《晶體光學》課程教學改革與思考

摘要：《晶體光學》是地學類專業重要的一門專業基礎課。注重理論與實踐相結合，強調學生的動手操作能力，從而培養出新時代的應用型和創新型人才。教學改革的成功依賴于課程改革的整體推進及廣大教育者專業技能的不斷強化。通過分析晶體光學理論教學與實踐教學的現狀及其主要特點，對我校晶體光學教學中存在的問題進行了探討。結合教學實際情況，提出了該課程教學改革思路及指導思想。

關鍵詞：晶體光學；教學改革；教學手段

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）03-0276-02

《晶體光學》是我校地球科學學院資源勘查工程、地球化學專業的一門重要專業基礎課程，是進行透明礦物光性鑒定的一種必要手段，更是學習巖石學課程的基礎，具有很強的理論性和實踐性。隨著地學發展和新技術的不斷涌現，培養學生的地質綜合能力與創新精神，既要抓好基礎理論知識，又要注重加強基本技能訓練及綜合鑒定分析能力的培養。在理論16學時、實驗22學時的情況下，既要保證教學質量，又要保證教學計劃內容及學生綜合素質的培養等方面進行了一系列有益的探索。

一、《晶體光學》課程的基本特點

《晶體光學》是研究光對透明礦物晶體作用所引起的一系列光學現象及其規律的一門科學，其基本理論是光率體，應用的儀器是偏光顯微鏡，主要是將礦物或巖石磨制成薄片，在鏡下測定礦物的光學性質等[1-2]。該課程中的立體概念和實踐性強，它既是一門方法課，又是一門理論聯系實際很強的學科。在有限的學時范圍內，依傳統的教學方式難于掌握教學大綱內容；又由于《晶體光學》是地學中較成熟的一門專業基礎學科，也難于對內容方面進行大量的修改。為順利完成本課程的教學任務，提高教學質量，應具備兩點：（1）充分調動學生的學習積極性，發揮其主觀能動性，引起求知欲望，善于思考，并做到課前預習、課后復習；（2）要求教師做到精選內容，精講重點、難點，啟發思維及教學方法多元化，避免傳統灌入式的教學方法，提倡教與學的雙向互動。

二、改進教學手段，提高教學效率

針對《晶體光學》課程具有抽象性、空間性和實踐性強的特點，為了在有限學時內達到較好的教學效果，對教學方法、內容進行了改革和實踐。教學改革的一個重要方面就是引入輔助教學多媒體，打破了傳統的敘述性講授。由于該課程涉及的立體抽象概念較多，鏡下礦物的光性特征多樣化，對于想象力弱或缺少實踐經驗的學生來說，理解上存在一定難度，如不同礦物具有不同的光學性質，其光率體類型也不同，錐光鏡下的干涉圖特征各異等。筆者將多媒體技術與教學內容相結合，制作了一套多媒體課件，將巖石礦物照片、視頻及課堂板書有機結合。課堂教學內容豐富、形象、直觀，擴大了教學信息量，適應課時縮減的需要，如：可用三維動畫生動地把不同晶體的光率體的立體幾何圖形呈現出來，還可以展示鏡下的巖石礦物微觀照片、視頻等，從而提高了教學質量和學習效率。實驗內容在偏光顯微鏡下完成，教師在黑板上難于形象地把各礦物的光學性質表述清楚，如相鄰兩礦物相對折射率有關的光學性質：貝克線、糙面、突起等級等。在地學類國家級實驗教學創新項目的支撐下，于2010年筆者制作了與晶體光學理論教學同步的《晶體光學實驗教程》多媒體CAI軟件，并獲全國地球科學類國家級實驗教學創新性實驗競賽二等獎，它美觀、簡潔、易操作，集文字、巖石礦物照片、動畫和視頻于一體，具有教學目的明確、教學內容直觀、交互性強等優勢[3]。此外，另配有晶體光學實習教程[4]。該軟件充分考慮了教學需要和課程特點，以示教型和自學型為主，兼有資料型的特點，可對實驗教學內容進行任意地反復瀏覽和操作，讓學生了解實驗課所觀察的礦物光學性質，增強學生的直觀感性認識、獨立分析和解決問題的能力，有助于提高學習效率。

三、加強和完善實驗室建設

隨著科技的發展，傳統的一人一鏡觀察，教師逐一指導的實驗教學模式嚴重滯后于課程改革要求。為實現創建“省內一流、全國知名、部分學科達到國際領先水平”的辦學目標，應加大力度改建實驗室。當前，進行創新教育，培養學生創造性思維，并引導其進行研究性學習是目前教學的趨勢，但由于偏光顯微鏡使用的特殊性和個體性，傳統的鏡下觀察使學生很難得到教師的有效指導。隨著數碼顯微鏡和數碼互動教室的引入和應用，使傳統灌入式的教學方法變為師生互動的、圖像共享的、高效率的教學體系。在教與學的過程中，實現了師生在同一視域中達成相互理解和自我理解，將雙方的視野和見解相互融合。多年來，在實驗標本和薄片庫的建立方面，地質系全體教師投入了巨大的精力并做出了重大貢獻。實驗教學要求學生肉眼觀察巖石礦物標本與顯微鏡下薄片鑒定同步進行。由于巖石礦物標本、薄片使用頻繁，耗損特別大，尤其是巖石薄片。隨之后來對巖石礦物薄片進行了補充，但同一類巖石畢竟不是出自同一塊或同一地區的巖石，其礦物成分、含量和次生變化等肯定存在一定的差異，給學生做實驗造成一定的困惑。針對該情況，我校對實驗室加大力度投資建設，確保每個學生使用的實驗巖石標本和薄片完全配套。采用示教系統直觀教學，學生可獨立操作，通過本環節的實施，學生既鞏固深化了理論知識，又掌握了基本技能，從而為推進實驗室建設和提高教學質量提供了物質基礎上的保障。

四、完善考核辦法

考核對教育活動具有很強的指導作用，既是評價和改進教學，使之有利于培養創新人才的基本途徑，也是引導學生主動、創造性地學習的重要手段。完善考核辦法是檢驗和提高學生創新思維和創新能力，也是教學改革的一項重要環節。該課程側重考核學生對基本理論、基本概念等的掌握程度以及綜合運用知識的能力。為達到檢驗教學質量和全面掌握知識的目的，應采用綜合考核辦法：（1）理論課堂表現情況和操作能力，各占總評成績的10%；（2）平時作業、實驗鑒定報告，占總評成績的8%；（3）理論考試，占總評成績的42%；（4）未知透明礦物的系統鑒定考試，占總評成績的30%。為了能更好地檢驗教師授課質量和學生對知識的掌握情況，建議實行教考分離，避免考試過程中的傾向性、暗示性或可能出現的不規范操作。

五、結語

高校教學改革的重要環節之一是教學模式的探索和創新。《晶體光學》是一門方法性課程，其基本理論知識和概念比較抽象，內容連貫性和實踐性很強。教學方法的優化是教師長期的課題，是一個優秀教師永遠的追求。要堅定不移地推進教學方式，應用多種教學手段，激發學生的學習興趣，培養學生的科學思維能力和創新意識。

參考文獻：

[1]林培英.晶體光學與造巖礦物[M].北京：地質出版社，2005.

[2]曾光策.晶體光學與光性礦物學[M].武漢：南京師范大學出版社，2003.

[3]杜后發，江琴，劉軍港，等.《晶體光學實驗教程》多媒體CAI軟件的設計和制作[J].中國地質教育，2010，（3）：74-77.

[4]杜后發.晶體光學實習教程[M].北京：中國原子能出版社，2012.

基金項目：地學類國家級實驗教學示范中心創新性實習實驗項目（編號：CX09010）；江西省高校特色專業建設項目及省教學團隊的資助