浮選溶液化學課程教學改革探索與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）26-0145-04

Abstract：Strengthening teachingreform to mettheneedsofnational strategyandcultivatehigh-qualitytalentsisan importanttaskincurenthighereducation.ThecourseSolution ChemistryofFlotationisacompulsorybasiccoursefor postgraduatestudentsmajoringinmineralprocessingengineeing.However，thereareproblemssuchaslowleamingeficiency， singleteachingmode，lackofconectionbetweentheoryandpractice，andabsenceofprocessasessment.Inthispaperbased onthecurent teachingsituation，teachingreformexplorationofthiscourseisconducted.Measures forteachingreformare proposed，incudingehancingedcationinbasicchemistryxpandingteachngmethods，strengtheningpracticalteachingguiding extracuricularpractices，andconstructingdiversifiedasesmentmethods.Theseteachingreformmeasuressignificantlypromoted themasteryandapplicationoftheoreticalknowledge，engineeringpracticeabityandcomprehensivequalityofgraduatestudents， providing support for cultivating high-quality，compound-oriented mineral processng talents.

Keywords：Solution Chemistryof Flotation;highereducation；teaching reform;teaching mode;processassessment

隨著科學技術的不斷進步，礦物加工工程的技術水平也在不斷提高，同時也促使具有高水平的礦物加工工程人才的需求也在不斷增長[1-2。為滿足礦物加工領域的人才需求，全國招收礦物加工工程專業碩士研究生的學位點數量和招生規模均明顯擴大。以昆明理工大學（以下簡稱“我校\"礦物加工工程專業為例，2020年共招收碩士研究生61人，到2024年招生人數達到90人。我校礦物加工工程專業在研究生培養過程中堅持因材施教，主要培養系統掌握礦物加工基本理論與技術，在本學科的某一領域或方向有較深入研究和獨特理解，能夠從事礦物加工及相關領域科學研究、工程設計與建設、技術開發和生產經營管理的高素質、復合型選礦人才。浮選溶液化學課程在研究生第一學年授課，主要講授礦物加工領域中與浮選理論與技術密切相關的浮選溶液化學知識，是礦物加工工程專業碩士研究生的重要基礎課程。本文結合教學實際探討浮選溶液化學課程教學中存在的問題，并提出相應的教學改革措施，以期提高課程教學質量，滿足人才培養需求。

課程教學內容、教學自標及教學存在的問題

（一） 浮選溶液化學課程教學內容與教學目標

浮選溶液化學課程涉及多學科知識，且具有較強的理論性、實踐性和綜合性，是根據溶液化學的基礎知識，研究浮選劑在溶液中的溶解、解離和締合平衡，礦物溶解、解離與表面電荷平衡及浮選劑與礦物相互作用的各種平衡關系，以確定浮選劑對礦物起浮選活性的有效組分及浮選劑與礦物相互作用的最佳條件，進而確定礦物浮選或抑制的最佳條件。通過浮選溶液化學課程學習，使學生掌握與浮選有關的溶液化學的理論及計算、圖解方法，能夠繪制浮選藥劑在溶液中的分布系數，礦物溶解組分和浮選藥劑的濃度對數圖，找出礦物-浮選藥劑體系中的優勢組分，熟悉礦物-浮選藥劑體系中的溶液平衡、吸附特征、化學反應，從溶液化學的角度解釋礦物表面的荷電機理，浮選藥劑與礦物表面的相互作用機制。在礦物浮選實踐中，結合礦石工藝礦物學性質，通過溶液化學計算相關的理論與知識，篩選合適的浮選藥劑，對浮選環境進行選擇性調控，提高礦石的分選效果。本課程不僅使學生能掌握礦物浮選領域的基礎理論和原理，更能培養更新知識、運用知識的能力，增強學生分析、歸納、演繹和推理的能力。

（二）浮選溶液化學課程教學存在的問題

部分學生化學基礎薄弱，學習效率低。浮選溶液化學課程的先導課程為無機化學、有機化學、物理化學等大學基礎課程，課程學習內容需要良好的化學知識儲備。然而，部分學生存在化學基礎薄弱的問題，基礎化學知識與專業知識聯系困難，對于浮選溶液化學中的浮選藥劑和礦物溶解平衡、礦物表面荷電機理、浮選藥劑作用機理等重難點內容難以理解和掌握。

教學模式單一，學生學習積極性低。目前浮選溶液化學課程以教師為課堂的主體，主要采用根據固定的教材內容進行板書和課件講解，師生互動不夠，學生的學習積極性不高、自主學習能力差，課堂參與度偏低。灌輸式教學方式雖重視知識傳授，但忽視對學生能力和專業素質的培養，不僅不利于學生理解和掌握專業知識，也不利于鍛煉學生的獨立思考能力和科研創新能力。

課程考核模式簡單，缺少過程考核機制。過去只采用單一的書面考試來考察學生的浮選溶液化學知識學習情況，即注重學生對于課程基礎理論的掌握情況，但難以反映學生在整體教學過程中的參與程度，無法全面評價學生對于專業知識的運用能力，且不符合應用型學科的人才培養目標。另外，如果學生認為只需要死記硬背課本知識就能通過考試，則在學習過程中易失去積極性和自主思考能力，對于創新型人才的培養是極為不利的，也不符合課程教學目標。

教學改革措施

（1） 加強基礎化學知識教學

浮選溶液化學課程教學內容與多門基礎化學課程存在明顯的知識交叉現象，導致化學基礎薄弱的學生學習本專業化學知識時較困難，學習效率低。對于本科即為礦物加工工程專業的研究生，無機化學、有機化學和物理化學是本科階段的必修課，學生雖對部分化學知識有所遺忘，但仍有一定的化學基礎，可以較快地將基礎化學知識與浮選溶液化學知識聯系起來，專業知識學習效果比較理想。然而，部分學生為跨專業調劑進入本專業研究生階段，可能在本科階段未接受過系統的化學課程學習，導致專業課程學習困難。若教師未能及時關注這部分化學基礎薄弱的學生，沒有針對性加強基礎化學知識教學，則學生的學習熱情易受到打擊，最終導致學習效率低，喪失學習興趣。因此，任課教師在講授浮選溶液化學理論時應注重穿插基礎化學知識的教學，針對性地幫助化學基礎薄弱的學生盡快掌握專業所需化學知識，使學生能夠有效地進行浮選溶液化學知識學習，從而增強教學質量和學生的學習效率。

（二）"開展典型案例教學

傳統理論課教學以教師教學為主，學生感覺理論知識枯燥，難以理解，且學生為被動獲取知識，主觀能動性弱，不利于培養學生的創新思維能力和探索精神。開展典型案例教學不僅有利于培養學生實踐應用能力，還可以幫助學生理解和掌握知識難點，同時可以促進學生自主思考[4-5]。一方面，教師可以浮選溶液化學知識在礦物加工領域中應用的典型案例為切入點對學生進行問題引導，采用提出問題、討論分析、提出方案和知識拓展的方式對典型案例進行剖析來開展教學，引導學生了解浮選溶液化學知識在礦物加工領域的重要理論支撐作用。另一方面，教師可以根據教學內容中的難點進行典型案例教學，通過典型案例與知識點的有機融合，促進學生對知識難點的理解和掌握。如大分子浮選劑溶液平衡章節中，難點為大分子浮選劑在礦物表面的吸附形式及作用原理，教師可以結合省內相關礦山企業或自身科研課題講解常見大分子浮選劑的基本作用原理和應用，基于實際案例開展課堂討論，共同分析探討大分子浮選劑在工業生產中的優勢和不足，同時介紹國內各高校、科研院所及相關企業研究開發的新型大分子浮選劑。又如無機離子的水解平衡及在礦物/溶液界面的吸附章節，難點為金屬離子水解平衡計算及制圖、無機陰離子在氧化礦/水界面的吸附形式與作用原理，教師可以結合物理化學知識和工程實際講解常見無機離子的作用原理，基于實際案例進行金屬離子水解平衡計算及制圖，講解不同無機離子對浮選過程的影響，同時拓展介紹國內外浮選領域中關于無機離子作用機制的研究進展和已取得的科研成果。教師圍繞浮選溶液化學知識的具體應用向學生提問，能夠促使學生圍繞實際案例來思考和學習專業知識，使學生理解礦物加工技術，尤其是浮選技術的進步離不開浮選溶液化學知識的指導。因此，通過典型案例教學可以實現教學過程中教師為主導、學生為主體，師生互動，學生由被動學習變為自主學習，從而培養學生的創新能力和探索精神。

（三）利用網絡資源豐富教學方法

本課程具有豐富的網絡教學資源，任課教師可以充分發揮網絡教學資源的優勢，利用內容精煉的浮選溶液化學相關視頻資源進行教學，使學生對知識難點能夠深入理解和掌握。浮選溶液化學知識體系復雜，且相當一部分的教學內容具有抽象性，如無機離子的水解平衡及在礦物/溶液界面的吸附、礦物溶解離子在礦物表面的化學反應及表面相互轉化、浮選劑-礦物體系中的化學反應等內容不僅理論性強，且需要學生具有較好的空間想象力，才能夠對礦槳溶液中的化學反應歷程有清晰的認識。然而，過去僅通過板書、語言描述或圖片展示的教學方式對這些教學內容進行講解，學生理解困難，教學過程難以高效進行。此時，教師就可以借助多媒體視頻教學對礦漿溶液中的化學反應進行講解，既可以吸引學生的注意力，又可以幫助學生對整個反應歷程有清晰的認知，從而有效提高學習效率。因此，相比于板書或課件教學，基于網絡教學資源的多媒體視頻教學不僅可以增強學生的課程專注度，還可以活躍課堂氛圍，提高學生的學習興趣。

（四） 增加開放式實驗教學

開放式實驗教學是指實驗教學目標、實驗教學主題、實驗教學方式、實驗教學內容和實驗教學資源均開放的實驗教學模式。昆明理工大學礦物加工工程專業針對浮選理論方向建設有單礦物理論研究室、礦物表面化學研究室、浮選電化學研究室、浮選量子化學理論研究室和微區電化學工作站等實驗平臺，擁有開展浮選理論研究所需的微浮選設備、X射線衍射儀、Zeta電位儀、傅里葉紅外光譜儀、X射線光電子能譜儀、飛行時間二次離子質譜儀、接觸角測量儀和量子化學計算服務器等儀器設備，所有實驗室設備和場地等資源均面向研究生開放。任課教師和學生可根據本課程的教學需求預約實驗時間和實驗設備，由任課教師對學生的整個實驗過程進行指導并對相關浮選溶液化學知識進行穿插講解。通過對先進檢測設備的實踐操作和理論分析，學生能夠將實驗現象與浮選溶液化學知識緊密結合，不僅加深了浮選溶液化學知識的理解，還增強了學生的實踐能力。此外，任課教師可以加強科研導向教學，充分利用教學團隊成員正在主持的研究項目，將浮選溶液化學實驗與研究課題有機結合，從而提升學生的科研創新能力。由此可見，開放式實驗教學可以幫助學生深人理解和消化浮選溶液化學理論知識，增強學生的創新思維、實踐能力和解決實際問題能力，對于提升浮選溶液化學課程教學質量和創新型人才培養具有重要推動作用。

（五）指導學生課外自主實習實踐

課外自主實習實踐可以提高學生的理論聯系實際、實踐操作能力、科研創新能力和專業知識綜合運用能力。本課程在學生具備了一定浮選溶液化學知識基礎后，積極引導學生設計研究課題，由學生自主開展相關實驗研究，培養學生的科研素質和科研創新能力。任課教師基于課程教學內容與研究生導師積極溝通，組織學生申報各類科研項目或學科競賽，如研究生拔尖創新人才項目、昆明理工大學分析測試基金項目、全國“互聯網 + ”大學生創新創業大賽和全國大學生“挑戰杯\"競賽等。通過科研課題研究，提高了學生的文獻調研能力和論文寫作能力，學生的科研思維、科研創新能力也得到顯著提高。課程結束后學生在 Minerals Engineering Separation and Purifi-cationTechnology、《中國有色金屬學報》等國內外知名期刊上發表與浮選溶液化學相關的高水平學術論文10余篇，充分體現了本課程的教學效果。因此，在掌握課程基礎理論知識后，通過指導學生課外自主實習實踐，可以拓寬專業知識面，增強學生自主分析、解決問題、實踐操作的能力，將理論與實踐聯系起來，從而培養學生的科研創新思維和科研創新能力。

（六） 組建優質教學團隊

優質教學團隊建設是提高專業教學質量的重要措施，是保證教學改革措施切實可行并不斷應用到教學實踐中的重要前提[8-10]。本課程教學團隊由教學經驗豐富、科研水平高、具有高度敬業精神和強烈責任心的教師組成，以國家“四青”人才為負責人，以云南省教學名師進行教學指導，以中、青年教師為教學骨干。教學團隊具體結構如下： ① 知識結構。教學團隊中的5名教師均具有工學博士學位，專業均為礦物加工工程，博士學位比例 100% 。 ② 年齡結構。團隊成員包含30歲以下2人（占比 40% ），30～40歲2人（占比40% ），60～65歲1人（占比 20% ）。 ③ 職稱結構。教學團隊由2名教授（占比 40% 和3名講師（占比 60% ）組成。 ④ 學緣結構。團隊教師博士畢業于東北大學1人（占比 20% ）昆明理工大學4人（占比 80% ）。 ⑤ 導師結構。團隊教師中2人為博士研究生導師（占比40% ），其余3人為碩士研究生導師（占比 60% ）。由此可見，本課程教學團隊的知識結構、年齡結構、職稱結構和學緣結構分布合理，完全能保證該門課程所有教學環節的順利進行，并為培養高素質、復合型選礦人才提供有力師資支撐。

（七）健王考核評價體系

傳統的浮選溶液化學課程考核由平時成績和期末考試成績兩部分組成，平時成績主要由考勤和平時作業組成，考核方式較簡單，難以有效考查學生在學習過程中的參與度，不利于提高學生的學習主動性。因此，教學團隊對浮選溶液化學課程考核方式進行了改革，健全了考核評價體系。目前采用的考評方式包括考勤、平時作業、課堂試講、大作業和期末考試，成績占比分別為 10%，20%，20%，30% 和 20% ，增加過程性考核比重，弱化書面考試在成績中的占比，突出過程考核要求。過程考核更注重對學生在浮選溶液化學課程學習過程中的學習情況和階段學習成果進行多方面、多類型、多階段的考核，既關注學生的學習能力發展過程，又關注學生在學習過程中的成果，是全面考察學生學習過程和學習結果的考核制度[1I-12]。加強過程考核能夠引導學生改善浮選溶液化學學習態度和學習方式，變被動學習為自主學習，提高自主學習能力和實踐能力，促進學生全面發展。每個考核環節的評價機制如下： ① 考勤。學生上課出勤率。 ② 平時作業。根據每節課講授內容進行平時作業布置，每個學生單獨在課后查閱文獻資料，并根據所學的浮選溶液化學理論進行作答，依照答案的合理性進行考核。③ 課堂試講。課堂試講根據學生的研究興趣分小組進行，要求試講內容與浮選溶液化學相關，評價點包括試講內容準確性與結構完整性、語言表達能力、時間控制等。 ④ 大作業。分小組進行，教師確定礦物和浮選藥劑，由學生進行溶液化學理論計算并繪制浮選藥劑在溶液中的分布系數、礦物溶解組分和浮選藥劑的濃度對數圖，找出礦物-浮選藥劑體系中的優勢組分，考核內容包括計算、繪圖、分析和報告。 ⑤ 期末考試。編寫多套試卷，隨機抽取一份進行閉卷考試，同時注重考核學生分析、解決實際工程問題的能力，在試卷中增加主觀試題的比例。目前的課程考核評價體系把學生課后自主學習情況、課堂表現和分組任務完成情況等納入平時成績考核，不再偏重于對理論知識記憶的考核，而是針對學習能力、綜合素質與創新因素的全面評價，有利于培養學生的自主學習能力和科研實踐能力。

三 結束語

浮選溶液化學課程在礦物加工工程專業碩士研究生培養過程中占有重要地位，開展有效的教學改革對培養高素質、復合型選礦人才具有重要意義。根據浮選溶液化學課程教學內容和人才培養目標，本文提出了加強基礎化學知識教學、開展典型案例教學、利用網絡資源豐富教學方法、增加開放式實驗教學、指導學生課外自主實習實踐、組建優質教學團隊、健全考核評價體系的教學改革措施，以上措施不僅提高了學生的理論知識掌握水平，又提升了學生的工程實踐能力和科研創新能力，為本專業其他課程的教學改革提供了有益借鑒。

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