侯青葉

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

地球化學(xué)是研究地球(也包括部分天體)的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化的學(xué)科[1]。地球化學(xué)是地質(zhì)學(xué)與化學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展，逐步形成了獨(dú)有的研究思路與方法技術(shù)體系，正顯示出極其旺盛的生命力[2-3]。“地球化學(xué)”已是國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課程，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)有96所大學(xué)的地球科學(xué)學(xué)院開(kāi)設(shè)了“地球化學(xué)”課程。我國(guó)有地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高等學(xué)校也均開(kāi)設(shè)了“地球化學(xué)”課程。地球化學(xué)專(zhuān)業(yè)是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院的本科重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)之一，是國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科[2]。早在1955年北京地質(zhì)學(xué)院建院初期，於崇文教授就開(kāi)始講授“地球化學(xué)”課程，一直是我校地質(zhì)類(lèi)和資源勘查工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程[4]。

2016年我校本科生地球化學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案修訂時(shí)，“地球化學(xué)”課程的總課時(shí)數(shù)由64學(xué)時(shí)縮減為48學(xué)時(shí)，實(shí)習(xí)課課時(shí)由14學(xué)時(shí)增加為16學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)課時(shí)由50學(xué)時(shí)縮減為32學(xué)時(shí)。如何保障教學(xué)內(nèi)容完整、教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)秀、教學(xué)效果顯著是我們面臨的重要挑戰(zhàn)。因此，開(kāi)展國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校的“地球化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等對(duì)比研究，對(duì)我校該課程的建設(shè)和發(fā)展具有重要意義。

一、研究思路與方法

本研究在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地對(duì)參考教材、教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)安排、實(shí)習(xí)課內(nèi)容、考核方式開(kāi)展了系統(tǒng)的對(duì)比研究。國(guó)內(nèi)主要調(diào)研了8所大學(xué)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、北京大學(xué)、南京大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、吉林大學(xué)、成都理工大學(xué)、桂林理工大學(xué)和長(zhǎng)安大學(xué)。除中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）外，其他7所大學(xué)的資料都由相關(guān)課程的任課教師提供。國(guó)外主要調(diào)研了6所大學(xué)：加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校、華盛頓大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)、北達(dá)科他州立大學(xué)、佛蒙特大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校。其中加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校筆者全程旁聽(tīng)了“地球化學(xué)”課程的教學(xué)，其他幾所大學(xué)的信息均來(lái)自google搜索到的課程教學(xué)大綱。

二、參考教材

不同高校用的參考教材見(jiàn)表1。由表1可以看出中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、北京大學(xué)、南京大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）和吉林大學(xué)分別用了自己學(xué)校出版的教材，而其他幾所大學(xué)均用的是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）出版的地球化學(xué)教材。國(guó)外大學(xué)常用的教材有三本：（1）White編著的《Geochemistry》，2013年出版；（2）Faure編著的《Principles andapplications of Geochemistry》第二版，1998年出版；（3）Brownlow編著的《Geochemistry》第二版，1996年出版。國(guó)內(nèi)很多高校也將White編著的《Geochemistry》做為參考教材。不同教材的內(nèi)容、章節(jié)安排差異較大，且所有“地球化學(xué)”課程教學(xué)并不是嚴(yán)格講解教材的所有內(nèi)容。張德會(huì)已對(duì)中外教科書(shū)內(nèi)容體系進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比[4]，故本文不再對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行贅述。

表1 不同高校參考教材統(tǒng)計(jì)表

三、教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)安排

不同高校的教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)安排統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。北達(dá)科他州立大學(xué)，佛蒙特大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校的教學(xué)大綱中沒(méi)有具體的課時(shí)安排所以沒(méi)有課時(shí)數(shù)，僅標(biāo)注了課程內(nèi)容的有無(wú)。美國(guó)各高校的每次課的時(shí)長(zhǎng)是1小時(shí)15分鐘（無(wú)中間休息），為了便于和國(guó)內(nèi)進(jìn)行對(duì)比，每次課也按2個(gè)課時(shí)計(jì)算。不同高校之間課程教學(xué)內(nèi)容安排差異也較大，可能與各高校的科研特色、其他課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置都有關(guān)系。但相對(duì)而言，大部分高校“地球化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容都涉及了7大部分：（1）元素的分布與分配；（2）元素的結(jié)合規(guī)律與賦存狀態(tài)；（3）地球化學(xué)熱力學(xué)和地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)；（4）元素的地球化學(xué)遷移；（5）微量元素地球化學(xué)；（6）放射性同位素地球化學(xué)；（7）穩(wěn)定同位素地球化學(xué)。成都理工大學(xué)單獨(dú)設(shè)置了“同位素地球化學(xué)”課程，故“地球化學(xué)”課程里沒(méi)有同位素地球化學(xué)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。南京大學(xué)、吉林大學(xué)、北達(dá)科他州立大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校還設(shè)置了有機(jī)地球化學(xué)的內(nèi)容。華盛頓大學(xué)還設(shè)置了晶體化學(xué)和元素地球化學(xué)循環(huán)的教學(xué)內(nèi)容。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的“地球化學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置涵蓋了地球化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容；“地球化學(xué)”（含有機(jī)地化）課程設(shè)置了有機(jī)地球化學(xué)的相關(guān)教學(xué)。

總課時(shí)數(shù)最少的高校為成都理工大學(xué)（40學(xué)時(shí)），其主要原因在于他們“同位素地球化學(xué)”單設(shè)了本科生課程。南京大學(xué)是44學(xué)時(shí)，沒(méi)有設(shè)置實(shí)習(xí)課。美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)課時(shí)數(shù)是46小時(shí)，沒(méi)有實(shí)習(xí)課時(shí)，但他們有6次實(shí)習(xí)課，均是實(shí)習(xí)課布置后2周之內(nèi)自行完成。長(zhǎng)安大學(xué)教學(xué)大綱中明確實(shí)習(xí)課進(jìn)行集中實(shí)習(xí)安排，但沒(méi)有體現(xiàn)具體的課時(shí)數(shù)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）講課課時(shí)數(shù)最少，僅為32學(xué)時(shí)。需要引起注意的是北京大學(xué)安排了16課時(shí)的測(cè)試分析技術(shù)實(shí)習(xí)課，實(shí)習(xí)課內(nèi)容與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的“地球化學(xué)樣品分析”課程內(nèi)容類(lèi)似。為了使結(jié)果具有可對(duì)比性，將北京大學(xué)的測(cè)試分析技術(shù)相關(guān)實(shí)習(xí)課時(shí)數(shù)不計(jì)算在內(nèi)。不同高校實(shí)習(xí)課與講課課時(shí)數(shù)的比例見(jiàn)圖1。由圖可見(jiàn)，美國(guó)華盛頓大學(xué)實(shí)習(xí)課所占比例最高40%，總課時(shí)數(shù)也最多（100課時(shí)）。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）與加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校實(shí)習(xí)課所占比例相同，均為33.3%。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的實(shí)習(xí)課課時(shí)數(shù)所占比例最低，為9.4%。由此看來(lái)，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）要保證實(shí)習(xí)課課時(shí)數(shù)所占比例不變的話，至少課時(shí)數(shù)要與加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校一致，增加到60學(xué)時(shí).這樣總課時(shí)數(shù)與北京大學(xué)該課程（除測(cè)試分析技術(shù)實(shí)習(xí)課外）和吉林大學(xué)的總課時(shí)數(shù)相一致。目前，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）講課課時(shí)數(shù)最低，承擔(dān)課程教學(xué)的教師都面臨很大的教學(xué)壓力。或者可以參考美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)，實(shí)習(xí)課安排不占課時(shí)數(shù)，由學(xué)生課后完成。

表2 不同高?！暗厍蚧瘜W(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)數(shù)安排表

圖1 不同高校“地球化學(xué)”課程講課與實(shí)習(xí)課時(shí)數(shù)所占比例對(duì)比

四、實(shí)習(xí)課設(shè)置

鑒于不同高校設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容差異較大，實(shí)習(xí)課內(nèi)容僅對(duì)比地球化學(xué)教學(xué)核心內(nèi)容的實(shí)習(xí)課內(nèi)容設(shè)置情況。不同高校實(shí)習(xí)課內(nèi)容安排見(jiàn)表3。不同高校圍繞微量元素、放射性同位素和穩(wěn)定同位素都安排了相應(yīng)的實(shí)習(xí)課內(nèi)容。加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校沒(méi)有安排穩(wěn)定同位素課程內(nèi)容，華盛頓大學(xué)沒(méi)有化學(xué)元素分布和分配特征、微量元素的結(jié)合規(guī)律與賦存狀態(tài)的相關(guān)課程內(nèi)容。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）與美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校和華盛頓大學(xué)的實(shí)習(xí)課課程安排理念類(lèi)似，每個(gè)講課內(nèi)容都有對(duì)應(yīng)的實(shí)習(xí)課內(nèi)容。北京大學(xué)實(shí)習(xí)課時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)，其中16學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其余16學(xué)時(shí)為圍繞講課內(nèi)容而設(shè)置的文獻(xiàn)研討課。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）安排了3次文獻(xiàn)閱讀，課堂討論課，學(xué)生以PPT方式進(jìn)行匯報(bào)，并提交讀書(shū)報(bào)告。加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校也有提交期末論文的安排，并安排了4個(gè)學(xué)時(shí)的PPT匯報(bào)。

五、考核方式

國(guó)內(nèi)各大學(xué)“地球化學(xué)”課程的最終成績(jī)主要由平時(shí)考勤、平時(shí)作業(yè)（含討論課）、實(shí)習(xí)課成績(jī)和期末考試成績(jī)組成（表4）。期末考試成績(jī)所占比例最高，但不同高校所占比例差異較大，北京大學(xué)期末考試成績(jī)占40%，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）和長(zhǎng)安大學(xué)期末考試成績(jī)占80%。相比較而言，美國(guó)各大學(xué)“地球化學(xué)”課程的最終成績(jī)的構(gòu)成較為復(fù)雜，期末考試成績(jī)所占比例也相對(duì)較低。例如：加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校每次講課前5分鐘都有課堂測(cè)驗(yàn)，占總成績(jī)的5%，期中考試占20%，實(shí)習(xí)課成績(jī)占35%，期末論文占10%，期末考試成績(jī)僅占30%，實(shí)習(xí)課成績(jī)所占比例最高。非常突出的是美國(guó)佛蒙特大學(xué)，沒(méi)有期中和期末考試，其最終成績(jī)構(gòu)成為：實(shí)習(xí)課成績(jī)?yōu)?0%，課后作業(yè)成績(jī)占30%，第二天計(jì)算任務(wù)（next-day calculation assignments）成績(jī)占30%，本次統(tǒng)計(jì)將課后作業(yè)和第二天計(jì)算任務(wù)合并統(tǒng)計(jì)到平時(shí)作業(yè)欄里（表4），平時(shí)出勤參與度（participation）占10%。國(guó)外大學(xué)相對(duì)于國(guó)內(nèi)大學(xué)而言，期末論文、期中考試、實(shí)習(xí)課在最終成績(jī)中所占比例明顯較高，國(guó)內(nèi)大學(xué)沒(méi)有期末論文的安排。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)學(xué)基地班“地球化學(xué)”課程教學(xué)中有安排的期末論文。國(guó)內(nèi)各大學(xué)中僅北京大學(xué)安排了期中考試。由此可見(jiàn)“地球化學(xué)”的課程教學(xué)中需要加強(qiáng)課堂測(cè)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，并將這部分內(nèi)容納入到最終的課程考核中。

表3 不同高?！暗厍蚧瘜W(xué)”課程實(shí)習(xí)課內(nèi)容對(duì)比

表4 不同高?！暗厍蚧瘜W(xué)”課程考核方式對(duì)比

六、結(jié)論

與國(guó)內(nèi)大學(xué)相比，國(guó)外大學(xué)的“地球化學(xué)”課程更多地設(shè)置了課堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)習(xí)課、期末論文的相關(guān)內(nèi)容與考核環(huán)節(jié)，每節(jié)課都安排了5～10分鐘的課堂測(cè)驗(yàn)，這些教學(xué)方法均值得國(guó)內(nèi)大學(xué)借鑒和學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)各大學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)安排、教學(xué)方法上各具特色、各有側(cè)重。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的教學(xué)內(nèi)容緊湊、實(shí)習(xí)課安排可與美國(guó)各高校接軌，具有一定的優(yōu)勢(shì)。但在課時(shí)安排上可以考慮適當(dāng)增加一定的課時(shí)數(shù)，并嘗試增加課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)、期末論文的相關(guān)內(nèi)容，這樣就可以更好地保證“地球化學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

致謝：感謝北京大學(xué)李秋根副教授，南京大學(xué)李偉教授和陳旸副教授，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）張利教授，吉林大學(xué)陸繼龍教授，成都理工大學(xué)劉雪敏副教授，桂林理工大學(xué)劉希軍教授和長(zhǎng)安大學(xué)林鑫副教授提供的相關(guān)教學(xué)大綱資料。