張昆，尹相東，丁熊，陳雷，范翔宇

（西南石油大學 地球科學與技術(shù)學院，四川 成都）

隨著數(shù)學和計算機的日益發(fā)展，為了充分利用各種原始地質(zhì)數(shù)據(jù)信息深入研究并解決地質(zhì)問題，促使數(shù)學與地質(zhì)學的有機結(jié)合，研究人員在地質(zhì)學中引入定量的研究方法，進而形成了“數(shù)學地質(zhì)”這門學科?！皵?shù)學地質(zhì)”是地質(zhì)學與數(shù)學及計算機相結(jié)合的產(chǎn)物，目的是從量的方面研究和解決地質(zhì)科學問題。課程以高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論、計算機基礎以及地質(zhì)專業(yè)基礎課程為先修課程。數(shù)學地質(zhì)方法幾乎滲透地學各個領域，它的出現(xiàn)反映地質(zhì)學從定性的描述階段向著定量研究發(fā)展的新趨勢，為地質(zhì)學開辟了新的發(fā)展途徑。

一 教學方法

《數(shù)學地質(zhì)》是地質(zhì)類專業(yè)重要的基礎課程之一，如何在教學中讓學生更好地理解和應用數(shù)學地質(zhì)方法是本門課程教學改革研究的目標。前人對于高校教育提出了一系列理念，如源于美國的STEM教育是科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調(diào)多學科的交叉融合；成果導向教育（Outcome-Based Education，OBE）在美國、英國、加拿大等國家已成為了教育改革的主流理念，美國工程教育認證協(xié)會全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準。張巖（2016）認識到“互聯(lián)網(wǎng)＋”將對教育資源、教育機構(gòu)、學習模式和教學模式等教育要素帶來深刻影響，并由此帶來教育理念的改變。隨著社會的不斷發(fā)展，社會對創(chuàng)新型人才的需求也在日益增長，創(chuàng)新教育已成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主要手段，也是實現(xiàn)高等教育可持續(xù)發(fā)展的動力源泉。翟芮（2021）指出如今的教育改革應采取有效措施，將創(chuàng)新教育思想作為導向，不斷加強現(xiàn)代高等教育管理。

二 “三全育人”的概念及提出背景

黨的十八大以來，以習近平總書記為核心的黨中央圍繞培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人這一根本問題，提出工作要求、做出戰(zhàn)略部署，為加快推動教育現(xiàn)代化、建設教育強國、辦好人民滿意的教育指明了方向。在全國教育大會上，習近平總書記指出：“培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人，加快推進教育現(xiàn)代化、建設教育強國、辦好人民滿意的教育?！敝泄仓醒?、國務院《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》提出，堅持全員、全過程、全方位育人（以下簡稱“三全育人”）?！叭恕斌w現(xiàn)了高等教育立德樹人的內(nèi)在要求，順應了人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢，契合了高校思想政治工作的發(fā)展規(guī)律。要努力構(gòu)建德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系，形成更高水平的人才培養(yǎng)體系。加強黨對教育工作的全面領導，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)家庭、學校、政府、社會各方面育人責任。

“三全育人”即全員育人、全程育人、全方位育人，是中共中央、國務院《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》提出的堅持全員全過程全方位育人（簡稱“三全育人”）的要求?！叭珕T育人”指學校中的所有部門、所有教職工都負有育人的職責；“全程育人”從時間上說，強調(diào)育人要貫穿學生學習成長的全部過程；“全方位育人”從空間上說，強調(diào)育人要體現(xiàn)在學生全面發(fā)展的各個方面[1]。

三 《數(shù)學地質(zhì)》課程教學方法探索

（一） 課堂思政過程“三全育人”

1.課堂思政的概念、意義、重要性。從2014開始，上海市委首先提出了“課程思考”這一理念。在中國正處于百年不遇的大環(huán)境下，實施全面的“全面”教育。因此，大學的“新課”不應僅僅增加一項新的課程，它應該把它與各種課程的教學、改革相結(jié)合，真正做到“以德為本”“潤物細無聲”。

高校的課程思政就其本質(zhì)而言，是思想政治教育概念的豐富與拓展，同時也是專業(yè)課教學實現(xiàn)內(nèi)涵式提升與發(fā)展的路徑選擇。在操作層面要求“圍繞‘知識傳授與價值引領相結(jié)合’的課程目標，……構(gòu)建思想政治理論課、綜合素養(yǎng)課程、專業(yè)課程三位一體的高校思想政治理論教育課程體系，突出顯性教育和隱性教育相融通”。

本文試圖從加強政治導向、意識形態(tài)引導、發(fā)掘思政要素、實施有效的教學設計與評估等方面入手，以“潤物無聲”的方式，將正確的價值觀與信仰的精神導向貫穿于整個課程之中。在國內(nèi)外有關學科思政方面的大量研究成果的指引下，正確理解其內(nèi)涵與外延，厘清課程思政的要求，遴選思政要素，把握好思政要素融入的機會和方式，確保在完成課程教學目標的前提下實現(xiàn)課程與課程思政融合的有效性[2]。

2.國外教學中的愛國教育。在2017年10月至2018年10月，筆者受國家留學基金委的資助去美國猶他大學留學一年。筆者感受到在猶他大學的油氣地質(zhì)專業(yè)教育中，處處注意培養(yǎng)學生的愛國情懷。

（1）較多出現(xiàn)的國旗。在猶他大學校園的重要建筑上均安放有國旗，在路邊的大屏幕顯示器中，也時不時的顯示有國旗。美國是移民國家，也是多種族的國家，在不同場合經(jīng)常出現(xiàn)的國旗能讓學生增強融入感。

（2）專業(yè)課堂教學時多以本國的地質(zhì)現(xiàn)象為例進行講解。地質(zhì)類專業(yè)課的教學具有特殊性，除理論知識講解之外，還需要利用大量的野外地質(zhì)現(xiàn)象照片放入課堂教學中，加深學生的理解。美國的各種地質(zhì)現(xiàn)象普遍，在猶他大學油氣地質(zhì)專業(yè)課堂教學中，加入了大量的本國的表征地質(zhì)現(xiàn)象的圖片，培養(yǎng)學生的國家榮譽感。

（3）專業(yè)課堂教學時多以本國的油氣田勘探開發(fā)為例進行講解。隨著地質(zhì)思維的轉(zhuǎn)變、水平井鉆井技術(shù)、壓裂技術(shù)的進步，美國的頁巖油氣產(chǎn)量近些年來取得了重大突破，實現(xiàn)了能源獨立。在猶他大學油氣地質(zhì)專業(yè)的課程進行講解時，教師注重引用本國的油氣田勘探開發(fā)實例，體現(xiàn)出本國的地大物博、科技先進，這樣能培養(yǎng)出學生的國家自豪感[3]。

（二） 教學過程中融入思政元素的方法

（1）向國外學習的思政元素。根據(jù)筆者在國外留學的經(jīng)驗，在教學時可以采取以下方式：①在制作教學PPT時，在重要的章節(jié)，將含有國旗元素的圖片作為PPT的背景，這樣可以增強國家認同感。②在講授數(shù)學地質(zhì)課程的概念時，多以我國的地質(zhì)現(xiàn)象為例進行講解。我國國土遼闊，地大物博，各種地質(zhì)現(xiàn)象多種多樣，能充分滿足教學要求。在教學時盡量多引用國內(nèi)的地質(zhì)現(xiàn)象，這樣可以培養(yǎng)學生的國家榮譽感。③在講授數(shù)學地質(zhì)課程的應用時，多以我國的油氣田為例進行講解。新中國成立七十多年來，我國石油行業(yè)的規(guī)模從小到大，油氣產(chǎn)量從1949年的石油12.1萬噸、天然氣1671萬立方米增加到2021年的石油億噸，天然氣2053.0億立方米。在講解數(shù)學地質(zhì)的應用時盡量多采用我國的油氣勘探開發(fā)歷程進行講解，這樣能培養(yǎng)出學生的國家自豪感。

（2）以我國著名科學家的經(jīng)歷為榜樣來鼓勵學生。趙鵬大院士，1931年生于遼寧清源，地質(zhì)勘探學家。曾當選國內(nèi)外多所院校院士，他曾于一九五四年有赴蘇聯(lián)學習的機會。深知一年的學費抵得上八百名農(nóng)民的辛苦，所以，他就向使館建議，讓他們放棄論文和碩士，去讀一些國外沒有的專業(yè)，然后回到中國去工作。然而，使館不答應，并且堅持必須把他們的碩士學位全部讀完。

趙鵬大每天晚上都要讀書到三更半夜才能上床。他在一九五八年以優(yōu)異的表現(xiàn)取得了副碩士的學位。趙鵬大在國外讀書的時候，曾被蘇聯(lián)地質(zhì)部長安特羅波夫委托，和同班錢祥麟一起，把《旋卷構(gòu)造及其與中國西北大地構(gòu)造復合問題》一書譯為俄語，并在蘇聯(lián)正式發(fā)表。

“家國情懷就是指一個人的使命感要強，責任心要重?！壁w鵬大教授常常對自己的同學說。六十余年來，他始終把科學和教育事業(yè)作為自己的使命，始終堅持在科學和教育的最前線。1998年，趙鵬大教授和5名院士共同提議，加快推進中國科學院關于“非常規(guī)礦物資源的發(fā)掘和利用”的提案，并親自帶隊進行非常規(guī)礦物資源的調(diào)查，并在《非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源體系及其關鍵科學問題》上發(fā)表《非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源概論》等學術(shù)著作。

到目前為止，趙鵬大教授共為我國輸送了20名博士后、156名博士、23名博士。他非常重視每個孩子的發(fā)展，教導他們怎樣讀書，怎樣做人。他還用自己這些年的積累，成立了趙鵬大學的“大獎學金”，用來獎勵那些成績優(yōu)異的學生，鼓勵他們?yōu)樽鎳龀龈蟮呢暙I。

（三） 邀請思政教師來參與課堂教學

在課程中引入思政要素，主要是在教學中進行教學設計。《數(shù)學地質(zhì)》課程的教學設計是整個課程的第一步，它所具備的學理和科學性；系統(tǒng)與創(chuàng)新都會對教育的成效有很大的影響。把思政要素與《數(shù)學地質(zhì)》的教學內(nèi)容相融合，是課程思政課的教學策劃中的一個重要環(huán)節(jié)，也是一個創(chuàng)新之處。高品質(zhì)的思政教育不但可以提高學生的專業(yè)知識和能力，而且能夠有效地指導學生的思想道德、情感態(tài)度和價值觀念。《數(shù)學地質(zhì)》在教學中引入思政課要素，不僅要符合教學設計的總體規(guī)則，而且要充分利用思政課要素與學科的結(jié)合。既要把教學目標作為教學目標，又要從石油院校的教學實踐需要等幾個角度進行分析?！稊?shù)學地質(zhì)》將思政要素的整合劃分為“發(fā)掘結(jié)合”與“訓練融合”兩個階段?！八颊n”需要老師發(fā)揮自己的綜合素質(zhì)，充分發(fā)掘思政課的要素，將思政要素納入到課堂教學的適當環(huán)節(jié)。而在融合思想政治的同時，又要做到將思想政治教育與實際相融合，做到細致、生動，不能死板地照搬，讓學生易于接受。同時，又強調(diào)“以自然為本，以嚴謹為宜”。在《數(shù)學地質(zhì)》課程中，老師在設計思政課的時候，要注意把這一思想要素引入到課堂中去，充分利用這一環(huán)節(jié)的育人作用，使其在不知不覺中滲透；假如相關的政治思想不能確定，那就得想方設法把自己的應用做得嚴密而恰當，不要當“差不多”的老師[6]。

（四） 教學過程“三全育人”

《數(shù)學地質(zhì)》是將數(shù)學知識與地質(zhì)學知識結(jié)合緊密，是地質(zhì)類專業(yè)課程中唯一的需要學習大量數(shù)學知識的課程，相對于其他的專業(yè)課程，學習難度較大。大部分章節(jié)講授時，首先進行數(shù)學原理和公式推導，然后講解數(shù)學方法在地質(zhì)中的應用。課程中數(shù)學公式多，且推導過程繁瑣，只局限于課堂的教學以及課后習題使學生往往難以很好的全面掌握課程重點內(nèi)容和理解難點內(nèi)容；有限的課時也限制了師生之間的溝通與交流的時間。這均導致學生的學習積極性大大降低，往往在課程之初就“勸退”學生。

《數(shù)學地質(zhì)》主要講授不同的數(shù)學方法在地質(zhì)研究中的應用，在教學過程中，需要進入大量的數(shù)學概念、數(shù)學方法、地質(zhì)概念，與其他課程相比，本課程更注重數(shù)學課程和地質(zhì)課程的基礎。然而本課程所需的先修課程《高等數(shù)學》《概率統(tǒng)計》《線性代數(shù)》等數(shù)學課程，以及《普通地質(zhì)學》《沉積巖石學》《構(gòu)造地質(zhì)學》《石油地質(zhì)學》《礦物巖石學》等地質(zhì)課程是在大一、大二及大三上學期學習，而本門課程開設于大三下半學期。學生在進行本門課程的學習時，由于與先修課程的學習時間間隔較長，部分知識遺忘，導致學生學習該課程的難度加大[7]。

考慮到《數(shù)學地質(zhì)》課程需要有以前的數(shù)學知識（高等數(shù)學、概率統(tǒng)計、線性代數(shù)、模糊數(shù)學）和專業(yè)基礎知識（石油地質(zhì)學、沉積巖石學、構(gòu)造地質(zhì)學、油氣地球化學，等）作為基礎開展教學，而學生與學習這上述先修課程已經(jīng)有半年至兩年的時間跨度。本研究計劃課堂答疑時，邀請數(shù)學課程的授課教師以及專業(yè)課程的授課教師到答疑現(xiàn)場，實現(xiàn)各課程教師的“全員”參與；在教學中根據(jù)地質(zhì)實例引入數(shù)學概念和專業(yè)知識的概念，讓學生能回憶起過去所學的先修課程的知識，串聯(lián)起了學生從大一的數(shù)學基礎課程和大三上學期的專業(yè)基礎課程，實現(xiàn)“全程”的課程體系梳理；并且學生對于以前所學的知識的遺忘，都可以得到“全方位”的補足。

（五） 課后學習“三全育人”

1.線上學習。一個人思想品德的形成和發(fā)展，受到他生活在其中的各種人際關系和環(huán)境的影響，包括家庭、學校、社會等。就一所高校而言，大學生的思想品德也同時受到課上課下、線上線下、學習生活文體實踐等活動、關系和環(huán)境的影響。本項目計劃全程錄制課堂教學，開設線上課程，利用雨課堂、慕課等線上教學平臺，使學生可以線上反復學習，加深理解；在線上教學平臺鏈接上以前的數(shù)學知識、專業(yè)基礎知識的課程，實現(xiàn)“全方位”學習；教師可以在線上布置作業(yè)，便于統(tǒng)計信息，及時查看學生作業(yè)成效，達到“全程”的教學反饋；同時可以利用線上平臺進行答疑，達到“全員”參與[8]。

2.結(jié)合地質(zhì)項目實際操作?！稊?shù)學地質(zhì)》課程教學經(jīng)過多年的教學，實踐經(jīng)驗日益豐富，逐漸認識到地質(zhì)應用的重要性，并已由先前的重視數(shù)學原理和推導向著重視數(shù)學方法在地質(zhì)問題上的應用轉(zhuǎn)變。但本門課程現(xiàn)在的教學與地質(zhì)部門研究需求結(jié)合程度不夠，應用實例較為陳舊、所用的軟件及作出的圖件與實際需求尚有較大距離。

本項目計劃采用地質(zhì)部門實際勘探數(shù)據(jù)，讓學生用EXCEL、SPSS、MATLAB等一線科研單位常用的軟件，課后練習中對實際勘探數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論，并做出符合地質(zhì)行業(yè)標準的圖件，實現(xiàn)學生對于專業(yè)課程的應用的提前認知，同時也可以提前了解畢業(yè)后的工作內(nèi)容，達到課后練習的“三全育人”效果[9-10]。

四 結(jié)語

在石油類高校的學科思政中，它有著與之相適應的特點。在石油類高校課程思政建設中，要堅持以“大國工匠”為核心，既要具備操作能力又要具備實踐操作能力的“德才兼?zhèn)洹钡娜瞬?，挖掘和挖掘與石油類高校相適應的思政要素，主動挖掘與石油類高校培養(yǎng)方式契合的思政要素融入點，逐步摸索出一套適合石油類高校課程思政建設的課程、教學和評價系統(tǒng)，為科學推進石油類高校思政建設作出貢獻。