“稀土冶金學”課程教學改革與實踐

常宏濤 李 梅 羅果萍 張福順

（內蒙古科技大學 材料與冶金學院，內蒙古 包頭 014010）

稀土冶金學是研究從礦石中提取稀土或稀土化合物及用各種加工方法將稀土制成具有一定性能的金屬材料或合金材料的過程和工藝。其研究內容包括稀土元素及其主要化合物的性質和特征、稀土礦物原料及其處理、稀土元素分離、稀土純化合物制備、稀土金屬及其合金的制取、稀土金屬的精煉提純等。

1 課程開設背景

我國包頭氟碳鈰礦-獨居石混合型稀土精礦是世界第一大輕稀土資源和第二大釷資源，其不僅儲量豐富，而且經過40多年的開發，已經建立了從采礦、選礦到冶煉、分離提純等一套完整的工業體系[1-5]。

內蒙古科技大學材料與冶金學院是為適應包頭地區經濟建設和社會發展而建立并發展起來的本科院校。在長期的辦學實踐中，學校緊緊依靠地方政府和社會力量，針對包頭白云鄂博礦資源的開發和綜合利用情況，為國家培養能適應21世紀我國社會主義現代化建設需求的，掌握稀土冶金的基本知識、基礎理論和基本技能的復合型高級技術人才和管理人才。

2 “稀土冶金學”課程的建設

基于內蒙古科技大學立足于包頭白云鄂博礦資源優勢的辦學特色和冶金工程專業學生部分就業服務于包頭本地的現實狀況，因此材料與冶金學院自2008年開始將冶金工程專業的專業課程分為兩個模塊開課，一個是以鋼鐵冶金專業為重點的課程設置，另一個是以稀土冶金為重點的有色金屬冶金專業。學生可以根據自己的興趣及將來的發展方向任意選擇兩個模塊中的任一專業進行學習。其中稀土冶金工藝學是以稀土冶金為重點的有色金屬冶金專業的重點課程，因此該課程的建設對于教學效果極為重要。

為保證“稀土冶金學”課程的系統性和完整性。在確定該課程內容時，堅持“淺而寬、理論聯系實際”的原則,以經典理論為基礎，重點介紹稀土冶金過程的知識,并將最新科技成果和前沿技術納入教學內容，編寫《稀土冶金學》教材。

2.1 “稀土冶金學”課程內容的設置

稀土冶金工藝學課程主要包括濕法冶金過程和火法冶金過程兩部分，其中濕法冶金過程主要講授稀土元素及其主要化合物的性質和特征、稀土礦物原料及其處理、稀土元素分離、稀土純化合物制備等內容，而火法冶金過程主要講授稀土金屬及其合金的制取、稀土金屬的精煉提純等內容。通過教學的各個環節使學生達到各章中所提的基本要求。

2.2 “稀土冶金學”教材建設

書中系統地介紹了由稀土資源提取稀土元素和制備稀土全屬的全過程。同時為了適應社會發展的需要，將環境保護和冶金過程與稀土材料制備過程相耦合的增值冶金的意識責穿于全書中。全書共分為十章，內容包括稀土元素的物理和化學性質、稀土的資源及精礦的分解方法、稀土元素的分離方法及化合物的制取方法、稀土金屬及稀土合金的制取方法和稀土生產過程的廢物處理，在這些內容中除了第10章集中講述稀土生產中的廢物處理外，在精礦分解中特別論述了具有清潔冶金特點的分解方法和研究進展，在溶劑萃取工藝中講述了利用難萃組分回流和蒸發方法從萃取廢水中回收氯化銨及離子交換淋洗液回收利用等環境保護的內容。為了使學生了解稀土元素應用范圍和主要稀土材料的制備方法，在第1章中從稀土元素的物理和化學性質出發介紹了稀土元素的應用，并在第6章中編入了高純、超細稀土化合物提取及稀土拋光扮與稀土發光材料制備技術，在第7章稀土金屬制取內容中加入了稀土合金的制取方法，這樣讓學生既能掌握目前稀土冶金技術的基本方法又能了解稀土冶金的前沿技術。

3 “稀土冶金學”課程的教學方法改革

3.1 改進教學環節，提高教學質量

緊跟學科發展，完善教學內容。稀土冶金學以化學為基礎理論，結合實際稀土冶金闡述無機材料的制備、組成、結構、性質和應用。在教學中融入目前稀土提取、稀土新材料以及稀土金屬制備等領域最新的研究與成果，并將其不斷融入課程各教學模塊，不斷優化完善課程教學內容，在有限的學時中向學生傳達盡可能多的知識。

3.2 采用板書與多媒體相結合的教學手段

采用形象直觀的多媒體教學一方面可以使學生進入一種喜聞樂見、生動活潑的學習氛圍，從而使學生產生極大的學習興趣。另一方面多媒體教學可以迅速的、大量的把課程內容呈現在學生面前，因此多媒體教學被廣大教師應用。但是由于多媒體教學使課堂的教學內容大大豐富，導致可能學生來不及做筆記，因此本專業教師會在課前將課件文字稿交給學生，免去他們做筆記的麻煩，也避免使學生在課堂上僅僅成為一個記錄機器，而不能積極參與課堂思考。但是僅僅以多媒體播放的方式進行講解，容易讓學生產生視覺疲勞。適當的時候結合黑板板書，可以對學生產生一個新的刺激，保證教學效果。特別是在講解一些公式推導整理細節的時候，輔以板書會更簡潔易懂。

3.3 教學與實踐相結合

稀土冶金學中由于稀土萃取分離工藝是連續的過程，流程長，系統性強，課程內容包含知識點多，而在在工業生產實際中，多種物料溶液通過密閉的管道輸送，并且在基本密閉的容器中進行反應或儲存，學習難點較多，因此學生掌握稀土元素的萃取分離工藝比較困難。因此在課堂教學任務完成后開設稀土元素萃取的實驗課，以便學生更加全面、系統、直觀地了解和掌握稀土萃取分離工藝的各個知識點，讓學生更加生動、形象地了解稀土萃取分離工藝的原理、過程、主體設備、整體流程以及理論應用等方面的知識。

［1］Arifal G,Hwang J,Qnuki K.Electro-electrodialysis of hydriodic acid using the cation exchange,membrane cross-linked by accelerated electro radiation[J].Membr Sci，2002，210(1)：39-44.

［2］汪雨，張玲金.常壓微波技術萃取土壤中有機氯農藥[J].巖礦測試，2006(01)：15-18.

［3］Simpson,N.J.K.Solid phase extraction: principles, techniques,and applications[M].New York and Basel:Marcel Dekker，2000，110(2)：19-38.

［4］Thurman,E.M,Mills,M.S.Solid phase extraction:principles and practice[M].New York:John Wiley&Sons，1998，146(02)：200-210.

［5］呂金海，舒孝順，高中洪，等.菝葜總皂苷元超聲萃取研究[J].中國中藥雜志，2007(02)：155-156.