晶體光學與光性礦物學實驗教學改革與學生實踐能力培養

李強　孟憲富

摘 要： 晶體光學與光性礦物學是地學專業學生的一門專業基礎課，其教學質量對學生后續專業的學習及科研能力的培養具有重要的意義。本文從晶體光學與光性礦物學實驗教學的課前準備、教學方法改革和教學檢查三個方面展開討論，探討了如何培養學生獨立思考和實際操作能力等問題。

關鍵詞： 晶體光學與光性礦物學 教學改革 實踐能力培養

晶體光學與光性礦物學是我校地質學、資源勘查工程、地球化學專業的一門重要專業基礎課程。它是研究可見光通過透明晶體時所產生的一些光學現象及其原理的一門科學[1]。教學目的是培養學生學會使用偏光顯微鏡，掌握在顯微鏡下鑒定各類常見造巖礦物的基本光學特征，為后續《巖石學》課程的學習及今后從事地質科研工作打下堅實的基礎。因此，其教學質量的好壞直接影響到學生后續專業課程學習及工作后能否獨立解決實際地質問題。在課程教學過程中，除了注重理論教學外，實驗教學也是非常重要的環節。我結合多年實驗教學經驗，從實驗教學課前準備、實驗教學方法和實驗教學檢查等三個方面進行討論，分析該課程教學改革及如何培養學生實踐能力。

1.實驗教學課前準備

實驗課程課前準備是實驗教學的重要組成部分，實驗課是對理論課內容的深化理解和熟練，不做好充分的準備工作，在課程學習中就會手忙腳亂，事倍功半。課前準備包括實驗教師的課前準備和學生的課前準備。

教師的課前準備主要包括實驗教學薄片的準備和多媒體教學課件的準備等，其中教學薄片的準備更重要。因為礦物的光學特征隨切片方向的不同會有一定的差異，在同樣一個薄片中，即使同種礦物的光學性質也會出現一定的差異。為了使學生對各種光學現象和實習內容有更加深刻的認識，必須對實驗薄片精挑細選，使學生既能夠看到礦物最典型的光學特性，又能夠觀察到礦物的一般特征，認識礦物鑒定的特征。例如，在礦物解理觀察實驗中，雖然角閃石的解理是兩組，但在同一薄片中，往往既可看到有兩組解理的角閃石，又可觀察到一組甚至無解理的角閃石，雖然后者不是角閃石礦物的典型光學鑒定特征，但通過突起等級、糙面、顏色、多色性等綜合光學性質的比較，可以確定兩者的相同點。這樣學生既掌握了礦物解理的觀察方法，又深化了對光率體和光學切面理論的認識。

學生課前準備主要是預習實驗內容，熟悉實驗方法和步驟。晶體光學課程本身就十分抽象，多數學生對基本理論理解的認識不甚清晰，加之在90分鐘的實驗課程中，學生往往要觀測4-5個光學現象，并描述和記錄觀測結果，完成實驗報告。這對于初次接觸課程的學生來說有一定的難度。如果不做好預習工作，實驗就往往無法完成。以往教學中，那些沒有做好預習工作的學生，實驗中往往手忙腳亂，甚至連問題都提不出來，實驗效果很差。對實驗內容準備充分的學生，不僅能順利完成實驗觀察內容，而且能提出很多問題，從而對基礎理論有更加深入的認識。

2.實驗教學方法改革

實驗教學方法是決定實驗效果的重要環節，也是決定實踐教學成敗的關鍵[2]-[31]。傳統的實驗教學方法多是采用教師在演示臺上把每一項實驗內容預先演示，并詳細講解實驗操作步驟。這種教學方法雖然系統全面，但忽視了學生的主觀能動性的培養，造成一些學生不愿動腦和動手，根本不能獨立解決實際問題。因此，在實驗方法上，采用互動式教學手段，課前教師簡明扼要地介紹重點、關鍵點，然后挑選一些實驗觀察現象，與同學展開討論，共同研究實驗方法。如正交偏光鏡觀察實驗時，在薄片中隨機選擇一個長條狀礦物，請同學們討論該如何測定礦物的延性。通過討論，學生對礦物光率體主軸與礦物結晶軸之間關系有了深刻的認識，鞏固了課堂理論知識，掌握了測定延性的操作程序和注意事項。另外，在實驗教學中，師生平等互動，可以使學生消除對實驗課程的恐懼，學生從開始害怕做實驗、不敢提問題、擔心教師的批評，到后來喜歡實驗課、樂于觀察各種現象、敢于提問題。這對于提高學生實驗興趣、挖掘學生的潛力有很大作用。

另外，在實驗教學過程中，尤其應當注重學生比較觀察能力的培養，讓學生學會比較觀察，在比較中提高實踐能力[4]。自然界中的礦物有上百種，即使是巖漿巖，常見礦物也有十幾種，且每種礦物都有光性特征。如何在較短的實驗課程中掌握這些礦物的鑒定特征，為今后巖石學學習打下良好的基礎，是教師要不斷思考的問題。為了使學生加深掌握常見礦物的光學特點，我們采用比較觀察方法。例如，對于具有多色性礦物角閃石和黑云母，除了比較它們顏色差異外，還有突起等級、消光類型、解理發育程度等較明顯的區別。在實驗中，在同一薄片中，找到這兩種礦物，反復比較，加深學生對兩種礦物鏡下鑒定特征的認識。

3.實驗教學檢查

實驗教學檢查是對學生實驗掌握情況的檢驗，也是對教師教學成敗的評估。在完成所有實驗教學內容后，安排1次實驗考試?？荚噧热菹鄬Ρ容^靈活，為檢查學生獨立操作和思考的能力，所用考試薄片多是學生上課未使用的，或即使是用過的薄片，測試內容也是不同的。例如，在實驗課中，學生都鑒定過電氣石的多色性，考試時，要求學生鑒定電氣石的延性或突起等級或干涉色級序。這樣不僅可以防止學生對鑒定結果死記硬背的答題，而且可以檢查學生真實的知識掌握和鑒定的水平。

上面所述是我們在晶體光學與光性礦物學實驗教學上的點滴嘗試，隨著科技的進步和社會的發展，其內容、形式都在不斷發展與變化。因此，必須不斷改進教學方法，豐富教學手段，強化教學效果，建立有利于提高學生實際操作能力的實踐教學體系，從而為培養基礎扎實、能力強、具有創新意識的新型人才奠定基礎。

參考文獻：

[1]李德慧.晶體光學[M].北京：地質出版社，2004.

[2]劉建朝，薛春紀.實踐教學是保證地學教育質量的關鍵[J].中國地質教育，2004（1）：24-25.

[3]閆軍印，張舉鋼，劉翠娥.關于地質類院校人才培養改革與發展問題的探索[J].中國地質教育，2009（4）：64-69.

[4]賈鳳軍.在地質實習中培養學生的觀察能力[J].內蒙古科技與經濟，2003（1）：143.