[摘 要] “浮選”是昆明理工大學面向礦物加工工程專業本科生開設的一門核心課程。基于政策導向和學校培養需要,近年來,從師資隊伍、思政教學、線上課程管理等方面進行了課程教學改革,教師將很大一部分精力投入到教學中,促使學生從被動學習轉變為主動學習,具備堅強的意志力,厚植愛國主義情懷,擁有刻苦鉆研的科研精神。在“浮選”課程改革過程中,學生能及時將困難反饋給教師并得到解答,教師能通過線上教學管理反饋的信息及時梳理和調整授課內容及方向,增強了師生之間的溝通,培養了學生的寫作能力、創新意識及社會責任感,促使學生在本科SCI論文寫作和學科競賽中取得了較好的成績。另外,鑒于目前的國際影響力及社會需求,雙語教學可以作為高水平人才培養的參考選項。
[關鍵詞] 高水平人才;浮選;課程改革;雙語教學
[基金項目] 2021年度云南省聯合專項重點項目“微細粒氧化銅礦銅-銨協同活化及強化硫化浮選機制”(202101BE070001-009)
[作者簡介] 張 謙(1994—),女,云南宣威人,博士,昆明理工大學國土資源工程學院講師,碩士生導師,主要從事浮選理論與工藝研究;豐奇成(1987—),男,山西朔州人,博士,昆明理工大學國土資源工程學院教授(通信作者),博士生導師,主要從事礦產資源高效分選與綜合利用研究。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)43-0073-04 [收稿日期] 2023-11-08
“浮選”作為礦物加工工程專業面向本科生開設的專業類基礎課程之一,對于應用型人才和學術型人才的培養都具有不可或缺的作用[1-2]。課程內容主要包括浮選的發展、浮選三大理論、浮選常用藥劑、浮選研究工藝和設備、礦物的浮選實踐等,在理論課程結束后,開展試驗課程,通過實際礦石的浮選試驗操作,把理論學習運用到實踐教學中,旨在培養的應用型人才能運用所掌握的浮選知識來分析和解決浮選生產中遇到的問題,學術型人才能通過所學知識對浮選理論進行分析和討論,為后續的浮選理論研究建立基礎,成為高水平人才。
近年來,高校本科教育教學工作正經歷著全面改革和實踐,高水平本科建設及深化本科教育教學改革方案逐漸得到落實和實施,具體從融入思政教學、提升課程質量、強化教師隊伍、注重人才培養等方面進行了本科教學改革和實踐。隨著高等教育綜合改革的全面推進,高校辦學更加聚焦人才培養,其立德樹人成效顯著。但由于教師精力、教學資源等投入不足,其教育理念仍然滯后,對政策的把握還不夠精準,導致本科教學的基礎地位及人才培養的中心地位還不夠鞏固。因此,為主動適應國家戰略發展新需求和世界高等教育發展新趨勢,須牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心點,把本科教育放在人才培養的核心地位、教育教學的基礎地位、新時代教育發展的前沿地位,振興本科教育,形成高水平人才培養體系,奮力開創高等教育新局面[3-5]。鑒于此,昆明理工大學礦物加工工程專業對“浮選”本科課程進行了教學改革創新和實踐,旨在改善改革前傳統教學模式下教師精力和資源投入不足,學生學習主動性差、對本科教學重要性認識不到位等問題,使教師充分理解人才培養的關鍵,培養學生獨立思考、主動創新的邏輯思維,形成集思政教育和專業教育于一體的高水平人才培養體系。
一、教學團隊建設
在教學改革前,本科教學存在重科研、輕教學的問題,即很多教師將大部分精力投入科研中,忽略了教學的重要性。為此,昆明理工大學礦物加工工程專業根據人才培養需求,以團隊建設為基礎,組建了合理的教學團隊。昆明理工大學礦物加工工程專業本科“浮選”課程分為兩個班級授課,每個班級安排三名授課教師,實行分工教學制度,并由課程負責人統一規劃教學內容、教學PPT及教學形式等,根據教學知識和教師的背景經驗,由理論基礎扎實的資深教授承擔浮選理論部分,將具代表性的成果及新科研成果融入教學內容,通過舉一反三,加深學生對所學知識的理解。由具有選礦廠經驗的教師負責浮選工藝及設備的講解,把產業技術發展成果轉化為教學資源,讓學生在課上也能學習到現場生產的經驗,認識到理論指導實踐的必要性和重要性;實驗室教師負責試驗部分操作教學,指導學生學習正確的試驗操作方法,并培養學生獨立思考的邏輯思維和動手操作的專業能力。
二、課程建設
(一)課程教學內容及課程設置
昆明理工大學礦物加工工程專業“浮選”本科課程教材選用的是胡岳華教授主編的《礦物浮選》。該教材首先通過古代選礦引出選礦的基本方法,進而指出近代選礦技術,并引出其理論和技術的發展,闡明了礦物晶體結構、浮選藥劑、浮選工藝、浮選設備等對礦石可浮性的影響,最后描述了硫化礦、金屬礦物、非金屬礦物的浮選實踐,并介紹了再生資源的浮選。課程學時安排為48個學時,其中36個學時為理論教學、12個學時為試驗教學。經團隊統一規劃和討論,將課程內容按知識板塊進行劃分,遵循“講重點、學難點”的原則,分為浮選的發展及浮選理論、浮選藥劑、浮選工藝與實踐、課程試驗四大板塊,學時分配分別為14、10、12、12個學時。
在浮選發展中,通過2個學時闡述了浮選的起源及技術的發展;在浮選理論中,講授從溶液化學逐漸過渡到潤濕理論、雙電層理論和吸附理論等內容,并將團隊的科研成果作為案例融入教學內容中,如在溶液化學講解中,了解了常見的銅鉛鋅礦物在礦漿溶液中的存在形式;在潤濕理論講解時,介紹了接觸角的測試及接觸角對礦物表面潤濕性的影響規律;雙電層理論則通過礦物表面zeta電位測試結果來解釋礦物表面電子的轉移和變化,從而判斷其吸附狀態是靜電吸附還是物理化學吸附等。一方面,有助于促進學生深刻記憶并理解浮選理論的內容,另一方面,能夠帶動學生主動了解科研內容及其對浮選發展的重要性。
浮選藥劑板塊主要講解了捕收劑、調整劑和起泡劑,除了書本內容(藥劑性能、結構、制備、作用等)以外,舉例說明了藥劑在礦物表面的作用方式,并通過模型圖演示,鼓勵學生共同推演,加深其記憶和理解。
浮選工藝與實踐主要講解內容為浮選流程、浮選工藝種類、對浮選工藝的影響因素及調節方法、浮選設備簡介、硫化礦和氧化礦的浮選實踐。在掌握浮選工藝及礦物浮選實踐的基礎上,穿插團隊科研項目實例講解,使學生了解目前的浮選新工藝,并將所學的浮選理論應用到整個礦物浮選中,課后自愿分析其機理。
在課程試驗中,首先告知學生實驗室的操作安全和規定,然后通過分組試驗的方式,讓每名學生參與到實驗室浮選試驗中,將理論教學內容應用到試驗實踐中。
(二)融入思政教學
“浮選”課程本身就是一門思政示范課程,按照授課知識內容的劃分,合理地安排課程,通過舉例、討論、進入生產車間實踐等方式,堅持“六結合”和“三融入”的思政教學,力求將知識傳授與價值引領相統一,推動學生綜合素養和專業能力的協同發展[6]。
課程開篇闡述了礦業在經濟中占有不可或缺的地位,對比了從唐末到近年來浮選的發展,介紹了昆明理工大學礦物加工工程專業的起源,并將老一輩革命家矢志不渝的志向和昆明理工大學艱苦奮斗的礦業開發精神融入教學課堂中,使學生意識到學科專業發展的時代使命感和責任感,增強學生對專業的認同感,激發其學習的意志。
在浮選理論及浮選藥劑內容講授中,在介紹浮選三大理論的同時,融入學科名人的簡介、浮選理論研究的發展及取得的代表性成果,如王淀佐院士為礦物加工浮選理論及浮選藥劑的發展做出了巨大的貢獻,并當選為中國工程院院士和中國科學院院士,獲“國際礦物加工大會終身成就獎”,借此讓學生明白理論研究對實際礦石浮選的指導具有重要的作用,鼓勵學生積極進行基礎理論研究,開拓創新思維并付諸實踐。同時,融入國家綠色礦山發展理念,基于節能減排及環保政策導向,讓學生學習相關法律法規、政策文件,牢記常用藥劑的性質,意識到綠色選礦的重要性,應開發環保無毒藥劑來實現礦物的浮選;在生活中應注重保護生態環境,銘記并踐行“綠水青山就是金山銀山”理念,體會馬克思主義的辯證觀點,將自我發展和國家需要相結合,從“小我”做起,增強社會責任感,傳承中華優秀傳統文化,為國家發展、經濟建設做出應有的貢獻。
在浮選機與輔助設備講解中,拓展我國大型浮選設備方面的研究成果,如沈政昌院士對中國浮選設備技術創新做出突出的貢獻,帶領身邊的人團結拼搏、爭創一流,始終奮斗在科研創新的一線,開發創建了中國浮選裝備體系,實現了我國浮選技術和裝備的大型化、高效化、專屬化。這種致力于專業領域的追求和創新精神,有助于激發學生樹立潛心鉆研、躬耕學術的科研精神,培養扎根社會發展實際、樹立遠大抱負的家國情懷。
在浮選實踐課程授課過程中,結合國內外選礦實踐的發展,了解國家需求,面向世界,面向經濟,開闊學生的視野和思維。除此之外,通過選題設計,引導學生分組討論,設計合理的工藝流程和藥劑制度,授課教師根據已有經驗進行點評,將知識授課和實踐課程相結合,實現師生、生生之間的有效對話和溝通,把學生的被動學習轉化為主動學習,培養其學習興趣,以及獨立思考和團隊協作的能力。
(三)雨課堂教學
雨課堂是為了推動教學改革,由學堂在線和清華大學在線教育辦公室共同研發的線上教學程序。通過先進的信息技術手段,將雨課堂融入PPT和微信中,有效地實現了課堂活動的全面管理。雨課堂可以將課件、課后作業等需要學生學習和復習的內容及時推送給學生,為課堂教學和課后輔導建立良好的連接。同時,雨課堂還能長久保留教師的教學日志和學生的學習日志,方便學生永久學習,達到互動教學永不下線的目的。
課前,授課教師將預習資料通過雨課堂推送給學生并設置截止預習時間。預習時間截止后,教師應及時查看學生的預習情況及學生反饋的問題,在線上做出針對性的回答,并根據預習情況決定線下授課內容及授課形式,有偏向性地講解和回答學生的知識盲點。
課中,要求學生掃描二維碼進入雨課堂進行課堂簽到,將課件同步到學生的手機端,必要時進行隨堂測試及互動討論,在活躍課堂氣氛的同時增強師生的實時互動。除此之外,雨課堂還可以對教學課堂進行實時反饋,教師可根據反饋進行教學調整,避免出現“前面內容沒聽懂,后面內容跟不上”的情況,降低學生的學習主動性和學習效率。在授課結束后,授課教師能及時接收課程總結,包括學生簽到情況、學生成績排名數據、教學課件學生標注學習詳情等。這種對教學情況的詳細總結不僅節省了教師課后整理的時間,還能及時詳細地反饋教學效果,有利于教師了解學生的學習效果,有針對性地進行課后解答,大大提高了教學效率。
課后,教師可通過雨課堂推送課程試卷庫,提醒學生進行答卷,答卷截止后推送答案,先鼓勵學生自主學習,然后針對學生的反饋,有針對性地進行答疑。這種方式可以更好地幫助學生學習該門課程,同時,可以針對成績優秀、課程知識掌握熟練的學生進行課程拓展,推送有價值的學術論文等,為培養高層次人才奠定基礎。
(四)考核方式
課程考核最終成績由平時成績和考試成績組成,分別占50%,而平時成績包括考勤、課后作業、上課提問及回答問題、分組討論、浮選試驗成績,即最終成績=(考勤×10%+課后作業×10%+上課提問及回答問題×10%+分組討論×10%+浮選試驗×10%)+試卷考試成績×50%。
三、結論與展望
近年來,昆明理工大學礦物加工工程專業對“浮選”課程教學進行了改革和實踐,改革成效主要體現在提高教師的隊伍水平、融入思政教學和線下線上同步教學三個方面。教師隊伍建設改革提高了課程的教學水平,豐富了教學內容,能讓學生了解到除書本以外的團隊研究成果,教師也能將大部分時間投入教學中,將輕教學轉變為重教學,體現了本科教學的重要性。思政教學激發了學生學習的興趣,培養了學生刻苦鉆研的科研精神,增強了其責任感,促使學生變被動學習為主動學習。線下線上相結合的教學方式為授課教師提供了很大的方便,節省了課前點名及課后學生學習情況統計時間,大大提高了學生的學習能力,增強了師生間的交流和溝通。經過這三方面的調整和改革,課程反饋良好,學生的主動學習能力和創新思維能力得到了提高,能夠積極參與試驗、論文寫作、各種競賽活動中,并取得優良的成績。
隨著國際影響力的不斷擴大,學校人才培養政策調整,以建設高水平學術型人才及應用型人才迫在眉睫,因此,僅僅學習國內知識遠遠不夠。近年來,學校鼓勵學生積極參加選派并赴國外進行學習和交流,鑒于此,對基礎扎實的學生可以開展雙語教學,讓學生牢固掌握學科專業名詞,提高閱讀SCI論文文獻和進行SCI論文寫作的能力,并為學術交流奠定良好的基礎。
參考文獻
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[6]王英龍.“六結合”“三融入”抓好課程思政教學模式創新[J].人民論壇,2021(34):107-109.
Undergraduate Teaching Reform’s Practice and Prospect of “Flotation” Course: Based on the Model and Demand of High-level Talent Training
ZHANG Qian, FENG Qi-cheng
(Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming,
Yunnan 650093, China)
Abstract: Flotation is a core course for undergraduates majoring of mineral processing engineering in Kunming University of Science and Technology. Based on the policy orientation and the needs of the school to cultivate students, in recent years, the teaching reform of this course has been carried out in the teaching staff, ideological and political teaching, online course management, respectively. Teachers put a large part of their energy into teaching, and cultivate students from the passive learning to active learning, stimulate a strong willpower, set up a great patriotic feelings and the spirit of study assiduously. Students can timely feedback difficulties to teachers and get answers, and teachers can timely adjust the teaching content and direction through the feedback information of online teaching management, which enhances the communication between teachers and students, and develops students’ writing ability, innovative awareness and social responsibility. The excellent results were achieved in undergraduate SCI paper writing and discipline competition. Besides, in view of the current international influence and social needs, bilingual teaching can be used as a reference option for high-level talent training.
Key words: high-level talents; flotation; curriculum reform; bilingual teaching