矿山地质学的概念范文

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一、教学现状

1.国内形势

如前所述，采矿工程专业的地质学内容涉及广泛，包括了基础地质学到具体应用于矿山的地质知识。这样的知识体系甚至可以相当于地质类的专门人才所具备，不同之处在于对采矿工程专业要求注重理解和整体把握。

在80年代，采矿工程专业的地质类课程一般分为“地质学基础”（45～90学时）和“矿山地质学”（36～45学时）两门课，前者主要讲授地质作用、矿物、岩石、地质构造、地形地质图和矿床地质等基本知识；后者则讲授矿床学、水文地质、地质勘探和矿山地质工作等采矿工作者必须掌握的地质工作基本方法。笔者统计了国内已开设采矿工程专业的主要高校近年来对地质类课程的教学安排（通过各高校主页资源），见表1。

表1 国内各高校采矿工程专业（本科）地质类课程开设情况

虽然以上各校对地质课程的安排各异，但其中绝大部分是将地质学糅合为一门综合课程，学时基本控制在50～60内，其学时基本与采矿工程专业核心课程，如井巷工程、矿井通风安全等课程的课时量相当。这之中尤以东北大学（采矿工程专业为国家重点学科）突出：总量大――地质类课程总课时达到150个；分类细――普通地质学、矿山地质、水文地质这样的组合既夯实了地质基本功，同时也突显了采矿工程专业对地质知识的应用。

2.实际教学中的瓶颈

笔者担任的采矿工程专业地质学教学任务，64学时的综合地质学。教学中遇到的问题大致归纳如下：

2.1学时紧凑。用一门课程阐述一个学科的工作思路，致使大部分内容都要精缩。结果就是知识的展开有限，对于学生的自学要求更高。

2.2效率不高。作为一门独立课程，行课必须安排在一个学期内，学时多的课程就意味着周学时量加大。地质学作为专业基础课通常安排在大一、大二学年，学生同时还要修读很多公共基础课，学习压力较大而无暇扩充地质知识。并且由于知识量大，教学中明显感觉到学生对本门课程的热情下降、后期出现畏难情绪。同时期末考试的复习量加大，导致大多数学生疲于应考，知识的消化吸收不到位。

二、对策思考

本文所探讨的问题是广大同行都面临的困扰，从矿产资源类专业的地质学教材的发展也可以看出。徐九华等人主编的《地质学》教材至今已修编至第四版，针对性及应用性极强，适应采矿工程专业地质学学时少、内容多的趋势。

建议将采矿工程专业的地质理论教学分为两门课程：基础地质学和应用地质学。基础地质学涉及的是如内外动力地质作用、岩石、矿物、褶皱、断层、矿床等基础概念；应用地质学则是指具体应用到矿山工作中的勘察和水文地质研究等。两者之间有承接关系但交叉甚少，可以独立实施教学。如此一分为二，可以很好地解决前文提到的教学瓶颈。

基础地质占40学时，内容涉及：内外动力地质作用、岩石、矿物、常见地质构造、阅读地质图和矿床学概论。应用地质则包括：矿产资源勘查简介以及水文地质基础等应用性很强的矿山地质工作基本内容，占用24学时。将这两部分划分为独立课程，各自行课与考核。这样的课程设置避免了一门课程“大锅炒”容易导致的负面影响，提高学生课余时间自我充电的效率。

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二、研究型教学理念与高校教材创新

现代教学理念提倡，知识的生成不是单纯个人的事件，而是通过彼此之间心灵的交互作用建构的，人是在社会文化情境中接受其影响，通过与他人的交互作用来建构自己的见解与知识，这种社会建构主义兼容了“反映”与“建构”两种机制。研究型教学是一种以现代教育教学理论为基础，以教学和研究相结合为基本原则，以提高学生综合素质和自主创新学习能力为宗旨，以培养学生的问题意识、探究意识、创新精神和实践能力为重点的教学活动过程。研究型教学中“教”的特点是:教师注重对学生的开放指导、过程教学和合作参与;“学”的特点是:学生的学习具有自主性、可选性和复合性。研究型教学与“社会建构主义”为核心的现代教学理念具有高度的契合性，是现代教学理念的集中体现。首先，二者的价值取向完全相同，都强调学生自我思考、探究和发现事物，而不是消极地“接受”知识，鼓励学生自主学习和个性发展，以培养学生的创新精神和实践能力为目的，表现出多元化价值取向。其次，二者强调的教学主客体关系也完全一致，都提倡应突出学生在整个教学活动中的主体地位，强化教师在学生学习活动中的指导作用，师生共同参与，以问题为中心通过探索、讨论等教学方法实施教和学的过程。“教材对教育理念的渗透发挥着重要作用，它已成为促进或阻碍教学模式转变的活跃而关键的要素”。研究型教学理念下的教材是基于全新的教学理念，求得学生人格健全发展的社会建构主义教材，它聚焦了社会文化和智慧的发展，为学生的智力发展、学术发展和终身学习奠基，它会让更多的学生因为它的存在而爱上这门学科，走向最宽广的科学研究的路。无疑，研究型教学理念的融入是高校教材建设创新的必然路径选择。

三、基于研究型教学理念的高校教材建设探索

《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》(教高［2011］5号)中关于教材建设的方针和目标中里提到:“教材建设要锤炼精品，改革创新。鼓励编写及时反映人才培养模式和教学改革最新趋势的教材。”近年来，北京科技大学本科教学改革的导向，逐步从传统教学模式转变为对研究型教学模式的引导和激励。2007年，张欣欣校长在全校本科教学工作会议上做了“研究和探索研究型教学模式，培养创新人才”的主题发言，正式拉开了研究型教学改革的序幕。近几年，学校大力提倡和推进教师开展研究型教学，目前共立项建设147门研究型教学示范课，涵盖全校13个学院的主干学科、基础学科、优势学科和前沿学科，形成了开展教学方法改革的良好氛围。“教材是反映教学内容和课程体系的重要标志，教学内容和课程体系改革的最终成果必须落实到教材的编写上。创造性人才培养要求教材与教育教学改革同步”。基于此，学校对于精品教材建设的导向，更加注重将研究型教学课程改革与基于研究型教学理念的教材建设相结合，鼓励编写研究型教材。在研究型教学改革酝酿之初，许多教师主动把研究型教材的建设也列入课程建设规划。

(一)树立“教师即教材”的教学理念

北京科技大学首届国家级教学名师奖获得者余永宁教授，从教半个世纪以来从未间断本科教学改革，从20世纪60年代的“现场教学”、70年代的“结合课题教学”到新世纪开展“研究型教学”改革，都凝聚了他与时俱进的大学教学理念，余教授提倡将教学理念融入到教材建设中。余永宁教授所在的材料学国家级教学团队牢固树立“教师即教材”的理念，该团队包括了3名国家、北京市教学名师，多名材料学专业资深教授，共同打造了系列研究型教材，“十二五”期间，共有5部教材获得北京市精品教材和国家“十二五”规划教材。余教授在讲授材料专业基础课程———金属学原理时，结合时代对学生的要求，注重把数理化、力学及材料学等多方面的知识融入教学和教材编写中，源于他本人精深的科学研究和凝练、精湛的教学技艺，编写出国家重点教材《金属学原理》。近几年，古稀之年的余教授结合研究型教学最新理念，追踪科学研究的最新进展和国家对创新型人才的要求，以注重全面培养学生综合能力为宗旨修订再版了《金属学原理》，该教材被同行专家誉为“我国迄今为止内容最丰富、系统和深入的金属学原理教材”。近年来，随着材料研究与应用领域的交叉渗透加剧，材料功能也由单一化向多元化发展;另外，虽然根据无机非种类的不同和性能要求的不同，各种无机非的生产方法有较大差异，但从整个无机非的生产过程来讲，其制备过程又有着很多共性。近年来，同样由余教授领衔主编的《材料科学基础》融入研究型教学理念进行修订再版，教材注重材料科学与工程专业宽口径培养的特点，编写内容涵盖金属、无机非金属及高分子材料等，同时兼顾结构材料与功能材料，结合学科前沿最新进展，从基础层面上对各类材料进行综合与融合。北京科技大学材料学院周张健教授主编《无机非金属材料工艺学》教材打破传统的课程体系界限，突出无机非共性的工艺技术和原理，加强学生的基础知识，并向“宽”和“深”两个维度发展，使学生全面系统地掌握无机非的工艺原理和过程的共性与个性问题，理解工艺因素对无机非产品性能与结构的影响，并能从技术与经济的角度分析各类无机非金属材料生产中出现的问题，提出改进生产的方案。可见，高校教师不只是教材的执行和传递者，更是教材的开发者、建设者，教师摒弃了“以教材为本”和“教教材”的旧观念，确立“以人为本”和“用教材教”的新理念，通过创造性地建设教材，培养智能型和复合型人才。

(二)提倡“教材”变“学材”的思路

教育哲学家阿弗烈•诺夫•怀特海(AlfredNorthwhitehead)认为，教育是一种充满生机、富有朝气和活力的节奏性跃动，这是一个发现的过程，一个逐渐习惯于奇特想法的过程，想出问题并寻找答案的过程，设计新体验的过程，注意新的探险活动会引起什么结果的过程［8］。随着新时期知识更新速度的加快和知识面的迅速拓宽，高校教材的任务不再仅仅是给学生多少知识，更为重要的是教会学生解决问题的方法。《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》(教高［2011］5号)里明确要求:“要注重教材内容在传授知识的同时，传授获取知识和创造知识的方法”，因而，研究型教学理念下的教材必须树立将“教材”转变为“学材”的思路。北京科技大学具有浓厚行业特色的实习教材也探索融入研究型教学理念，以《热能与动力工程专业实习教程》为例，该教材编写内容取材于具有世界一流的先进生产技术、生产流程以及最先进管理经验的代表性集团公司，基于研究型教学理念，教材引入了学生自主学习的模式。在实习前，引导学生利用该教程进行预习，教材中有意识地设置问题情境，并让学生试着提出问题，回答教材中提出的问题，带着预习时思考的问题与猜想进入现场实习，使学生运用自身拥有的最基本的知识、经验、技术去提出问题和解决问题;学生进入企业实习现场，通过切身的实践实习，感受并与现场人员的交流，在他们面前展示事物不同的侧面，让学生利用已有的知识储备和联想能力去探究、寻找各种可能的答案，深入思考并验证猜想;离开实习现场后，学生利用教程进行复习、总结，提升实习效果。教材在编写中融入培养学生正确的思考方法、学习方法和应用知识解决问题的方法和紧跟时代、不断获取本学科新知识的能力，适应了新时期社会对创造性人才的需要。为培养学生探究能力和发散型思维能力，教材精心制作了配套的光盘，充分利用多媒体技术优势，对现场难以看到的场景进行动画演示，并对实习内容(如不同工艺流程)进行对比分析，加深学生的理解与体会;本教材还具有弹性学习、分流培养、宽口径、重实践的教学特点，很好地解决了高等学校实习存在的问题，这在当前工科院校工程类实习教程中迈出了重要一步，符合当前卓越工程师建设工程对学生提出的新要求，受到同行好评，被评为北京市精品教材，并入选第二批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

(三)体现知识的“生成性”逻辑

研究型教学理念下的教材更能体现出知识的“生成性”逻辑。我校北京市教学名师杨炳儒教授结合自己多年的教学经验，带领教材编写团队与国内多所高校的一线教师进行充分讨论，创造性地提出国内颇具特色的认知结构教学论(简称KM教学论)，在开展离散数学课程研究型教学的探索与实践中，将研究型教学的基本内涵与KM教学法相结合编写出《离散数学》。教材体现了“知识逻辑结构核心论”的教学思想、“双图融合”的教学机制、“教学回路”的教学模式、“立体塔式结构”的教学内容、“三段论式”的教学方法，突破了传统的将离散数学视为“拼盘结构”的理念，吸纳结构主义理论，形成“结构关联”的新理念;在该教材中，数理逻辑和集合论作为两块基石，其上的代数结构、序结构、拓扑结构和混合结构生长出许多数学分支，同时各分支间交叉融合形成了庞大的离散数学乃至全部数学的理论体系;教材演绎铺展的路径如下:全书概述—篇引论(树形类化图)—章粗概图—章应用概图—按节展开(核心知识点、嵌入思维形式注记图、每节小结)—章习题类化(常见题典型解析)—章知识逻辑结构图—扩展阅读—习题—篇知识逻辑结构图。该教材在模式与体例上与学生的认知规律完全吻合，具有很强的启发性，获得2013年度北京市精品教材称号，入选第二批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

(四)展现“集体学习的文化”

受传统教学理念的影响，一些高校教材倾向于预设凝固的知识、教学内容和整齐划一的标准答案。教育家约翰•杜威(DeweyJohn)犀利地指出:“他们惯用‘非此即彼’的公式来阐述他们的信念，认为在两个极端之间没有种种调和的可能性。当他们被迫承认极端的主张行不通的时候，他们仍然认为他们的理论完全正确……”事实上，尽管在学习中外部信息有共同的来源，但由于每个人的经验、基础、已有认知结构的差异(以及内部自治信息的差异)，加工的方式和结果也就不尽相同，知识具有一定的个体性和主观性。为了解决这个问题，研究型教学理念下的高校课堂教学不再被预先设计、安排、框定与规制，教材内容也不再是不可辩驳的权威，教材编写者的职责与使命不再是将所谓的“正确性”知识有序、工业化地“组装”在一起，作为一种僵化、恒久不变的学习材料传递与灌输给学生。北京科技大学北京市教学名师张群教授主编的“十一五”国家级精品教材、“十二五”首批国家级规划教材《生产与运作管理》(第3版)，强化生产与运作战略，教材中系统呈现了现代生产运作管理新概念和新方法，分析和讨论了各类典型生产运作管理系统的计划与最优控制问题，为深入研究新型生产运作管理系统提供新的思想和理论分析工具。该教材参阅了国外大量相关文献资料，注重呈现国外关于生产与运营管理研究的各种理论思想和学术观点，也充分展示中国传统文化中的管理思想。结合作者的生产管理实践体会，列举了许多典型的案例并进行了详尽的分析与研究。教材综合反映不同的学术见解，学生能从中接纳和批判多元见解，还能够接触到知识的不同侧面，思维。教材注重将相同的知识以不相同的方式呈现，不仅发挥了从信息的检索分析导向新知的“创造”功能，还具有从不同的目的与视角对知识进行灵活处置的“支撑”功能。该教材从第一版开始已经印刷20次、累计印刷10万余册，目前被国内许多知名高校采用，教材所具有的相互切磋的“集体学习的文化”是它之所以一版再版、历久弥新的重要原因。

(五)前瞻学科前沿知识

研究型教学理念下的高校教材编写不仅要注重前瞻新兴学科知识，紧跟科学技术的发展前沿，避免新学科不断出现、教材建设相对滞后的现象，还要以敏锐的目光关注全球学术前沿动态，时刻注意高校教材内容的先进性。北京科技大学作为国家批准的首批物联网专业和教育部特色专业建设的办学单位，在教材建设上，课程教学团队在全国范围内率先进行了积极的探索。物联网特色专业负责人王志良教授紧跟时展的步伐，及时将最新最快的知识反映在教材里，领衔主编了《物联网工程概论》教材，全面介绍了物联网相关的标签技术、传感器技术、无线传感器网络技术、智能技术以及时下热门的云计算技术，完成了物联网节点在信息获取和数据传输上的基础构建，为物联网信息的海量存储和处理以及智能的服务模式提供了解决方案，同时系统地分析了有别于普通网络安全的基于物联网安全的身份识别技术、密钥管理技术等，具有很强的前瞻性。本教材还系统地阐述了物联网研究的理论基础:控制论、信息论、人工情感与人工心理理论以及CPS理论，探讨了物联网的异构性和学科交叉特点，提出了新的科学问题。通过四届学生的教学实践，受到同行和学生的一致好评，同时被全国近百所高校物联网工程及其相关专业选为教材或教学参考书，已经进行了4次印刷，受到使用院校欢迎和业内专家的好评。适合创造性人才培养的教材应根据科技进步和社会发展的最新成果不断地充实和更新教学内容”。我校“十一五”“十二五”首批国家级规划教材《地质学》(第四版)，作者精心编写了地质学基础知识、矿床学、水文地质学、矿产勘查学和矿山地质学，对各学科相关的基本概念、基础理论和研究方法等进行了系统的阐述;再版时(目前正编写第五版)教材特别注重对近年来地质学，特别是矿产资源勘查领域的进展进行更新和补充。与此同步，编写团队还制作了融合多年来从事科研工作的成果和经验的内容新颖、手段先进的电子课件，包含了大量的野外露头、手标本、显微镜下图片和地质模型动画，在实际教学中已起到了很好的效果。教材不仅得到采矿工程、矿物资源工程等相关专业本科生的青睐，地质、矿业类专业研究生也受益匪浅，更成为已经毕业从事矿业工作的在职人员随时指点迷津的“宝典”。一部好的教材，其中的内容总能紧跟社会发展步伐，不断给予读者启示，也许当年阅读这部教材的学生已经成长为业界的精英，但其中的内容依然可以帮助他站在时代前沿，这也是《地质学》这部教材从第一版问世至今20多年依然带给读者巨大影响的关键。

四、结语

由于学校扎实推进研究型教材建设，“十二五”期间，由我校教师主编的教材获得“北京市精品教材”共21部，入选率较之同类高校高30多百分点;2014年，在第二批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材的评选中，我校入选率为80%，高出全国平均入选率(39%)40多百分点;由于一大批教师参与研究型教学课程改革和研究型教材建设，给我校本科教学工作注入了生机和活力，教学效果明显改善，学生的综合素质和创新能力明显提高，特别是在以下两个方面:

(一)学生提出问题、分析问题、解决问题

的意识有所加强由于一批研究型教材植入了教师开展研究型教学的新设计思路，体现了有利于学生进行研究性学习的新知识脉络，营造了各种有利于激发学生渴望探求知识的环境，许多学生反映，他们结合对教材知识点的思考后在教师的启发下提高了解决问题的能力。近三年，一些体现学生自己分析和解决问题的创新成果显著增加，例如软件设计、网站开发、专利设计、制作实物模型等许多项目获奖年增长率为20%左右。