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1、培育志趣，引导学生奔向地球科学大道张国伟，郭安林，董云鹏，姚安平西北大学大陆动力学国家重点实验室，地质学系，西安710069应邀参加南京大学主办的“普通地质学教学研讨会”，很高兴和与会的各院校诸位主讲普通地质学的老师们聚集一堂，交流教改。因我也曾当过普地教师，作为同行，倍觉亲切，并表达对普地教师们的敬意。近年因各种客观需求，使我常常思考和总结地质教学及科研的体会和认识。现有机会就普地教学的一些体会感受和老师们交流，简要概括为两点：（1）普地教学的目标和任务；（2）普地教学的关键所在。仅供参考，抛砖引玉，欢迎批评指正。1地球科学基本特征和普地教学核心价值与作用1.1 地球科学的基本特征这里首先需
2、从关系普地教学核心价值的地球科学基本特征说起。可以简要概括，凡是以地球为研究认知对象的科学技术，都属于地球科学。地球科学是人类永恒的需求和人类兴志与求知地球的科学。地球科学具有以下基本特征：（1）地球科学研究认知的是一个复杂、动态的行星地球系统（戴文赛，1977；汉布林，1980；格拉斯，1986；巴罗，1995；Kumpetal.,2022；孙九林和林海，2022；霍金，2022）,即宇宙中太阳恒星系内一个相对独立的行星复杂子动力学系统。它关乎着人类生存的根本需求和强烈求知兴趣的一系列基本科学问题。自人类诞生以来，探索、认知和利用地球的努力生生不息。（2）地球科学是高度复杂综合的大科学系统，
3、其研究认知的主题是：探索求知宇宙大自然状态中，天体地球系统如何形成与演化，探究地球在宇宙空间长期的天文地质综合交互作用所造成的一个特定与人类生存相关的行星复杂动态系统的时空演变规律，并服务于人类生存发展的认知和需求与求知兴志。地球科学研究的问题是完全在宇宙自然状态下物质的物理、化学、生物等多学科而非单学科的多样时空尺度的综合作用及其产物，并多属多因素复变量动态非线性级联效应的产物，极端复杂，迄今仍有很多基本问题未知或尚不能解决，致使地球科学现今仍处于理智与盲动交互的求索长途之中。地球科学是高度复杂综合的大科学系统（侯德封等，1974；Condie,1997,2022；中国科学院地学部地球科学发
4、展战略研究组，2022；萨根，2022）o主要包括三层含义：一是地球科学本身包括了地理、地质、大气、海洋、地球物理、地球化学以及相关科学技术等的多学科门类综合的全方位研究。二是研究问题常是物理、化学、生物等的交织综合作用的自然产物（林伍德，1981；中国科学院地学部，1999；霍金，2022；德韦弗，2022）,因而，多是自然科学的多学科交融的复杂综合科学系统问题（FOWler,1990；Windley,1995；Goodwin,1996；Keith,2022；张国伟和雷援朝，2022；国家自然科学基金委员会和中国科学院，2022）。三是常交织着人类社会的多样复杂综合作用，往往成为自然与人文科
5、学交织融合的复杂科学系统问题（张国伟等，1993；张国伟，2022）。所以，地球科学常构成综合复杂的大科学系统（PhinneyandDott,1989；Protheroetal.,2022）,要求地球科学研究人员需要以人类综合的知识，从哲学的思维高度去思考、研究探索。（3）地球科学问题多具反序研究和人类生存尺度不可实验验证的特性。由于地学问题多是宇宙、地质尺度的过程与结果，虽可以模拟,但尚无法以人类生存的有限时空尺度在实验室条件下验证研究，多是从客观存在的结果，反序去追索研究其初始、过程与机理，所以大自然就是地球科学的自然实验室和研究基地，故地球科学极其重视野外考察调查实践，是其研究的源泉，也
6、是其检验的客观标准。反序研究与不可验证性决定了地球科学研究的思维方式与特点，也是培养地学人才必须重视的问题，普地课程就肩负着这一重要任务。（4）地球科学研究需要构建地球科学思维，或者称采用地质思维的模式方法去开展探索研究和认知。地球科学问题的特质，既需要用数理化等学科的综合严谨逻辑思维，定性定量的数理语言来表达，又需要有感悟灵动的艺术以及释义构思和四维时空形象思维和综合的能力，使之具有非绝对严格数理表述，而又似与不似于艺术描绘的探究特点，所以地球科学是自然与人文科学的复杂综合科学。地球科学需要具有和构建相应的地球科学思维，地质科研人员称之谓地质思维的模式（赵鹏大和王亨君，1993；张国伟和雷援
7、朝，1993）,如像人的左右大脑，各司其责，既有逻辑思维，又有形象思维，两者自然深度交织融合，统一构成完整思维，如此才能应对和破解大自然中类似地球科学这样的综合复杂奥妙模糊迷茫问题的探求认知。所以地学研究需要逻辑思维与形象思维的综合，需要数理与艺术契合的探究认知论述，即需要地质思维系统与能力和哲学高层概括的综合创造发展。在人类认知长河中地学知识的现今状态，呈现出一方面对人类生存社会发展做出了不可替代的伟大贡献，知识成果巨大，但另一方面对宇宙、天体、地球诸多基本问题仍是迷茫无知状态，故还处于理智与盲动交织探索状态，任重而道远。然而，它又是人类永恒的需求，潜力无量，前景无限，其乐无穷而又艰难无比。
8、所以有诗云：“万物静观皆自得，四时佳兴与人同，道通天地有形外，思入风云变态中”（宋程颜），故需要“问渠哪得清如许，为有源头活水来”（宋朱熹）的创造性发展。（5）当今人类面对全球变化，人类社会可持续发展，对地球科学提出新的重大需求，地球科学正处于新的重大变革时代（中国科学院地学部地球科学发展战略研究组，2022；国家自然科学基金委员会和中国科学院，2022）o地球科学需要深化发展和突破，整体认识行星地球系统，深度扩展时空领域，上天入地下海，探索宇宙中的行星地球的过去、现在和未来的发展，探求生命、人类在宇宙、地球中的宜居发展本质规律（戎嘉余和黄冰，2022；张国伟，2022）,重新审视认识大洋，突
9、破性认知大陆，探知深部物质状态与动力学，与宇宙和类地行星比较，整体探索，构建行星地球系统理论，继承与创新地球科学认知，构建新的知识体系，推动地球科学发展，回答人类生存与发展的时代重大问题！面对此，无疑需要思考普地教学如何改革，在讲授知识和育人等方面将有何与时俱进的举动！1.2 普地教学核心价值与作用地球科学高等教育体系与课程设置中，一直设有普通地质学课程。它不只限于地质学科，而是所有地学学科的教学中，作为重要普适基础课程而设置的。虽根据各学科间的差异，内容详略有所变动，但一直设有此门课程。之所以如此，是由地球科学的基本特征与教学育人的需求和普地课程在地学高等教育中的核心价值作用所决定的。普地教
10、学的基本特点与核心价值作用，可概括如下。（1）普地是地球科学高等教育各学科共同的最基本的基础课程。由于地球科学的综合大科学系统的基本特征，地学各个学科主要是关于行星地球系统中不同分支的系统教学，但都首先需要对共同研究对象的地球要有整体统一系统的基本知识的教学和完整认识，是不可缺少的教学与学习基础和培养学生地球观念、知识与思维不可缺少的环节。普通地质学就是一部简明扼要全面系统高度浓缩的地球科学教课书，人类文明素质必备的关于地球的高级科普教材（夏邦栋，1984；陶世龙和万天丰，1999；刘本培和蔡运龙，2000；舒良树，2022,2022）o普通地质学教学担负着不可替代的重要任务，其课程的基本教学
11、内容、目标、任务就是给予地学学生对行星地球有一系统整体的了解认识和完整总体概念，从宇宙看地球，从地球内核到外层空间最基本的组成、结构、形成演化、动力机制，以及与人类关系等最基础、全面、系统而简明的基本知识、整体观念和各分支学科关系及其学习思维认知的特点方法，为后续课程教学奠定良好基础和培育学生学习的志趣，因此可以认为，普通地质学课程与教学，是地球科学高等教育各学科必学的通用普适的最基本全面系统的基础课程，在地学教育中，独占鳌头。（2）普地是地学专业教学第一课，具有开门见山、引领导向、培育地学志趣的重要功能，在地学教育中独领风骚（德韦弗，2022）o地球科学是人类知识中自然科学领域数理化天地生六
12、大基础科学之一,并是人类社会发展永续不断的基本需求，并成为地学持续发展的强大动力，形成强大的地球科学系统，支撑推动社会发展。地球科学教育也因此而随之发展壮大，但地学教育受自然与社会各种影响，发展中时有涨落，在我国更如是。在社会发展与地学教育涨落背景下，普通地质学始终是地学教育开门第一课，担当着引导地学教育一代代学生志趣导向，促使一代代学子成长成才，功不可没。在新生初入学，思想彷徨之时，普地课关于地球知识的传授，使初接触地学的年青学子视野大开，体会海阔天空，倍生兴趣，逐步兴志的走向地学殿堂。这一切都是从普地教学开始,并在其过程中增长，潜移默化，化作学子内心的志向、动力和科学追求，为地学发展和人才
13、涌现，无疑起到了培育志趣，奔向地球科学大道的春风化雨引导作用！所以地学教育第一课对地学发展与人才成长起到了独到作用，可谓地学教育第一课，独领风骚。（3）普地教学内容、实践与地学思维方法对地学人才成长发挥了独特作用，也是其教学的主要核心价值之所在。如何使处于茫然不甚了解的初学人，甚或不愿学习的学生在润物无声的孜孜教育中，感受感悟了解认识地学，并逐步开始内心喜爱乃至有志趣追求，做一个地球科学人，其中普地课程和教课老师给予的初始萌动和终生的启示、开路引导作用至为关键，不可度量，让人终生难忘。可以简要概括地说，普地教学的核心价值和作用是给学生展现一个完整美丽多彩的科学地球和整体多样的行星地球；完整概要
14、的基础知识和诸多诱人的科学问题，发人思考，奠定学习基础，又引导学生希望更多地了解和认识地球，开始产生志趣和追求，走向地球科学大道!2普地教学的关键所在教好普地课的关键是在于如何充分发挥好普地课在地学教学中的核心价值与引导作用，有三点体会和老师们交流讨论。普地教学的关键是于教师、教学定位与目标和教学内容与方式方法。2.1教师普地课好教也很难教，尤其教好，实为不易，关键在教师。教师的关键取决于（1）思想站位与投入；（2）学术层次（水平）与把握追求;（3）教学方法与实践。1.1.1 教学思想站位与投入这一问题涉及教师对教学与科研、专业课与基础课的认识，最重要的是对普通地质学课程的认识与把握，实质是对
15、这门课的看法和投入。大学教师同时承担教学与科研，若承担教学课程，特别是如普地这样的基础课，与自己科研无密切相关性，在今天，教师能长期真心投入，认真负责，当作重任担当教好，是非常难能可贵和重要的。在老一代教师中，有的一辈子教普地课，看重普地课程，全身心投入，取得了良好教学效果，学生受教受益，终生难忘。实际在今天，南京大学舒良树老师就是这样的榜样和典型，值得向他学习。他是构造地质学家，主要从事大地构造与区域构造研究，数十年坚持国内外野外与室内综合研究，取得卓著突出科研成果与贡献,同时他又是一位普通地质学教学的专家，从事普地教学近30年，连续22年主讲、28年带实习，现在还是全国在线普地课程主讲，首
16、获国家一流本科在线课程，国家精品课（舒良树，2022,2022）、国家级规划教材、李四光地质科学奖（教师类）等。由此可以看出，舒老师在科学研究上取得突出系统科学成就和重要贡献的同时，还是教学楷模，在普地教学上是思想引领，高度认真负责，持续坚持教学第一线，教好普地课程取得良好突出成就的好老师。充分说明教好普地课,首先关键是教师。要有教师的思想站位、真心投入，到位的重视和负责，高学术层次，精心统筹，把握驾驭教学全方位全过程。1.1.2 学术层次与追求普地课教好实为不易。根据普地课程的目的、教学内容和核心功能作用，需要教师具备高层次的学术水平和教学能力，要对地球科学整体及各分支学科内容内涵、特征有到
17、位的认识把握。把整体地球科学的本质、内涵、特征、现状、动向、及其各分支学科的特征、现状等能整体简明重点实质地教授到位，并系统完整、简要地教好它们的内在关系，给学生一个整体完整的行星地球知识及其各分支学科概要与相互关系，并系统生动地引导学生进入学习状态，传授知识，培育志趣。谈何容易！普地教学需要教师以高超的学术水平和知识视野层次，把握驾驭教学全方位与全过程。所以普地课程是一门地学教学中有一定广度、深度的综合性、难度大的课程。这里仍以舒良树教授全过程教好普地课程为例，正是因为他是一位长期从事广泛国内外地学研究的科学家，尤其专长于构造地质学，深入学科前沿研究，并又长期真心投入普地教学，具有高度责任心
18、和教好普地育人的强烈追求，能站高立远，领悟掌握地球科学及其各分支学科实质、特点与动态，并很重视教学方式方法，使之能全方位全过程把握驾驭普地教学的综合深度广度，了解学生动态，从而教好普地，这是非常值得我们学习的。1.1.3 重视教学方法与实践鉴于普地教学目的、价值功能和教学内容与教学对象等的基本特征与要求，需要教师有相应针对性灵活配套组合的教学方式方法，特别是既要继承长期教学形成的优良有效方法，而且需要充分吸收灵活运用新技术新方法，尤其是面对人类社会和科学技术新发展新动态新需求,不断地在教学实践中融入创新改进，使教学得到好的效果，最终达到教学目的，学生主动进入学习思考状态，既得到系统完整的整体地
19、球系统概念，又有了具体各分科内容简明准确的基础知识，构成地球系统统一完整的基本知识和鲜活的认知思维和初步能力。为学生进一步学习打下思想、思维和知识基础，也为后续课程的学习奠定基础。2.2 普地教学定位与目标鉴于地球科学目的目标和基本特征，地学高等教育各学科的需求要求,设置普通地质学课程，为要达到设置目的，教好上好普地课，首先重要的是确定好普地教学的定位和要达到的教学目标。简要概括定位理应如下：（1）地球科学高等教育各学科专业共有的最基本的专业基础课，并且应是首开的课程。（2）普通地质学也应是文、理、工大学生学习基本知识的公共基础课。（3）普通地质学也应是作为公民文化素质所应具有的普适性基本知识
20、课。对地球科学各分支学科普地教学共同目标应是：（1）学生获得天体行星地球系统比较完整的整体系统概念、观念和基本知识。（2）学生获得简明扼要的有关地球各分支学科的基本基础知识。（3）学生初步了解和获得地学学习、研究与工作的思维方法模式与特点。（4）普地教学为后续课程奠定基础。（5）为学生进一步学习打下思想、知识和思维方法的基础。（6）初始培育志趣，引领导向，奔向地球科学大道。2.3 普地教学内容与要求根据普地教学定位，要达到的教学目标，普地教学的内容体系和重点配置要求就成为关键问题。普地教学内容和重点需思考以下几点：（1）有关行星地球整体知识教学的内容，包括地球自身从内核到外层空间的整体与各圈层
21、知识内容，地球与天文宇宙到恒星太阳系和类地行星相关知识内容。（2）地球各分支学科重点基本知识与要点内容。（3）地球与生命、人类社会发展相关知识内容，包括生命起源和地球宜居性，人类社会可持续发展相关的生态、环境、灾害等知识。（4）地球科学发展与动态有关的基本知识。（5）相关地球科学的技术与发展应用的概要基本知识。（6）各学科后续课程不包含而又是专业学生必需应具有的相关知识内容。总之，概括普地教学总体内容应包涵：（1）整体全面系统概要的地球系统基本知识，使学生能建立整体系统的天体行星地球概要全面知识与观念。（2）地球系统各主要分支学科的简明本质要点知识及各分支学科统一关系。（3）地学学习、研究的思维方式方法与特点。（4）培育志趣，感受宇宙地球大自然之美和追求探索未解神秘之谜科学问题,构成快乐游山玩水同孜孜不倦做学问相伴随的良性循环，攀登科学高峰！
