“沉积岩石学”实验教学规律探析

摘　要：沉积岩石学是地矿、石油类专业的核心基础课程，岩石薄片鉴定是沉积岩石学实验教学的核心内容。本文根据笔者近年的教学实践，系统介绍了新形势下如何有效开展沉积岩薄片鉴定实验教学的几点建议，认为夯实学生专业基础、激发学生专业兴趣、坚持多种教学方法、建设互动式的多媒体化实验室等方面是提高沉积岩薄片鉴定实验教学质量的有效途径。

关键词：沉积岩石学; 实验教学; 岩石薄片鉴定;
       “沉积岩石学”是地矿、石油类院校地质学、资源勘查工程、勘查技术与工程等本科专业的一门核心基础课程，其对从事地矿、石油类相关行业的工作人员的重要性是不言而喻的。“沉积岩石学”是一门理论与实践结合得非常紧密的课程，近40%～50%的学时需要在实验室内完成，因而实践教学对保证“沉积岩石学”课程的教学质量至关重要。沉积岩薄片鉴定作为“沉积岩石学”实践教学中最为重要的内容之一，历来受到授课老师和学生的高度重视，并为之投入大量的时间和精力。但值得注意的是，由于近年“沉积岩石学”课程精简和学时压缩，沉积岩薄片鉴定教学的重要性虽越来越为大家所强调，但仍不可避免地受到了较大的影响，教学质量也有所下降，因而在新形势下沉积岩薄片鉴定教学需要进行新的探索和实践，才能进一步提高教学效果，服务于学生。笔者结合近年沉积岩薄片鉴定教学的经历和体会，对如何有效开展沉积岩薄片鉴定教学提出如下几点建议，旨在与同行们共同探讨和交流“沉积岩石学”的实验教学。
　　
一、夯实学生专业基础
　　由于近年高速发展的信息社会提高了对大学本科学生综合素质的要求，各学校也相应地增加了大量的公共基础课程，而对专业课程进行了内容精简和课时压缩，这就使得专业课老师很难在教学过程中有所拓展，学科之间的交叉和融合更无从谈起。沉积岩薄片鉴定是一项综合性很强的基本技能，在此之前需要进行多门基础课程的系统学习，所涉课程包括普通地质学、结晶学与矿物学、晶体光学和光性矿物学、岩浆岩岩石学、古生物地史学等，这些基础课程学习质量的好坏直接影响到沉积岩薄片鉴定教学的进行和效果，容易造成“基础不牢，地动山摇”尴尬局面，因而有必要强调基础课程的学习，而不仅仅依赖包括“沉积岩石学”等专业基础课的讲授。当然，很多基础课程的讲授也不得不面临着总课时少、理论课多于实验课的现实问题[1]，如何有效地在有限的课时内充分调动学生学习的积极性、提高课堂讲授的质量和效果是当前地矿、石油类专业教学中一个需要认真思索的共同难题。地球科学的学习是一个系统而复杂的过程，加强专业基础学习的重点是让学生深刻理解基本理论、熟练掌握基本技能，而不是简单强调对基本知识的死记硬背；在沉积岩薄片鉴定教学过程中，不仅需要学生对“矿物学、岩石学”等专业基础知识的记忆，而且更需要学生在显微镜下识别鉴定各类主要造岩矿物的实际能力。
　　同时需要注意的是，在相关专业的教学课程设置计划中应该循序渐进，不可拔苗助长。一般而言，只有到大学二年级下学期或三年级，学生已经具备了相应的地质基础知识以及使用偏光显微镜观察矿物和岩石微观结构的能力时，“沉积岩石学”才被安排授课，这样是有利于老师的讲授和学生的学习。但在实际情况下，“沉积岩石学”往往与其他基础课程同时授课、甚至在它们之前授课，我们在教学中也曾遇到过这样的情况：在讲授“沉积岩石学”中碳酸盐岩薄片鉴定时，古生物化石如常见的腕足、双壳、有孔虫等频繁出现于薄片中，但是由于在此之前课程安排的不到位，学生不曾学习过古生物地史学的相关知识，这些常见的生物已足已让他们一头雾水，可想而知，教学质量与预期的相差甚远。只有合理、循序渐进地安排相关基础课程的学习，学生对这些知识有了系统的了解和掌握，沉积岩薄片鉴定教学质量才会更显著地得到提高。
　　
二、激发学生专业兴趣
　　著名物理学家爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师”。在新形势下如何培养地矿类、石油类专业学生的学习兴趣成为专业授课老师的重要任务，这需要有意识地培养和激发学生对地球科学的浓厚兴趣。学生专业兴趣培养和激发是多方面综合的系统工程，同时也有较多的手段和方法，前人已经在这方面做了大量富有成效的工作[2-3]，但由于沉积岩薄片鉴定教学内容相对枯燥，同时学习过程需要扎实的专业基础知识和实际动手能力，因而如何在沉积岩薄片鉴定教学过程中激发学生的兴趣仍然是授课老师需要进一步思考的问题。
　　由于学生都是初学者，他们对沉积岩薄片鉴定内容并不具有直观的感知经验，干巴巴“念经式”的照本宣科如同空中楼阁，这就需要授课老师从学生日常接触的生活经验和已有的知识体验入手，用生动而实在的生活物体来引导学生去感知和理解沉积岩薄片鉴定的内容。笔者在沉积岩薄片鉴定教学过程中坚持运用大量类比、比喻的例子进行授课，例如，在碎屑岩和碳酸盐岩的成分与结构教学过程中，“孔隙”这部分内容在传统地矿类专业（非油气类专业）中往往得不到重视，笔者在讲授过程中首先通过比喻的方式让同学首先有一个直观的感知—将“孔隙”比喻成“大家居住房子的房间和客厅”，然后明确房子的“红砖”和“水泥和石灰”好比沉积岩薄片中的“颗粒”和“填隙物”，房子的“房间和客厅”如同沉积岩薄片中的“孔隙”，最后指出油气成藏、金属成矿需要依赖这些类似于“房间”的储集空间。这样的教学过程显然有助于激发学生的学习兴趣和主动参与，也可以使得老师的讲授形象化、生动化。
　　同时，笔者在沉积岩薄片鉴定教学过程中坚持将课程的实际应用和学科前沿贯穿始终，以此来激发大家的学习兴趣和积极性，同时有助于加深学生专业认同感、增强学生就业方向感。例如，在海绵、钙藻、珊瑚、苔藓虫等造礁生物化石碎屑薄片鉴定的教学过程中，笔者将这些内容与四川安县生物礁国家地质公园中上三叠统卡尼阶生物礁的深水硅质海绵化石、四川盆地东北部二叠系长兴组生物礁的钙质海绵、钙藻类、苔藓虫和水螅类化石联系起来，同时适当介绍生物礁对寻找石油和天然气的重要意义，这些实在的课外内容可以帮助学生体会到他们所学的知识是有价值的、是可以实际运用的；在讲授“淡水亮晶方解石胶结作用”的过程中，先介绍前人对碳酸盐颗粒之间的等粒亮晶方解石胶结物的成因解释—在地表暴露环境中大气淡水 的作用下形成的，而后介绍笔者在进行四川东部华蓥山地区三叠系沉积地球化学研究过程中得到的一些结果—亮晶颗粒灰岩样品并不具有大气淡水作用的特征、与地表暴露环境并没有直接的关系，这样一前一后的介绍可以让学生知道：地质问题的复杂性，而不是简单地给学生一个结论，适当引导学生深入思考科学问题，培养学生的科学精神。
　　
三、坚持多种教学方法
　　良好的教学方法是提高教学质量的关键环节。当前流行的多媒体教学方法为含有大量描述性内容的“沉积岩石学”教学带来了极大方便，成为课堂教学不可替代的一种方法[4]。多媒体教学方法具有教学形式新颖、内容形象活泼、节约板书时间以及丰富和充实课堂内容等优点，也有利于学生对教学内容的准确理解和知识更新[5]。在以往的传统沉积岩薄片鉴定教学过程中，首先是授课老师将实验中要求观察的内容进行简略的介绍，然后学生自行观察、老师一对一辅导；但实际上，由于学生都是初学者，并未直观看到过老师所讲的内容，很难全部了解薄片观察的内容、甚至对需要观察的内容无从下手。为此，笔者在沉积岩薄片鉴定教学过程中充分利用现代多媒体教学方法，在授课之前将镜下要观察的成分、结构、构造、成岩等各方面特征和现象进行显微照相，在课堂授课过程中通过多媒体的教学方法进行充分展示和详细讲解，这使得讲述的特征和现象更加图文并茂、形象生动，也更便于学生理解和接收，沉积岩薄片鉴定的教学质量也得到了相应的提高。
　　然而，过多、甚至全盘依赖多媒体课堂教学也有不利的一面，沉积岩薄片鉴定教学过程中“放电影式”的多媒体展示使得学生更多地关注现象和结论，很难把握有关教学内容的重点和难点；同时，由于没有时间记笔记、缺乏自己动手过程等，学生对现象和结论的理解往往只流于表面，出现“听明白了，但很快就忘了”的情况不在少数，因而笔者在使用多媒体教学方法的同时，在沉积岩薄片鉴定教学过程中仍然十分重视传统的板书，适当地写下教学的重点、绘制示意性的图件，方便学生记录和理解；例如，在讲解“自生绿泥石特征”的时候，在黑板上绘制不同产状“自生绿泥石”示意图的过程就是一个向学生展示“自生绿泥石”生长方式的动态过程，同时我们可以适当地介绍不同产状“自生绿泥石”所具有的时间意义和成因意义。这种传统的教学方法显然比前面“一带而过”的多媒体教学的效果要好得多，学生也乐于接受，因而在沉积岩薄片鉴定教学过程中需要提倡实行混合教学的模式，这样既能够充分发挥现代多媒体教学的优势，又不失传统板书教学中有利的一面。
　　
四、建设互动式的多媒体化实验室
　　在实验室硬件投入方面，成都理工大学沉积地质研究院（原成都地质学院沉积地质研究所）对沉积岩石学实验室及实验设备进行了全面的更新和建设，建立了专业研究级的显微镜实验室，显微镜全部更新为日产Nikon研究级偏光显微镜，并装备了显微数码照相、投影系统，为确保良好的教学质量奠定了坚实的物质基础。这个互动式的多媒体化实验室具有以下三个富有特色的方面：（1）实验室实现了多媒体化，将所有偏光显微镜—CCD—计算机—投影仪四位一体连接使用，可以为学生直观地展示将要观察薄片的矿物和结构特征；（2）将实验室所有学生显微镜通过数据接口与老师计算机相连，老师可以随时看到每个学生的显微镜图像，也可以通过多媒体投影单独放大某个学生或某台显微镜正在观察的图像，从而实现老师和学生全方位的互动式或远距离面对面教学；（3）配备可供老师和多个学生同时进行观察和鉴定的教学显微镜，同时配有光标等设备，老师可以随时指示到讲授的地方或者学生也能立即指出所不明白的地方。互动式的多媒体化实验室的有效使用彻底改变了以前学生混乱的和漫无目的摸索的学习状态，使沉积岩薄片鉴定教学内容变得直观、生动形象和灵活多样，学生由被动学习变为主动学习，使学生更快更好地理解和掌握沉积岩薄片鉴定方法，有效提升了沉积岩薄片鉴定教学的效率和质量。同时在过硬的硬件设备支持下，显微镜专业实验室每周工作日都坚持向学生开放，学生既可以在专业老师的带领下进行自主学习，又可以经培训后自主学习，这对学生学习的热情和积极性起到了巨大的推动作用。
　　除了多媒体化实验室，岩石学实验室建设另一个极重要的方面就是典型岩石标本库和薄片库的建立[6]。50多年来，成都理工大学沉积地质研究院老一辈教授和中青年教师几代人投入了大量的时间和精力，采集了各种地质现象的典型标本并进行了地质现象的详细描述，建立了丰富的岩石标本陈列室；同时，选择磨制了不同地区不同时代具有典型代表意义的薄片，并制作了相应特征现象的照片以及详细的鉴定内容描述卡片。此外，随着信息化的发展，加强精品课程建设是提高教学质量的有效途径，具有有利于全面提高课堂教学质量、实现优质教育资源共享等十大辐射作用[7]。成都理工大学沉积地质研究院师生积极参与四川省精品课程“岩石学”的建设，这种开放式的教学内容和教学模式可供师生随时阅读、观看和下载，可以让学生更进一步地利用教学资源，是促进教学质量提高、师生相互交流的好方法。
　　
结语
　　人才培养是高校的根本任务，教学质量是高校的命脉所在。当前，地矿、石油类专业人才的培养已经取得了巨大的进步，但仍然面临着很多有待解决的问题，尤其是在如何提高教学质量、教学效果等方面。沉积岩石学作为地矿、石油类专业的核心基础课程，岩石薄片鉴定是沉积岩石学学习者必须掌握的基本技能，那么新形势下如何有效提高沉积岩薄片鉴定实验教学的质量是地矿、石油类专业师生不得不共同面对的一个问题。笔者围绕这一问题，提出夯实学生专业基础、激发学生专业兴趣、坚持多种教学方法、建设互动式的多媒体化实验室等几点建议，旨在与同行们共同探讨和交流。总之，如何提高沉积岩薄片鉴定的教学质量仍然是一个值得思考和探索的问题，值得引起地质、石油类专业同行的关注和重视。
　　
参考文献:
[1] 李旭平, 房庆华, 樊爱萍. 也谈“岩石学”课程教学和改革[J]. 中国地质教育, 2008, (3): 82-85.
[2] 陈勇, 周瑶琪, 陈世悦. 谈如何在新形势下培养地质学专业大学生的学习兴趣[J]. 中国地质教育, 2008, (3): 29-31.
[3] 钱建平, 冯佐海, 张桂林, 等. 基础地质教育阶段的“兴趣驱动—实践贯通—强化能力”教学模式的实施及效果[J]. 中国地质教育, 2008, (3): 96-101.
[4] 刘林玉. 沉积岩石学实验教学改革与多媒体课件的制作[J]. 高等理科教育, 2004, (3): 104-106.
[5] 赵志丹, 苏尚国, 赖兴运, 等. 《岩石学》多媒体教学的利与弊[J]. 中国地质教育, 2003, (3): 43-44.
[6] 赖绍聪. “岩石学”系列课程建设的改革与探索[J]. 高等理科教育, 2004, (3): 58-60.
[7] 罗然. 精品课程建设十大辐射作用[J]. 现代教育科学, 2009, (1): 62-64.