葛鵬 王麗 韓海生 孫偉(中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410083)

0 引言

《礦物材料》是目前礦物加工專業(yè)一門新興的綜合性課程，該課程的綜合發(fā)展有利于礦產(chǎn)資源的高效增值運(yùn)用。該課程的主要內(nèi)容包括礦物材料的自然屬性、內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)以及其用途歸納解析等方面，主要目的是為了學(xué)生將來對(duì)于礦物材料產(chǎn)生深厚的興趣，增加礦物材料在高附加值行業(yè)中的潛能，力爭(zhēng)為我國的礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)型提供新視野。

長久以來，作為國家重點(diǎn)學(xué)科中南大學(xué)礦物加工工程專業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，連續(xù)兩年獲得的軟科世界一流學(xué)科中排名第一，充分顯示了我院學(xué)科的進(jìn)步。同時(shí)，在學(xué)科發(fā)展的同時(shí)，我院積極地推進(jìn)教育教學(xué)的改革研究，培養(yǎng)具有扎實(shí)化學(xué)、物理、材料科學(xué)綜合基礎(chǔ)的礦物加工工程專業(yè)本科生。所培養(yǎng)的學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域取得了矚目的成績(jī)，并且受到重點(diǎn)的培養(yǎng)。但是，我國的礦產(chǎn)資源一直處于粗獷式的開發(fā)過程中，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，導(dǎo)致礦物加工行業(yè)被認(rèn)為是高污染行業(yè)。同時(shí)，所開發(fā)的礦物材料一直以來被用作為冶煉的原材料，經(jīng)過多道工步之后，材料才可以進(jìn)入市場(chǎng)展開應(yīng)用，導(dǎo)致礦物材料的附加值較低。近年來，我院積極地進(jìn)行礦物資源高效增值利用，開展關(guān)于礦物材料短流程運(yùn)用于高附加值值行業(yè)。從長遠(yuǎn)目標(biāo)來看，要真正是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要從根本上，也就是學(xué)生對(duì)于礦物材料的認(rèn)知方面抓起，開展相應(yīng)的教學(xué)教育課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于礦物資源應(yīng)用的意識(shí)。對(duì)于我校礦物加工工程專業(yè)的學(xué)生來說，培養(yǎng)出具有扎實(shí)基礎(chǔ)、廣闊的視野、優(yōu)異的處理問題能力，是為未來祖國發(fā)展建設(shè)的關(guān)鍵?；诖耍覀?cè)凇兜V物材料》課程中進(jìn)行改革設(shè)計(jì)，并進(jìn)行系列的探索，同時(shí)取得了部分成果。如圖1所示，所進(jìn)行的《礦物材料》思考主要從一下四個(gè)方面開展。

1 培養(yǎng)課程興趣

圖1 教育思路改革及部分構(gòu)思

培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于專業(yè)課程的興趣至關(guān)重要，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從傳統(tǒng)地灌輸式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髦鲃?dòng)的興趣探索。從而將負(fù)荷式學(xué)習(xí)變?yōu)橄硎苁綄W(xué)習(xí)，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺到快樂與樂趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。作為一門新興學(xué)科，如何培養(yǎng)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣便成為現(xiàn)在教學(xué)思考的重點(diǎn)。首先，從外觀上出發(fā)，應(yīng)該充分利用礦物材料本身的物理化學(xué)特性，利用外在的美感及結(jié)構(gòu)來激發(fā)學(xué)生的興趣。例如，鼓勵(lì)學(xué)生利用周末時(shí)間進(jìn)行湖南省地址博物館游覽，通過各種天然未經(jīng)修飾的礦物(云母、石膏、孔雀石等)激發(fā)學(xué)生的興趣，進(jìn)而促使學(xué)生可以根據(jù)礦物材料的形狀、顏色、結(jié)構(gòu)等對(duì)于礦物材料的種類可以做出基本的判斷，實(shí)現(xiàn)在愉快中獲取知識(shí)的目的。其次，需要由外及里去認(rèn)識(shí)礦物材料，了解礦物材料外觀造成的內(nèi)在因素，促使學(xué)生深度地展開學(xué)習(xí)。相關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)知識(shí)學(xué)習(xí)與晶體結(jié)構(gòu)學(xué)密切相關(guān)，應(yīng)該率先給領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的想象空間模型，并利用簡(jiǎn)易模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解，增強(qiáng)學(xué)生晶體結(jié)構(gòu)的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如，輝銻礦的化學(xué)成分是三硫化二銻，該材料的晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出正交晶系，而輝銻礦目前常被發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出針狀，棒狀結(jié)構(gòu)，需要向?qū)W生講明其結(jié)構(gòu)來源于晶面結(jié)構(gòu)的定向生長，進(jìn)而導(dǎo)致材料的外觀結(jié)構(gòu)。而礦物材料的熒光性一方面來自于礦物材料本身(熒石、方鈉石等)，另一方面則來源于微量元素的摻雜等。最后，在學(xué)習(xí)完材料的外部形貌以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)之后，從其根本的性質(zhì)入手，激發(fā)學(xué)生對(duì)于礦物材料應(yīng)用的思考。例如，從材料的外觀以及毒性入手，了解哪些材料直接適用于裝修-裝飾類別的應(yīng)用(孔雀石、大理石等)，從其電化學(xué)性能入手，了解哪些適用于電化學(xué)能量存儲(chǔ)(輝銻礦、黃鐵礦等)，從其內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)及生物特性分析，了解哪些適用于生物領(lǐng)域(蒙脫石等)。

值得注意的是，相比于傳統(tǒng)學(xué)科的日常興趣培養(yǎng)，新興學(xué)科的興趣培養(yǎng)至關(guān)重要。由于學(xué)生對(duì)于日常生活中的一些元素沒有足夠注意，所以需要老師注重思考如何搜集日常資料，并通過與日常生活中的信息緊密相連，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，目前學(xué)生普遍認(rèn)為礦物加工行業(yè)是夕陽產(chǎn)業(yè)，需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)礦物材料的高端性用，消除學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的逆反心里，增加學(xué)習(xí)興趣。

2 豐富課程形式

與時(shí)俱進(jìn)，是現(xiàn)在教育教學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教育課堂手段大多歸納為黑板書寫、PPT講解、導(dǎo)讀教案設(shè)計(jì)，但是這往往會(huì)造成枯燥的教學(xué)課堂，引起學(xué)生厭倦的心理狀態(tài)。基于此，豐富課堂的表現(xiàn)形式，顯的至關(guān)重要。首先促使課堂呈現(xiàn)出多元化設(shè)計(jì)，人類學(xué)習(xí)一樣新興的知識(shí)，往往是通過自身的經(jīng)歷來形成的，從其中獲得經(jīng)驗(yàn)以及啟發(fā)，從而形成新興的知識(shí)體系。因此，開展體驗(yàn)-自主式教學(xué)尤為重要。在實(shí)際的教學(xué)中，充分利用身邊的資源，讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中增加知識(shí)儲(chǔ)備、構(gòu)建豐富的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效率。首先，在充分利用湖南省地質(zhì)博物館的情況下，應(yīng)該積極帶領(lǐng)學(xué)生參觀礦物材料實(shí)驗(yàn)室，并在實(shí)驗(yàn)室中，讓學(xué)生與研究生合作共同開展礦物材料的一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)研究，增強(qiáng)其主觀操作能力。此外，在課程教學(xué)中，要注意給學(xué)生留下充足的想象空間及時(shí)間，促使他們?nèi)グ才?，去設(shè)計(jì)，去討論，逐步樹立起獨(dú)立思考的空間，幫助他們提升自主的學(xué)習(xí)的能力以及解決問題的思維。其次，在課堂中要組建學(xué)習(xí)小組，培養(yǎng)學(xué)生和諧共進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)體驗(yàn)。

3 明晰課程分類

礦物材料課程是一門集化學(xué)、材料、礦物加工等多各學(xué)科交叉融合學(xué)科，在課程的學(xué)習(xí)中，要進(jìn)行其他知識(shí)的普及，注意學(xué)科的全面性以及學(xué)生的扎實(shí)基礎(chǔ)的培養(yǎng)。在課程開始進(jìn)行前，要讓學(xué)生進(jìn)行課程了解，對(duì)于先前基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)進(jìn)行溫故知新，鞏固先前的知識(shí)，可以更好地開展課程學(xué)習(xí)。例如，溫故晶體學(xué)晶體構(gòu)造、形成機(jī)制、組裝機(jī)理可以有助于礦物材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解；溫故材料生長結(jié)構(gòu)中自組裝定向生長機(jī)制可以有助于理解礦物材料形貌衍生機(jī)制；了解界面化學(xué)中的表界面修飾可以有助于理解礦物材料高附加值運(yùn)用的原因。顯然，如此多的知識(shí)要進(jìn)行交叉，就需要大量的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，同時(shí)需要教師進(jìn)行知識(shí)全面的梳理，進(jìn)而對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地教育。然而，知識(shí)的大量融會(huì)貫通，需要教師課程安排的緊湊一些，同時(shí)在課堂開始之前，需要要求學(xué)生進(jìn)行扎實(shí)的預(yù)習(xí)，才能提高相應(yīng)的教學(xué)效果。此外，課程在進(jìn)行相應(yīng)分類以后，要注意課堂展現(xiàn)形式的靈活性，在多學(xué)科之間進(jìn)行有效地融會(huì)貫通，以學(xué)生為教學(xué)中心以及教學(xué)主體，來增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及積極性。此外，在授課過程中，要注意不同章節(jié)主要的側(cè)重點(diǎn)的不同，來進(jìn)行課程的規(guī)劃，既要章節(jié)之間緊密連接，又要章節(jié)之間要有明顯的區(qū)別，來增加課程學(xué)習(xí)之間整體性和特點(diǎn)等。例如，課程的設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)行由表及里的策略，課程初始講授階段要增加學(xué)生對(duì)于礦物材料的基本了解及興趣，隨后進(jìn)行專業(yè)知識(shí)講解式，要進(jìn)行專業(yè)知識(shí)講解并對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)鞏固，最后給學(xué)生留下一定的想象空間，讓學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)之后，仍然對(duì)礦物材料具有一定的興趣，并且展開積極的后續(xù)學(xué)習(xí)。

4 強(qiáng)化課程后續(xù)學(xué)習(xí)

課后學(xué)習(xí)與學(xué)生課后學(xué)習(xí)效果具有直接的關(guān)聯(lián)，穩(wěn)固扎實(shí)的課后學(xué)習(xí)可以有效地增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生相關(guān)的課程學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)具有針對(duì)性以及靈活性。給不同的小組不同的課題，并組織他們進(jìn)行微課制作，后期進(jìn)行相應(yīng)的課程分享，學(xué)生在制作以及反饋之間不斷去的進(jìn)步，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。此外，注意課后習(xí)題的追蹤練習(xí)，應(yīng)該輕量化紙質(zhì)版作業(yè)，加大溝通交流的比例，并對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)一步反饋課堂教育，提高整體教學(xué)質(zhì)量。值得注意，一直以來，高校的課程學(xué)習(xí)后續(xù)深度化學(xué)習(xí)，成為困擾教師主要問題。很多學(xué)生在課堂認(rèn)真的學(xué)習(xí)，只為了有一個(gè)好的考試成績(jī)，甚至在考試完成之后，所學(xué)的知識(shí)快速的遺忘，導(dǎo)致課堂的教育成為了灌輸式的教育，嚴(yán)重不利于高校學(xué)生的成長以及發(fā)展?；诖耍訌?qiáng)學(xué)生課程的后續(xù)教育階段，可以為學(xué)生的未來步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先，從思想上增強(qiáng)學(xué)生的重視程度，結(jié)合未來相關(guān)工作的具體實(shí)際例子，進(jìn)行問題講解，并闡述其重要性。通過理論與實(shí)際相結(jié)合，促使學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用，增加學(xué)生的后續(xù)知識(shí)學(xué)習(xí)興趣。其次，給予學(xué)生系統(tǒng)性、持久性的建議，增強(qiáng)學(xué)生后期學(xué)習(xí)的條理性，并且穩(wěn)固已經(jīng)樹立的只是體系。

5 結(jié)語

礦物材料課程對(duì)于礦產(chǎn)資源高效增值運(yùn)用具有重要的指導(dǎo)意義，但是新興綜合學(xué)科往往受制于傳統(tǒng)學(xué)科的發(fā)展局限，進(jìn)而導(dǎo)致課堂教育效果不佳。開展礦物材料課程的有效設(shè)計(jì)及改革，增強(qiáng)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的獲取感以及愉快感，最大化教育教學(xué)效果。從而培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力的高素質(zhì)青年人才，并且扎根于實(shí)際社會(huì)進(jìn)而服務(wù)社會(huì)，增加學(xué)校與社會(huì)的連貫性，為未來學(xué)科以及教育團(tuán)隊(duì)的梯度建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。