摘 要 新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證對創(chuàng)新型卓越工程人才的培養(yǎng)提出了新的要求。文章以蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)為例，結(jié)合西部地區(qū)礦產(chǎn)資源特色，對礦物加工概論課程創(chuàng)新教學(xué)模式進(jìn)行探索。文章結(jié)合專業(yè)特點和課程性質(zhì)，精選和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，建立了課堂學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)聯(lián)動教學(xué)考核機(jī)制，實現(xiàn)了多媒體教學(xué)、互動教學(xué)、直播教學(xué)、實踐教學(xué)等多種教學(xué)方法的高效集成與優(yōu)化，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，在教學(xué)實踐中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞 冶金工程；礦物加工概論；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.26.033

Exploration of Innovative Teaching Mode for Mineral Processing

Introduction under the Background of New Engineering

——Taking Lanzhou Institute of Technology as an example

CHEN Qiao， JIN Haize， SHEN Yingying

（Lanzhou Institute of Technology， Lanzhou， Gansu 730050）

Abstract The construction of new engineering disciplines and the certification of engineering education have put forward new requirements for the cultivation of innovative and outstanding engineering talents. Taking the metallurgical engineering major at Lanzhou University of Technology as an example， this article explores the innovative teaching mode of mineral processing introduction course based on the characteristics of mineral resources in the western region. The article combines professional characteristics and course nature， selects and adjusts teaching content， establishes a linkage teaching assessment mechanism between classroom learning and production internship， realizes efficient integration and optimization of multiple teaching methods such as multimedia teaching， interactive teaching， live streaming teaching， and practical teaching， fully mobilizes students' enthusiasm and initiative， and achieves good results in teaching practice.

Keywords metallurgical engineering; Introduction to Mineral Processing; teaching content; teaching model

礦物加工概論作為一門涵蓋礦物學(xué)、選礦學(xué)和冶金學(xué)等多個學(xué)科的通識概論課程，是很多院校采礦工程、冶金工程、地質(zhì)工程及礦產(chǎn)資源工程等專業(yè)的選修課[1]。蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)于1998年由教育部批準(zhǔn)設(shè)置，是西部地區(qū)高校中唯一一個冶金工程本科專業(yè)。礦物加工概論作為蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)本科階段僅有的一門與選礦相關(guān)的課程，在本科教學(xué)中發(fā)揮著緊密聯(lián)系冶金和選礦兩大學(xué)科的重要橋梁作用。

本文以蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)礦物加工概論課程為例，探討該課程的創(chuàng)新教學(xué)模式，旨在培養(yǎng)具有選冶聯(lián)合的整體性、系統(tǒng)性思維，并掌握基本選礦技術(shù)的復(fù)合型冶金工程人才。

1 課程特點

1.1 課程覆蓋面廣，知識交叉性強

礦物加工概論課程包括破碎―篩分、磨礦―分級、重力選礦、浮游選礦、磁電選礦、微生物選礦和選礦產(chǎn)品及尾礦等知識版塊，內(nèi)容涵蓋了地質(zhì)學(xué)、礦相學(xué)、冶金學(xué)等多個學(xué)科，對學(xué)生的基礎(chǔ)知識積累要求較高。蘭州理工大學(xué)冶金工程礦物加工概論課程在大三下學(xué)期開設(shè)，此階段的學(xué)生已完成全部公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和大部分專業(yè)課的學(xué)習(xí)，基本具備了學(xué)習(xí)礦物加工概論課程的知識儲備和能力。

1.2 歷史積淀深厚，內(nèi)涵不斷發(fā)展

礦物加工作為一門傳統(tǒng)學(xué)科，經(jīng)過上百年的積淀和發(fā)展，形成了一系列經(jīng)典的選礦理論、技術(shù)和設(shè)備，在全球礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。與此同時，礦物加工仍是一個不斷發(fā)展的學(xué)科，微泡浮選、生物選礦等創(chuàng)新選礦理論和方法層出不窮，超細(xì)磨、浮選柱等新型選礦設(shè)備接連問世。冶金技術(shù)的進(jìn)步一定程度上降低了對選礦產(chǎn)品的要求，擴(kuò)大了開采和入選礦石范圍；而環(huán)保要求的不斷提高及計算機(jī)技術(shù)、智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使得數(shù)字化綠色選礦廠建設(shè)成為必然的發(fā)展趨勢[2]。在新的礦產(chǎn)資源形勢下，礦物加工的目的不再是單純地從天然礦石中富集有用礦物，為冶金、化工、建材等行業(yè)提供原料，而是對傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合加工，以實現(xiàn)各類資源的綜合回收和高效利用[3]。

1.3 選礦冶金聯(lián)合，專業(yè)特征明顯

相比于礦物加工工程等礦業(yè)類專業(yè)，冶金工程專業(yè)的礦物加工概論課程有其獨有的特征：第一，課程廣度有所降低，覆蓋面適當(dāng)減少。受學(xué)時所限，授課內(nèi)容需根據(jù)冶金專業(yè)特色進(jìn)行精選，刪除陳舊過時、重復(fù)累贅的內(nèi)容，引入國際最新研究理論和技術(shù)成果。第二，課程內(nèi)涵進(jìn)一步拓展。課程內(nèi)容向冶金工藝、環(huán)境科學(xué)及資源綜合利用等多方向延伸。第三，課程緊密聯(lián)系實踐。蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)于2018年通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，在此背景下，礦物加工概論課程融入新工科建設(shè)理念，緊密聯(lián)系選礦和冶金實踐生產(chǎn)，全面提升學(xué)生的理論知識水平，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程實踐能力。

2 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)理念

2.1 按專業(yè)特征精選

教學(xué)內(nèi)容需結(jié)合冶金工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的關(guān)注點進(jìn)行精選，在有限的課時內(nèi)突出礦物加工的重點和熱點問題，做到內(nèi)容精、知識新，詳略得當(dāng)、重點突出[4]。教學(xué)內(nèi)容從以下幾方面開展：第一，兼顧全面。課程仍然以重選、浮選、磁選等主體內(nèi)容為框架，確保選礦核心知識全覆蓋，保證課程講授的邏輯性和系統(tǒng)性。第二，突出重點。對于結(jié)構(gòu)和功能相近的設(shè)備選擇最典型的一種詳細(xì)講解即可，例如破碎設(shè)備中重點講解顎式破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)，而旋回破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)等可通過對比分析簡要介紹或引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。第三，選礦冶金緊密結(jié)合。自古選礦冶金不分家，選礦流程中包含冶金過程，冶金流程也離不開選礦。第四，關(guān)注熱點問題，緊扣前沿技術(shù)。教師可引導(dǎo)學(xué)生通過專題學(xué)習(xí)、云課堂資料共享、翻轉(zhuǎn)課堂等形式學(xué)習(xí)選礦前沿技術(shù)，拓寬學(xué)生視野。

2.2 以就業(yè)為導(dǎo)向，突出地域特色

蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)具有鮮明的地域特色，其作為西部地區(qū)唯一的冶金工程本科專業(yè)，擔(dān)負(fù)著為西北地區(qū)培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型冶金技術(shù)人才的重任。我國西北地區(qū)擁有豐富的礦產(chǎn)資源，孕育出了金川公司、酒鋼集團(tuán)、白銀公司等眾多大中型冶金企業(yè)，為我國礦冶行業(yè)和西北地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)本科生中省內(nèi)生源占比高，畢業(yè)生中有很大一部分進(jìn)入西北地區(qū)的企業(yè)從事礦冶相關(guān)工作?；诖?，礦物加工概論課程教學(xué)以本科生就業(yè)情勢需求為導(dǎo)向，選擇甘肅地區(qū)典型選礦案例進(jìn)行分析，例如金川公司鉑族金屬離心重選富集工藝、白銀公司多金屬銅礦石浮選工藝以及酒鋼鏡鐵山菱鐵礦、鏡鐵礦的磁化焙燒―磁選工藝等。

3 創(chuàng)新教學(xué)模式探索與實踐

3.1 多媒體教學(xué)

多媒體技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教學(xué)提供了極大便利，合理巧妙地運用多媒體輔助教學(xué)能起到事半功倍的效果。礦物加工概論課程不僅包括礦石粉碎、分選等原理，同時也涉及大量選礦設(shè)備和選礦廠實例。對于選礦原理和設(shè)備的講解，借助多媒體課件提供豐富的圖片、動畫和視頻演示，可以突破視覺限制，增強直觀性和動態(tài)性，有助于學(xué)生對重點和難點知識的學(xué)習(xí)；對于工業(yè)案例的講解，充分利用多媒體圖文聲像并茂的優(yōu)勢，從多角度調(diào)動學(xué)生的情緒，可有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)效果[5]。

多媒體教學(xué)信息量大的特性可以節(jié)約大量的空間和時間，有效提高教學(xué)效率。多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)是資料的搜集、整理和排版加工，在近年的教學(xué)科研實踐中，經(jīng)過長時間的素材積累和課件精心準(zhǔn)備，蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)礦物加工概論課程已經(jīng)基本做到所有原理都有動畫演示，所有設(shè)備都有照片對照，所有選礦案例都有視頻印證。教師借助科研項目合作、生產(chǎn)實習(xí)等機(jī)會，錄制選礦設(shè)備和流程的講解短視頻，制作成教學(xué)素材，擴(kuò)展多媒體素材庫。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，教師將現(xiàn)場講解視頻適時融入課堂教學(xué)，有效吸引學(xué)生注意力，強化教學(xué)效果。

3.2 互動式教學(xué)

教學(xué)是教師和學(xué)生之間教與學(xué)的關(guān)系，教學(xué)過程是一個相互促進(jìn)、共同進(jìn)步的過程，課堂上師生之間要通過增強互動來完成教學(xué)任務(wù)。在礦物加工概論教學(xué)實踐中進(jìn)行“教”與“學(xué)”的角色切換，由傳統(tǒng)的“教師教、學(xué)生學(xué)”拓展為“學(xué)生教、學(xué)生學(xué)”和“學(xué)生教、教師學(xué)”等多種模式[6]。

按照教學(xué)內(nèi)容針對性設(shè)置多項專題，如“前沿選礦技術(shù)”“最新選礦設(shè)備”“家鄉(xiāng)的選礦廠”“選礦大師”等。學(xué)生根據(jù)興趣自由組隊，以“揭榜掛帥”的形式認(rèn)領(lǐng)專題，并圍繞選定專題完成一個綜合作業(yè)，然后在課堂上進(jìn)行分組匯報。學(xué)生通過“揭榜掛帥”認(rèn)領(lǐng)課題，以“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式進(jìn)行成果展示，不僅可以鍛煉其搜集整理資料、制作課件、團(tuán)結(jié)協(xié)作、交流溝通、演講等綜合能力，還可以促使學(xué)生掌握選礦領(lǐng)域的前沿技術(shù)和熱點問題。此外，通過“選礦大師”“家鄉(xiāng)的選礦廠”等專題展示，可在潛移默化中增強學(xué)生的專業(yè)熱情和家國情懷，達(dá)到課程思政“潤物細(xì)無聲”的目的。

3.3 視頻直播教學(xué)

礦物加工概論是一門偏向于工程技術(shù)實踐應(yīng)用的課程?，F(xiàn)代通信技術(shù)的高度發(fā)展為教學(xué)提供了極大方便，直播教學(xué)軟件的合理利用可以消除課堂教學(xué)與實踐生產(chǎn)之間的壁障。針對重選、浮選和磁選三種典型選礦工藝，教師分別邀請對應(yīng)選礦廠的工程師開設(shè)在線大講堂，借助釘釘課堂、騰訊會議等軟件的視頻直播功能，進(jìn)行選礦現(xiàn)場直播教學(xué)。學(xué)生跟隨工程師的鏡頭，以第一視角觀摩學(xué)習(xí)選礦技術(shù)。通過視頻直播和工程師的現(xiàn)場講解，學(xué)生可以直觀地看清每一個生產(chǎn)設(shè)備，加深對選礦原理的理解和選礦工藝的認(rèn)識。此外，通過和企業(yè)工程技術(shù)人員的提問交流，學(xué)生可全面了解尾礦綜合利用、綠色礦山建設(shè)、選礦廠安全等知識。該方法改變了課堂上教師“灌輸式”“填鴨式”等單一教學(xué)方法，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了其學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

3.4 實踐化教學(xué)

課堂實驗演示和生產(chǎn)實習(xí)聯(lián)動的實踐化教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和鍛煉學(xué)生動手能力的重要途徑。百聞不如一見，百看不如一做。將理論與實踐相結(jié)合，更容易刺激多種感官，增強大腦的記憶。傳統(tǒng)的礦物加工概論課程教學(xué)均是理論教學(xué)，缺乏實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對選礦的認(rèn)識僅僅停留在理論層面，對知識沒有形成立體化的理解。因此，蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)礦物加工概論課程在課程教學(xué)中增加實踐環(huán)節(jié)，包括參觀選礦實驗室及開展課堂演示實驗等。參觀實驗室可以讓學(xué)生了解各種選礦設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，便于與理論相結(jié)合。課堂實驗包括趣味淘金實驗、浮選實驗等，由“耳朵聽”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把劬础焙汀皠邮肿觥保寣W(xué)生切身感受到選礦的魅力，在增加學(xué)習(xí)興趣的同時加深對選礦原理的理解。

建立課堂教學(xué)與生產(chǎn)實習(xí)聯(lián)動機(jī)制。蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)礦物加工概論在第六學(xué)期前八周開設(shè)，生產(chǎn)實習(xí)在第六學(xué)期最后三周開設(shè)。因此，課堂上講述的理論知識在生產(chǎn)實習(xí)中可以得到很好的印證，為理論聯(lián)系實踐提供了便利。冶金工程專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)包含白銀有色集團(tuán)股份有限公司選礦廠實習(xí)，該選礦廠為國家“一五”期間建成的有色金屬工業(yè)中的第一座大型選礦企業(yè)，現(xiàn)有三條選礦生產(chǎn)線，分別為浸染銅系統(tǒng)、銅冶煉渣系統(tǒng)和多金屬系統(tǒng)，包含大量典型選礦設(shè)備和技術(shù)。其中銅冶煉渣選礦系統(tǒng)以冶金渣為原料，是典型的選礦冶金聯(lián)合工藝，對冶金工程專業(yè)的學(xué)生具有重要的啟發(fā)意義。此外，建立礦物加工概論與生產(chǎn)實習(xí)聯(lián)動綜合考評機(jī)制，拓展課堂教學(xué)評價方式與內(nèi)涵，契合工程教育認(rèn)證對課程教學(xué)效果評價的要求，有助于全面提升冶金工程專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實踐能力。

4 結(jié)語

蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)礦物加工概論課程具有其專業(yè)特性，在課程教學(xué)實踐中改變了傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，結(jié)合蘭州理工大學(xué)的戰(zhàn)略定位和西部地區(qū)的地域資源特色，采用多媒體教學(xué)、互動式教學(xué)、視頻直播教學(xué)、實踐化教學(xué)等創(chuàng)新教學(xué)方法，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性iu3wWDMBZ6/cHwMTDeYPjCJMKqulDGgjDilCmytlynI=，將理論知識和工程實踐相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐能力等綜合素質(zhì)。

基金項目：蘭州理工大學(xué)2024年度高等教育研究項目（GJ2024B-8）；蘭州理工大學(xué)高等教育研究項目（GJ2023B-3）。

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