趙文廷，劉會(huì)玲

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北省農(nóng)田生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000；3.礦山生態(tài)環(huán)境-河北保定野外基地，河北 保定 071000；4.河北保定生態(tài)文明研究院，河北 保定 071000；5.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071000)

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“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”的可拓教學(xué)法
——以礦物肉眼識(shí)別教學(xué)為例

趙文廷1,2，3,4，劉會(huì)玲2,3,4,5

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北省農(nóng)田生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000；3.礦山生態(tài)環(huán)境-河北保定野外基地，河北 保定 071000；4.河北保定生態(tài)文明研究院，河北 保定 071000；5.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071000)

“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程對(duì)資源與環(huán)境、土地資源管理等非地質(zhì)類本科專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)具有重要意義，但因課程內(nèi)容太多，而課時(shí)相對(duì)較少，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。通過(guò)將二十多年的地質(zhì)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與幾年的教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，提出了地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)的可拓教學(xué)法，并以礦物肉眼識(shí)別教學(xué)為例，介紹了可拓教學(xué)法的基本過(guò)程和方法。實(shí)踐證明，可拓教學(xué)法不僅可以解決“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)中的矛盾問(wèn)題，保證教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，而且對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維培養(yǎng)和鍛煉具有很大作用。

可拓教學(xué)法；教學(xué)質(zhì)量；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維；“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程

DOI號(hào)：10.13320/j.cnki.jauhe.2017.0063

許多高等農(nóng)業(yè)院校的資源與環(huán)境、土地資源管理等非地質(zhì)類本科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程，多為必修或限定選修課程，共十六章(含緒論)內(nèi)容[1]，教學(xué)內(nèi)容較多，課時(shí)數(shù)(含實(shí)驗(yàn)課在內(nèi))僅設(shè)置48個(gè)課時(shí)。除緒論、地球概況兩章之外，其余各章，在地質(zhì)類專業(yè)本科生教學(xué)中，都至少是一門獨(dú)立的專業(yè)課，課時(shí)數(shù)均在32以上。例如第二章“礦物”，7個(gè)課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)，對(duì)應(yīng)地質(zhì)類專業(yè)課程“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”，85～136課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)；第三章“巖石”，7個(gè)課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)，對(duì)應(yīng)《巖石學(xué)》，85～102課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)；第四章“地質(zhì)年代”，僅2個(gè)課時(shí)的講授，對(duì)應(yīng)《地史古生物》，60～85課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)；第五章“構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造”部分，只有3個(gè)課時(shí)的講授，而對(duì)應(yīng)的《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》或《地質(zhì)構(gòu)造學(xué)》，75～92課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)，等等。由此可見(jiàn)非地質(zhì)類本科專業(yè)“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)課時(shí)數(shù)相對(duì)少得多。此外，從野外教學(xué)實(shí)習(xí)角度，地質(zhì)類本科專業(yè)多在40～50天，而高等農(nóng)業(yè)院校的資源與環(huán)境本科專業(yè)僅7天實(shí)習(xí)(含路途)，土地資源管理本科專業(yè)和環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)沒(méi)有野外實(shí)習(xí)。雖然在地質(zhì)學(xué)的知識(shí)、理論、方法和基本技能方面，不要求資源與環(huán)境、土地資源管理等非地質(zhì)類專業(yè)本科生達(dá)到地質(zhì)類專業(yè)本科生那樣高的水平，但是在這么短的時(shí)間內(nèi)，要想達(dá)到較理想的教學(xué)效果，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，是一件非常困難的事情。因此，針對(duì)非地質(zhì)類專業(yè)本科生“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)，研究探索新的教學(xué)方法，具有較重要的意義。

一、“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)

(一)課程教學(xué)內(nèi)容與任務(wù)

依據(jù)教學(xué)大綱，“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”應(yīng)通過(guò)緒論、礦物、巖石、地質(zhì)年代、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化作用、重力地質(zhì)作用及其地貌、地面流水地質(zhì)作用及其地貌、水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)、地下水地質(zhì)作用及其地貌、風(fēng)成地貌，黃土地貌、冰川與凍土地貌、海岸與湖泊地貌、地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害、農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、地下水調(diào)查及其技術(shù)方法等部分的教學(xué)，承擔(dān)并完成對(duì)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、自然地理與資源環(huán)境、環(huán)境科學(xué)、土地資源管理等專業(yè)本科生的下列能力培養(yǎng)和鍛煉任務(wù)：(1)地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪基本能力，包括巖礦野外(肉眼)鑒定和識(shí)別，結(jié)構(gòu)面(含地層層面、斷層面、節(jié)理面等)產(chǎn)狀測(cè)量，地質(zhì)點(diǎn)羅盤定位測(cè)量，地形地貌、地層及其巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害(不良地質(zhì)作用)、污染土和污染場(chǎng)地等識(shí)別能力。(2)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告編制和閱讀能力，包括閱讀地質(zhì)文獻(xiàn)、地質(zhì)報(bào)告、地質(zhì)圖等的能力，以及簡(jiǎn)單地質(zhì)圖、地貌圖等的編制能力。(3)水文地質(zhì)調(diào)查能力，包括閱讀水文地質(zhì)文獻(xiàn)、水文地質(zhì)圖等的能力，以及簡(jiǎn)單的水文地質(zhì)剖面圖、地下水等水位線圖等的編制能力。(4)農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查基本能力，包括農(nóng)用地和土壤基本地質(zhì)特征的調(diào)查設(shè)計(jì)、野外工作、編制報(bào)告等方面的能力。

(二)課程教學(xué)目標(biāo)與分解

非地質(zhì)類專業(yè)本科生“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)目的在于使學(xué)生了解和掌握地質(zhì)學(xué)的基本概念、理論與方法，并對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)、自學(xué)、拓展、創(chuàng)新等實(shí)踐(工作)能力起到培養(yǎng)和鍛煉作用，如圖1所示[2]。

圖1 “地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)目標(biāo)分解

二、可拓教學(xué)方法的基本原理

1983年，我國(guó)學(xué)者蔡文率先提出了可拓論，并創(chuàng)立了可拓學(xué)[3,4]?？赏貙W(xué)是一門研究和解決矛盾問(wèn)題的新興科學(xué)，由可拓論、可拓方法和可拓工程3部分構(gòu)成。可拓論認(rèn)為：世上的萬(wàn)事萬(wàn)物都是可以拓展的，基元理論就是其拓展的細(xì)胞。世間一切(包括事物和現(xiàn)象)均可通過(guò)物、事(活動(dòng))和關(guān)系三大類語(yǔ)言來(lái)描述，統(tǒng)稱為對(duì)象。所有對(duì)象都具有一定特征，所有特征均可用一定的量值來(lái)表達(dá)。對(duì)象、特征和量值共同組成一種集合{對(duì)象，特征，量值}稱為基元，也稱可拓集。當(dāng)對(duì)象為物時(shí)，物與它的特征和量值構(gòu)成的一種集合{物，特征，量值}稱為物元。當(dāng)對(duì)象為事時(shí)，事與它的特征和量值構(gòu)成的一種集合{事，特征，量值}稱為事元。當(dāng)對(duì)象為關(guān)系時(shí)，關(guān)系與關(guān)系的特征和量值便構(gòu)成了一種集合{關(guān)系，特征，量值}，稱為關(guān)系元。實(shí)際應(yīng)用中，首先通過(guò)系統(tǒng)的組成要素——物元、事元、關(guān)系元進(jìn)行分解，然后根據(jù)系統(tǒng)的基本組成要素建立可拓模型，如圖2所示。

圖2 可拓模型建模原理[2]

可拓模型建成之后，再通過(guò)拓展、變換和評(píng)價(jià)，將矛盾問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非矛盾問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)矛盾問(wèn)題的研究和解決。

三、基于可拓學(xué)的礦物肉眼識(shí)別方法

肉眼識(shí)別礦物是“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，同時(shí)也是教學(xué)難點(diǎn)。目前，地球上發(fā)現(xiàn)了3 000多種礦物、7 000多種巖石[1,5]，無(wú)論是礦物學(xué)家或者巖石學(xué)家，還是其他地質(zhì)專業(yè)的學(xué)者，任何想試圖僅憑“良好記憶力”記住這些礦物或巖石，都是非常困難的，何況是一名初學(xué)地質(zhì)的學(xué)習(xí)者，他們感覺(jué)學(xué)習(xí)礦物和巖石太難了，也是可以理解的。可拓學(xué)為世人提供了一種新型的邏輯思維方法，可幫助初學(xué)者提升肉眼識(shí)別礦物能力。

(一)礦物肉眼識(shí)別可拓法的礦物學(xué)基礎(chǔ)

礦物肉眼識(shí)別法，即肉眼鑒定法，是指根據(jù)礦物的外表特征(形態(tài)、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等)，借助一些簡(jiǎn)單的設(shè)備(如放大鏡、條痕板等)和化學(xué)試劑(如鹽酸等)，用肉眼鑒別礦物的方法。它是“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程的重要教學(xué)內(nèi)容之一。為掌握肉眼鑒定方法，首先須學(xué)會(huì)正確觀察和描述礦物特征，包括礦物的形態(tài)、顏色、條痕色、透明度、光澤度、解理、硬度、比重、磁性、氣味、味道、發(fā)光性及簡(jiǎn)要的化學(xué)反應(yīng)等[5]。其中，前8項(xiàng)為每種礦物都具有的，為必須觀察和描述的特征，稱為主要特征；后5項(xiàng)不是每種礦物都有的特征，但卻對(duì)礦物的肉眼識(shí)別具有重要意義，稱為其他特征。

1．形態(tài)，即礦物的外表形狀(包括晶面形狀、晶面條紋特征)，有單體和集合體之分。單體就是單一的礦物晶體，是由晶面構(gòu)成的規(guī)則幾何形態(tài)，多數(shù)易于描述，當(dāng)不能用語(yǔ)言描述時(shí)，可用畫(huà)圖或照片的方法記錄。自然界中，礦物呈單體出現(xiàn)者較少，常常呈集合體。集合體是單體聚集在一起而表現(xiàn)出的形態(tài)情況。在集合體中，礦物單體多為不完整的晶體，完整晶體很少，因此，?？捎幂^形象的語(yǔ)言描述，如粒狀集合體、針狀集合體等。

2．顏色，是礦物對(duì)入射可見(jiàn)光選擇吸收能力的反應(yīng)。根據(jù)成因，可劃分為自色、他色和假色3種類型。其中，他色是由外來(lái)的機(jī)械雜質(zhì)，如帶色礦物微粒、氣泡等所引起的顏色，一般對(duì)礦物鑒別無(wú)意義。此外，觀察和描述礦物的顏色時(shí)，必須選擇單一礦物的新鮮面。

3．條痕色，即礦物在未上釉的素瓷上磨劃留下的粉末顏色。但值得注意的是：只有礦度比素瓷低的礦物，才能用此法獲得條痕。

4．透明度，即礦物允許光線透過(guò)的程度，可通過(guò)隨身攜帶的手機(jī)燈光或其他點(diǎn)狀光源進(jìn)行簡(jiǎn)便測(cè)定，分為透明、半透明和不透明三級(jí)。

5．光澤，即礦物表面反射光線時(shí)表現(xiàn)出的光學(xué)特征。當(dāng)?shù)V物單體表面新鮮光滑時(shí)，可劃分為金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤、玻璃光澤四級(jí)；當(dāng)?shù)V物單體表面不平或?yàn)榧象w表面時(shí)，呈現(xiàn)出來(lái)的光澤，稱為變異光澤，主要有絲絹光澤、珍珠光澤、油脂光澤、土狀光澤、蠟狀光澤、松脂光澤、瀝青光澤等，均較易于識(shí)別。

6．解理，即礦物受力后沿一定結(jié)晶方向裂開(kāi)成光滑平面的性質(zhì)。通常按裂開(kāi)的難易程度和裂開(kāi)面的完善程度，劃分為極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、極不完全解理(即無(wú)解理)五級(jí)。解理面易于識(shí)別，但當(dāng)?shù)V物有多組解理時(shí)，有時(shí)解理組數(shù)難于識(shí)別。

7．硬度，即礦物抵抗外來(lái)機(jī)械作用(如刻劃、壓入、研磨等)的能力，有絕對(duì)硬度和相對(duì)硬度之分。在肉眼鑒別礦物時(shí)，一般多采用相對(duì)硬度，共分十級(jí)，代表礦物分別為：滑石(1)、石膏(2)、方解石(3)、螢石(4)、磷灰石(5)、正長(zhǎng)石(6)、石英(7)、黃玉(8)、剛玉(9)、金剛石(10)，也稱摩氏硬度。但是，由于摩氏硬度計(jì)易于損壞，不方便攜帶，因此，在實(shí)際工作中常用指甲(2.5)、小刀(5～6)、石英(7)或玻璃(6.5)等來(lái)測(cè)試礦物的硬度：能在紙上書(shū)寫(xiě)而紙沒(méi)有被劃破者，硬度定為1；若能劃破紙，但又能被指甲刻動(dòng)者，硬度為2；不能被指甲刻動(dòng)，但能被小刀輕劃刻動(dòng)者，硬度定為3；適當(dāng)用力能刻動(dòng)者，硬度在4左右；與小刀相近者，硬度為5～5.5；小刀刻不動(dòng)，而能被石英刻動(dòng)者，硬度為6～6.5；石英刻不動(dòng)者，硬度大于7，比石英硬的礦物為數(shù)不多。

8．比重，即純凈礦物在空氣中的重量與同體積純水重量(4℃時(shí))之比。精確測(cè)定礦物的比重一般采用重液法、比重瓶法、扭力天平法等，且對(duì)樣品的純度要求很高，一般人很難實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際肉眼鑒定中，依據(jù)比重將礦物分輕(<2.5)、中等(2.5～4)、重(>4)三級(jí)，一般只用手掂來(lái)估計(jì)礦物的比重等級(jí)，或者與心目中的物體相比較，如比食鹽(2.165)輕很多、略輕、略重或重很多，比鐵(7.8)輕很多、略輕、略重或重很多等。

9．其他特征，磁性、氣味、味道、發(fā)光性及簡(jiǎn)要的化學(xué)反應(yīng)等。

在自然界中，不僅礦物種類很多，而且每種礦物也存在較多變化，一般人要記住一種礦物很難。但是，就礦物的特征而言，對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)，用肉眼識(shí)別它都不是難事，也不需要專門的記憶，只要學(xué)會(huì)肉眼觀測(cè)的簡(jiǎn)要方法，就可輕松地識(shí)別礦物，這就是可拓邏輯思維方法在肉眼識(shí)別礦物中的應(yīng)用。值得注意是：采用可拓方法識(shí)別礦物，盡管某個(gè)特征對(duì)礦物鑒別有意義，但并不是僅憑一個(gè)或幾個(gè)特征來(lái)識(shí)別礦物，而是借助肉眼可識(shí)別的特征集體，即由礦物特征構(gòu)成的可拓集。因此，當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)特征沒(méi)有觀察出來(lái)或者是無(wú)法描述時(shí)，通過(guò)可拓變換、拓展等，也可用于礦物識(shí)別。

(二)建立礦物肉眼識(shí)別的物元模型

令自然界中礦物有m種，公式一為第i(i=1，2，…，m)礦物的n維物元Ri。其中，Ni為第i種礦物的名稱；n為肉眼可識(shí)別的礦物特征Ci的個(gè)數(shù)，包括礦物形態(tài)、顏色、條痕、透明度、光澤度、解理、硬度、比重、磁性、氣味、味道、發(fā)光性及簡(jiǎn)要的化學(xué)反應(yīng)(例如，礦物與鹽酸的反應(yīng))，分別記為ci1、ci2、…cij、…cin；vij為關(guān)于第j個(gè)特征cij(j=1，2，…，n)對(duì)應(yīng)的量值(或描述)。

(公式一)

(三)建立某種礦物的節(jié)域物元

礦物特征的標(biāo)準(zhǔn)描述內(nèi)容很多[1,5]，難于記憶，但是，可用于礦物肉眼識(shí)別的一般不多，較容易記憶，稱之為鑒別特征。因此，可根據(jù)礦物的鑒別特征，建立一個(gè)n維物元Rp，如公式二所示，稱之為礦物鑒定的節(jié)域物元。其中，n為礦物肉眼識(shí)別的鑒別特征個(gè)數(shù)；cj(j=1，2，…，n)為礦物的第j個(gè)鑒別特征；vpj∈(j=1，2，…，n)為節(jié)域物元第j個(gè)鑒別特征cj的量值(或者特征的標(biāo)準(zhǔn)描述)。稱(apj

=P,(j)

(公式二)

例如，閃鋅礦特征標(biāo)準(zhǔn)描述[1,5]，形態(tài)：四面體狀單體，粒狀集合體；顏色：黃褐色，至褐色和褐黑色，甚至鐵黑色；條痕：白色到黃色、褐色；透明度：半透明至不透明；光澤：金剛光澤至半金屬光澤；解理：六組完全解理；硬度：3～4；比重：3.9～4.1；磁性：無(wú)；簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)：鹽酸滴入礦物粉末后有臭雞蛋味(即H2S的味道)。其中，多組完全解理、硬度、比重、粉末的鹽酸反應(yīng)為閃鋅礦的鑒別特征。又如，剛玉特征標(biāo)準(zhǔn)描述[1,7]，形態(tài)：常呈六方柱狀或桶狀單體或粒狀集合體，晶體柱面常發(fā)育斜紋或橫紋，底面?？梢?jiàn)三角形裂紋；顏色：常呈灰色、藍(lán)灰色或黃灰色，有時(shí)呈藍(lán)色(含鈦)、紅色(含鉻)、綠色(含鎳)、黑色(含鐵)；條痕色：白色到黃色、褐色；透明度：透明；光澤：玻璃光澤；解理：無(wú)解理；硬度：9；比重：3.94～4.20。其中，晶形、晶面條紋、硬度等為其鑒定特征。它們的節(jié)域物元分別為：

(四)待定礦物的肉眼識(shí)別

通過(guò)肉眼觀察和簡(jiǎn)單的測(cè)定，某礦物的形態(tài)為粒狀集合體，褐黑色，條痕為褐色，半透明，金剛光澤，硬度2.5～5.5(即指甲劃不出痕，小刀能刻出痕)，比磁鐵礦略輕，但無(wú)磁性，在條痕粉末上滴鹽酸有嗅雞蛋味。而另一待定礦物，紅色，透明，玻璃光澤，無(wú)解理，與水晶互劃，水晶面上有劃痕，而該礦物表面沒(méi)有擦痕。

將所觀察到的礦物特征，與它們的節(jié)域物元進(jìn)行對(duì)比，不難確定，第一種礦物是閃鋅礦，而第二種礦物是紅寶石(為含鉻剛玉)。

(五)實(shí)施效果與分析

基于以上方法，我們建立了系列礦物肉眼識(shí)別可拓模型。在礦物肉眼識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，關(guān)于礦物的形態(tài)、顏色、條痕色、透明度、光澤度、解理、硬度、比重、磁性、氣味、味道、發(fā)光性及簡(jiǎn)要的化學(xué)反應(yīng)等的肉眼觀察和描述，很容易講授和學(xué)習(xí)，因此，學(xué)生只要學(xué)會(huì)可拓邏輯思維、拓展、變換和評(píng)價(jià)的基本方法，就能夠識(shí)別任何從未見(jiàn)過(guò)的礦物，使“認(rèn)礦物”這個(gè)難事變?yōu)橐资拢儆貌恢把鄱ⅰ钡V物而死記硬背了，將學(xué)習(xí)變?yōu)橐环N樂(lè)趣。實(shí)踐中，將本文方法應(yīng)用到自然地理與資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，即節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，又提高了教學(xué)效果，具體如下：

1．節(jié)省了較多的教學(xué)時(shí)間。采用可拓教學(xué)法，將原實(shí)驗(yàn)一(礦物的形態(tài)和物理性質(zhì)的觀察)、實(shí)驗(yàn)二(常見(jiàn)硅酸鹽造巖礦物鑒定)、實(shí)驗(yàn)三(非硅酸鹽礦物的鑒定)合并成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，授課一般只需1個(gè)課時(shí)就可完成，比過(guò)去至少可節(jié)省2個(gè)課時(shí)，余下的大部分課時(shí)均留給學(xué)生獨(dú)立完成試驗(yàn)任務(wù)，體現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的主體地位，有利于學(xué)生識(shí)別礦物能力的培養(yǎng)和鍛煉。

2．學(xué)生很容易學(xué)會(huì)并掌握所傳授的方法。實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺在每個(gè)學(xué)生面前的一箱箱標(biāo)本(每箱在30件左右)，只有編號(hào)，沒(méi)有礦物名稱。要求每個(gè)學(xué)生在看完所有標(biāo)本后，至少選擇10個(gè)標(biāo)本(與相鄰的其他學(xué)生不得重復(fù))，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)(包括提交試驗(yàn)報(bào)告)。與傳統(tǒng)做法(給每個(gè)學(xué)生的標(biāo)本都是一樣的，且每個(gè)礦物標(biāo)本上都貼有名稱，僅要求學(xué)生通過(guò)觀察記住它，并提交試驗(yàn)報(bào)告)相比，現(xiàn)在要求高了很多，但沒(méi)有學(xué)生感到識(shí)別礦物是難事，一般都能在1個(gè)課時(shí)左右完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，未知礦物的識(shí)別效率達(dá)到5～7分鐘/件，正確率高達(dá)95%以上，基本接近了以往的“專業(yè)水平”。

3．可拓教學(xué)法用于巖石肉眼識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)，效果顯著。巖石實(shí)驗(yàn)任務(wù)有兩個(gè)：一是肉眼區(qū)別“三大巖”，二是要求每個(gè)學(xué)生至少完成20個(gè)巖石標(biāo)本(包括侵入巖和噴出巖各3個(gè)、內(nèi)碎屑巖和外碎屑巖各3個(gè)、變質(zhì)巖8個(gè))的鑒定任務(wù)。每組學(xué)生(2～3名)面前擺3盒標(biāo)本(每盒標(biāo)本30件左右，均只有編號(hào)而沒(méi)有名稱)，分別為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖各1箱。要求每組學(xué)生在5分鐘內(nèi)認(rèn)出哪盒是巖漿巖？哪盒是沉積巖？哪盒是變質(zhì)巖？并說(shuō)明理由。一般學(xué)生都能準(zhǔn)確確認(rèn)，且理由較充分，而且，當(dāng)每盒標(biāo)本中混入了其他大類巖石時(shí)，例如巖漿巖標(biāo)本盒中混有少量變質(zhì)巖或沉積巖時(shí)，仍有部分學(xué)生能夠?qū)⑵浔嬲J(rèn)出來(lái)，這是傳統(tǒng)教學(xué)方法不可能做到的。

4．現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別巖石和礦物是“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”野外教學(xué)實(shí)習(xí)必須實(shí)習(xí)的內(nèi)容。過(guò)去，野外教學(xué)實(shí)習(xí)在當(dāng)期完成，在野外學(xué)生一般不能獨(dú)立完成巖石和礦物的識(shí)別工作，仍然需要教師至少再重復(fù)講授一遍。近兩年，按教學(xué)計(jì)劃野外教學(xué)實(shí)習(xí)隔一個(gè)學(xué)期，即第二年上半年執(zhí)行。在這種情況下，采用可拓教學(xué)法后，多數(shù)學(xué)生都能獨(dú)立地進(jìn)行巖石和礦物的鑒別工作，且正確率很高。

枯燥的理論教學(xué)不利于學(xué)生學(xué)習(xí)[6]，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力[2]，好的教學(xué)方法有助于師生關(guān)系的培養(yǎng)和營(yíng)造良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍[7]，最終達(dá)到提高教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的目的。可拓教學(xué)法之所以能夠提高教學(xué)效果，主要是通過(guò)該法，活躍了課堂氛圍，正確處理了師生關(guān)系，學(xué)生真正成了課堂教學(xué)活動(dòng)的主體，課堂學(xué)習(xí)充滿了許多樂(lè)趣，不再枯燥無(wú)味，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。每當(dāng)運(yùn)用相關(guān)分析、蘊(yùn)含分析、可拓分類等可拓邏輯方法解決課程學(xué)習(xí)的問(wèn)題或難題時(shí)，都會(huì)收獲成就感，從而既增強(qiáng)了對(duì)課程學(xué)習(xí)的信心，也增強(qiáng)了對(duì)課程的興趣，同時(shí)又激發(fā)了對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

四、結(jié)語(yǔ)

在“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程中，類似礦物肉眼識(shí)別的教學(xué)內(nèi)容很多，均屬于矛盾問(wèn)題?？赏貙W(xué)提供了一種創(chuàng)新思維方法，通過(guò)可拓變換、拓展、評(píng)價(jià)，我們(包括教師和學(xué)生)都可以不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，解決新問(wèn)題，有利于科學(xué)發(fā)明和創(chuàng)造，對(duì)培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思想具有重要作用。結(jié)合地質(zhì)課程教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐，運(yùn)用可拓法的基本原理和思維方法，解決“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)矛盾問(wèn)題，形成了可拓教學(xué)法。

可拓教學(xué)法為我們提供了一種認(rèn)識(shí)、識(shí)別地質(zhì)體(包括礦物、巖石和巖體、地層、斷層、節(jié)理、褶皺等)、地質(zhì)作用和地質(zhì)現(xiàn)象，及研究古地理和古氣候等的科學(xué)方法。通過(guò)可拓教學(xué)方法，我們可以較輕松地、很好地認(rèn)識(shí)地球，認(rèn)識(shí)地球上發(fā)生的事件和結(jié)果。采用可拓教學(xué)法，運(yùn)用可拓邏輯思維，將難變?yōu)槿菀祝箤W(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)知識(shí)和理論不再是難事，學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)變成了一種快樂(lè)的差事，樂(lè)在其中[6]。

采用可拓教學(xué)法，有利于“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”理念的貫徹和落實(shí)，有利于培養(yǎng)和磨煉學(xué)生的實(shí)踐和職業(yè)能力[2, 6, 7]?？赏亟虒W(xué)法不僅能夠有效地解決“地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容多與課時(shí)少的矛盾，提高教學(xué)效率，而且增強(qiáng)了學(xué)生的信心和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)思維[2, 6, 7]，提高了教學(xué)質(zhì)量，對(duì)培養(yǎng)高水平的資源與環(huán)境科技人才具有重要意義，具有廣泛推廣價(jià)值。

[1] 王數(shù), 東野光亮. 地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)教程[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2004.

[2] 王鍵,路劍,王雙進(jìn).以實(shí)踐創(chuàng)新理念完善河北農(nóng)業(yè)大學(xué)“專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)路線圖”[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)林教育版), 2016, 18(3): 1-3.

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[4] 李興森,張玲玲.可拓創(chuàng)新思維及訓(xùn)練[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016.

[5] 趙珊茸.結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2004.

[6] 崔亞利,耿梅英,徐瑞濤,等.“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”教學(xué)中培養(yǎng)本科生專業(yè)能力的實(shí)踐與思考[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)林教育版),2017,19(1):92-95.

[7] 成琨,任永泰,鄧華玲,等.高校教師提高課堂教學(xué)效果的研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)林教育版),2014,16(4):42-45.

(編輯：楊建肖)

2016-12-23

河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目：“地質(zhì)地貌在線課程建設(shè)與改革研究”(編號(hào)：2016GJJG055)。

趙文廷(1964-)，男，河北平泉人，教授，主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源開(kāi)發(fā)利用、城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境地質(zhì)、廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)等。

G642.4

A

1008-6927(2017)03-0049-06