大学地球科学课程报告论坛论论文集2017---最终PDF057

256 “地球化学样品分析”课程信息化教学改革初探 汪明启 张鹤 （中国地质大学（北京） ，北京 100083） 摘 要：针对地质类仪器分析课程教学存在教材内容滞后、教学内容多课时少、教学模式没有完全信息 化等问题，结合学生的专业知识特点和实验室条件，提出了信息化教学改革思路，为全面提高课程教学质量指 出了明确方向。 关键词：地球化学样品 地质样品 信息化教学 仪器分析 “地球化学样品分析”是针对地球化学本科生开设的专业主干课程，面向地质、资源勘查 和地质创新班等专业本科生开放。 本课程教学重点在于使学生掌握地球化学及地质类样品分析 的基本原理、 特点及其解决实际问题的途径， 通过实验， 培养学生的实际动手能力和科研素质， 并为合理选择分析方法和评价各种分析数据质量提供必要知识储备。 课程教学分课堂理论教学和实验教学两部分。 理论教学重点讲授地球化学和地质类样品特 点、不同仪器原理、结构、操作方法，如原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱、X- 荧光光谱、质谱、电子显微镜、气相色谱等。实验课在实验室现场授课，在教师指导下，学生 自己动手完成样品测试。 在大数据时代，地质、地球化学学科发展离不开分析测试技术进步。因此，地质地球化学 专业的培养目标不仅要使学生掌握最基本的地质和地球化学知识， 还要让他们掌握最基础的实 验技能，以提高学生的科研素质。学生通过掌握各种分析方法应用原理、测定的元素、检测下 限、精密度、分析成本、工作效率及制样要求等知识，不仅为合理制定合理的分析方案，选用 最佳分析方法提供技术支持，而且可以发现新的研究方向和拓宽就业渠道。 与工业产品例行分析不同，地质类样品是自然物质，样品性质多样、均匀性差，基体影响 大，同时要求分析的元素多、元素含量范围大。因此，地质分析难度大。但地质类学生分析化 学基础和仪器知识薄弱，过去采用的理论课满堂灌、实验课内容固定的教学方法，学生参与度 不够，学习兴趣不高，无法满足创新性人才的要求。因此，迫切需要进行改革。 一、存在问题 课程分为理论教学和实验教学两个部分，对于地质、地球化学类专业来说，该课程的授课 对象知识储备不够，实验场地和配备的分析仪器有限，因此，课程以前在教学存在以下几个方 面问题。 “地球化学样品分析”课程信息化教学改革初探 257 （一）课堂教学 课堂教学目的是让学生掌握地质地球化学样品分析的理论知识。 1. 教材建设滞后 由于种种原因，课程一直以 20 世纪 90 年代张承亮主编的地球化学样品分析教材为参 考，结合其他“仪器分析”教材进行教学。前者由于时代久远，导致知识陈旧；后者则缺乏针 对性，内容往往大而全，泛泛而谈，对于地质类样品的检测方面深度不够，教材适用性不强， 严重影响教学效果。 2. 内容多课时少 现代仪器分析技术发展速度快，各种新的技术不断出现，要讲授的内容越来越多；另外， 地质类样品性质多样、基体复杂、均匀性差，需要分析元素，加上地质研究领域不仅涉及无机 组分，还要兼顾有机组分，不仅涉及元素含量，还要考虑物质结构。因此，为了使学生全面了 解分析技术，需要讲授内容非常多，在有限的课时内完成教学难度较大，迫切需要改革教学方 法。 3. 教学模式需要完善 过去课堂授课虽然采用 ppt 加板书教学模式，但分析技术是一项实操性很强的知识，加上 学生缺乏知识储备，老师满堂灌的教学模式很难引起学生兴趣，教学效果较差。 今年开始，课程开始采用各种信息化手段和资源，初步实现了 PPT、视频、动漫相结合等 新的多种模式，使得比较难懂、枯燥的仪器原理、仪器结构、运行过程等知识教学变得形象、 生动，促进了教学效果的提高。 （二）实验教学 1. 配备仪器设备不足 作为教学实验室，一般仪器种类不齐全且缺乏大型高精尖现代仪器，很多内容无法开设实 验课；其他仪器配套数也无法做到人手一台，因此，实验教学一般要分组进行。 2. 学生参与度不够 实验课内容由老师确定，学生只能跟着老师做实验，无法发挥学生主动学习积极性。 二、改革设想 （一）课堂教学 1. 加强教材建设 为了提高教学效果，尽快组织人员编写教材。教材不仅要求体现现代仪器技术进展，而且 要求结合现代地质、地球化学学科发展需要。 2. 利用信息化教学方式，提高课堂教学效果 “地球化学样品分析”具有很强的实践性，同时又具有严谨、系统的理论知识，是一门理 论与实践紧密结合的课程。课程所需教学资源除了主教材外，还包括相应的辅助教材；除了多 媒体课件，还应包括丰富的信息化教学资源：QQ、微信公众号、电子教案、素材库、试题库、 教学视频、动画、微课、网络教学平台等。 大学地球科学课程报告论坛论文集（2017） 258 为了在有限的课堂教学时间里，让学生学习更多的知识，除了老师利用信息化资源使课程 内容趣味化、直观化外，还必须利用信息化手段，让学生从被动接收变为主动求索，大大提高 进行效果。 （1）完善信息化课件 目前课程虽然初步将视频、动漫技术与信息技术的有效融合，制作包含声音、语言和图片 等教学情境的课件，让学生能够受到感官刺激的同时，获取必要的相关知识。这些手段在讲授 各种仪器涉及原理时，动漫技术能够将枯燥难懂的物理现象形象、生动地表达出来，不仅提高 学生学习兴趣，而且可以节省讲授时间。但由于今年第一次采用，还需要不断补充完善。 （2）教学过程信息化 充分利用信息化手段，让学生参与整个教学过程。 课前教师将课前学习资源上传到 QQ 群、微信群空间，通过 QQ 群、微信群等发布课前预 习通知；学生则及时下载网络平台及 QQ 群内资源，根据任务书完成微课程、教学视频及其他 电子课件的浏览，针对老师提出的具体要求完成预习报告，同时通过 QQ 群、微信等方式向教 师反馈问题。 课间老师利用电子课件（ppt） 、视频、动漫等多媒体课件讲授课程，学生可以随时提出问 题，达到互动教学的目的。 课后老师针对上课过程中出现的问题，及时补充 QQ 群的学习资源。 （二）实验课 1. 建立仿真实训平台 为了弥补因学生多、 实验室缺乏设备和设备数量不足， 导致学生动手实践能力不够的缺憾， 通过仿真软件的模拟操作，使每位同学都能熟练掌握分析仪器的使用。 2. 学生参与实验方案制定 为了改变实验方案有老师制定，学生只是机械地完成实验，学生对样品准备、试剂选择、 处理方法等缺乏了解，无法得到实战化锻炼。因此，必须建立综合设计性的实验教学体系，使 实验课授课模式从教师主导转变为学生主导，培养学生自主解决问题的能力和创新能力。学生 可以自己准备样品， 并制定实验方案， 老师根据实验室条件， 对方案进行审核并准备实验条件， 师生共同完成实验教学过程。 三、结语 作为地质类专业重要课程，为了提高教学质量、培养学生的动手能力， “地球化学样品分 析”