關于礦物加工工程專業中物理化學教學的幾點思考

聶文林，陽小勇

(1 滇西科技師范學院數理學院，云南 臨滄 677000；2 昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；3 滇西科技師范學院生物技術與工程學院，云南 臨滄 677000)

礦物加工工程專業是應用技術很強的工科專業，礦物加工是利用磁選和浮選等方法，將品位較低的原礦富集為人造富礦，為后續的冶煉工作或礦產品的深加工做準備，目前該專業在國內高校多有開設，如云南各地州礦產資源極其豐富，各工礦企業需要大量的礦業類人才，該專業畢業生就業形勢趨好。

鑒于該專業對化學知識的依賴性很大，所以學生必須掌握無機化學、分析化學、物理化學、甚至部分有機化學內容，化學知識在該專業的比重之大、知識面之廣給學生的心理造成較大的負擔，尤其是物理化學課程的教學更是讓學生“苦不言堪”，甚至部分學生對物理化學抱有“敷衍了事”的學習態度，嚴重影響培養質量。物理化學雜糅了物理和化學兩大學科基礎知識，它是以物理學的理論與實驗技術為手段研究化學的基本規律和理論。同時物理化學的知識之廣泛，又成為研究、探索其他領域(如礦物加工、冶煉、石化、醫藥、材料)研究的必備要素。據多年的教學經驗，在教學過程中，因為物理化學理論的抽象深奧、數理邏輯推理性強、知識系統性強等特點給學生帶來很大的困難。所以為做好物理化學的教學工作、達到礦物加工工程專業的培養目標，在教學過程中提出以下幾點思考。

1 對傳統教學內容進行整合以契合專業的需求

《普通高等教育“十一五”規劃教材：物理化學簡明教程(第3版)》[1]在編寫及修訂過程中貫徹的指導原則中包含“對傳統教學內容的及時更新”，如何更新內容？即不要“唯教材是論”而是教學過程中如果化學課程屬于其它專業的專業基礎課時，教師要重點考慮“核心專業課的需要”從而對物理化學知識進行取舍、整合、補充，當然在更新的過程中我們不能無視物理化學的系統性與邏輯性，更不能忽視知識的來龍去脈而搭建空中樓閣，而是要堅持“具體情況具體分析，因材施教”的原則。畢竟學生不屬于化學類專業的學生，如果我們按照化學專業的培養標準來傳授物理化學知識就顯得“本末倒置，避重就輕”了。要對專業核心課作深入的了解，物理化學中哪些內容契合核心專業課程內容，如“金屬冶金學”、“礦物加工廠工藝設計”與物理化學中的“相平衡”，“電化學”的知識相關，而“選礦學”則需要做好物理化學中界面和膠體化學的教學。對物理化學的教學要突出重點，避開難點，無需對微積分的邏輯推理、熱力學定律的數理分析、溶液的化學勢、化學平衡及化學動力學與能量進行深入探討，多年經驗告訴我們學生的承受能力與接受能力及學習時間是有限的，加重學生的負擔無疑會導致學生厭學的情緒產生，教學效果適得其反。

2 物理化學實驗應契合“專業”以體現其在專業中的價值。

只有理論聯系實際，才能讓學生感覺到自己所學的東西具有實際意義。對礦物加工工程專業中物理化學課程的教學更是如此，應特別注重實驗的教學，強調實驗與理論的有機結合。以往實驗教學一般遵循的原則是“化學實驗是基礎理論的驗證和補充”[2]，而我們的“教育哲理”更要強調實驗“應用性、適應性”。毋庸置疑，平時教師大部分授課內容都圍繞著熱力學、分散系、動力學、表面和膠體化學、化學平衡、電化學等基礎理論講解，雖然不能說以上理論教學缺乏趣味性或不能為學生所接受，但當理論一旦與實踐“若即若離”，或者說理論純粹建立在邏輯分析基礎之上，無疑會降低教學效果。所以教師一定要處理好“理論教學與實驗教學”的關系[3]。

物理化學實驗當然必須通過學生親手操作，使學生掌握物理化學的基本實驗技術和技能，能科學觀察物理化學實驗現象及進行規范記錄、處理實驗數據及對實驗條件的進行判斷和選擇。可是如果我們的教學一味的就物理化學實驗而“實驗”，那就落入俗套。為避免不落窠臼，就必須將以上學生所掌握的方法體現在他們所學的專業中，如在“酸堿反應中和熱的測定”、“量熱法測定萘的燃燒熱”的實驗教學中，學生不僅要能正確的對反應熱進行測定，教師更要結合冶金學、濕法、干法冶煉、電解等實際性的專業問題來分析該實驗的必要性，從而從專業的角度來思考和認識該實驗。通過以上的鍛煉，那么學生也就具備了初步對金屬冶金學中熱量的變化問題的分析能力。而“差熱分析”、“熱分析法繪制二組分體系的相圖”的實驗的規律與原理應該體現在“礦物金屬及其化合物在礦物加工過程中的富集與變化”中，從而使得學生能理解礦物深加工過程中出現的溫度變化規律和晶型的變化等特征，尤其在相圖的繪制中更要強調實驗在專業中的應用性。而“電導法測定蛋白質水溶液的等電點”，“電極電勢-pH圖的繪制及分析”，“恒電流法測量鋅的穩態極化曲線”，“循環伏安法研究K3Fe(CN)6電極反應動力學”，“溶液吸附法測定活性炭的比表面積”，“電泳法測定Fe(OH)3溶膠的動電電勢”，“微觀法測定膠體的粒徑及動電電勢”等物理化學的實驗項目更是與礦物加工或深加工的實踐教學息息相關[4]。教師更是要結合專業的教學內容和問題來思考以上實驗，在必要的時候可對以上實驗進行改進，使其更能契合“專業的要求”，體現出實驗的價值與作用。能否將物理化學實驗“專業化”，能否將實驗中要求學生思考的問題具體化，必須把“要解決的實驗問題”上升到“專業實踐研究中確實存在的問題”，最終使學生形成的解決問題的素質能在實際應用過程中體現出來，這些都是物理化學教師應該思考的問題。

3 做好學生的“心理疏導”以提高學生對物理化學的認識

教師必須使學生認識到本專業的應用型很強是建立在數學、物理學、化學等專業基礎課程的內容之上的，脫離以上基礎課程的內容而孤立的學習核心專業課內容無異于“空中樓閣”，屬于“無稽之談”。在給學生做“職業規劃”時更要從專業的角度來審視[5]。培養目標應明確表示：我們培養的學生不是“曠工”，也不是“勤雜工和后勤人員”，而是能夠提出問題、分析問題、解決問題的生產一線技術人才或者產品改進、實驗研究與工程設計、生產管理人才，而這樣的人才必須擁有扎實的“專業技能”[6]。在教學過程中不乏有學生抱怨化學內容太多，無機化學、分析化學(含儀器分析)已經讓他們“煩不勝煩”，而物理化學內容的難度更是讓學生“苦不言堪”。故教師在教學過程中應對內容進行整合，整合的原則應基于其在專業中的價值體現，如表面張力、膠體化學知識在選礦中的潛在應用價值，電化學知識、電導法在冶煉中的運用，金屬相圖的繪制與解讀在礦物深加工的應用等都要在教學中體現出來。在職業規劃的過程中，強調“再造+深造”對個人職業生涯的影響。滿足于簡單的技能操作與生產經營或按部就班式的工作已不是我們“礦物加工工程”本科專業畢業生的理想信念，更不是終極目標。從事科學研究與技術革新，對產品進行深加工創造出高附加值的優性能產品才是本專業的專業人才追求的目標，而這一切都離不開“繼續教育”與“深造”，若忽視了物理化學知識在專業中的存在價值，那“深造”更是無從談起。教師務必清醒的認識到“學生對專業、職業的認識程度是朦朧的”，其有著“宏圖大志”但又缺乏腳踏實地、兢兢業業之精神，他們會把以后成功的因素歸結于或在很大程度上歸結于“偶然+巧合”，對“必然性”的前提條件缺乏深刻的認識，即使堅持“實踐出真理”的認識論，但也是基于“盲目的實踐”，忽略理論對實踐指導的價值所在。即物理化學知識對“礦物加工及深加工”的實踐指導作用雖然不是萬能的，但若脫離其理論指導也是萬萬不能的，以此來提高學生對學習物理化學的認識。

4 結 語

物理化學的教學存在諸多困難是必然的，但作為工科專業的基礎課程，教學的創新的點應著眼于“學生對核心專業課程學習的需要”，切勿泛泛而談，否則只能是加重學生的學習負擔，無益于培養目標的實現。