。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)18-0024-02
攀枝花冷水箐生產實習基地位于攀枝花市北西方向約20余千米處,隸屬于攀枝花市鹽邊縣漁門鎮。2014―2015年,在四川省地質礦產勘查開發局一六地質隊和成宗礦業有限公司的大力支持下,對冷水箐銅鎳硫化物礦床進行了系統的參觀與調研。
一、實習區地質概況
冷水箐地區位于揚子板塊西緣,以西為松潘-甘孜褶皺帶,西側緊鄰近南北向金河-箐河斷裂,東側緊鄰近南北向攀枝花斷裂和昔格達斷裂,其所處的構造位置歷來被視為重要的構造單元與成礦帶。礦區內斷層發育,有東西向、北西向和北東向三類。區內發育大量新元古代早期侵位的閃長巖、花崗巖及基性-超基性巖體,其中閃長巖和花崗巖體形成相對早些,含銅鎳硫化物礦石的基性-超基性小巖體順層(片理)侵位于中元古代鹽邊群上亞群和早期形成的閃長巖及花崗巖中。這些基性―超基性小巖體的巖性組合大致分兩類:一類是侵入于中酸性巖體的邊部或底部,構成中酸性-超基性復合巖體;另一類是單一的超基性巖體,且多發育礦石或見礦化,礦石多產于橄欖巖相,部分產于(角閃)輝石巖相。區內已探明3個小-中型銅鎳礦床,其中Ⅲ號巖體區交通便利,巖體與圍巖露頭良好,且巖體北東部與圍巖云母石英片巖的斷層接觸關系明顯,故選取該巖體為野外觀察的主要對象。Ⅲ號巖體地表出露為長條形巖墻狀,長軸方向為北東-南西向,面積0.0435km2,巖性為超鎂鐵質(角閃)輝石橄欖巖,造巖礦物粒度為中細粒。
二、實習內容
西南石油大學地質學專業本科培養方案中,實踐環節主要包括一年級末暑期的“廣元市旺蒼縣地質認識實習”、二年級末暑期的“重慶北碚數字地質填圖實習”,四年級秋季學期之前,學生已修完礦床學、礦相學和礦產資源勘查與評價,保障了該學期期末寒假“攀枝花生產實習”的理論與實踐基礎。冷水箐銅鎳硫化物礦床是國內典型的巖漿熔離型礦床,成礦物質來自基性-超基性母巖,形成于攀西裂谷陸內拉張環境中,巖漿成分具有成礦專屬性。
生產實習內容安排由野外地質調查和室內報告編寫兩部分組成。
1.野外地質調查。野外地質調查的主要目的是通過了解含礦巖體的圍巖及蝕變特點、含礦巖體的巖石類型、礦體形態及產狀、礦石類型、礦石品位及品級空間變化等內容,建立巖漿礦床的成礦地質模型,了解巖漿熔離礦床的成礦作用特點及該類型礦產勘查的技術方法,掌握基性―超基性巖體成礦專屬性及成礦作用方式[1-3]。學生以小組為單位,每組約5~6人,每位老師指導2~3組,采用傳統野外調查與數字化野外調查相結合的方法,因此每個組組員之間要做好分工并互幫互助,且每天分工角色輪換。傳統野外調查即在地質觀察過程中按規范將地質現象記錄、描繪于野外記錄本上,在礦區大比例尺地形圖上勾繪Ⅲ號巖體及圍巖的平面形態等地質信息,并完成探槽、圓(方)井、坑道及鉆孔等原始數據記錄及最終的圖件編繪。工作完成后上交資料或后期保存及利用時,大量紙質介質帶來很多不便。數字化野外調查即采用“數字地質調查系統”中的“數字地質填圖系統(RGmap)”、“探礦工程數據編錄系統(PEData)”和“數字地質調查信息綜合平臺(DGSInfo)”,將礦區大比例尺地形圖導入掌上機后,在野外可實現觀測路線上地質點、點間界線、路線、產狀、照片、樣品及槽井坑鉆的數據采集,回室內后導入桌面系統進行綜合整理。
2.室內報告編寫。在觀測完設計路線后,結合各組收集的地質資料,編寫冷水箐銅鎳硫化物礦山生產實習報告,要求客觀實際、符合相關規范并圖文并茂。
三、地質路線設計
根據實習區野外地質調查的主要目的,設計了6條路線,具體見表1。其中前三條路線和后一條路線為基本教學路線,路線④和⑤為專題調研路線,每個小組根據前三條路線內容或自己感興趣的某科學問題,設定課題,設計觀測路線、觀察內容及采集哪些標本,可為四年級畢業論文提供野外原始資料。
四、教學方法
1.啟發討論式。在進行基本教學路線觀測時,路線前進過程中或快到某一觀測點時,引導學生注意觀察腳下及四周的地質特征,從理論到實踐、從日常生活到地質現象一步步啟發。先讓各個小組觀察并發表其觀察結果,再小組之間相互討論,然后指導教師再一一點評每個小組從野外地質現象獲取的信息是否合理,對于觀察結果不準確的小組,先肯定后否定,并給他們教授如何正確觀察地質現象。表揚合作協調能力強、觀測地質現象準確的小組,鼓勵其他組向他們學習,激發學生主動學習的興趣。路線中遇到有趣的地質現象、巖石、自然美景及人文景觀等時,老師與學生一起欣賞、討論,感受地質工作中的樂趣、大自然的美麗與神奇[4]。
2.角色互換式。在進行第④條路線時,老師與學生角色互換,即學生教授老師如何去正確觀測和研究地質現象。這樣可有效提高學生動手能力、觀察能力、思維能力、發現問題能力和表達能力等,培養學生的探索精神和求知意識[5]。
五、考核方式
地質學是一門實踐性和探索性很強的學科,野外教學實習是地質類專業的重要實踐環節。合理評定野外生產實習成績,是提高學生主動性和積極性的重要途徑之一。因此,合理的考核方式對野外實習至關重要[6]。
實習成績主要根據以下3個方面綜合評定:
1.野外實習表現占30%,主要考察野外觀測、理論聯系實際、記錄野外現象及野外考核環節的成績等情況。每條路線均設定考核環節,內容涉及巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床、找礦、勘探、采礦、選礦和冶煉等,現場打分。
2.野外記錄本或掌上機、數字填圖桌面系統的記錄和整理情況占30%。
3.野外實習報告及相應圖件質量占40%。
六、創新點
冷水箐生產實習教學的創新點主要為:
1.在傳統礦山工作方法的基礎上,引進了數字化礦山方法,即“數字地質填圖系統(RGmap)”、“探礦工程數據編錄系統(PEData)”和“數字地質調查信息綜合平臺(DGSInfo)”,是培養模式的創新。
2.采集大量的礦石標本回校后進行定量分析(薄片及光片觀察、巖石地球化學測試等),培養學生科學的地質思維能力與研究技能,是教學手段的創新。
3.這次實習可以作為地質學專業學生畢業論文(設計)的前期基礎資料階段,解決新專業畢業論文的難題,是教學方法的創新。
七、結束語
攀枝花冷水箐地區發育變質巖、巖漿巖、斷層和銅鎳硫化物礦床,既是普通地質學實習的天然場所,也是巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床礦山實習的最佳場所之一,同時也是生產一線。盡管前人進行過詳細研究,但依然有很多科學問題有待解決,例如:冷水箐礦區為小巖體成礦,且這些巖體侵位于鹽邊群上亞群中,為何同期形成的大巖體或侵入中酸性巖體的基性-超基性巖小巖體未見礦化?顯然,該生產實習基地可建設為教學與科研密切結合并互動的基地。實習過程中采用傳統與數字化礦山工作相結合的方法,為地質學發展培養綜合型的建設者。
致謝:感謝四川省地質礦產勘查開發局一六地質隊和成宗礦業有限公司為培養地質學建設者付出的無私奉獻!
參考文獻:
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地學基礎是農業院校生態環境類專業必修的一門專業基礎課,本課程的任務是使學生掌握地質學、地貌學基本原理及兩者間的關系,培養學生分析、解決由地質地貌因素而引發的生態環境問題的能力,涉及的基本理論知識范圍較廣,且與實際結合非常緊密。因此,提高教學質量,充分發揮學生的主觀能動性,是十分必要的。本文在總結前人經驗的基礎上,結合自身教學中的一些體會,對地學基礎的教學內容、教學方法等方面的改革進行了探討。
1 地學基礎課程的性質
地學基礎課程是一門實踐性很強的專業基礎課,是我校土地資源管理專業、農業資源與環境、地理信息系統、資源環境與城鄉規劃管理、環境科學、水土保持與荒漠化防治等專業的專業基礎課程。課程設置的目的是為各專業的學生提供必備的知識,為學生學習后續的專業如土壤學、土地資源學、區域土壤、土地利用規劃學、城鄉規劃、水土保持學等課程的學習奠定基礎。地學基礎是研究地殼的物質組成,地表形態發生、發展的一門自然科學。該課程重點地介紹了地球基本特性、地殼的物質組成、礦物巖石的形成及特征,地殼運動形成的地質構造與構造地貌、各種外力地質作用過程及相應的沉積物和地貌、地質與地貌學和農業生產的關系。
隨著社會的發展,人類創造了前所末有的生產力,為了滿足日益增長的物質需求,就要向地球作更多的索取,然而人類如稍有處置不當,就會招致大自然嚴厲的懲罰。只有當人類都認識地球了解地球,才能與地球和諧協調,從而有利于人類社會的持續發展。通過本課程的學習,要求學生能牢固掌握地學的基本知識,初步建立正確的時間、空間觀念。為理解土壤性狀與環境的關系,為今后學習專業課程,并順利開展土壤、土地、規劃等方面的工作打下一定的基礎,進一步為我國實現農業現代化服務。
2 地學基礎課程的特點
該課程實踐性較強,學習過程中不易掌握。因此要求任課教師必須了解課程的特點,以便制定切實可行的教學思路和手段,達到教學目的和效果。
因此,通過理論與實踐性教學相結合,更它有利于拓寬和更新學生的知識面。因此本課程教學內容應是針對目前環境問題的熱點,總結國內外此領域的最新研究成果,進行實踐性教學,在有限的教學時間內把更多知識傳達給學生。
3 教學改革方法探討
3.1 優化教學內容
教學內容的建設是課程建設的核心,教學改革本質是課程內容的改革。隨著現代科學技術的飛速發展,地質科學的新理論、新發現不斷涌現。因此,地學基礎課程的教學內容也應該不斷地加以更新與調整。
(1)教學內容應與實踐緊密結合
由于該課程是專業基礎課,實踐性強,故在理論教學內容上,更加注重將理論融于實踐的模式,即:去培養學生的微觀-宏觀的思維上的轉變,如室內講解各種地貌時,可列舉周邊的實地地貌及利用狀況,便于學生的理解與立體思維的培養。在理論教學內容上,盡量多講述與專業有關的地質問題,把地質地貌與專業密切地聯系起來,以引起學生對該課程的重視,提高其學習的積極性。如講到三大巖石的時候,除介紹其各自的結構、構造及成因外,結合實例分析其風化后形成不同土壤,可供相應的作物生長,同時還可以提出為提高農作物產量需要給土壤補充某些特定微量元素和巖石肥料而進行的土壤改良措施,從而在根本上提高耕地的質量。講到地質構造內容時,可結合農業生態地質環境,就農業生態系統的平衡、農業區域合理布局、農村城鎮建設布局等方面的實例融入到課堂中。
(2)教學內容及時更新
該課程教學中,相關內容隨著專業課程的發展而進行調整。當今社會,信息與科技高速發展,作為專業基礎課,相對于專業課的發展,相對滯后。因此,該課程的相關內容應該與專業的發展相適應。這就要求教師不能照本宣科,而要擴大自身的知識面,廣泛捕捉新技術、新知識信息,加速知識更新。只有這樣才能開闊學生的視野,造就適應生態環境建設發展需要的人才。
(3)教學內容應緊密結合相關科研項目
因本課程屬于生態環境類專業的專業基礎課,應以服務于農業院校專業課作為自身的特色,結合我院農業資源利用學科發展的優勢,將老師的與之相關縱、橫項科研實例介紹給同學們,讓他們感覺到所學知識的實際應用,激發其學習的動力,并在一定程度上增強他們分析問題、處理問題的能力。
3.2 改革教學方法
學習和思考是相互相互促進、相互推動的一個過程。因此,本課程在教學過程中應注重發揮學生在教學中的主體地位,將教學內容分為講授內容(基本原理、概念、方法)和自學內容(描述性內容、有關假說),教師重點講述必講內容,同時引導學生學習自學內容。課堂上采用互動式教學,組織學生交流和討論。激發學生的學習熱情,營造活躍的課堂氣氛。要做到這一點,首先要引發其好奇心,然后激發其挑戰欲。如在涉及到地質構造內容時,應結合到“風水”與旅游景點方面的事例,組織學生進行討論,以便增強學生學習的興趣。
地學基礎一門實踐性很強的課程,具有其自身的特點、思維方式和研究方法。這就需要我們在教學過程中培養學生學習該課程的立體思維,具體過程為:具體的思維方式是將復雜的地質現象(問題)簡單化,將特殊的地質現象(問題)典型化,將一般的地質現象(問題)規律化等。同時,應引導學生課堂教學的思維從微觀向宏觀轉變,而實習時則需從宏觀向微觀轉變,提高其獨立思考問題、解決問題的能力,激發學生的創新意識。
為了提高教學效率,同時也便于學生更好的理解掌握,我們將礦物、巖石實驗與講課同步進行,將一部分講課內容轉移到實習中,避免了不接觸標本實物單純講課的枯燥,有利于學生掌握。一直堅持對礦物、巖石在實驗課上單獨測試,效果很好。這樣既可以有效地激發學生學習的積極性和主動性,又可以促進學生學習,杜絕死記硬背。
3.3 改革教學手段
教學手段是教學過程中一個不可缺少的組成要素,它是師生互動的工具。合理地使用教學手段,不僅可以解決學時少的問題,而且能夠促使學生對知識的理解和鞏固,有利于知識的傳遞。
結合本學科的特點,在課堂教學中,充分利用現代化的教學手段。本課程一直堅持采用多媒體課件教學并與實物標本、模型、錄像片和其他手段相配合的方法,對學生盡量做到直觀形象,使其能夠消化理解。
此外,還適當采用一些教學模具,如利用滑坡體的教學模具來講解滑坡的基本要素,同時借助Flas模擬滑坡的滑動過程,使課堂教學更具直觀性。上述多種教學手段相結合的方法,不僅增強了教學的直觀性、主動性,同時也可節省時間,擴大課堂教學的信息量,提高教學效果。
3.4 強化實踐環節
實踐教學是培養學生實踐能力和創新意識的重要環節,也是開展素質教育,培養學生樹立辨證唯物主義世界觀的重要途徑。通過實驗教學,加深認識和理解課堂內容,同時提高了學生的動手能力。
室內實驗,通過礦物的顏色、光澤、硬度、解理與斷口來認識常見的造巖礦物,如:石英、長石、輝石、角閃石、方解石、石膏、云母、滑石等;通過礦物的認識進一步認識三大類巖石,如:泥巖、砂巖、頁巖、石灰巖和大理巖等。為了便于學生對實體的進一步認識與理解,特將相關標本以陳列的方式,布設于實驗室內,在課余時間對學生實行開放。
但室內實驗還不能滿足學生對地質地貌的認識,因此,增設了野外地質實習,在教學內容上,視實習區域為旅游景點,去品味地質地貌的內涵,并在此基礎上,提升學生的立體思維。實習內容主要包括各類巖石的觀測,流水地貌、崩塌及重力地貌,以及斷層、褶皺、傾斜巖層地貌及逆地形、冰川地貌、新構造運動的軌跡等一般的地質現象等。通過野外地質實習加深理解生態環境類專業與地質的關系,熟悉相關專業地質問題及其處理方法,鞏固了所學知識,為以后的學習提供了感性認識。例如資源環境與城鄉規劃管理專業,結合上述觀測內容,分析不同地質特征條件下,不同區域的在農田、居民點及各種工程規劃設計過程中,注意的問題;而農業資源與環境專業,則通過實習,分析不同地質特征條件下,農業資源的利用狀況。在野外實習過程中,應多引導學生,讓他們自己去發現、去思考相應問題。使學生逐漸明確觀察目的后,鼓勵學生自己觀察周邊的地質地貌現象,變被動思考為主動思考。野外實習過程中要求學生做到眼勤、手勤、腳勤、嘴勤和耳勤。
3.5 優化考核制度
為了督促學生學習,培養學生勤奮、嚴謹的學風和科學態度,適當對所學知識進行考核是非常必要的。考試是教學的重要環節,為了達到考核學生綜合素質的目的,正確評估學生的學習效果,可以進行考試改革。我校地學基礎課程考試由平時成績、實驗成績和期末考試成績三部分組成,其中平時成績包括考勤、提問、課程小論文以及教學過程中教師對學生的評價??紤]到該課程實踐性強的特點,加大了實驗成績在課程考核總成績中的比重,占總成績的30%,平時成績占總成績的10%,期末考試既檢驗了教師的教學成果又檢驗學生的學習效果,考試避免死記硬背的知識,適當加大綜合分析題比重,重點考查學生的靈活性及綜合素質。
經過幾年的教改探索和實踐,該課程的教學應體現以教師為主導,以學生為主體,培養知識、能力、素質協調發展要求的的教學理念,去不斷地優化教學內容,更好地服務于后續課程的學習;課程教學以采用互動式教學,可以有效地調動學生的學習積極性,使自學能力和表達能力得到鍛煉和提高,同時,也使教師能及時掌握學生在學習中的難點和理解上的偏差,更有針對性地進行教學活動;大量的實踐教學環節則是鞏固理論知識和培養立體思維的基礎。
總之,地學基礎教學改革要緊緊圍繞農業院校的特色和生態環境類專業發展的需要,培養和提高學生認識問題、分析問題、解決問題的綜合素質,為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
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