唐鴻鵠 楊越 王麗 韓海生 孫偉 金嬌

摘 ?要：物理分選在資源加工方面具有處理量大、分選效率高、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，是近年來國外重點(diǎn)發(fā)展的資源分選手段之一，也是礦物加工專業(yè)的核心課程之一。該文基于“有效教學(xué)模式”，構(gòu)建了以學(xué)生為中心的課堂，進(jìn)行了學(xué)生全程參與式的物理分選教學(xué)模式改革嘗試，旨在充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能動性，助力物理分選學(xué)科的發(fā)展和行業(yè)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理分選 ?礦物加工專業(yè) ?有效教學(xué)模式 ?BOPPPS

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）08（c）-0126-03

Abstract： Physical separation has the characteristics of large processing capacity， high sorting efficiency， and low environmental pollution in mineral processing. In recent years， it is one of the key resource separation methods developed by foreign countries and one of the core courses in mineral processing. This paper built a student-centered classroom based on the "Effective teaching model"， which attempted to reform the teaching model of physics separation for students to participate in the whole process. The aim is to fully stimulate students' interest in learning and initiative， and to accelerate the development of physics separation discipline and the training of industry professionals.

Key Words： Physical separation; Mineral processing major; Effective teaching model; BOPPPS

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展對資源的高效供給提出了新挑戰(zhàn)。資源的精準(zhǔn)高效分選與富集，直接決定了自然資源和再生資源的利用效率。物理分選在資源加工方面具有處理量大、分選效率高、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，是近年來國外重點(diǎn)發(fā)展的資源分選手段之一。而國內(nèi)物理分選相關(guān)的科研和教學(xué)尚未得到足夠的重視，相關(guān)的科研和技術(shù)人才相對短缺。因此，從源頭改變傳統(tǒng)書本式、板書式、單向靜態(tài)教學(xué)方法，加強(qiáng)礦物加工專業(yè)中物理分選課程的教學(xué)效率、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果顯得尤為重要。

“有效教學(xué)模式”（BOPPPS），源自加拿大教學(xué)技能工作坊，其以“學(xué)生為中心”、參與式、互動式的教學(xué)理念，已逐步被國內(nèi)教學(xué)者們應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、數(shù)學(xué)建模、金融學(xué)、普通外科、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)和綜合性課程的教學(xué)實(shí)踐中。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)“有效教學(xué)模式”在普通外科教學(xué)中應(yīng)用的滿意度高達(dá)96.88%，且效果顯著。也有研究表明“有效教學(xué)模式”中融入的參與式、互動式教學(xué)方法，可使學(xué)生在完成學(xué)習(xí)24h后仍對課程內(nèi)容學(xué)習(xí)平均保持率達(dá)到90%。該文在深度解析“有效教學(xué)模式”的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦物加工專業(yè)特點(diǎn)，有機(jī)地將其應(yīng)用到物理分選課程中去，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情并強(qiáng)化教學(xué)效果，助力物理分選學(xué)科和行業(yè)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

1 ?“有效教學(xué)模式”內(nèi)容簡介

“有效教學(xué)模式”是基于“學(xué)生為中心”教學(xué)理念的參與式、互動式教學(xué)，該模式按照“轉(zhuǎn)承啟合”的方式對課堂教學(xué)進(jìn)行模塊化分解和重組，將教學(xué)過程分為如下幾個(gè)階段。

（1）情景引入。其目的是引起學(xué)生的注意，激發(fā)聽者的興趣，塑造受教者的動機(jī)，建立課程與學(xué)生的關(guān)聯(lián)性。

（2）明示目標(biāo)。旨在讓學(xué)生能夠明確該節(jié)課所需要掌握的主要內(nèi)容，包括重點(diǎn)和難點(diǎn)部分。從而能夠更加有準(zhǔn)備、有目標(biāo)地進(jìn)行資料收集和課堂學(xué)習(xí)，也便于教師圍繞相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)準(zhǔn)備和教學(xué)設(shè)計(jì)。

（3）先測摸底。評估學(xué)生的知識儲備、對已學(xué)內(nèi)容的掌握情況以及前期預(yù)習(xí)情況等，了解學(xué)生的課程興趣所在，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足，加強(qiáng)其學(xué)習(xí)意愿，幫助教師評估教學(xué)的深度和節(jié)奏，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。此外，還可以找到掌握程度較好的學(xué)生，擔(dān)任課堂的小幫手。

（4）參與式學(xué)習(xí)。這是“有效教學(xué)模式”中的主要環(huán)節(jié)，其目的是設(shè)置與課程內(nèi)容相關(guān)的各類互動學(xué)習(xí)形式，促進(jìn)學(xué)生積極主動地參與到教學(xué)過程中，從而更好地理解和掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（5）后測回饋。幫忙教師了解學(xué)習(xí)者的課堂內(nèi)容掌握情況，分析課堂目標(biāo)的完成情況、學(xué)生的理解到位程度及偏差情況等?？梢圆捎眠x擇題、是非題等課堂小測試，或者反思日記、課后作業(yè)、課外延展等內(nèi)容的布置來進(jìn)行。

（6）摘要總結(jié)。即摘要回顧和課程總結(jié)，旨在總結(jié)課堂的精華，再次回顧重難點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的掌握情況和學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成情況，讓學(xué)習(xí)者反思并整合所學(xué)、鞏固重點(diǎn)內(nèi)容。

通過“有效教學(xué)模式”的以上六大模塊的設(shè)計(jì)，可使課程的教學(xué)安排更加有條理、層次更清晰、便于實(shí)踐操作，通過一系列教學(xué)小單元的設(shè)置和起伏有序的內(nèi)容設(shè)計(jì)，一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，一方面可以緩解受教育者長時(shí)間聽課的疲勞感，最終發(fā)揮“課斷而思不斷、言雖盡而意無窮”的作用。

2 ?“有效教學(xué)模式”在物理分選中的應(yīng)用——以“揀選技術(shù)”為例

揀選技術(shù)是近年來飛速發(fā)展的物理分選技術(shù)之一，其涉及材料學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械自動化、計(jì)算機(jī)智能算法等交叉學(xué)科，目前逐步在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。其使用的設(shè)備和技術(shù)為了操作和人身安全往往進(jìn)行了模塊化和隔斷處理，因此，通過課堂學(xué)習(xí)變得尤為重要。

而“有效教學(xué)模式”可使課程的教學(xué)安排更加有條理、層次更清晰、便于實(shí)踐操作，通過一系列教學(xué)小單元的設(shè)置和起伏有序的內(nèi)容設(shè)計(jì)，一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，一方面可以緩解受教育者長時(shí)間聽課的疲勞感，最終發(fā)揮“課斷而思不斷、言雖盡而意無窮”的作用?；凇坝行Ы虒W(xué)模式”，對課堂教學(xué)進(jìn)行了如下模塊化分解和重組。

2.1 情境引入

激發(fā)興趣，塑造動機(jī)，通過設(shè)置暖場問題將學(xué)生逐步引入揀選技術(shù)的課堂教學(xué)內(nèi)容，例如：日常生活中的揀選有哪些？食堂每天供應(yīng)的大米是如何從原料中揀選出來的呢？從大米原料中揀選出優(yōu)質(zhì)品和次品的效果圖中大家有什么啟發(fā)呢？涉及到了哪些內(nèi)容揀選技術(shù)呢？

給受教者一定的思考時(shí)間后發(fā)言討論。首先可以引導(dǎo)學(xué)生分析和查明大米揀選是與哪些雜質(zhì)進(jìn)行分離，進(jìn)而可以從大米原料中大米與雜質(zhì)的大小尺寸、顏色、密度等方面來引導(dǎo)學(xué)生思考可以采取的方案，最后引出大米現(xiàn)代化的自動分選線，引入課堂揀選技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.2 明示目標(biāo)

在引入部分后，向?qū)W生們明確說明課堂教學(xué)內(nèi)容的梗概和重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容。

知識目標(biāo)：理解揀選技術(shù)的概念，掌握技術(shù)原理，了解其實(shí)踐意義。

能力目標(biāo)：掌握根據(jù)原料的特點(diǎn)，綜合所學(xué)的典型揀選技術(shù)的特點(diǎn)、使用范圍、優(yōu)勢及局限性等，進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)適宜揀選方案的能力。

明示目標(biāo)是為了讓學(xué)生能夠有準(zhǔn)備、有重點(diǎn)地聽課，讓學(xué)生能夠更合理地分配精力和注意力，同時(shí)也要求教師提前提煉教學(xué)內(nèi)容并圍繞目標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，從教與學(xué)的兩個(gè)方面同時(shí)提升教學(xué)效果。

2.3 先測摸底

評估學(xué)生的知識儲備，首先可講解揀選技術(shù)的定義，并著重講述“組分不同所反映的易被檢測的物理特性差異”部分，并設(shè)置隨堂先測問題。例如：請學(xué)生們根據(jù)前期所學(xué)的物理分選課程內(nèi)容，分析重選、磁選、電選等中主要利用了什么原理？

根據(jù)學(xué)生的回答與討論情況，分析其對前序物理分選基本原理的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識的不足，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并調(diào)整教學(xué)過程中相應(yīng)部分的深度和節(jié)奏;也可借助學(xué)生已掌握的內(nèi)容，類比引導(dǎo)出此次課程的新內(nèi)容，從而更好地讓學(xué)生溫習(xí)舊課程學(xué)習(xí)新內(nèi)容。

2.4 參與式學(xué)習(xí)

教師可以采取TPS法（Think-Pair-Share）組織學(xué)生開展小組探討學(xué)習(xí)，運(yùn)用小視頻、動圖、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等新的教學(xué)手段，以光電分選機(jī)工作原理為例，設(shè)置揀選技術(shù)相關(guān)的開放式問題并引導(dǎo)學(xué)生們討論式、互動式學(xué)習(xí)揀選技術(shù)的四大系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制，重點(diǎn)學(xué)習(xí)物理性質(zhì)差異性檢測的機(jī)理，并部分涉及到揀選的典型技術(shù)方案、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益以及實(shí)踐應(yīng)用實(shí)例等。

在進(jìn)行完基本原理學(xué)習(xí)后，先獨(dú)立思考，再辨析和討論，之后給學(xué)生公開分享分析和看法的機(jī)會。當(dāng)然，也可以采取小組問答和競賽等方式，讓互動更有意義和相關(guān)性，在增加趣味性的同時(shí)深化和強(qiáng)化學(xué)習(xí)。通過這種生動、直觀的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合浸入式、任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向的地教學(xué)方式，讓學(xué)生更好地奠定綜合運(yùn)用所需知識解決實(shí)際問題的能力。

2.5 后測回饋

完成了主體課堂教學(xué)內(nèi)容后，可以運(yùn)用微信小程序等小問題設(shè)計(jì)程序，例如：“分選連連看”，通過設(shè)計(jì)練習(xí)題，考察同學(xué)們對揀選技術(shù)與各類原料的匹配性測試，能分選出什么樣的產(chǎn)品;或請同學(xué)們手工繪制揀選技術(shù)的工作原理和主要系統(tǒng)的示意圖等，考察學(xué)生對課堂內(nèi)容的掌握情況。此外，還可以提供一些課外延伸和拓展學(xué)習(xí)資料，并布置一些發(fā)散性思維的問題，例如：查一查電磁波譜和光譜圖，想考一下紫外線、紅外線是否可以應(yīng)用到揀選技術(shù)中呢？引導(dǎo)學(xué)生深度而持續(xù)地學(xué)習(xí)。

2.6 摘要總結(jié)

在課堂教學(xué)的最后，教師可預(yù)留少量時(shí)間跟學(xué)生們一起重述揀選技術(shù)的定義;概括總結(jié)揀選技術(shù)為“單層給料、照射檢測、信號處理、分離執(zhí)行”16字原理，便于同學(xué)們的記憶和以后的復(fù)習(xí);并回顧代表性的揀選技術(shù)手段、意義及優(yōu)勢，加深學(xué)生對揀選技術(shù)的理解。最后，還可簡要預(yù)告下次課內(nèi)容，便于學(xué)生們的預(yù)習(xí)和資料收集。

3 ?應(yīng)用反思

該文將“有效教學(xué)模式”應(yīng)用到礦物加工專業(yè)物理分選的“揀選技術(shù)”教學(xué)中，通過情景引入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，明示目標(biāo)確立學(xué)習(xí)主干，先測摸底評估學(xué)生前期掌握情況，再結(jié)合豐富的互動式、參與式學(xué)習(xí)活動，后測回饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，最后總結(jié)課堂內(nèi)容再次強(qiáng)化重點(diǎn)難點(diǎn)。運(yùn)用六大環(huán)節(jié)讓學(xué)生全程積極參與教學(xué)過程，構(gòu)建以學(xué)生為中心的課堂，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，切實(shí)提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。

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