地方高校寶石及材料工藝學專業實驗教學體系構建與實踐

夏希悅　楊鋒　劉蘇橋　劉靖娜

摘? 要：寶石及材料工藝學專業是一個集地質、材料、冶金、美學和設計、自然科學與社會科學相互滲透交叉的邊緣性科學，也是典型的應用型專業。桂林理工大學寶石及材料工藝學專業擁有30余年辦學歷史，經過長期建設，形成了以本科教育為主、碩士和職業資質教育為輔的良好局面。伴隨專業的發展，實驗室建設也取得顯著成效。針對寶石及材料工藝學專業實驗室現狀，通過構建和完善專業實驗教學體系，提升了實驗室的管理效能，提高了育人效果。

關鍵詞：地方高校；寶石及材料工藝學；實驗教學體系；體系構建；實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）12-0116-04

Abstract： Gemological and material technology is a typical applied science， which integrates geology， metallurgy， materials， aesthetics and design， natural science and social science. With a history of more than 30 years， the Guilin University of Technology and materials technology program has developed over a long period of time， with undergraduate education as the main program and master's and professional qualification education as the supplementary program. Along with the professional development， the laboratory construction has also achieved remarkable results. According to the current situation of the laboratory of gemstone and material technology specialty， the management efficiency of the laboratory is improved and the effect of education is improved by constructing and perfecting the experimental teaching system.

Keywords： local universities; gem and material technology; experimental teaching system; system building; practice

地方高校作為我國高等教育體系的主體部分，以服務區域經濟社會發展為目標，著力為地方培養高素質人才。桂林理工大學寶石及材料工藝學專業于1989年率先在國內招生培養本科生，距今已有30余年歷史。專業已經發展成為集碩士研究生、本科、職業教育于一體的珠寶教育研究平臺，為國家培養了大量寶玉石鑒定、質量評價、珠寶設計、寶石合成與優化、加工生產及經營管理等方面的高素質人才，為珠寶行業的發展做出了很大貢獻并獲得了海內外珠寶界的廣泛認同和好評。從專業的發展歷程可以看出，寶石學以地質學為基礎，并與材料學、評估貿易、加工工藝等互相滲透，集寶石鑒定分級、合成改善、加工設計、評估貿易、勘探開采、材料研發等內容為一體的多學科交叉復合的應用型本科專業。

寶石學專業課程實踐性強，強調原理方法在實踐中的應用，桂林理工大學寶石及材料工藝學專業主要培養系統掌握寶玉石基礎理論、加工技術和工藝，能運用各種儀器設備對珠寶玉石進行檢測、質量評價、分級定價以及款式設計和珠寶首飾設計加工，能從事寶石合成與優化、珠寶首飾商貿及管理工作的高級應用型人才。實驗教學是地方高校應用型人才培養的重要支撐，是本科人才培養工作的重要組成部分。為適應社會需求，專業建設目標在不斷修正的同時，專業實驗教學體系也取得長足進步。構建一個成效顯著的寶石及材料工藝學實驗教學體系，對提高人才培養質量具有重要意義。包括掌握加工技術和工藝；能運用各種儀器設備對珠寶玉石進行檢測、質量評價、分級定價以及款式設計和珠寶首飾設計加工；能從事寶石合成與優化、珠寶首飾商貿及管理工作。而實驗教學作為專業人才培養的重要環節，對系統掌握專業知識具有不可替代作用。為適應社會需求，專業建設目標在不斷修正的同時，專業實驗教學建設也取得長足進步。而構建一套成熟的寶石及材料工藝學實驗教學體系，對提高人才培養質量具有重要意義。

一? 專業實驗室發展現狀

桂林理工大學寶石及材料工藝學專業實驗室配有專任管理人員，實驗室采取預約開放式管理模式。管理人員除承擔基本教學任務外，也為專業教師的教研、科研活動提供服務，為學生鑒定加工技能提供實驗場地、設備和專業指導。

目前，本專業開設的主干課程有基礎地質學、結晶礦物學、巖石學、晶體光學、寶石學、玉石學、鉆石學、寶石合成與優化、珠寶市場營銷學、珠寶首飾加工工藝、珠寶檢測原理與方法和玉雕造型設計與加工等。同時開設有14門實驗課程，總學時為256，總學分為24。其中通識必修課1門，專業基礎課3門，專業核心課5門，專業選修課5門。特別是在專業核心課程中，3門課程的實驗課學時達到了本門課程總學時的50%。

根據理論和實踐教學需要，依托學院基礎地質實驗教學中心建成珠寶檢測中心實驗室、礦物學實驗室（2個）、礦物寶石研究室、礦物相對密度測定室、寶石加工實驗室、首飾加工實驗室、玉雕加工實驗室8個功能實驗室，實驗室總面積1 194 m2，均已投入使用。使用的主要儀器設備包括：紅外光譜儀、分光光度計、寶石顯微鏡、折射儀、紫外-可見光光譜儀、鉆石比例儀、相襯、微分干涉顯微鏡等。實驗室還配備專用珠寶鑒定工作臺，另有寶石標本、模型、掛圖、照相機、攝像機等教學實驗儀器設備，實驗條件滿足寶石及材料工藝學專業實驗教學需要。

二? 專業實驗教學體系構建

作為地質學、材料學與美學相融合形成的一門專業——寶石及材料工藝學有其獨特的學科特點。在探索實驗教學方面，需要量身定做一套適合專業特點的教學體系。學生在進校之前，幾乎對寶石沒有太深刻的認知，因而決定了專業的特殊性，需要大量的理論和實驗來彌補這份空缺。在掌握了相關寶石及材料工藝學理論教學之后，實驗中需要夯實寶石學基礎理論知識，采用驗證性、設計性、綜合性實驗方法，培訓學生實訓技能。同時發揮學生能動性，建立起以培養學生創新意識及實踐能力為重點的實驗課程教學模式。

（一）? 面向課程教學，配套實驗標本

寶石及材料工藝學專業培養的學生最重要的能力是對珠寶玉石進行檢測鑒定。學生要面對的鑒定主體也是天然寶石。由于市場上大多數消費者所接受和喜愛的寶石都是天然形成的，未經人工合成優化的，而天然的材質內部包體及外形特征不可能一致，都具有一定的獨特性。如紅寶石的典型包體是礦物晶體、色帶、氣液包裹體、微裂紋等，而如果隨機取拿標本，有可能會出現在該標本上并沒有本堂實驗課所要觀察記錄的特征，要看色帶時，出現的是氣液包體，要看紫外熒光燈時，這顆寶石可能因為含鐵過量而抑制發光。在實驗結束存儲寶石時，又會用小盒子單獨分裝。寶石粒徑較小，也相對貴重，每次整理標本在準備課程時，若讓老師對每一顆進行挑選并用顯微鏡在鑒定以前檢測其是否符合當節課實驗要求就勢必會耽誤很多時間，這給實驗準備上造成了一定的困難。而如果另外購買成套的、固定節次使用的寶石標本，就會因寶石貴重而造成較大的資金浪費。

在實驗室管理中，遇到過很多問題，如教師在講解祖母綠鑒定時，需要給學生描述哥倫比亞祖母綠的典型特征：由氣泡、液體和立方體石鹽組成的三相包體，而所講解的標本可能是含有竹節狀陽起石包體的祖母綠；想做查爾斯濾色鏡實驗時，想給同學們觀察含鉻的寶石在查爾斯濾色鏡下變紅現象，而實際拿到的標本有可能因切割選材問題，恰巧沒有含鉻而看不到變紅現象；做折射儀實驗時，需要對水晶測試雙折射率，但切割的臺面可能剛好與光軸方向垂直，而看不到雙折射現象，從而造成理論與實際不一致情況。為讓學生更加透徹地了解寶石的每一種鑒定方法，學會鑒定技能，對實驗室、實驗指導書和現有標本進行了重新規劃和分配。實驗室按課程內容及標本特點把標本進行規整。如包裹體實驗時，選出的標本都有特定的包裹體特征；儀器操作實驗時，選出具有代表性的標本。此外，按照課程內容，將寶石標本分為儀器使用類和寶石個論類。其中包含10倍放大鏡、顯微鏡、分光鏡、查爾斯濾色鏡、紫外熒光燈、熱導儀等，實驗室標本規整體系見表1。

面向課程內容，按實驗課的教學方案對標本進行精心梳理和配套分配，這既保證實驗課程的連貫性，也保障了學生在實驗過程中，能更好地領悟老師教學內容和標本特征。同時也對教學內容和教學方法進行了優化設計和構架，從而提升課程的體驗感，打造實驗教學榜樣。

（二）? 基于標本實驗數據，搭建信息平臺

信息技術在高等學校教育領域的應用已成為教育現代化的一大特色和亮點。選擇一種方便、 易行的信息化系統方案，對構建實驗教學體系并進行實踐研究非常有必要。這不僅推進了教育理念的更新，也改變了管理的方式。目前桂林理工大學寶石及材料工藝學實驗室已完成對寶石標本信息化管理的測試。具體分為實驗數據導入階段、實驗數據共享階段和實驗數據后臺維護階段。

第一階段先由老師將寶石標本的具體鑒定參數進行實驗確認，再按鑒定報告的標準錄入到系統，然后把每顆寶石識別貼貼在寶石標本盒上。這個識別貼就像寶石標本的身份證，通過識讀這張身份證，就可以看到標本檢測中所要用到的這顆寶石的具體信息和測試數據。老師們前期在實驗平臺上創建的樣板，里面包括寶石的形態、顏色、尺寸、內部特征、折射率、偏光鏡下特征等其他儀器鑒定的典型特征。

第二階段是實驗課時學生共享數據階段，只需要下載實驗室用小程序，用手機掃碼就可以看到該寶石的全部信息及規范的鑒定報告格式。這個鑒定格式就相當于一個寶石的鑒定模板，告訴同學們，在觀察寶石樣品的時候，應該從哪些方面進行測試觀測，在出具實驗報告的時候，又該如何去完善一份實驗報告，哪些鑒定參數是必不可少的，是要用到的鑒定要點。同時，實驗課程也建立了相應的網絡平臺。平臺上提供豐富的課件、動畫、仿真實訓、在線測試等資源。學生可以在課前、課后自主地、隨時地使用，達到自主實驗的目的。

第三階段是后期維護階段，如某寶石標本在實驗過程中發生各種磨損或一些不可抗拒的改變（有可能是實驗過程中寶石破損，充填寶石因歲月流逝而造成充填物質地析出，抑或長期使用觀察寶石導致的寶石見光照射時間變長而導致一些褪色現象的出現），老師就會把這顆寶石的信息進行更新，包括寶石的照片、重量、形態、內部特征等變化，測定之后再重新整理鑒定報告，以確保學生們讀取的數據都是準確無誤的。將典型標本的信息錄入系統，以實驗數據為基礎，搭建完善的信息平臺不僅能完善實驗室的安全管理體系，還能提升實驗教學質量，讓學生更加清楚自己的實驗目的，實驗內容，激發對實驗的積極性，這在我們日常教學使用中，收到了良好的效果，廣受學生的歡迎。

（三）? 以學生為主體，建立多維一體的實驗教學模式

不同學生對實驗的理解程度、接受程度和運用程度不同。而實驗課程又分多種開課模式，因而需要一個相對完善的監控機制和一系列有效措施才能保證實驗的順利執行。為此制定了“準備實驗、綜合實驗、反思實驗”等多維一體的教學質量標準。準備實驗階段（指在實驗前），由教師對學生進行提問，考察學生是否充分了解實驗原理，明白實驗目的，并針對所收集學生的實驗前準備情況進行評分評價。這樣避免在實驗時學生盲目地跟從教師的授課內容，學生能夠明白自己需要做什么，大致了解應該如何去做，能較快地提升實驗過程中學生的自主意識，實驗課上能立即開始實驗，減少實驗課中的茫然期。

綜合實驗階段是指實驗課程中改灌輸性教學為陪伴式教學，采用“師生問答、師生共建、師生探討”的模式完成實驗。這個實驗過程對老師和學生們來說都非常重要，此階段學生可根據自己感興趣的方向進行分小組教學實驗。在查閱文獻的基礎上，由驗證性實驗轉為設計性實驗方案，在理順實驗步驟，了解實驗需用到的儀器，完成寶玉石鑒定。如小組設計的實驗達不到理想效果，那么由老師引導式提出可行性的整改方法，或提出一些類似的實驗參數作為參考，讓學生重新計劃并操作實驗，當堂課若完成不了的實驗，可順延到課后進行。這樣既可以培養學生的團隊意識，增加學生動手操作的機會，也有助于學生掌握寶石的基本知識，熟記寶玉石鑒定中常用到的各項參數。

反思實驗階段（實驗完成后），由每小組進行實驗匯報，由學生和教師對整個實驗設計方案共同進行評定，選出最優實驗設計方案。針對優秀實驗設計方案，要求學生進行展示實驗。如實驗不能正常開展，則由教師帶領學生自己分析原因，糾正存在的問題后再次進行實驗，該過程可以讓學生和教師同時思考并探索新的實驗方法，特別是針對市場上新出現的一些寶石品種或合成優化處理品種，大膽地提出自己的實驗鑒定暢想，除了做一些常規實驗以外，也鼓勵學生多做實驗暢想，提出一些新品種的制作辦法或者實驗鑒定的新思路，思路設計確實可行的，則由老師對其進行大創項目等申報的指導，讓學生更多地接觸社會，了解市場，有助于他們更好地完成寶玉石鑒定。

實施多維一體的實驗教學模式，可以提高學生分析問題、解決問題的能力，也讓老師能正確全面評價學生的實驗操作水平，全面考核學生的實驗操作技能，提高學生分析問題、解決問題的能力，正確評價學生的實驗操作水平。目前，桂林理工大學寶石及材料工藝學專業實驗課程已建成相對完善的考核機制，對學生的實驗思維、實驗態度、實驗結果都有極大的提高。

三? 結束語

寶石及材料工藝學是一門發展十分迅速的學科，需要在教學過程中遵循教學規律，按照更系統、針對性更強的實驗模式組織教學活動；同時需要與時俱進，不斷補充和完善寶石及材料工藝學的知識體系。作為具有30余年辦學歷史的專業，桂林理工大學寶石及材料工藝學專業發展任重道遠。在教學改革探索路上不斷前進，通過系統的實驗，專業的實習，綜合的實踐等多種渠道來培養學生的鑒定能力和創新能力。而在專業實驗教學過程中，通過面向課程內容，搭建信息化平臺，建立多維一體的實驗教學模式，使得實驗內容得以拓展，實驗方法得以改進，實驗效果得以提升。在保持學科優勢的基礎上，以地方為特色逐步完善實驗教學體系，是培養高素質寶石及材料工藝學專業人才的重要核心環節，也是培養學生鑒定能力、創新能力和挖掘學生潛力的重要環節。寶石及材料工藝學實驗教學體系是能夠培養適應寶石領域就業需求人才的重要基礎，需要高校教師積極探索改革之路，為培養具有良好的職業道德、鑒定素養、專業技能、高度社會責任感的優秀寶石專業畢業生做出一份貢獻。

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基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目“新工科背景下資源勘查工程專業核心課程群實驗教學改革與實踐”（2022JGB202）

第一作者簡介：夏希悅（1987-），女，回族，江西贛州人，碩士，講師。研究方向為寶石及材料工藝學專業實驗教學。