物理選礦的科研式教學(xué)探討①

摘 要：物理選礦是礦物加工工程專業(yè)學(xué)生的一門核心必修專業(yè)主干課程，本文在簡(jiǎn)介物理選礦課程的基礎(chǔ)上，針對(duì)物理選礦理論性和實(shí)用性的特點(diǎn)，結(jié)合研究型大學(xué)的模式和創(chuàng)新教育的要求，提出科研式教學(xué)的方法，并應(yīng)用于物理選礦的課程教學(xué)中，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，表明了這種方法的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：物理選礦 科研 創(chuàng)新 教學(xué)探討

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）09（b）-0030-02

為了實(shí)施科教興國(guó)和人才強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略思想，全國(guó)高校都在積極倡導(dǎo)推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革，尤其是在本科教學(xué)中加強(qiáng)了大學(xué)生的創(chuàng)新教育，以達(dá)到培育創(chuàng)新思維，鍛煉創(chuàng)新能力，提高創(chuàng)新素養(yǎng)的目的[1]。創(chuàng)新教育應(yīng)該貫穿整個(gè)大學(xué)階段的所有課程，而不僅僅限于科研訓(xùn)練等專門課程，在所有課程中逐步引入創(chuàng)新思想，使學(xué)生在潛移默化中產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí)[2]。本文通過(guò)在物理選礦的專業(yè)課教學(xué)過(guò)程中，改變傳統(tǒng)的硬式教學(xué)方式，將科學(xué)研究的方法和思想融入到專業(yè)知識(shí)傳授過(guò)程中，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)理解的同時(shí)，提高創(chuàng)新能力。

1 課程簡(jiǎn)介

物理選礦是礦物加工工程專業(yè)的核心必修理論課程之一，主要講授物理法分選礦物的原理、工藝和設(shè)備。本門課的基礎(chǔ)課程主要是大學(xué)物理、流體力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。物理選礦是根據(jù)礦物密度、粒度、顏色、摩擦系數(shù)、磁性或電性等物理性質(zhì)的差異，通過(guò)合適的設(shè)備，將原礦分成不同級(jí)別的過(guò)程。它是分選或提純礦物最常用的方法，主要包括重力選礦、光電揀選、磁選和電選等，其中重力選礦又包括跳汰選礦、重介質(zhì)選礦、斜面流和流膜選礦、水力分級(jí)、擦洗等，重力選礦的基本原理是顆粒在介質(zhì)中的沉降規(guī)律。根據(jù)內(nèi)容的性質(zhì)不同，這門課主要包括分選原理和分選方法的應(yīng)用，而分選方法的應(yīng)用又涉及分選設(shè)備和分選工藝。這門課是在大三上學(xué)期開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)基本學(xué)完了大學(xué)階段的通識(shí)基礎(chǔ)課程，完全能夠理解物理選礦教材的絕大部分內(nèi)容。

2 科研式教學(xué)內(nèi)涵

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中處于主導(dǎo)地位，系統(tǒng)全面地講解教材上的主要內(nèi)容，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，是一種填鴨式的教學(xué)方式。由于課堂時(shí)間有限，教師不可能對(duì)所有知識(shí)講得透徹，所以學(xué)生在課堂上掌握的知識(shí)也是有限的。這種“注重知識(shí)的傳授”教學(xué)方式突出了知識(shí)的獲取而忽視了激發(fā)學(xué)生去創(chuàng)造新知識(shí)的勇氣和動(dòng)力，因此，在專業(yè)課的課堂教學(xué)中引入科研意識(shí)在創(chuàng)新教育的大背景下顯得非常重要。

科研式教學(xué)就是教師在課堂教學(xué)中，根據(jù)科學(xué)研究的方法，引出和講解專業(yè)知識(shí)，同時(shí)以現(xiàn)有知識(shí)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題和假說(shuō)，主動(dòng)地開展科學(xué)研究，檢驗(yàn)假說(shuō)或檢驗(yàn)已有知識(shí)的有效性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，注重大學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新教育綱要[1，3]。

教材上的知識(shí)是前人研究的成果，而新知識(shí)、新理論和定律的產(chǎn)生是以現(xiàn)有知識(shí)為基礎(chǔ)，遵循科學(xué)研究方法，經(jīng)過(guò)反復(fù)地?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，提煉和總結(jié)而成。因此，科研式教學(xué)不僅可以傳授知識(shí)，還能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力，甚至產(chǎn)生新的知識(shí)[4]。學(xué)生既能學(xué)到教材上的專業(yè)知識(shí)，還能建立獨(dú)立思考、細(xì)致觀察、深入探究、以及勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葍?yōu)秀品質(zhì)。從而使學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力在潛移默化中獲得提高。

科學(xué)研究方法是用來(lái)解決問(wèn)題尋求答案的步驟或程序，主要包括以下六個(gè)方面[5]。

（1）提出問(wèn)題。大學(xué)生對(duì)專業(yè)方面的問(wèn)題來(lái)源于兩個(gè)方面：一是學(xué)生在閱讀教材的過(guò)程中，對(duì)不理解的知識(shí)或持有懷疑的知識(shí)而產(chǎn)生問(wèn)題；二是在課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過(guò)觀察而產(chǎn)生問(wèn)題。教材上的某些知識(shí)由于其他學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，其有效性可能會(huì)發(fā)生變化。大學(xué)生對(duì)于專業(yè)書上看不懂的知識(shí)作為問(wèn)題去探究，除了有助于理解和掌握課程內(nèi)容，還能拓展教材上的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的仔細(xì)觀察，往往會(huì)激發(fā)科學(xué)的質(zhì)詢，觀察要比不經(jīng)意的感知更深入一些。大學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果能學(xué)會(huì)提出問(wèn)題，表明學(xué)生已經(jīng)初步理解了教材上的知識(shí)，對(duì)本專業(yè)有濃厚的興趣，同時(shí)還具有創(chuàng)新潛力。教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，要引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極提問(wèn)。

（2）查閱文獻(xiàn)。學(xué)生提出了專業(yè)問(wèn)題后，就要開始搜索其他的知識(shí)來(lái)源，以獲得更多信息。也許這個(gè)問(wèn)題已被其他人回答，或者幾種可能的回答已經(jīng)被否定。知道其他人已經(jīng)做了些什么，這樣可以節(jié)約時(shí)間和精力。獲取更多信息的方法是查閱適當(dāng)?shù)目茖W(xué)文獻(xiàn)，上網(wǎng)搜索信息，或者與對(duì)同樣的問(wèn)題感興趣的同學(xué)和朋友溝通。即使對(duì)這個(gè)問(wèn)題沒有現(xiàn)成的答案，科學(xué)文獻(xiàn)和其他研究伙伴們也能夠提供一些有利于解決問(wèn)題看法和意見。通過(guò)查閱文獻(xiàn)，如果問(wèn)題已經(jīng)得到解決，也可以使學(xué)生更加深刻理解教材上的內(nèi)容。

（3）構(gòu)建假說(shuō)。對(duì)于通過(guò)查閱文獻(xiàn)也無(wú)法解決的問(wèn)題，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生提出假說(shuō)，假說(shuō)是一種這樣的陳述，它對(duì)問(wèn)題提供一種可能的回答，或者對(duì)能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的觀察做出可能的解釋，未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，或沒有完全地經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，但可作為推理的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)的指南，或作為從已知事實(shí)做進(jìn)一步研究的出發(fā)點(diǎn)。

（4）檢驗(yàn)假說(shuō)。通過(guò)三種方式可以進(jìn)行假說(shuō)檢驗(yàn)：進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)資料；進(jìn)一步地觀察實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象；設(shè)計(jì)一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)或方案。

（5）導(dǎo)出理論。通過(guò)檢驗(yàn)假說(shuō)有助于對(duì)問(wèn)題的更深刻的理解，進(jìn)而歸納和演繹為理論和定律。

（6）交流和討論。通過(guò)課堂交流和討論，使問(wèn)題更加清晰、更加明朗，對(duì)專業(yè)知識(shí)了解得更深更精，逐漸提高學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3 科研式教學(xué)實(shí)踐

在物理選礦課程中，采用了科研式教學(xué)方法，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）提問(wèn)式教學(xué)。在上課前認(rèn)真?zhèn)湔n，對(duì)講課內(nèi)容進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，對(duì)教材上的內(nèi)容，特別是重點(diǎn)部分，多用疑問(wèn)句，少用陳述句。在肯定陳述句講解完基本原理或知識(shí)點(diǎn)后，提出多個(gè)問(wèn)題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行反問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，鼓勵(lì)或強(qiáng)迫（點(diǎn)名）學(xué)生回答問(wèn)題，發(fā)表個(gè)人意見，參與課堂討論，活躍課堂氣氛，強(qiáng)化學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。對(duì)于簡(jiǎn)單的問(wèn)題，教師在課堂上綜合學(xué)生的意見，引導(dǎo)出正確答案。對(duì)于難度較大的問(wèn)題，作為學(xué)生的課外作業(yè)，并要求每位學(xué)生或小組必須在下次課得到實(shí)質(zhì)性的答案。提問(wèn)式教學(xué)，使學(xué)生感到上課不枯燥，容易理解和記憶專業(yè)知識(shí)，更為重要的是，學(xué)生不經(jīng)意地學(xué)習(xí)了如何提問(wèn)題，從什么角度分析問(wèn)題，逐步向?qū)W生灌輸了科學(xué)研究的思想和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的創(chuàng)新思想。

（2）課內(nèi)課外相結(jié)合。學(xué)生在放松的課堂氣氛中，通過(guò)教師的提問(wèn)式教學(xué)，掌握了重點(diǎn)，對(duì)于課堂上沒有提及的內(nèi)容，課后再進(jìn)行自習(xí)，并對(duì)教學(xué)進(jìn)度內(nèi)的全部?jī)?nèi)容進(jìn)行細(xì)細(xì)品讀和回味，及時(shí)吸收相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。除此之外，再對(duì)教師在課堂上留的課外作業(yè)（課堂上的難點(diǎn)問(wèn)題）進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于這個(gè)問(wèn)題方面的科技論文、書籍和專利文獻(xiàn)，尋求解答，必要的時(shí)候還需要通過(guò)補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)來(lái)闡明問(wèn)題。

（3）討論式教學(xué)。特別安排了兩次討論課，對(duì)爭(zhēng)議較大的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行集中討論，其目的是通過(guò)問(wèn)題剖析，讓學(xué)生透切理解專業(yè)知識(shí)。一般提前兩個(gè)星期公布討論的題目，要求學(xué)生提前進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、查閱和分析資料。在討論課上，每位學(xué)生必須談?wù)剛€(gè)人對(duì)問(wèn)題的理解、觀點(diǎn)和看法。學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，通過(guò)討論，深刻理解了專業(yè)知識(shí)。

（4）重視專業(yè)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)親手做專業(yè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)專業(yè)技術(shù)進(jìn)行親身體驗(yàn)，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解教材上的內(nèi)容。要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行仔細(xì)描述，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并要求每位學(xué)生提出問(wèn)題，促使學(xué)生以積極、樂觀的態(tài)度開展實(shí)驗(yàn)研究，理解專業(yè)知識(shí)，提高教學(xué)效果。

（5）重視交流。加強(qiáng)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與行業(yè)專家之間的交流，提高學(xué)生的交往和溝通能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感。

（6）指導(dǎo)撰寫科研論文。大學(xué)生的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，學(xué)生在在校期間沒有科研論文的寫作鍛煉機(jī)會(huì)，導(dǎo)致畢業(yè)后在論文寫作這方面的能力較弱。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，論文寫作是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。在物理選礦教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)提問(wèn)式教學(xué)、討論式教學(xué)和交流，對(duì)專業(yè)知識(shí)有了更為深刻的理解，特別是針對(duì)某些專業(yè)問(wèn)題。問(wèn)題找到了答案，但不可輕易結(jié)束，在專業(yè)課的教學(xué)過(guò)程中，倡導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題和答案寫出來(lái)，不僅加強(qiáng)了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生寫作專業(yè)論文的能力，比專門去開設(shè)科技論文的寫作課效果要好的多。

4 結(jié)語(yǔ)

在物理選礦的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)嘗試科研式教學(xué)法，取得了良好的效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高，課堂上敢于發(fā)言，不害怕被問(wèn)問(wèn)題，敢于主動(dòng)問(wèn)問(wèn)題，自覺查閱物理選礦方面的專業(yè)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)較為主動(dòng)，多名同學(xué)在課程結(jié)束后投稿了科技論文。通過(guò)科研式教學(xué)，不僅給學(xué)生傳授了物理選礦知識(shí)，而且使學(xué)生在科研方法、科研素養(yǎng)和科研創(chuàng)新等方面的能力也得到了培養(yǎng)和鍛煉。

參考文獻(xiàn)

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