《硅酸鹽巖相學》課程教學內(nèi)容與方法商榷*

彭美勛，宋 飛，向六一，成娟娟

(湖南科技大學材料科學與工程學院，湖南 湘潭 411201)

社會經(jīng)濟的飛躍發(fā)展要求高等學校培養(yǎng)的學生不但要具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要適應(yīng)廣泛的就業(yè)方向。這種“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的培養(yǎng)模式[1]導(dǎo)致本科學生所開的課程增加，原本的專業(yè)基礎(chǔ)課程課時普遍被壓縮。如何在被壓縮的有限課時內(nèi)打下扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，是擺在廣大高校教育工作者面前的恒久挑戰(zhàn)。《結(jié)晶學與礦物學》本是地質(zhì)學科開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著材料科學的崛起，許多高校無機非金屬材料本科專業(yè)也將其列為基礎(chǔ)課程。長期以來，無機非金屬材料專業(yè)的《結(jié)晶學與礦物學》教學沿襲地質(zhì)專業(yè)的教材與教學方法，連教學任務(wù)也由地質(zhì)專業(yè)的教師承擔。湖南科技大學從2019年開始，各材料學方向采用統(tǒng)一的專業(yè)名稱“材料科學與工程”進行大類招生，且各專業(yè)方向重新編制教學大綱。為適應(yīng)材料大類招生背景下無機非金屬材料方向的教學需要，增強課程針對性，教研組新設(shè)立《硅酸鹽巖相學》課程替代原來的《結(jié)晶學與礦物學》，并在原《結(jié)晶學與礦物學》課程的基礎(chǔ)上調(diào)整教學內(nèi)容，參考《硅酸鹽巖相學》通用課程編制教學大綱，同時配套教學改革，以提高教學效果。現(xiàn)將本教研組對該課程教學內(nèi)容與方法的做法撰文發(fā)表，與廣大教學同仁商榷。

1 相關(guān)課程教學現(xiàn)狀

《結(jié)晶學與礦物學》授課學時最多的主要在地質(zhì)相關(guān)專業(yè)，但現(xiàn)在的開課課時也從1980年代的100課時以上壓縮到80課時以下，材料專業(yè)的課時則更是被壓縮到30～50課時不等。為了適應(yīng)這一變化，廣大《結(jié)晶學與礦物學》授課教師做了大量的教學改革研究，主要集中在地質(zhì)專業(yè)方向[2-6]。主要改革舉措包括：①大力發(fā)展多媒體教學甚至動畫教學，充分發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)信息時代提供的便利和優(yōu)勢；②實施“翻轉(zhuǎn)課堂”等新型教學方法來代替由教師單向授課的“填鴨”教學模式；③更加重視實驗和實踐教學環(huán)節(jié)以提高學生的學習積極性。凡此等等，在一定程度上彌補了教學課時的不足，但仍然難以從根本上扭轉(zhuǎn)學生學習動力不足、教學成效不斷滑坡的趨勢。至于材料專業(yè)《結(jié)晶學與礦物學》課程的教學改革，雖然也有人涉及，但除強調(diào)需要凝煉教學重點外，與地質(zhì)專業(yè)的教學改革方法并無本質(zhì)差異[7]。總之，材料專業(yè)《結(jié)晶學與礦物學》教學仍普遍存在針對性不強，配套教學方法手段不完備，課程考核松馳，學生學習積極性不高，整體教學效果不佳等缺陷。彭美勛等針對無機非金屬材料專業(yè)《結(jié)晶學與礦物學》的教學改革提出了調(diào)整和凝聚教學重點、注重過程考核和適當配套實驗教學等舉措，被多年教學實踐證明具有較好的教學效果[8]，但并未進行系統(tǒng)全面、有機配套的教學改革，對教學效果的促進潛力仍遠未發(fā)揮出來。

有些高校無機非金屬材料方向并未開設(shè)《結(jié)晶學與礦物學》而以《硅酸鹽巖相學》代替，這雖然克服了前者專業(yè)針對性不強的問題，但也帶來新的困擾：典型的《硅酸鹽巖相學》教學內(nèi)容除包括結(jié)晶學與礦物學的基本內(nèi)容外，還包括巖石學、晶體光學、偏光顯微分析和傳統(tǒng)無機非金屬材料的巖相分析等[9]，課程內(nèi)容繁雜且不夠緊湊；而且，課程相關(guān)知識要求兼顧理論知識與動手能力，難度超越學生實際能力；況且實際開課課時有限，與《結(jié)晶學與礦物學》差別不大，教學內(nèi)容與教學課時不匹配的矛盾非常突出，導(dǎo)致教學效果普遍差強人意。有些任課教師針對該課程教學中的突出問題提出了一些破解建議，但受客觀條件制約，真正具有實效和可操作性的并不多[10-12]。

2 本校《硅酸鹽巖相學》課程教學內(nèi)容和重點

本校為《硅酸鹽巖相學》分配了48教學課時，教研組以此為基本依據(jù)，針對無機非金屬材料方向的實際需要，以教學實效為目的，審慎選擇教學內(nèi)容編制課程教學大綱。原《結(jié)晶學與礦物學》的基本內(nèi)容仍包含在《硅酸鹽巖相學》之中，但需要對相關(guān)內(nèi)容進行精簡，同時充實新的知識點，并突出課程重點和難點，主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

(1)重基礎(chǔ)，簡細瑣

結(jié)晶學是地質(zhì)學的基礎(chǔ)知識，也是材料學的基礎(chǔ)知識，該部分的骨干知識需要保留，包括晶體的概念、布拉維法則、面角守恒定律、晶體的宏觀對稱、晶體分類、晶體的幾何常數(shù)、結(jié)晶學符號、整數(shù)定律、晶帶定律、晶體的單形和聚形等內(nèi)容，但需要著重于對基本概念和基本知識的理解，取消晶體測量和晶體的極射赤平投影等純方法性知識點和晶體的微觀對稱等專業(yè)關(guān)聯(lián)性不強的內(nèi)容，簡化單形推導(dǎo)等知識點講授。礦物學方面以礦物學通論為重點，主要講授礦物的概念、礦物的化學組成、尤其是礦物中的水、礦物的晶體形態(tài)、礦物的物理性質(zhì)及其影響因素等，簡單介紹礦物分類、礦物成因等內(nèi)容取消不講。

(2)礦物學各論突出重點和典型，做到舉一反三

礦物學各論牽涉到的礦物種類繁多，多數(shù)礦物無機非金屬材料專業(yè)很少接觸，故對金屬礦物基本只講含鐵鈦的礦物，重點是氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽等非金屬造巖礦物，硅酸鹽礦物中又以粘土礦物為重中之重，長石次之。對無機非金屬材料方向經(jīng)常接觸的礦物要選重點講細講透，使學生因此舉一反三地了解礦物的鑒定方法和研究方法。

(3)增加巖石學的基本內(nèi)容

考慮到無機非金屬材料方向接觸到的實際礦物原料是以巖石而不是以礦物的形式存在，為了提高學生對礦物原料的認知程度，我們在課程里增加了巖石學的內(nèi)容，主要強調(diào)巖石的概念以與礦物區(qū)分，并各舉典型巖石分述三大巖類。

(4)取消晶體光學、偏光顯微分析及傳統(tǒng)非金屬材料巖相相關(guān)的授課內(nèi)容

通常的《硅酸鹽巖相學》包括晶體光學與偏光顯微分析的內(nèi)容，該部分內(nèi)容雖然對無機非金屬材料專業(yè)很有價值，但自成一個獨立完整的知識體系并需要扎實的鏡下實驗課時配合才能掌握。受課程學時和學生基礎(chǔ)的限制，學生難以理解和掌握相關(guān)知識，為保證基本的教學效果，對這部分內(nèi)容忍痛割愛。

(5)設(shè)置適當?shù)膶嶒炚n時，理論與實踐相結(jié)合

原《結(jié)晶學與礦物學》課程的教學大綱中沒有安排實驗課時。考慮到課程的實際情況，《硅酸鹽巖相學》設(shè)置了6個實驗課時，分別對應(yīng)結(jié)晶學、礦物學和巖石學的教學內(nèi)容，以加深課程知識的理解與掌握程度。

3 本校《硅酸鹽巖相學》課程教學方法特點

(1)合理使用教具

《硅酸鹽巖相學》課程是理論與實踐兼?zhèn)涞恼n程，其中結(jié)晶學基礎(chǔ)知識不僅理論性強，邏輯嚴密，且需要很強的形象思維能力和空間想象能力，而礦物學知識又需要理論授課與實驗教學相結(jié)合才能學好。為了上好該課程，教研組購置了晶體微觀結(jié)構(gòu)的球棍模型、單形與聚形的木制模型、礦物標本和巖石標本等，并且由地質(zhì)與材料專業(yè)的老師聯(lián)合把關(guān)選擇礦物與巖石標本的種類與品質(zhì)，保證標本的質(zhì)量及與無機非金屬材料方向的相關(guān)性。在課堂上利用晶體結(jié)構(gòu)與外形的模型來幫助理解結(jié)晶學知識，用典型礦物和巖石標本實物來增強學生的學習興趣和理解。

(2)增加現(xiàn)場問答和課后作業(yè)

結(jié)晶學知識需要充分理解才能準確消化和牢固掌握，為強化學生對知識點的理解，要多設(shè)計相關(guān)練習題，通過課后作業(yè)和課堂提問相結(jié)合的方式，實時了解學生對知識點的掌握程度，并促使學生主動準確理解單形、雙晶、同質(zhì)多象等等重要而關(guān)鍵的概念。

(3)理論課老師直接指導(dǎo)實驗教學

由于課程學習的特點，簡單地將各種模型和礦物標本帶入課堂，讓學生對晶體結(jié)構(gòu)和晶體形態(tài)及對稱性有直觀感覺并不能充分落實學生對知識點的理解和掌握。讓學生對著模型學習晶體對稱、單形與聚形知識，對照礦物與巖石標本鞏固加深對知識點的掌握與理解，并布置課堂作業(yè)以保證課程內(nèi)容的落實和質(zhì)量保障。