《地球科学概论》教学课程设计探讨与实践

杜 银

(南京信息工程大学 大气科学学院，南京 江苏 210044)



《地球科学概论》教学课程设计探讨与实践

杜 银

(南京信息工程大学 大气科学学院，南京 江苏 210044)

摘要：根据地学类专业需要，结合当前社会经济发展需求和学生自身条件，提出了应合理科学地设置《地球科学概论》的具体教学内容、教学难点和重点，为了充分调动学生们学习科学知识，培训专业基本技能和思考科学问题的积极性和主动性，教师要合理安排课堂教学内容，探索新的教学方法方式，提高教学质量和水平。

关键词：《地球科学概论》；教学方式；教学质量

1引言

地球是一个巨大和复杂的动力系统，也是一个开放的系统；同时，它也是一颗正在运动和演变的星体，具有独特的圈层结构和地表环境。目前，随着全球的经济快速发展，人们的物质生活水平在大幅度提高，但我们面临的难题和挑战也在不断增加，比如人口控制、资源开发、环境保护、减灾防灾和经济可持续发展等，这些重大问题都与地球环境有着密切联系。由此可见，人类社会的可持续发展离不开地球[1]。 “地球科学概论”是地学类专业的入门课，后续专业课程的基础课, 其重要作用在于使学生对地球科学有一个概略的、全面的了解, 培养学生的学习兴趣[2]。其教学目的是通过重点介绍地球科学的研究对象、研究内容和主要研究方法，使学生较全面了解现代地球科学的主要成就、基本知识和时空观念，训练学生掌握一些重要的基本技能，启发学生主动钻研地球科学的精神，鼓励学生的创新意识，增进学生学习地球科学的兴趣，使学生树立正确的人生观和世界观，同时为现在的相关专业课程奠定坚实的基础[3]。

2科学合理安排课程内容

“地球科学概论”课程是地学类专业(比如大气科学、遥感和大气探测等专业)的本科入门课。这门课程内容信息量大，具有空间尺度的广泛性与微观性，时间尺度的漫长性与瞬间性，地球系统的整体性与分异性，自然过程的复杂性与有序性等特点[4]，教师如在有限的学时中讲授内容面面俱到，学生会感到所学内容庞杂，难以形成系统；如果教师授课内容过于深入，对于学生而言，学起来吃力，学习兴趣也会降低。针对这些问题，教学内容设置的原则主要贯彻少而精、全而新，即在涵盖“地球科学概论”课程主体内容的基础上，尽可能多地引入当前地球科学研究的重大新认识、新进展和新突破，并与资源短缺、环境恶化等现实生活问题结合起来讲述。通过此课程的学习，使地球科学各专业的学生树立起科学的自然观、辩证观和可持续发展观，可将所学的理论知识应用到实际中，培养学生们提出问题、解决问题和实践动手能力，最终达到为国家现代化建设增添人才的目的。

“地球科学概论”这门课课程内容主要分四大部分：①地球系统的相关背景知识简要介绍，重点讲述天球坐标系、天体运动规律和时间的计量；②简要介绍地球表面特征，包括地形和地貌和地球内部结构，重点描述大地构造学说； ③重点讲授三大重要圈层：大气圈、冰雪圈和水圈；④自然资源的合理开发和利用或地图投影。

首先，让学生对这门课有初步的了解，让他们知道前人是怎么看待与我们生命息息相关的地球，他们做了哪些工作，目前还存在些什么问题，地球是怎样起源，有关宇宙的演变发生了哪些重大事件和重要人物，然后激发学生学习科学热情和积极性，最后探讨我们关注的热点科学问题。

3探寻高效的教学方式方法

学生在学校中的学习是一个人成长为社会的有用之材的必需条件，研究和探索学校教育情境中学生学习的规律，对于学生个人及社会的发展都有不可估量的贡献[5]。笔者十分赞同陈蓉等关于学习和教学的观点，即学习是知识的获得，学习是知识的构建。在学生学习和教师教授过程中，教师的教学方法、教学手段和教学艺术直接关系到学生对知识的理解与获取，甚至影响学生对课程、学科的好恶取向。因此教师必需按照教学规律从专业课程的特点入手充分利用各种教学资源，尽量采取通俗易懂的教学语言教好书育好人。新颖、鲜活的教学方法是吸引学生注意力，提高学生学习兴趣，保证教学质量的捷径。随着信息技术的发展,教师要与时俱进，积极主动改进以往的传统教学方法，并结合当前新的教学手段，将多媒体、网络、数字博物馆、虚拟野外实习等多种多样的辅助教学系统应用到“地球科学概论”的教学中。教师的课件制作力求达到重点突出、内容清晰和说理生动、条理性强，并穿插形象的图片及短片视频等丰富内容，避免单调。力图以图文音画并茂的高质量课件吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性与学习兴趣。最为关键的还是教师的讲课质量。教师们传道授业解惑，分析疑点，给学生选留思考题，对启发学生，发挥学生主观能动性非常有益。教师教学的最高境界是使学生能在轻松、愉快的教学环境中学习知识和掌握基本技能。教师讲授课程时尽可能的不采用照本宣科方式，而是注重引导启发，注重理论结合实际，通过实例深入浅出地讲解难点、重点问题。

比如在讲授到地貌时可以以桂林和黄土高原为例。由于桂林温度较高，降水量较大，地表径流相对稳定，流水侵入石灰石把裂缝扩大变成地下洞穴，降水使流水得以更新和有效补充，于是地下洞穴慢慢地变成地下河道。水是自然的雕刻师，千百年来它都在无情地雕刻着石灰石，缓慢的腐蚀作用造成了今天看到的桂林山水。而黄土高原位于温带季风气候区的边缘，沟壑纵横，气候较干旱，降水稀少，较易形成沟，较难形成河流。利用动漫演示或图片展示不过几分钟，但是可以给学生留下了深刻影响使学生充分理解了地貌的形成、地壳的上升运动、风化剥蚀作用、地下河流以及洞穴的形成过程等。又如大陆漂移，通过多媒体的大陆漂移的动漫循环演绎，让学生们形象的了解到两亿年前地球上所有陆地是连在一起的超大陆，后来慢慢分裂漂移形成了当今的格局，经过演示学生有了明确的概念。再来从古生物、古气候、地形地貌、岩石圈层等方面的证据证实大陆漂移学说，使得学生对此理论认识清晰。大量具有典型意义的地质现象图片，令人赏心悦目，一些多解的地质现象，也给学生留下了无限遐想空间，使学生既掌握了学习内容，又培养了科学的思维方法、分析推理和创新精神，大大激发了学生对本门课程的学习兴趣，教学效果明显。

对大气科学专业的学生来说，大气圈的基本结构特征和内部系统如何演变等科学问题都是他们十分关注的。大气的运动与不同种类的作用力有着密切联系，即由于力的作用而产生大气的运动，其中有一个地转偏向力，也叫科氏力，对大部分学生来说比较难理解。那么，我们将如何来讲解这个力，让学生容易接受和理解？可以利用举实例来引入这个概念。首先提出“我们生活在北半球，为什么火车运行方向轨道的右侧比较光滑？”这个问题接着问南北向的双轨火车为什么要设置成右侧轨道火车运行方向为北，而左侧为南？带着这样的问题，我们设计了一个有趣的试验，即在一张白纸上画直线段并定南北两个端点，选取北端点为起点，从该点按原方向匀速画直线段，同时顺时针匀速转动白纸。接着，类似方法，开始点仍取北端点，旋转方向改为逆时针匀速转动白纸。比较新画出的两条“直线段”与原直线的差异。这种差异产生的原因用地转偏向力的公式来解释，并进一步讨论地转偏向力的物理含义。通过亲身实践，学生很容易接受和理解地转偏向力的概念和各项物理含义及其应用。

4结语

教师要积极改革教学方法与教学手段，采用启发式、讨论式、互动式教学方法，配合多媒体音像教学、电化录像片观看教学、典型实物、模型、挂图例析等多种教学手段，将传统的教学手段和现代教育技术完美结合。我们不仅要掌握这些教学方法，而且还要能够灵活运用，提高教学质量，通过这门课程把学生引入地球科学的殿堂，使学生对本专业发生极大兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生实践精神和创新精神。

参考文献：

[1]杨桥，王子煌.关于《地球科学概论》课程教学的思考[J].中国地质教育，2002(3):39～43.

[2]万天丰.关于《地球科学概论》的教学指导思想[J].中国地质教育,2006(2):47～52.

[3]陈蓉,董敏,唐晓慧.《地球科学概论》教学方法探讨[J].教育文化论坛,2011：106～108.

[4]周新民.中国地质教学之我见[J].中国地质大学学报(社会科学版),2002(2):51～52.

[5]王小明.学习心理学[M].北京:中国轻工业出版社，2009.

收稿日期：2016-04-26

基金项目：江苏高校品牌专业建设工程资助项目(编号：TAPP)；江苏高校品牌建设工程一期项目(编号：PPZY2015A016)

作者简介：杜银(1978—)，女，讲师，博士，主要从事区域气候诊断分析和数值模式模拟方面的教学与研究工作。

中图分类号：G42

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)11-0205-02

Exploration and Practice of Teaching Curriculum Design of 《Introduction to Earth Science》

Du Yin

(CollegeofAtmosphericScience,NUIST,Nanjing,Jiangsu210044,China)

Abstract:Based on the demands of the earth science majors,according to the demand of social economic development and students own conditions, the specific teaching content, emphasis and difficulty of the Introduction to Earth Science (IES) should be picketed scientifically. In order to increase the scientific nature, vivid and interesting of the IES, teaching contents is reasonably arranged, new teaching methods is explored actively and teaching quality and level will be improved.

Key words:Introduction to Earth Science; teaching methods; teaching quality