“有效教學模式”在物理分選課堂教學中的應用

唐鴻鵠 楊越 王麗 韓海生 孫偉 金嬌

摘 ?要：物理分選在資源加工方面具有處理量大、分選效率高、環境污染小等特點，是近年來國外重點發展的資源分選手段之一，也是礦物加工專業的核心課程之一。該文基于“有效教學模式”，構建了以學生為中心的課堂，進行了學生全程參與式的物理分選教學模式改革嘗試，旨在充分激發學生的學習興趣和能動性，助力物理分選學科的發展和行業專業人才的培養。

關鍵詞：物理分選 ?礦物加工專業 ?有效教學模式 ?BOPPPS

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）08（c）-0126-03

Abstract： Physical separation has the characteristics of large processing capacity， high sorting efficiency， and low environmental pollution in mineral processing. In recent years， it is one of the key resource separation methods developed by foreign countries and one of the core courses in mineral processing. This paper built a student-centered classroom based on the "Effective teaching model"， which attempted to reform the teaching model of physics separation for students to participate in the whole process. The aim is to fully stimulate students' interest in learning and initiative， and to accelerate the development of physics separation discipline and the training of industry professionals.

Key Words： Physical separation; Mineral processing major; Effective teaching model; BOPPPS

經濟的飛速發展對資源的高效供給提出了新挑戰。資源的精準高效分選與富集，直接決定了自然資源和再生資源的利用效率。物理分選在資源加工方面具有處理量大、分選效率高、環境污染小等特點，是近年來國外重點發展的資源分選手段之一。而國內物理分選相關的科研和教學尚未得到足夠的重視，相關的科研和技術人才相對短缺。因此，從源頭改變傳統書本式、板書式、單向靜態教學方法，加強礦物加工專業中物理分選課程的教學效率、提高學生的學習效果顯得尤為重要。

“有效教學模式”（BOPPPS），源自加拿大教學技能工作坊，其以“學生為中心”、參與式、互動式的教學理念，已逐步被國內教學者們應用到高等數學、大學英語、數學建模、金融學、普通外科、嵌入式系統設計等基礎和綜合性課程的教學實踐中。有學者研究發現“有效教學模式”在普通外科教學中應用的滿意度高達96.88%，且效果顯著。也有研究表明“有效教學模式”中融入的參與式、互動式教學方法，可使學生在完成學習24h后仍對課程內容學習平均保持率達到90%。該文在深度解析“有效教學模式”的基礎上，結合礦物加工專業特點，有機地將其應用到物理分選課程中去，旨在激發學生的學習熱情并強化教學效果，助力物理分選學科和行業專業人才的培養。

1 ?“有效教學模式”內容簡介

“有效教學模式”是基于“學生為中心”教學理念的參與式、互動式教學，該模式按照“轉承啟合”的方式對課堂教學進行模塊化分解和重組，將教學過程分為如下幾個階段。

（1）情景引入。其目的是引起學生的注意，激發聽者的興趣，塑造受教者的動機，建立課程與學生的關聯性。

（2）明示目標。旨在讓學生能夠明確該節課所需要掌握的主要內容，包括重點和難點部分。從而能夠更加有準備、有目標地進行資料收集和課堂學習，也便于教師圍繞相應的內容進行重點準備和教學設計。

（3）先測摸底。評估學生的知識儲備、對已學內容的掌握情況以及前期預習情況等，了解學生的課程興趣所在，幫助學生發現不足，加強其學習意愿，幫助教師評估教學的深度和節奏，適當調整教學內容。此外，還可以找到掌握程度較好的學生，擔任課堂的小幫手。

（4）參與式學習。這是“有效教學模式”中的主要環節，其目的是設置與課程內容相關的各類互動學習形式，促進學生積極主動地參與到教學過程中，從而更好地理解和掌握學習內容。

（5）后測回饋。幫忙教師了解學習者的課堂內容掌握情況，分析課堂目標的完成情況、學生的理解到位程度及偏差情況等。可以采用選擇題、是非題等課堂小測試，或者反思日記、課后作業、課外延展等內容的布置來進行。

（6）摘要總結。即摘要回顧和課程總結，旨在總結課堂的精華，再次回顧重難點，根據學生的掌握情況和學習目標的完成情況，讓學習者反思并整合所學、鞏固重點內容。

通過“有效教學模式”的以上六大模塊的設計，可使課程的教學安排更加有條理、層次更清晰、便于實踐操作，通過一系列教學小單元的設置和起伏有序的內容設計，一方面可以激發學生的學習興趣和動力，一方面可以緩解受教育者長時間聽課的疲勞感，最終發揮“課斷而思不斷、言雖盡而意無窮”的作用。

2 ?“有效教學模式”在物理分選中的應用——以“揀選技術”為例

揀選技術是近年來飛速發展的物理分選技術之一，其涉及材料學、物理學、機械自動化、計算機智能算法等交叉學科，目前逐步在實際生產中廣泛應用。其使用的設備和技術為了操作和人身安全往往進行了模塊化和隔斷處理，因此，通過課堂學習變得尤為重要。

而“有效教學模式”可使課程的教學安排更加有條理、層次更清晰、便于實踐操作，通過一系列教學小單元的設置和起伏有序的內容設計，一方面可以激發學生的學習興趣和動力，一方面可以緩解受教育者長時間聽課的疲勞感，最終發揮“課斷而思不斷、言雖盡而意無窮”的作用。基于“有效教學模式”，對課堂教學進行了如下模塊化分解和重組。

2.1 情境引入

激發興趣，塑造動機，通過設置暖場問題將學生逐步引入揀選技術的課堂教學內容，例如：日常生活中的揀選有哪些？食堂每天供應的大米是如何從原料中揀選出來的呢？從大米原料中揀選出優質品和次品的效果圖中大家有什么啟發呢？涉及到了哪些內容揀選技術呢？

給受教者一定的思考時間后發言討論。首先可以引導學生分析和查明大米揀選是與哪些雜質進行分離，進而可以從大米原料中大米與雜質的大小尺寸、顏色、密度等方面來引導學生思考可以采取的方案，最后引出大米現代化的自動分選線，引入課堂揀選技術的學習內容。

2.2 明示目標

在引入部分后，向學生們明確說明課堂教學內容的梗概和重點難點內容。

知識目標：理解揀選技術的概念，掌握技術原理，了解其實踐意義。

能力目標：掌握根據原料的特點，綜合所學的典型揀選技術的特點、使用范圍、優勢及局限性等，進行分析和設計適宜揀選方案的能力。

明示目標是為了讓學生能夠有準備、有重點地聽課，讓學生能夠更合理地分配精力和注意力，同時也要求教師提前提煉教學內容并圍繞目標進行重點的設計和準備，從教與學的兩個方面同時提升教學效果。

2.3 先測摸底

評估學生的知識儲備，首先可講解揀選技術的定義，并著重講述“組分不同所反映的易被檢測的物理特性差異”部分，并設置隨堂先測問題。例如：請學生們根據前期所學的物理分選課程內容，分析重選、磁選、電選等中主要利用了什么原理？

根據學生的回答與討論情況，分析其對前序物理分選基本原理的掌握情況，發現學生知識的不足，激發學習興趣，并調整教學過程中相應部分的深度和節奏;也可借助學生已掌握的內容，類比引導出此次課程的新內容，從而更好地讓學生溫習舊課程學習新內容。

2.4 參與式學習

教師可以采取TPS法（Think-Pair-Share）組織學生開展小組探討學習，運用小視頻、動圖、虛擬仿真實驗等新的教學手段，以光電分選機工作原理為例，設置揀選技術相關的開放式問題并引導學生們討論式、互動式學習揀選技術的四大系統運行機制，重點學習物理性質差異性檢測的機理，并部分涉及到揀選的典型技術方案、經濟與環境效益以及實踐應用實例等。

在進行完基本原理學習后，先獨立思考，再辨析和討論，之后給學生公開分享分析和看法的機會。當然，也可以采取小組問答和競賽等方式，讓互動更有意義和相關性，在增加趣味性的同時深化和強化學習。通過這種生動、直觀的教學內容，結合浸入式、任務驅動、問題導向的地教學方式，讓學生更好地奠定綜合運用所需知識解決實際問題的能力。

2.5 后測回饋

完成了主體課堂教學內容后，可以運用微信小程序等小問題設計程序，例如：“分選連連看”，通過設計練習題，考察同學們對揀選技術與各類原料的匹配性測試，能分選出什么樣的產品;或請同學們手工繪制揀選技術的工作原理和主要系統的示意圖等，考察學生對課堂內容的掌握情況。此外，還可以提供一些課外延伸和拓展學習資料，并布置一些發散性思維的問題，例如：查一查電磁波譜和光譜圖，想考一下紫外線、紅外線是否可以應用到揀選技術中呢？引導學生深度而持續地學習。

2.6 摘要總結

在課堂教學的最后，教師可預留少量時間跟學生們一起重述揀選技術的定義;概括總結揀選技術為“單層給料、照射檢測、信號處理、分離執行”16字原理，便于同學們的記憶和以后的復習;并回顧代表性的揀選技術手段、意義及優勢，加深學生對揀選技術的理解。最后，還可簡要預告下次課內容，便于學生們的預習和資料收集。

3 ?應用反思

該文將“有效教學模式”應用到礦物加工專業物理分選的“揀選技術”教學中，通過情景引入激發學生的學習熱情，明示目標確立學習主干，先測摸底評估學生前期掌握情況，再結合豐富的互動式、參與式學習活動，后測回饋及時調整教學策略，最后總結課堂內容再次強化重點難點。運用六大環節讓學生全程積極參與教學過程，構建以學生為中心的課堂，充分發揮學生的主觀能動性，切實提高學習效率和教學質量。

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