昆士兰大学《岩浆岩与变质岩》地质矿业课程教学特点与启示

刘东娜，谢晋强，房晓红，龙建辉

（太原理工大学 矿业工程学院地球科学与工程系，山西 太原 030024）

地质学及地质学类专业基础必修课，是专门研究地壳、地幔及其它星体的岩石、矿石成分、结构、构造、产状、分类、命名、分布、成因、演化历史及其与成矿作用的关系等方面的科学[1]。该课程下接结晶学、矿物学，上承矿床学、构造地质学、地史学、矿产勘查学等学科，同时渗入地球科学、资源勘查、工程地质、水文地质等众多领域中。其目的在于使学生通过理论讲授和实践，掌握基本概念和原理，学习分析与研究的基本方法；培养独立思考问题、分析问题以及动手解决问题的能力。

该课程具有阐述性和实践性的特点，内容体系复杂，涉及知识面广，必须通过课前复习、课堂听讲辅以课后实践的方法才能掌握。系列课程强调科学哲学和逻辑思维方法的形成，着意培养学生的想象力、观察力、实践能力、分析能力、推理能力、总结能力和写作能力。简而言之，它相当于读懂地球这部天书的摩斯密码，通过认识它可以了解地球及人类的生存环境。此外，认识常见岩石、矿石类型，了解其特性对于矿业工程类本科生、研究生、学者及专业工作者也尤为重要。

地球科学专业是昆士兰大学本科教育的尖端科学专业之一，非常受重视，加之昆士兰大学为泰晤士报全球排名前60的高校，其课程体系相对科学完善。笔者现就职于太原理工大学地球科学与工程系，讲授“岩石学A”课程，自毕业至今一直从事岩石学助教、岩石学B主讲至岩石学A主讲，对岩石学课程体系的认识循序渐进，熟悉课程内容及课程体系；并且从本科至今经历了太原理工大学岩石学教学改革的一系列过程，非常了解其优点和缺点所在。2017年以访问学者身份在昆士兰大学进修学习，旁听并跟踪了岩浆岩与变质岩课程的授课过程，认为有些教学模式和教学方法非常值得借鉴。

基于以上认识和经历，本文将介绍昆士兰大学“岩浆岩与变质岩”的教学模式、教学方法、课后实践和野外实习等内容，指出其课程体系的特点，旨在通过对比分析完善太原理工大学的岩石学教学改革，推动学科发展；也希望对国内从事该课程教学同行予以启示，促进国内地质课程的改革与进步。

1 地质矿业课程教学特点

澳大利亚昆士兰大学本科生把该课程的名称为Igneous&Metamorphic Petrology，是本科二年级第二学期的必修课程。对于澳洲国内学生，可以是全日制和非全日制两种选择，国际学生则必须为全日制。因为部分学生有工作经历，所以学生的整体平均年龄水平大于国内。笔者通过课堂听讲，实践练习跟踪，认为昆士兰大学该课程具有以下特点。

1.1 课程内容设置

（1）课程及课时安排。该课程设置与太原理工大学2000版教学大纲类似，将学科分成两门课程，“沉积、地层及古环境Sedimentology,Stratigraphy and Palaeo-environments”列 为 一 门课，要在本科二年级第一学期先修，该课程安排在第二学期。教学大纲列出学习该课程要先修“行星地球”Planet Earth The Big Picture或“地球进展和工程地质材料”Earth Processes&Geological Materials for Engineers和矿物学Mineralogy这两门课程，或者与这两门内容类似的课程均可。这样安排课程的原因在于获得自然科学专业的本科学位，要修满64学分，有些课程是必修的，有些课程是选修的，其选修的含义是每个学生可以自由选择课程来学习，而不是全班选修。

课程安排是13周（含野外实习），2个学分;每周两节理论课，三节实践课（一周因为节假日没有安排实验），同时单独安排一天春溪公园野外岩石认识实践。为保证教学质量，主讲必配备1个助教；本科生班级容量较国内小，偶有旁听生，固定学生一般在16-20人之间，但仍配备助教，协助学生进行疑难解答。此外，每个学期安排四次科学论文讨论。

（2）课堂讲授内容及参考教材。与国内的授课内容自成体系不同，昆士兰大学该课程内容主要分几个部分：起源与性质，分异作用，结构与侵位模式，地球化学，不同构造环境下的岩浆作用；变质作用机制与变质作用类型，变质岩结构与成因，变质岩相，变质反应平衡及温度-压力-时间P-T-t路径等，这些内容基本上都是按知识点讲授，课程衔接与过渡不及国内明显。

因此在参考教材方面也进行分类推荐，分别列出教科书、参考书和拓展读物等书目，这些书目的内容在讲课和实践过程中都会涉及，学生只有真正的读过，才能很好的完成作业和考试。2017第二学期推荐的教科书是Winter(2014)“火成岩与变质岩基本原理”[2]和Raith（2012）的“显微镜薄片鉴定手册”[3]。参考书为 Nesse（2013）“光性矿物学[4]和 Klein（2008）“矿物学手册”[5]。拓展读物则为昆士兰大学的图书馆资源。教师在课程教学中非常注重原理，所以图的内容占用了较多课时。

1.2 课程教学方法

教学方法上基本和国内相差不多，理论与实践相结合，每周两节理论课三节实验课（12个实验），实践课时多于理论课时，其中理论课以多媒体PPT为主，辅以板书；实践课主要包括课堂实验与野外实习，实验紧跟理论内容，每节实验课前讲授实验内容、注意事项和观察重点，实验课配对相应的理论课，随讲课进度推进。课程结束后会单独安排一天春溪公园野外岩石认识实践，野外实习报告将作为成绩考核的一部分内容。课程学习中间会安排两次课堂测验，一次为显微镜学课堂测验，一次为岩浆岩与变质岩课堂测验，测验成绩也按比例入总成绩中。

教学过程中比较特别的是四次科学论文讨论课，学生组队分工制作PPT，团队报告，每个学生针对论文不同方面内容做现场陈述和自由问答。第一次便讨论Keith（2017）的新作，“火山口下：岩浆的存储与喷发机理”[6]。源于教育理念的差异性，昆大本科生的PPT制作水平已经比较专业，表达能力也很强，非常自信而且勇于表现。

此外，为了让学生更好的掌握专业知识，昆士兰大学地球与环境科学学院配备了充足的学习资源，多个计算机中心开放使用，内含SPSS,Matlab,GIS（ESRI ArcGIS products），PAST,Geochemist Workbench and MapInfo，ERDAS Imagine;ENVI/IDL;Trimble Def i niens等地理、地球化学和制图软件，同时提供论文、报告写作和图形编辑在线指导教程。实验课也基本是每个学生均单独配备一台蔡司高级显微镜和电脑，用于岩石学显微矿物组成、结构和构造观察，另配两台扫描电子显微镜及便携式荧光仪器等用于简单的地球化学分析。

在教学方法上，昆士兰大学的教学模式与方法完全达到了理论与实践、传统与现代科学技术相结合，师生完美互动的良好效果。

1.3 成绩评定

昆士兰大学本科课程体系的成绩评定都采用多元化标准，不同课程略有差异。岩浆岩与变质岩课程中的最终成绩比重分布如下：课堂论文讨论占10%；实验报告和课后作业占15%，课堂测验占5%（第一次显微镜占2%，第二次理论知识占3%），野外实习占10%，实验考试占20%，期末考试40%。考试时间120分钟，试卷题型包括多选题、名词解释、简述题和论述题，题目范围涉及课堂理论、实验和野外实习，其中论述题部分特别标明会考察野外露头、手标本或薄片素描。最终成绩被分为7等级，1-3级为不及格，分数分别为1-24,25-44,45-49;4-7级分别为及格、中等、良好和优秀，分数分别为50-64，65-74，75-84和＞85。

2 课程教学思考与启发

通过对比分析，虽然从教学模式和教学方法上我校与昆士兰大学存在若干差异，但其考虑整体教学资源背景的原因（昆士兰大学全球排名前60），亦不能刻意求新。昆士兰大学该课程教学方法的传统与现代相结合、期末考核内容的多样化是非常值得借鉴的，如穿插的科学论文讨论内容，既学习了基础理论知识，又掌握了科学前沿；实验过程中既掌握了最基本的光学显微镜用法，也了解了较为先进的现代技术手段；期末成绩的考核方法既有利于学生发挥主观能动性，锻炼学生不同方面的学习能力，也能帮助学生提前了解今后从事本专业要涉及的工作内容。

在本校讲授岩石学课程期间，笔者本人也多次感觉课程结束在即，却如哽咽在喉，缺少一个环节来完善理论内容，虽然课程安排上，继大三上学期为期6周野外地质填图之后还要进行1周的岩矿鉴定课程设计，但因不能实时总结，效果大打折扣，个人认为增加一天的野外岩石认识实践非常必要，既可以作为实践课，也可以复习总结。总体而言，昆士兰大学岩浆岩与变质岩课程设置在考查学生学习能力方面优势明显，值得借鉴，国内地质类院校可以结合自身实际情况进行参考，多元化改革，推动我国矿业类工科院校地质教育的发展。