教学方法
地球科学是一门实践性的科学,近年来实验中心进行实验教学体系改革,形成了基础实验课程教学-野外实践教学的两层次实验实践教学体系,并进行实验课程体系和教学方法的改革,改变了实验教学单纯作为理论课程延伸和动手能力培养的传统理念,提出了基本技能培养为基础、创新能力培养为目标的 “三位一体”教学模式:即“实验基本能力的培养-综合实验能力的训练-创新意识和科研能力的培养” 三层次递进的实验教学模式。
第一层次:课堂实验教学
主要用以巩固课堂基础课程学习的知识,进而为培养学生的动手能力和创新思维打下基础。共开设31门实验课程,实验项目达265项,主要在教学实验室体系完成。教学实验室体系主要由基础地质综合实验室、水文水资源综合实验室和地质工程综合实验室组成,承担着南京大学地球科学与工程学院每年400余名本科生和地理与海洋科学学院120人的实验教学任务,年均工作量约为9.7万人时数。
在实验内容安排上,主要考虑学生获得地球科学的基本知识和技能,并且使学生掌握认识地质现象和地球物质的能力,初步建立地球科学的基本思维方式以及实验规范。
同时,所有实验室都装备了现代电化教学仪器设备,60多台多功能显微镜正在逐步实现显微图像的数字化改造,师生共同设计制作的光纤应变分析仪及超微型贯入仪已经获得了专利。
实验课程的考核以考察基本实验技能的掌握状况为主体,制定鼓励机制,引导学生进行设计性实验,在部分实验课程结束前3-4周,让学生在完成的规定实验外,选择其它内容进行设计性实验,结果作为实验考核的一个方面。一般来说,平时实验成绩占60%、期末实验考试占30~40%、设计能力考察占10%。
第二层次:野外综合实践教学
在基础地质课程和实验课程结束后,依托野外实习基地进行野外实践教学,培养学生牢固掌握基础地质知识,独立分析和解决问题能力,掌握地质工作中最新技术和调查方法,以便能独立地进行地质研究工作。为此,地球科学实验教学中心开设了两类的野外综合实践教学课程:
(1)综合地质学实践课程,即《普通地质学认识实习》和《区域地质测量实习》,均为必修课程。《普通地质学认识实习》是在一年级结束后开展的综合性野外实习,《区域地质测量实习》是二年级结束后进行的综合性实习。这两门野外实践课程都具有显著的综合性特色,是对所学专业基础课程的全面巩固和提高。为了保证教学质量,地球科学实验中心分别与南京武警消防指挥学校及巢湖市铸造厂共建了湖山“南京大学普通地质学地学教学基地”和巢湖“地质测量南京大学教学实习基地”。
(2)地球系统科学综合实践课程,是根据当代地球科学发展和学科交叉需要建立的综合性实践课程,由地球科学与工程学院、地理与海洋学院和大气科学学院的基地班学生组成(有时也吸收部分生命科学院学生参与),目的是从不同地学方向相互渗透和交叉融合的角度,培养学生的“地球系统科学”概念,从地球不同层圈相互作用的观点看待和研究地质作用过程和控制因素。该课程每年暑假组织一次,时间15至20天不等。目前以分别在兰州-天山、长白山和贝加尔湖等地建立了实习考察路线,取得了良好效果。
第三层次:科研能力训练
学生科研能力训练和创新能力的培养是高等教育的核心,地球科学实验中心一直重视本科生的科研创新能力的培养,以资助创新科研项目的形式、依托国家重点实验室进行了卓有成效的教学探索。
目前科研训练项目已经成为每一名大学生在校期间必须完成的学习项目,2007年起,依托国家人才培养基金和国家重点实验室每年设立二十项左右科研训练课题,组成2-3人的科研小组,配以相关指导教师,针对性地指导学生循序渐进地步入科学研究中来,逐步提高学生的科研能力和创新能力。近年来执行的学生训练项目,包括“国家大学生创新训练”项目5项,南京大学“985”“大学生创新训练计划”项目17项,以及国家基金委“地质学”人才基金资助项目15项。这些项目涵盖不同专业方向,供不同兴趣和特长的学生自主选题,开展科研训练研究。
2007年示范中心建设伊始,中心用申请到“国家理科基地学生能力训练”项目(180万),为我院本科生科研训练提供了新的经费支撑。依托该项目,分别于2007年、2008年和2009年三次组织2005级至2007级学生申报本科生科研训练项目,批准立项48项,平均资助强度6000元。参与学生112人,效果显著。
根据近5年来资料统计,有2篇毕业论文被评为江苏省优秀本科毕业论文,有4个研究小组在“全国地球科学类国家级实验教学示范中心创新性实习实验竞赛”中获奖。在校本科生每年都有3-5篇学术论文发表,有的还发表在国际高级别学术刊物上。
教学手段
在地学实验教学和学生培养方式上注重全面素质教育和学生动手能力的培养,配合教学,向学生全面开放实验室,同时,教学实验室也为学生在导师指导下,开展科学研究的基本训练提供支持,学生自主选题,可在实验室进行相关实验,对优秀学生进行特殊培养。
确立了基础型和应用型两类地学人才的培养模式,在教学改革实践中,初步形成“三三三”培养模式,强调“课堂教学——实验教学——科研活动”的三元教学模式,注重课堂教学和实验课程、野外实践的紧密结合,加强教学中的实验教学和实践环节,提高地质基础实习、区调实习和毕业实习三次集中实习的质量,建设教学实习基地,注重培养学生地质思维、动手能力和3S技能训练;设立学生创新实践基地,让学生早期介入科学研究。
把以学生为主,培养学生科学态度、创新意识和研究素质为主作为地学实验教学的中心理念,“激发学习地球科学的兴趣、培养严谨求是的科学态度、夯实地球系统科学的理论基础、强调科研创新能力”是本中心的教学目标。
中心着重强调:
(1)高水平的实验教学师资。充分利用地球科学与工程学院的学科优势和人才优势,确立实验指导教师的重要地位,吸引学术骨干参与实验教学,实现教学相长。
(2)全方位的开放。实验中心最大限度地实现既让学生掌握实验的基本内容,又让学生个性化得到发展的目标。在时间上向学生开放,实验内容上向学生开放,实验室空间上向学生开放。
(3)为学生学习服务的意识。实验室建设和实验室管理服从于学生学习,为教师教学和人才培养提供全方位的保障。