《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索

王佳 劉虹利

摘要：為提高地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生實(shí)踐技能能力及自主創(chuàng)新能力，本人結(jié)合目前該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，在試行自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)周期長(zhǎng)、教師人手不夠等困難，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)手段改變后，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不僅獲得更多學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，而且學(xué)習(xí)質(zhì)量得到質(zhì)的提升，同時(shí)探索總結(jié)出石油地質(zhì)類(lèi)課程自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：自主性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）09-0242-02

一、前言

隨著國(guó)內(nèi)教育不斷改革，各行各業(yè)發(fā)展形勢(shì)所需，高校對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)變得越來(lái)越重要，而自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)施關(guān)鍵[1-8]。目前重慶科技學(xué)院石油與天然氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為了滿(mǎn)足地質(zhì)行業(yè)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才需要，重點(diǎn)培育學(xué)生實(shí)踐技能，并著力提升學(xué)生創(chuàng)新思維，為生產(chǎn)單位培育基礎(chǔ)知識(shí)鬧靠，動(dòng)手能力強(qiáng)、能獨(dú)立解決生產(chǎn)要求的優(yōu)秀大學(xué)生。《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程主要開(kāi)設(shè)于各礦產(chǎn)地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，屬于該類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程中的核心課程，是人才培養(yǎng)計(jì)劃中不可或缺的環(huán)節(jié)，也是各相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程鏈的紐帶。但目前國(guó)內(nèi)大部分地質(zhì)院校在本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中主要以常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，基本上為驗(yàn)證性及綜合性實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，這樣導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中嚴(yán)重缺乏對(duì)礦物的各類(lèi)性質(zhì)進(jìn)行綜合性學(xué)習(xí)及發(fā)散思維能力的培養(yǎng)，因此，學(xué)生在對(duì)礦物知識(shí)掌握不夠，對(duì)后續(xù)進(jìn)行沉積巖石學(xué)、礦床學(xué)等專(zhuān)業(yè)核心課程學(xué)習(xí)入手較慢，為了有效解決這一問(wèn)題，較好地開(kāi)展《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得尤為重要。

通過(guò)自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生按照“實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備”-“實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證”-“自主實(shí)驗(yàn)”-“實(shí)驗(yàn)考核”整條實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，在實(shí)施的3個(gè)學(xué)年里，學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度更加專(zhuān)注，對(duì)礦物的認(rèn)識(shí)更為充分，后續(xù)課程授課老師反映學(xué)生對(duì)礦物的較深認(rèn)識(shí)使其更契合的進(jìn)入沉積巖石學(xué)等專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

二、課程特點(diǎn)

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程主要針對(duì)自然界各類(lèi)礦物進(jìn)行系統(tǒng)性分學(xué)習(xí)，分為兩部分教學(xué)內(nèi)容，一部分是結(jié)晶學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)晶體的對(duì)稱(chēng)要素及結(jié)晶習(xí)性；一部分是學(xué)習(xí)礦物的各類(lèi)物理性質(zhì)，兩部分內(nèi)容相輔相成，結(jié)晶學(xué)的學(xué)習(xí)為后期學(xué)習(xí)礦物的物理性質(zhì)及結(jié)晶習(xí)性做必要的鋪墊作用。該課程面向的專(zhuān)業(yè)類(lèi)型較多，設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)面較廣，但主體以地質(zhì)及石油行業(yè)學(xué)生專(zhuān)業(yè)必修課程。該課程中實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)3項(xiàng)，綜合性實(shí)驗(yàn)5項(xiàng)，合計(jì)16學(xué)時(shí)，主要包括晶體對(duì)稱(chēng)要素的認(rèn)識(shí)、礦物形態(tài)觀察及物理性質(zhì)的學(xué)習(xí)以及各大類(lèi)礦物主要巖石礦物進(jìn)行綜合性對(duì)比學(xué)習(xí)。

三、存在問(wèn)題

基于《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程實(shí)際特點(diǎn)[9]，開(kāi)課專(zhuān)業(yè)一般為理學(xué)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法主要以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力外，較少涉及到學(xué)生自主創(chuàng)新意識(shí)，而為了讓學(xué)生在有限的16個(gè)學(xué)時(shí)里更充分的認(rèn)識(shí)各類(lèi)礦物，實(shí)行自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最好解決問(wèn)題方法之一，首先讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，在對(duì)實(shí)驗(yàn)要求及目的了解后，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)對(duì)礦物進(jìn)行對(duì)比性學(xué)習(xí)。但是這樣對(duì)于本來(lái)2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但在自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證及實(shí)驗(yàn)時(shí)間大幅度拉長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)教室排課受限等，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了時(shí)間與空間上的問(wèn)題。

如何較好的解決這一問(wèn)題就是發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生能量，讓學(xué)生之間形成“傳幫帶”學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生之間的相互協(xié)作能力，這樣會(huì)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)節(jié)約大量的時(shí)間，而自主性教學(xué)期間主要注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方法的選擇上進(jìn)行審核及幫助，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)一性進(jìn)行評(píng)價(jià)，這一特性也可以較好地適用于《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵诘V物學(xué)習(xí)中，對(duì)統(tǒng)一礦物不同人的認(rèn)識(shí)存在一定范圍的差異。

四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本課程8個(gè)實(shí)驗(yàn)具有一定的繼承性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，本文以“礦物物理性質(zhì)的觀察與描述”實(shí)驗(yàn)為例來(lái)討論其具體的實(shí)施情況。

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)老師準(zhǔn)備好無(wú)釉瓷板、小刀、放大鏡等學(xué)生可能涉及到的實(shí)驗(yàn)工具，學(xué)生必須熟悉課程中有關(guān)礦物物理性質(zhì)所包括的理學(xué)性質(zhì)（硬度、解理、斷口、彈性、脆性等）和光學(xué)性質(zhì)（顏色、條痕、透明度、光澤等）各項(xiàng)基本特征，準(zhǔn)備環(huán)節(jié)在實(shí)驗(yàn)前完成。

2.實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)方法的選取為自主性實(shí)驗(yàn)的核心部分，學(xué)生在完成好實(shí)驗(yàn)前相關(guān)理論知識(shí)的預(yù)習(xí)及準(zhǔn)備工作后，針對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅_(kāi)始分小組制定各自的實(shí)驗(yàn)方案。在這期間，老師要輔助性學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)方法選擇，注重引導(dǎo)學(xué)生講思維轉(zhuǎn)向正確的實(shí)驗(yàn)方法選擇上來(lái)，防止部分學(xué)生在選擇實(shí)驗(yàn)方法時(shí)偏離本課程教學(xué)內(nèi)容，可以選擇性的針對(duì)某些實(shí)驗(yàn)工具的用途加以解釋和說(shuō)明。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)方法只要理論上可行，并且在實(shí)驗(yàn)室條件滿(mǎn)足及安全的情況下，老師均要予以通過(guò)，同時(shí)為了節(jié)約準(zhǔn)備時(shí)間，可以讓學(xué)生之間相互討論溝通，這樣可以讓優(yōu)秀學(xué)生幫助部分學(xué)生進(jìn)行選擇，教學(xué)時(shí)間30分鐘。

3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：當(dāng)各組學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法的論證后，將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在此過(guò)程中，老師重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否按照實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如對(duì)鹽酸等化學(xué)試劑的使用，防止對(duì)其造成身體傷害。在確保實(shí)驗(yàn)室安全的情況下，要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作是否正確，如果有操作不正確的要立即糾正，并做好記錄，以便在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為40分鐘（課間休息時(shí)間正常進(jìn)行）。

4.實(shí)驗(yàn)考核：自主性實(shí)驗(yàn)的考核方式與常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核差別較大，例如常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，忽略了對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的選擇及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合解釋等重點(diǎn)內(nèi)容。“礦物物理性質(zhì)的觀察與描述”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生針對(duì)各項(xiàng)物理性質(zhì)的觀察與描述時(shí)，選擇的實(shí)驗(yàn)方法具有多樣性，例如在進(jìn)行礦物硬度的測(cè)定時(shí)，學(xué)生可以選擇指甲、小刀、無(wú)釉瓷板、以及運(yùn)用磨氏硬度礦物等均可對(duì)礦物的相對(duì)硬度進(jìn)行測(cè)定和分析；而對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合解釋分析的考核主要體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納分析上，例如對(duì)礦物的物理性質(zhì)測(cè)定完畢過(guò)后，學(xué)生要對(duì)不同類(lèi)礦物的物理性質(zhì)相似點(diǎn)及同類(lèi)礦物的差異性進(jìn)行歸納總結(jié)；同時(shí)能夠?qū)ΦV物的物理性質(zhì)之間的聯(lián)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，例如礦物的光澤與透明度以及顏色的關(guān)聯(lián)分析，一般情況下，淺色礦物的透光性比較好，而且光澤以非金屬光澤（金剛光澤、珍珠光澤、油脂光澤等）為主，而暗色礦物的物理性質(zhì)一般情況下與淺色礦物差異性較大，本環(huán)節(jié)時(shí)間為20分鐘。

五、實(shí)施效果

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為課程教學(xué)的一部分，其效果對(duì)是否能對(duì)課程進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用具有較為重要的影響。在地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中，理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法是最為直接有效的途徑，但老師對(duì)實(shí)施效果的評(píng)價(jià)不是一件簡(jiǎn)單的事情，除了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去觀察和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分析外，主要是關(guān)注學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視性，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，是否能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)方法的選取與驗(yàn)證。

在自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的3年來(lái)，學(xué)生對(duì)各類(lèi)礦物的學(xué)習(xí)質(zhì)量得到明顯提升，后續(xù)巖石學(xué)課程老師反映在上課時(shí)學(xué)生對(duì)礦物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)較為牢靠，同時(shí)在各類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)中學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新方法的獨(dú)立見(jiàn)解越為豐富，創(chuàng)新意識(shí)更為活躍。本人也相信，在教學(xué)的道路上“授之以魚(yú)不如授之以漁”的思路應(yīng)該作為重點(diǎn)，讓學(xué)生創(chuàng)新能力得到最大程度的發(fā)揮。

六、結(jié)語(yǔ)

在目前國(guó)家教育轉(zhuǎn)型的大體背景下，培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才是大學(xué)教學(xué)的核心任務(wù)。而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)主要是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的鍛煉，但并非是“重實(shí)踐，輕理論”，實(shí)踐教學(xué)必須立足于理論之上，將實(shí)踐與理論相結(jié)合，將理論知識(shí)加上學(xué)生自主創(chuàng)新思維，以實(shí)踐方式去驗(yàn)證和推動(dòng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。重慶科技學(xué)院為作為國(guó)家教育轉(zhuǎn)型改革的先頭軍，核心專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)采取獨(dú)立授課方式，多以自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法為主，在實(shí)踐教學(xué)的道路上不斷摸索與創(chuàng)新。

通過(guò)在《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的嘗試，對(duì)學(xué)生的應(yīng)用及創(chuàng)新實(shí)踐能力提升有較大的促進(jìn)作用，基于應(yīng)用型能力培養(yǎng)的自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索，有利于提升實(shí)踐性環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。在以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，還需要不斷探索和創(chuàng)新，努力完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，充分發(fā)揮自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中的重要作用。

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