摘 要：《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》是地質(zhì)學(xué)專業(yè)大學(xué)生的專業(yè)入門課程，理論性與實(shí)踐性并重，課程對(duì)于地質(zhì)學(xué)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及地質(zhì)興趣的培養(yǎng)都具有一定影響。通過(guò)近年來(lái)的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)該課程目前存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、課程內(nèi)容龐雜且抽象以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一等一系列實(shí)際問(wèn)題，提出了凝練教學(xué)內(nèi)容，突出核心重點(diǎn)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式等幾個(gè)方面的課程教學(xué)改革方法及其具體措施。這些教學(xué)研究理念及措施能夠?yàn)槠渌愃普n程的教學(xué)改革提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)；地質(zhì)學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）17-0119-03

Abstract： Crystallography and Mineralogy is a professional course for the undergraduate students major in Geology， which is important both in theory and practice. The course is also of great significance for students to study other professional courses of Geology and stimulate the learning interests of students. According to the teaching experience， this paper summarizes a series of problems in the course teaching：students are lack of interest in learning；the teaching content is numerous and hard to understand； experiment teaching methods are humdrum. As a result， the specific countermeasures were proposed： to simplify the teaching content； to highlight the key points； to inspire the learning interest， and to use the teaching mode of flipped classroom to improve the teaching effect so as to provide a reference for the reform of other similar courses.

Keywords： crystallography and mineralogy； geology； practice teaching； flipped classroom； teaching reform

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》是地質(zhì)學(xué)專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課[1]，也是《晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)》、《巖漿巖與變質(zhì)巖》、《沉積學(xué)》等后續(xù)多門專業(yè)課的理論基礎(chǔ)。此外，礦物的相關(guān)知識(shí)與寶玉石鑒定、裝修建材乃至日常生活等關(guān)系十分密切[2]。在中國(guó)石油大學(xué)（華東）地質(zhì)學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案里，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》與《地球科學(xué)概論》是本專業(yè)學(xué)生入校以來(lái)接觸最早的專業(yè)課程，是地質(zhì)學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。然而，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》的課程內(nèi)容體系較大，包括了結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)兩大部分，既要求學(xué)生掌握礦物晶體的化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論知識(shí)，又要求學(xué)生掌握各類礦物的主要鑒定特征及物理化學(xué)性質(zhì)，學(xué)會(huì)常見(jiàn)礦物的肉眼鑒定方法及相似礦物的區(qū)別。由于“結(jié)晶學(xué)”部分的內(nèi)容較為抽象，“礦物學(xué)”部分的內(nèi)容非常龐雜，因此，該課程歷來(lái)被認(rèn)為是地學(xué)類專業(yè)課程中難度較大的課程之一。本文旨在對(duì)該課程教學(xué)過(guò)程中存在的若干實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并提出解決這些問(wèn)題的初步設(shè)想，期望與同行們交流探討。

一、課程存在的若干問(wèn)題

（一）學(xué)生對(duì)專業(yè)課缺乏興趣

根據(jù)我校地質(zhì)學(xué)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃安排，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程基本安排在大學(xué)一年級(jí)的上半學(xué)期，是地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生最早學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。大一新生處于高中學(xué)習(xí)模式向大學(xué)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)換的階段[3-4]，對(duì)于大學(xué)的教學(xué)方式需要一定的適應(yīng)期，加之對(duì)所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)不全面，不能很好地理解課程之間的聯(lián)系，這將會(huì)對(duì)其學(xué)習(xí)興趣造成較大的負(fù)面影響。另外，與這一階段同步進(jìn)行的《地球科學(xué)概論》課程相比，《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程包含了大量定義、術(shù)語(yǔ)以及各類礦物的具體特征等，這些知識(shí)點(diǎn)在教學(xué)過(guò)程中顯得較為繁瑣、不夠生動(dòng)形象，這同樣會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）課程內(nèi)容龐雜且抽象

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程是由結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)兩個(gè)密切相關(guān)的部分組成，結(jié)晶學(xué)部分要求學(xué)生理解并掌握晶體的概念、晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性、晶體的基本性質(zhì)、晶體的生長(zhǎng)規(guī)律、晶體對(duì)稱性和晶體的分類、晶體的形態(tài)及晶體的定向研究、雙晶的概念及其基本特征等；礦物學(xué)部分要求學(xué)生理解并掌握礦物的概念、礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn)、礦物的形態(tài)、礦物的物理性質(zhì)、礦物的成因、礦物的分類、礦物的肉眼鑒定特征和鑒定方法?？梢?jiàn)，該課程內(nèi)容非常龐雜、知識(shí)點(diǎn)多。另外，結(jié)晶學(xué)部分許多內(nèi)容是用空間幾何模型加以展現(xiàn)和解釋的，要求學(xué)生具有很強(qiáng)的空間思維能力；礦物學(xué)部分包括了大量的礦物名稱、化學(xué)式、具體鑒定特征及成因等，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)覺(jué)得缺乏系統(tǒng)性和規(guī)律性，難于找到掌握各類礦物鑒定特征的有效方法。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程包含大量的實(shí)驗(yàn)操作，在結(jié)晶學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生通過(guò)晶體模型的操作和分析，掌握各晶系晶體的對(duì)稱特點(diǎn)和形態(tài)特點(diǎn)，掌握雙晶的對(duì)稱特點(diǎn)和觀察方法；在礦物學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生通過(guò)礦物手標(biāo)本的觀察與描述，總結(jié)不同類型礦物特征的規(guī)律性，掌握常見(jiàn)礦物的鑒定特征、成因產(chǎn)狀及用途。然而，大部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格對(duì)照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行觀察、操作并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生缺乏自主的思考與理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程，不利于有效的記憶以及知識(shí)的靈活運(yùn)用。

二、解決問(wèn)題的對(duì)策

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》作為一門理論性強(qiáng)，涉及知識(shí)面廣的基礎(chǔ)課程，同時(shí)又具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，既要注重對(duì)理論知識(shí)的強(qiáng)化與深化，更應(yīng)注意引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，同時(shí)要注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力?；谏鲜隹紤]，結(jié)合筆者近十年的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了以下初步對(duì)策。

（一）凝練教學(xué)內(nèi)容，突出核心重點(diǎn)

圍繞我校地質(zhì)學(xué)專業(yè)的最新培養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》授課的核心內(nèi)容進(jìn)行歸納與改革，使主線核心內(nèi)容有突出的體現(xiàn)。首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精簡(jiǎn)與優(yōu)化，通過(guò)增加科研與生活實(shí)例來(lái)豐富理論教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，增加學(xué)生考察校園石材及周邊野外露頭等實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的分析能力。

具體來(lái)說(shuō)，在結(jié)晶學(xué)部分內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論的教學(xué)與知識(shí)擴(kuò)展，幫助學(xué)生建立扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，尤其是對(duì)于其中晶體的對(duì)稱、晶體定向等方面的知識(shí)，通過(guò)反復(fù)地模型展示與練習(xí)，強(qiáng)化對(duì)該部分內(nèi)容的理解。而對(duì)于大學(xué)化學(xué)中已講授過(guò)的晶體化學(xué)鍵等理論，可以簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)或者不再重復(fù)講授，以便有效的突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)。在礦物學(xué)部分，鑒于同學(xué)期開(kāi)設(shè)的《地球科學(xué)概論》課程中也有一部分形成礦物的地質(zhì)作用等相同的知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程中將這些重復(fù)部分簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)即可，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)各類礦物的晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)與其外部形態(tài)及物理性質(zhì)間的關(guān)系，便于學(xué)生抓住礦物學(xué)部分學(xué)習(xí)的主線，由礦物的共性到個(gè)性認(rèn)識(shí)，注意相似礦物的區(qū)別，從而掌握礦物鑒定的規(guī)律性，可以更好地理解和掌握常見(jiàn)礦物的鑒定特征。此外，優(yōu)化理論課與實(shí)踐課的設(shè)計(jì)，比如礦物學(xué)教學(xué)內(nèi)容可以直接放在實(shí)驗(yàn)室講解，采用理論-實(shí)踐一體化的教學(xué)方法，學(xué)生可以一邊觀察實(shí)際礦物，一邊聽(tīng)老師講解，可以大大提高學(xué)習(xí)興趣和效果。

（二）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，上好每一堂課

俗話說(shuō)興趣是最好的老師[5]，對(duì)于《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》這樣一門內(nèi)容體系龐雜的課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。教師上課前應(yīng)該充分備課，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，盡量每節(jié)課都設(shè)計(jì)一些吸引學(xué)生眼球的小片段，并能給學(xué)生留下思考的空間。另外還要注重從認(rèn)識(shí)礦物的實(shí)用性方面來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1. 精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，吸引學(xué)生注意力

為了提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣，教師應(yīng)該對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。筆者在課程每一節(jié)段的教學(xué)過(guò)程中，首先引入大量礦物圖片和實(shí)例，讓同學(xué)們了解礦物巖石就在我們身邊，與每個(gè)人的生活都息息相關(guān)，我們的衣食住行樣樣都離不開(kāi)礦物巖石，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情；然后再來(lái)介紹本節(jié)課的學(xué)習(xí)目的和意義、知識(shí)點(diǎn)以及與其它教學(xué)節(jié)段間的聯(lián)系，并結(jié)合生活實(shí)例對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)講解，分析每類礦物的特征、應(yīng)用價(jià)值等，既豐富了課堂教學(xué)，又能夠幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識(shí)框架。

2. 注重實(shí)用性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在平時(shí)的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，礦物應(yīng)用是學(xué)生最感興趣的話題，每次在講到某一個(gè)礦物的特殊用途，例如講到哪些礦物可以做寶石時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣。因此在教學(xué)過(guò)程中從礦物的應(yīng)用入手，然后再?gòu)木w結(jié)構(gòu)上分析，為什么它可以有這方面的應(yīng)用？如何更好地利用？從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)生的注意力再次巧妙地引入到基礎(chǔ)理論和基本原理的學(xué)習(xí)上。要做好這一點(diǎn)，就要求教師在日常工作、生活中多收集這方面的資料，同時(shí)多與各專業(yè)課老師溝通，了解他們?cè)诳蒲谢顒?dòng)中的有關(guān)礦物學(xué)問(wèn)題。讓學(xué)生了解自己的衣、食、住、行各方面都與礦物巖石息息相關(guān)，每個(gè)人的生活都離不開(kāi)它們，這樣就可以化神秘為簡(jiǎn)潔，就可以把問(wèn)題做深做透。以大家都熟悉的寶玉石來(lái)講，不接觸礦物巖石的人把寶玉石的鑒定看的很神秘，實(shí)際上寶玉石鑒定無(wú)非就是利用結(jié)晶礦物學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，比如成分、硬度、比重、折射率、發(fā)光性及生長(zhǎng)規(guī)律等，而且寶石的加工和人工合成也是建立在對(duì)礦物的這些知識(shí)的掌握之上。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，注意將礦物學(xué)研究及礦物應(yīng)用方面的最新研究成果及時(shí)引入課堂，更新和充實(shí)本課程的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解該學(xué)科的前沿問(wèn)題和發(fā)展動(dòng)向，這些措施都有助于大大提高學(xué)生興趣和教學(xué)效果。

（三）改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程理論性強(qiáng)，空間概念多，抽象不易理解。由于大學(xué)課程教學(xué)主要以教師講授為主，以學(xué)生為主體的教學(xué)理念與方法并未得到很好地貫徹[6]。鑒于此，該課程在近年來(lái)教學(xué)改革過(guò)程中，積極改進(jìn)原有教學(xué)方法，采用多種手段提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加大學(xué)生在課程中的參與度，使學(xué)生更加積極主動(dòng)地獲取知識(shí)，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性以及獲取知識(shí)后的成就感，從而提高教學(xué)效果。另外，充分利用多種教學(xué)手段，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象具體的動(dòng)畫，便于學(xué)生理解和記憶。

1. 引入“翻轉(zhuǎn)課堂”授課方式，激發(fā)學(xué)生積極性和主動(dòng)性

如何在教學(xué)過(guò)程中克服學(xué)生的畏學(xué)、厭學(xué)情緒，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何提高課堂教學(xué)效果，變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考，是擺在教師面前的一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。課堂教學(xué)中，在基礎(chǔ)理論教學(xué)外增加一些課外相關(guān)知識(shí)，例如礦物各論環(huán)節(jié)增加寶玉石的成因、鑒定等知識(shí)，能夠顯著提高課堂氣氛。課后要求學(xué)生選取某一種寶石礦物，對(duì)其結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)特征、鑒定方法等進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)而總結(jié)制作匯報(bào)材料，每節(jié)課前5-10分鐘上臺(tái)發(fā)言，和大家一起分享自己關(guān)于某種礦物的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，老師最后總結(jié)點(diǎn)評(píng)，表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)優(yōu)點(diǎn)，指出不合理或者錯(cuò)誤之處。這種教學(xué)方法明顯提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與性。

2. 豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

利用多媒體技術(shù)，可以更簡(jiǎn)潔生動(dòng)的剖析課程難點(diǎn)，分解知識(shí)的復(fù)雜度，達(dá)到化難為簡(jiǎn)，化抽象為具體的效果[7]。這一點(diǎn)在《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》的教學(xué)中表現(xiàn)得尤為突出。例如結(jié)晶學(xué)中關(guān)于晶體的對(duì)稱部分，對(duì)稱心、對(duì)稱面、對(duì)稱軸、旋轉(zhuǎn)反伸軸等對(duì)稱要素的理解及對(duì)稱操作十分復(fù)雜，利用CAI課件多媒體動(dòng)畫能將復(fù)雜的操作過(guò)程直觀、生動(dòng)地表現(xiàn)出來(lái)，便于學(xué)生理解和記憶。礦物各論部分，針對(duì)每個(gè)礦物的特征描述，展示豐富的礦物實(shí)體和大量的礦物圖片，使學(xué)生看得見(jiàn)摸得著，學(xué)習(xí)起來(lái)有興趣、不枯燥，便于理解和接受。礦物學(xué)是一個(gè)感性認(rèn)識(shí)很強(qiáng)的學(xué)科，而由于地質(zhì)作用的復(fù)雜性，導(dǎo)致同種礦物在不同的形成條件下其形態(tài)和某些物理性質(zhì)上具有多變性，而我們?cè)谄綍r(shí)的課堂及實(shí)驗(yàn)中很難讓學(xué)生對(duì)這點(diǎn)有一個(gè)相對(duì)全面的了解。為了彌補(bǔ)這一不足，平時(shí)應(yīng)注意積累典型礦物標(biāo)本的照片。另外，教師應(yīng)該把平時(shí)工作和科研過(guò)程中看到的典型礦物圖片、寶玉石礦物和一些實(shí)物標(biāo)本加以收集和整理，在課堂上充分展示。通過(guò)這種方法讓學(xué)生了解礦物不只是“石頭”，如果條件合適，它還可以成為寶玉石或觀賞石，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)礦物的全面了解。

除課堂教學(xué)外，還可提供相關(guān)課程網(wǎng)站給學(xué)生進(jìn)行課后自學(xué)，例如《礦物巖石學(xué)》省級(jí)精品課程網(wǎng)站，網(wǎng)站上包含了結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)部分的教學(xué)課件、思考題及精品視頻公開(kāi)課，可供學(xué)生課后自學(xué)，不僅豐富了學(xué)習(xí)資源，同時(shí)擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面?？梢愿鶕?jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給學(xué)有余力的同學(xué)布置一些自主學(xué)習(xí)任務(wù)，滿足不同程度學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

三、結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)的應(yīng)試教育相比，我國(guó)目前更為重視的是大學(xué)生素質(zhì)教育。作為實(shí)踐性強(qiáng)的應(yīng)用型課程，更應(yīng)該注重學(xué)生的主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。在日常教學(xué)活動(dòng)中，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念與模式引入課堂教學(xué)中，同時(shí)充分利用CAI課件與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，能夠真正貫徹以學(xué)生為中心的教育思想，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主觀能動(dòng)性，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著積極的推動(dòng)作用。通過(guò)對(duì)該課程中實(shí)際存在的問(wèn)題進(jìn)行改革與實(shí)踐，能夠?yàn)槠渌愃普n程的教學(xué)改革提供參考和依據(jù)。

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