礦物加工專業重力選礦課程教學改革探索

摘 要：文章從本科重力選礦課程教學現狀分析入手，對重力選礦課程教學的內容、方法、實驗、課程考核設計進行了教學改革。學生通過教學改革對本門課程有了更深入的理解，提高了教學效果，有效地把理論知識融入到了實踐當中，提高學生創新能力，培養學生成為有創新能力的實用型人才。

關鍵詞：礦物加工 重力選礦 教學改革

中圖分類號：F240

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）11-268-02

一、引言

“重力選礦”課程是礦物加工工程專業的一門重要的專業課，也是理論知識和機械原理、結構相結合的綜合課程。重力選礦的原理是基于性質不同的礦粒，在流體中完成分選過程，涉及到流體力學、顆粒學、概率統計、測試技術及自動控制技術，是一門綜合性交叉學科課程，課程涉及面廣，從理論到實際設備結構、運行，能夠培養學生綜合運用課程所學理論知識與技能，提高解決實際問題的能力，是一門非常適合培養學生創新能力的課程。但是近年來，該課程出現了教學模式教學方式方法單一、課程內容陳舊、實驗與作業內容單一、考核單一等問題。本文結合自身教學實踐，根據學生就業方向與現場企業信息反饋中出現的問題，特提出本次課程教學改革。

二、更新課堂教學內容

目前，國外開設重力選礦課程的學校有很多：巴黎礦業大學、法蘭克福大學、波恩大學、柏林工業大學、慕尼黑工業大學、亞琛工業大學等等。同樣，國內開設重力選礦的學校也有很多：中國礦業大學、東北大學、遼寧工程技術大學、沈陽理工大學、江西理工大學、山東科技大學、安徽理工大學、武漢科技大學、中南大學等許多學校。課堂內容均以掌握重力選礦的基本理論、礦物性質、分選工藝及選礦機械設備結構與工作原理為基礎，但各高校重力選礦課程中的具體講解內容具有不同的側重點，形成各自的特色。中國礦業大學以煤炭的主要分選作為主講內容，并且金屬、非金屬分選內容也逐漸走進主講內容，所占比例逐年增加;遼寧工程技術大學以非金屬分選作為主講內容，對于煤炭、金屬分選內容也占相應比例。東北大學以金屬分選作為主講內容，均不斷擴大教學應用范圍。

同時，近年來，隨著我國經濟增長速度持續減緩，煤炭行業出現了供大于求現狀，煤炭行業面臨巨大壓力。煤炭行業的發展形勢導致礦物加工專業人才需求逐年減少，現已達近飽和狀態。筆者對我校礦物加工工程專業畢業生近5年的畢業情況進行統計，畢業生不再局限于煤炭洗選行業，而是逐漸向金屬與非金屬分選及深加工行業過渡。從事選煤行業的學生人數逐年下降，2011年畢業生從事選煤占75%，至2015年僅占34%;從事金屬及非金屬礦分選行業的同學比例逐年增長，至2015年達38%。

根據各國內外高校重力選礦課程內容傾向及學生的就業方向，及時調整課堂教學內容。我校重力選礦課程主要以煤炭分選為主，在原有的課程內容比例的基礎上，重新進行合理的內容選取和編排，加大流膜選礦部分課時比例。在重選生產實踐部分，對于在實際生產中已經不再使用的生產技術與工藝進行刪減。雖然重選流程均以煤炭洗選為中心，但面對企業人才多樣化的需求，重選流程不但要保證原來的選煤部分，還要加大金屬礦及非金屬礦工藝流程的講解，向學生傳授生產現場各種技術工藝。保證授課內容站在專業技術的前沿，引入大量最新科技文獻，了解最新的專業技術，與國際接軌。不斷培養學生分析問題和解決問題的能力，從各個角度拓寬學生的專業面，使學生更好地掌握最新的礦物加工技術。

三、豐富實驗教學內容

實驗是重力選礦課程必不可少的實踐性教學環節，也是重力選礦課程的重要組成部分。實驗不僅能夠提高學生工程意識、動手能力和綜合素質，重要的是使學生養成探索研究的良好習慣，培養學生自主實踐和創新能力。目前，統計許多用人單位對普通工科高校學生的評價，普遍存在實踐動手能力薄弱，創新意識不強。創新意識不是簡單地從理論知識推理而來，實踐證明創新意識與動手能力的高低成正比。歸根結底是如何提高學生自身的動口、動腦、動手的實踐探索能力和創新精神。

重力選礦課程實驗方式內容單一，僅有課內實驗部分。學生只要進行三步就可完成實驗，課前學生按照實驗指導書上的步驟進行預習;課上便可順利地測到數據，完成實驗動手部分;課下對數據進行處理分析，編寫實驗報告。這種按部就班的實驗教學方式限制了學生學習能動性的發揮，束縛學生的思維擴展。面對這種現狀，本門課程提出要在傳統實驗內容的基礎上，加入創新內容。通過設置課外綜合性設計實驗，將學生分成幾隊進行比賽，引導學生將多方面的專業知識有機地聯系起來。鼓勵學生主導實驗，讓學生自主完成實驗的設計、步驟，發現問題，解決問題，進行探索新實驗和創新實驗，使學生在實際操作中逐步形成、發展和豐富自己的認知結構，主動探索科學知識，初步掌握從事科學研究與探索的一般方法。這樣不僅達到對學生基本知識和實驗技能的培養，更重要的是注重學生對實驗過程中的操作能力，增強團隊意識，實驗可以滿足各類學生的不同層次的創新能力培養，從而培養出更優秀的學生。

四、完善教學方法

目前，重力選礦教學方式是傳統的教學方式講授法。這種教學方式存在著教學方式單調，把教學內容多半單向地灌輸給學生，不能充分調動學生的主動性和積極性，激發學生的學習興趣，不利于學生的綜合能力和創新思維的培養。使學生更好、更快接受專業課知識，不是“填鴨式教學”，更不是學生簡單的“應試型”考試課，需對教學方法進行更新完善。以講授法為主，綜合運用多種教學方法，根據不同的教學內容采用不同的教學方法。采用導入、啟發、問答、復習等方法進行授課，同時也采用討論、分析、錄像、舉實例等方法導入新課內容，運用高清晰度的圖片、生動形象的flash動畫將微觀世界宏觀化，教學內容形象化。例如，在講解立輪、斜輪分選機結構時，教師對照圖片講解，學生理解其分選原理及基本結構，教師思維代替學生思維， 學生只是被動地接受知識，并且在實際工作中遇到設備，很難找到設備中的對應結構位置及了解設備運行狀況。在教學中結合播放現場設備工作情況、設備檢修、設備內部結構及檢修過程細節，在講解課堂內容時，把理論與現場實踐相結合，讓學生對講解內容充分理解。不僅激發學生學習的興趣和求知欲，形成一種“感染式教學”，讓學生由被動變成主動，使其具有良好的精神狀態進入課堂的學習中來，有利于學生在頭腦中形成完整的知識結構體系，便于記憶。

不斷提升計算機軟件在重力選礦教學中的重要位置，不斷提升學生的工程基礎。在重力選礦課程中可選性曲線、分配曲線與錯配物曲線的繪制，從手繪到發展到現在的計算機出圖。在出圖的過程中，更新更簡單的軟件不斷應用到重力選礦課程中來。從Matlab、Mathmatica和Maple等具有一定的計算機編程知識和矩陣、函數知識，到簡單實用的Word、Excel、Origin，不但可以輔助課堂教學，提升教學效果，并且達到了培養利用計算機解決工程實際問題的能力，又把課程內容面放寬放大，增強學生分析問題的能力。同時，不斷豐富作業形式，使作業不再局限于手寫。例如：編程、電子繪圖、電子式論文作業、文獻綜述等等，這些不僅激發了學生做作業的興趣，活躍了學生的課余生活，使學生作業的抄襲現象大大減少。

五、科研促進教學

高校教學與科研兩者相輔相成。教學是科研的基礎，科研是教學的發展和提高，充分發揮科研在教學中的作用，才能有效提升教學質量，提高學生綜合能力與創新能力。教師在課堂上傳授的知識，往往忽視了學生的主動性。因此，在重力選礦課程的教學中引入專業科研領域，接觸學科前沿，培養學生的科研意識，激發學生學習去創造新知識的勇氣和動力，意識到“真正的學習在課下”。通過我省東部煤電化建立的煤炭洗選加工研發平臺，我校石墨研發平臺，讓學生認識科研，參與科研。充分利用礦物加工工程省級高校重點實驗室，為學生的科研實戰提供了良好的實驗條件，鼓勵學生在科研道路上不斷實踐和探索，遇到問題，主動學習，解決問題，從而提高學生的學習興趣，不斷提升自身專業能力，培養學生的創新意識和能力。鼓勵學生參與學校科研項目，申請大學生科研立項。

科研促進教學，不僅培養學生的創新思維和能力，并且對于教師自身也提出了更高的要求。在指導過程中，教師首先要掌握豐富的知識，做到思路開闊，不斷提升自身的專業水平，對學科的前沿、動態有及時和深入的掌握。

六、改革考核方式

重力選礦課程原考核方式分為三部分，期末閉卷考試占總成績70%，平時成績占總成績10%，實驗成績占總成績20%。但是近年來，學生中很大一部分存在著一考定成敗的心理，不注重平時學習，學習不認真，期末考前突擊，快速記憶，很快忘記。考核方式存在一定弊端，只重視期末考試，忽視平時學習的過程，感受不到學習的樂趣，只考慮考核結果，同時，也打擊了一部分同學的學習積極性。為了轉變這種考試心理，促進學生掌握知識、提高能力及素質修養，對考核方式進行調整。設置階段考試，達到注重學習過程與結果的統一。考核方式變分四部分，平時成績占總成績10%，實驗成績占總成績20%，階段考試占總成績20%，期末閉卷考試占總成績50%。這樣，考核過程體現在平時、中間過程和期末，貫穿課程全部，能夠更好掌握學生學習效果。這種考核方式不僅激發學生在整個教學過程中具有持久的學習積極性和主動性，能更真實地體現學生的學習水平，打消學生一考定成敗的消極心理。

七、結論

重力選礦課程教學改革內容，以“學生全面發展、成人成才需求，企業與社會發展需求”為導向，立足于具有創新能力的實用型人才培養要求。分析課程教學的現狀，發現存在的不足，提出了行之有效的教學改革，不僅擴大了學生的知識面，重要的是激發了其學習動力，真正提高學生的學習效果，動手能力，創新能力;實現教學與科研的強強結合，強化教學，通過在理論與實踐教學環節引入“科研式”培養，縮短了學生理論研究與科學實踐之間的距離，促進學生能力的全面提高，同時也推進了教學，達到了教學改革的真實目的。

[基金項目：黑龍江科技大學教研項目（TY13-12）]

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（作者單位：黑龍江科技大學礦業工程學院 黑龍江哈爾濱 150027）

（作者簡介：孟凡娜，講師，博士，研究方向：礦物分選與深加工。）

（責編：賈偉）