礦物加工工程專業“礦物巖石學”課程改革實踐

摘" 要：隨著成果導向教育（Outcome based education，OBE）被工程教育專業認證完全采納和推廣、課程思政建設的不斷加強，高等院校教育教學改革不斷深入。文章結合礦物加工專業畢業生的畢業要求，對“礦物巖石學”課程的教學內容、教學方式和思政教育進行了改革實踐，合理增減教學內容，以更適合礦物加工專業學生對后續課程的理解和學習；采用導入式教學法和思維導圖法，改善課堂氛圍，提高學生的學習積極性以及強化其構建知識體系；深入挖掘思政元素，潛移默化地對學生進行思想政治教育，全方面助力學生素質的提高。

關鍵詞：礦物巖石學；礦物加工工程；教學改革；課程思政

中圖分類號：G640" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2023）02-0149-04

“礦物巖石學”是一門地學專業中綜合性較強的基礎課程［1］。其內容繁雜抽象，大體包含“結晶學”“礦物學”“火成巖巖石學”“沉積巖巖石學”和“變質巖巖石學”等相關內容［2］。通過學習，學生可以掌握關于從事地質學研究的基本理論以及勘探開發利用地下資源和解決實際工程地質問題的能力。因此該課程被廣泛開設于采礦工程、地質工程、測繪工程以及礦物加工工程等專業中［3-5］。近年來，隨著成果導向教育（Outcome Based Education，OBE）被工程教育專業認證完全采納和推廣，課程思政建設的不斷加強，使得高等院校教育教學改革不斷深入。圍繞“學生中心、產出導向、持續改進”的先進理念，如何將思想政治教育貫穿課程全過程，并在有限的教學時間內高質量地針對某一特定專業學生完成課程教學任務，是每一個教育工作者在當前高校教學改革過程中首要面臨的問題。

一、“礦物巖石學”的教學現狀

（一）教學內容與專業方向結合較差

我國大部分高校的“礦物巖石學”課程所包含的教學內容實則是礦物學和巖石學兩個部分。除了幾所“雙一流”高校，如中國地質大學、中國礦業大學、中國石油大學等，會在“礦物巖石學”的課程建設中，根據學校特色以及專業方向對教學內容有所調整外，其他大部分高校“礦物巖石學”的教學內容都是基本照搬“結晶學與礦物學”和“巖石學”兩本教材的基本內容。致使很多礦物加工工程專業的本科生在學習過程中抓不住重點，無法將所學內容與專業特色相結合，進而導致學生學習過程中的盲目性，甚至失去學習興趣。

例如很多學生在學習完“礦物巖石學”的課程內容以后，無法將不同礦物的不同物理化學性質與所能采取的選礦方法相聯系，不理解如何針對不同的巖石結構構造選取合適的破碎方法。為了更好地將“礦物巖石學”的課程教學目標用于支撐礦物加工工程專業畢業生的畢業要求，有必要結合專業方向對課程教學內容進行相應調整。

（二）授課方式老舊，學生興趣不高

“礦物巖石學”課程內容較廣、知識點繁多、學習難度大，學生易產生厭學情緒。同時，目前大學課堂上，教師多采用多媒體教學，相較于傳統板書教學，幻燈片所帶來的更多插圖可以更全面詳細地展示礦物巖石的物理性質、結構、構造等，已經能夠使得教學內容足夠生動和形象。然而，凡事有利也有弊。幻燈片所展現的知識點相對獨立，學生很難將復雜零散的知識點有序地組織起來。因此教師應改進授課方式，運用更多的教學手段，以進一步提高學生對該門課程的學習效果。

（三）課程思政內容挖掘不充分

思政教育關系到人才培養質量的全面提升和高校立德樹人根本任務的貫徹落實。因此必須牢牢抓住課堂主渠道，不僅要深化“思政課程”教學改革，還要推進“課程思政”的教育教學改革。課程思政即課程德育，是指學校所有教學科目和教學活動，以課程為載體，以立德樹人為根本，充分挖掘蘊含在專業知識中的德育元素，實現通識課、專業課與德育的有機融合，將德育滲透和貫穿教育的全過程，助力學生的全面發展［6］。

人類社會的發展歷史，實際上是人類運用礦物的發展史。從石器時代的石質工具，到工業革命的煤炭使用，到現代社會的新能源電池，都離不開礦物與巖石的開發與利用。因此，“礦物巖石學”中的很多德育元素可以助力提升學生素質。

二、“礦物巖石學”的教學改革

基于上述背景，本研究對內蒙古科技大學礦物加工工程專業開設的該門課程在教學內容、教學方式以及課程思政方面進行了改進：

（一）結合專業特色，組織教學內容

礦物加工工程專業是傳統的地礦類專業，是研究礦物分離的一門應用技術學科。通過重選、磁選、浮選、化學選、生物選等方法，將品位較低的原礦富集為人造富礦，為下一步的冶煉或化工提供合適的原材料。其學科目的是將有用礦物和脈石（無用）礦物分離，需要學生掌握與礦物性質有關的基礎理論知識。對該專業學生開設“礦物巖石學”課程，旨在幫助學生掌握有關晶體對稱的基礎理論；掌握礦物和巖石成分、結構、物性、成因的基礎知識及其它們之間的相互聯系；掌握用肉眼鑒定礦物和巖石的基本方法和技能，了解各類礦物和常見巖石的一般通性；掌握常見礦物和巖石的鑒定特征，使學生在畢業時能具備能夠利用礦產資源加工相關的基礎理論知識對礦物進行分析、檢測、鑒定和加工等復雜工程問題的能力。

由此可見，學生所需要學習的內容相當豐富。但是目前內蒙古科技大學礦物加工專業的礦物巖石學總學時為40學時（2.5學分），其中理論課時32學，實驗課時8學時。總體上呈現教學內容豐富，而課時較少的問題。為此，結合礦物加工專業的專業方向以及培養目標，本研究對教學內容做了一定幅度的調整。

緒論部分2學時，主要引導學生了解該課程的主要教授內容、學習方式、考核目標及方式等。

結晶學部分6學時，主要介紹幾何結晶學的基本內容，把與礦物學緊密相關的知識點進行重點講授，主要包括晶體及其性質、晶體的對稱和定向、晶體的單形和聚形以及晶體的規則連生等。而對于晶體的生長理論、群論基礎等知識點不做具體要求，可作為學生自學部分。

礦物學部分是礦物加工專業學生學習的重中之重，實行通論和各論并舉，共18學時，其中理論課時14學時，實驗課時4學時。主要介紹礦物的總論，重點內容包括礦物的成因、分類和命名，礦物的化學成分、礦物的形態，以及礦物的物理性質，為后續學生基于礦物的天然基本性質而去學習礦物的分選理論打下良好基礎。

對于各論部分，則重點介紹含氧鹽大類硅酸鹽類、含氧鹽大類其他含氧鹽類、氧化物和氫氧化物大類、鹵化物大類硫化物大類和自然元素大類礦物的基本特征，以礦物加工過程中少數典型礦物為例，詳細介紹其具體特征，并引導學生發現不同礦物間的性質差異。例如磁鐵礦和赤鐵礦，重點讓學生理解兩者磁性方面的差異；石英、云母、輝石等硅酸鹽類礦物，重點讓學生了解硅酸鹽礦物晶體結構上的區別。

巖石學部分則重點介紹各類巖石的礦物成分、結構和構造等內容，為后續學生學習礦石的粉體工程理論打下良好基礎。其中，巖漿巖部分理論課時4學時，實驗課時2學時；變質巖部分理論課時3學時，實驗課時1學時；沉積巖部分理論課時3學時，實驗課時1學時。要求學生掌握三大巖類的概念；熟悉各大巖類的物質成分（礦物成分為重點），熟悉其結構、構造。

實驗課主要要求學生掌握常見巖石和礦物的基本特征和鑒定特點，使學生掌握肉眼鑒定巖石和礦物的技能。具體實驗內容包括礦物的肉眼鑒定4學時、常見巖漿巖的鑒定2學時、常見沉積巖的鑒定1學時、常見變質巖的鑒定1學時。

（二）提升學生興趣，豐富教學手段

礦物巖石學課程內容繁雜，結晶學、礦物學和巖石學三頭并舉，靠敘述性為主的教學模式必然使所教內容顯得枯燥無味。導入式教學法是一種先進的教學方法，可以分為問題導入式、情境導入式和項目導入式三種［7］。

問題導入式教學法多用于課前預習。首先通過提出礦物加工工程中的實際生產問題提升學生興趣，使學生預習時就有了明確目標，圍繞這些目標或問題，學生展開自學，在自學過程中主動掌握相關的基礎知識和理論，也會再次產生困惑和問題。然后教師收集相關問題并在課堂上對學生的困惑和問題進行反饋和深入講解，這樣可以在有限的課堂時間內牢牢抓住學生的注意力。最后學生運用掌握的知識去獨立思考最開始提出的問題，可以使學生對知識點進行鞏固。總體來說，該方法包括提出問題、內容自學、問題講解、解決問題四個方面。例如，在學習礦物的物理性質時，可以提出“哪些礦物可以用于制備眼鏡？”的問題。學生帶著問題自學礦物的物理性質的相關內容。在課堂上，教師再進一步擴展問題“制備眼鏡的礦物材料應具備哪些物理性質？”，進而引導學生系統學習礦物的光學和力學性質等內容。最后教師可布置類似問題的課后習題“手機常用的鋼化膜應該具備哪些性質？”，強化學生的學習效果。

在以往教學實踐過程中發現，思維導圖是一種將放射性思維具體化的方法，可以有效將復雜零散的知識點有序地組織起來［8］。比如授課的中心主題是“礦物的物理性質”，教師可以先讓學生們展開討論，通過課堂討論得出礦物的物理性質可以從礦物的光學性質、礦物的力學性質、礦物的其他性質來進行分析。再分別以光學性質、力學性質、其他性質為中心，繼續發散思維。光學性質又可以從礦物的顏色、條痕、光澤和透明度進一步地分析。以同樣的方法，教師可以對礦物的力學性質、礦物的其他性質按一定的空間邏輯順序進行分析講解。如此學生在繪制思維導圖的過程可以充分地利用好課堂時間，能夠全方位地對課堂知識進行學習，把復雜零散的知識有序地組織起來，會發現知識間的內在聯系，從而構建一個適合自己的知識體系。

除了理論課，實驗課也是“礦物巖石學”的重要組成部分，項目導入式教學法則多用于實驗課，以項目驅動為主要教學形式。導入待完成項目，有利于激發學生的學習和實踐興趣。學生通過專業知識和團隊協作完成項目會獲得較好的成就感。在該過程中學生進一步加強了對專業知識的理解，提高了實踐應用能力以及團隊合作意識。

情境導入式教學法，就是教師運用語言、多媒體、音樂、圖畫等各種手段，營造出一種符合教學需要的學習環境，使學生產生身臨其境的感受，從而喚醒學生強烈的情感體驗和反應，使其情不自禁地進入學習情境的一種導課方式。“礦物巖石學”理論課中存在大量需要記憶的知識點，也存在較多可以直觀演示特征的內容。在講授礦物的形態、礦物的物理性質、巖漿的形成與演化、三大巖類的相互轉化過程等知識點時，教師就可以采用圖片或者動畫的形式。此外，在實驗課中，當學生專心做實驗時，教師可以選擇輕柔的音樂作為背景音樂，使得學生比較愉快地進行實驗，提高實驗教學效果。

（三）加強思政教育，促進全面發展

在專業課程中滲透思想政治教育，其實是思想政治教育課程的補充和延伸。通過專業課程中的思政教育培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。中華文明中的很多典故都與“石”有關，如“水滴石穿”告訴人們做事要堅持不懈，集微小的改變也能成就大大的功勞。在課堂上教師可以引導學生思考不同礦物被水滴穿的難易程度，借此強化學生對不同礦物成分的理解。“以卵擊石”告誡人們要有自知之明，不要自取滅亡。在課堂上可以引導學生，學習和強化“硬度”的概念，加強礦物成分、晶體結構與礦物硬度的內在聯系。“完璧歸趙”是很好的愛國主義教育素材。在課堂上可以利用學生對“和氏璧”這一傳奇玉石的好奇，展開講解礦物的成分、硬度、顏色以及色澤等性質。

除了典故，還有很多歷史文物，如“千里江山圖”，該圖是宋代青綠山水畫中具有突出藝術成就的代表作，作為中國十大傳世畫作之一，被北京故宮博物院收藏。雖然歷千年之久，但顏色依舊明艷，突出顯示了礦物顏料的富麗裝飾效果。在課堂上，除了借此畫培養學生的民族自豪感外，教師還可以加深學生對礦物顏色的認知，進一步擴展透明度、顏色、假色、條痕等性質的學習，提升鑒別礦物的能力。圓明園十二生肖獸首是清乾隆年間的紅銅鑄像，鴉片戰爭以后流失海外。教師可借此對學生進行愛國主義教育，也可以引導學生加強對含銅礦物的理解。

當然也少不了許多的名人專家，在講解沉積巖時，教師可通過講述特殊的沉積巖——石油，引出大慶油田和“鐵人”王慶喜的故事，以此激發學生對祖國的熱愛，使學生更加積極主動地參與我國的礦業事業，為國家的發展貢獻自己的一份力量。

總之，高校應將礦物工程專業的培養目標與“礦物巖石學”的課程教學目標深度融合，以“中華民族偉大復興”為背景，以“礦產資源和環境問題”為突破口，以“愛國主義”為載體，以“立德樹人”為目標，開展“礦物巖石學”“課程思政”的教育教學改革。

三、結語

在此次礦物加工專業“礦物巖石學”課程的教學改革與實踐中，本研究結合專業特色，合理增減教學內容以滿足畢業要求。對導入式教學法和思維導圖法的教學方式進行了探索，改善課堂氛圍，提高學生自主學習興趣，構建知識體系。利用典故、文物以及名人事跡充分挖掘課程中的思政元素，激發學生的學習熱情和愛國主義精神。當然，課程建設中還有許多有待完善之處，教育工作者將繼續積累經驗，在未來的教學實踐中不斷改進提高。

參考文獻：

［1］ 丁婷，徐洋. 專業課中課程思政的探討與實踐——以“礦物巖石學”課程為例［J］. 教育教學論壇，2021（50）：101-104.

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［3］ 鄧軻，張展適，時國，等. 旅游地學專業“礦物巖石學”課程教學改革實踐［J］. 中國地質教育，2021，30（01）：81-83.

［4］ 馬莉燕，丁偉，王葆華，等. 一流課程建設背景下“礦物巖石學”線上課程建設探索［J］. 高教學刊，2021（05）：22-25.

［5］ 歐陽恒，陳國周. 應用型本科課程理論與實踐緊密結合的教學模式探討——以礦物巖石學課程建設為例［J］. 高教學刊，2019（07）：99-101.

［6］ 丁婷，徐洋. 專業課中課程思政的探討與實踐——以“礦物巖石學”課程為例［J］. 教育教學論壇，2021（50）：101-104.

［7］ 張曉麗，姚曉娟，金洪波. 導入式教學法在“礦物巖石學”課程中的應用研究［J］. 蘭州教育學院學報，2018，34（01）：110-111+114.

［8］ 牛永斌，單婷婷，鄭德順. 思維導圖在“礦物巖石學”課程教學中的應用［J］. 中國地質教育，2015，24（02）：32-35.

（責任編輯：鄒宇銘）