一流本科課程建設背景下選礦概論課程教學改革探索

0 引言

選礦概論是很多院校采礦工程、地質工程、資源勘查工程、礦物資源工程等多個專業一門重要的專業選修課程，對拓展學生知識廣度，提升學生專業素養，培養行業發展急需的高素質、復合型、應用型人才起著重要支撐作用。該課程的教學目標為培養學生掌握選礦過程中破碎磨礦及重選、磁選、浮選、產品處理的基本原理和工作過程，能夠列舉常用選礦工藝、設備及其適用場景，了解選礦新技術的發展現狀與發展方向；通過課程學習，使學生完善知識框架結構、拓展專業知識、提升專業素養，通過不同學科知識交叉融合，實現工程思維與創新思維能力的提升。

2019年10月，《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》發布，正式啟動一流本科課程建設。在此背景下，為全面貫徹落實教育部一流本科課程建設和學校課程改革的要求，華北理工大學選礦概論課程實施了系列教學改革創新措施，依據課程特點，針對不同專業背景，從充實課程內涵、創新教學內容、改進教學方法、加強理論與實踐結合等多方面進行課程建設，旨在解決傳統教學和考評機制下學生主觀能動性不高、創新思維和實踐能力不強等問題，充分激發學生的自主學習能動性，培養學生的獨立思考能力和創新性工程思維。

1選礦概論課程的特點

選礦概論是華北理工大學采礦工程、資源勘查工程等專業的專業選修課，主要講授選礦中礦石準備作業破碎磨礦及礦物常用分選方法重選、磁選、浮選的相關概念、基本原理、常用設備、工藝流程與一般選擇原則。該課程在教學對象和教學內容上具有如下特色。

1. 1 知識面寬，但學時少

課程內容涵蓋礦石準備作業、選礦過程、產品處理三大礦物加工工序中相關的概論、設備、工藝、指標等，包括的章節內容有：選礦相關概念，破碎磨礦的目的與作用，破碎篩分、磨礦分級設備及工藝；重選概論、分選依據、重選方法與常用設備；磁電選礦特點、常用設備分類及應用；浮選基本原理、浮選藥劑、浮選流程與浮選實踐；精尾礦的處理步驟與方法。教學內容多而復雜，但學時只有32學時或24學時。要在有限的學時內讓學生了解和掌握這么多的知識，就需要教師對該課程內容進行深入梳理和更新，不斷創新教學方法和更新教學理念，以適應時代發展和行業需求[]。

1.2應用實踐性強，直接服務于礦物加工領域

采礦工程、資源勘查工程和礦物加工工程（選礦工程）三個專業的研究對象均為礦產資源：采礦工程主要研究固體（煤、金屬與非金屬）礦床開采的理論和方法；資源勘查工程主要研究地質學、礦產勘查學與礦產經濟學等方面的基本知識和技能；礦物加工工程主要研究礦物（金屬、非金屬、煤炭）的分選加工與礦產資源的綜合利用等方面的基本知識和技能。其中，采礦工程與礦物加工工程兩專業關系密切，俗話說“采選不分家”，礦物加工即選礦，是礦石開采后的后續加工工序。通過課程學習可使相關專業學生熟悉各種選礦方法中常用設備的結構構造、工作過程及應用，掌握各種選礦工藝的適用原則和各工藝的影響因素，了解選礦新技術發展方向，具備利用相關知識解決生產實踐中相關問題的能力。

1.3選礦方法與設備日新月異

科技的不斷進步促進了選礦行業的技術革新與自動化升級，選礦新技術、新設備與新工藝不斷涌現并應用，尤其智能化、自動化已成為選礦技術的發展方向，將先進的控制理論、傳感器技術、計算機技術、通信技術等與傳統的選礦工藝相結合，實現對選礦過程的實時監測、自動控制和優化操作，從而實現降低成本和提高選礦效率與礦產資源利用率[2]。因此，要求課程相關知識需隨行業發展而持續更新。在一流本科課程建設背景下，如何充分把握選礦概論課程的特點，持續更新教學內容，完善教學模式，最大限度地激發學生的學習興趣，提升學生專業素養，提高課程教學質量，是當前迫切需要解決的問題[3]。

2教學改革探索

選礦概論課程面向的專業均有自己的特殊性，如采礦工程專業對礦石的力學性能與結構比較了解，但對選礦專業知之甚少，而資源勘查工程專業對礦石性質比較了解。教師在教學中需結合實際，根據不同專業學生特點，針對他們專業知識的薄弱環節不斷進行課程教學改革與創新。

2.1更新、完善課程內容體系與課程資源

現行教材內容絕大多數側重于傳統選礦方法及設備，對選礦新技術、新方法更新不及時，難以滿足教育部對高等教育教材“原則上按學制周期修訂”的要求。為解決目前教材內容落后于行業發展及需求的問題，教學中應通過持續更新教學內容，保持教學內容的先進性和與時俱進。例如，目前信息技術和智能化技術在礦山生產中被廣泛應用，自動化和智能化選礦得到發展，通過智能化選礦，實現了對礦石性質的實時分析、對選礦過程的智能優化和控制，以及對選礦設備故障的早期診斷和預測性維護。因此，為適應行業發展對礦業工程人才的新需求，將智能化選礦等選礦新技術、新發展融入課程知識體系，構建支撐采礦工程、資源勘查工程等相關專業高素質卓越人才培養目標的課程教學內容體系。

將教學內容按礦石準備作業、選礦過程與產品處理三大選礦工序設計成六大知識體系模塊，包括概論、破碎篩分及磨礦分級、重選、磁選、浮選和產品處理，先幫助學生構建理論知識框架。每個模塊均配備PPT課件、內容概述、選礦案例與選礦新技術解析、設備或工藝的虛擬仿真、主客觀試題，知識點相互獨立又前后聯系和貫通，串成完整的選礦過程知識體系。通過視頻、動畫、選礦廠生產案例等多種方式，讓學生能直觀地看到不同礦石的選礦過程，了解設備的結構、運轉、原理及應用。其中自動化及智能選礦等選礦新技術、新工藝貫穿各個模塊，并隨著選礦技術的發展持續更新內容。

同時，課程資源方面，為彌補課程學時較少的不足，利用網絡教學平臺等為學生提供線上課程資源，包括課程教學大綱、教學日歷、電子教案、電子課件、電子教材與參考書籍、課程錄像、綜合練習題庫與試題庫、選礦工程案例及視頻、礦物分選試驗及視頻、實驗指導書、相關專題等。線上教學資源的建設為學生提供了豐富的學習資料，可以滿足學生的多樣化需求，學生可以根據自己的學習進度和興趣進行自主學習，鞏固和增強線下學習效果。

2.2增加實踐教學環節

選礦概論是一門實踐性很強的專業課程，而傳統教學均是理論教學，沒有實踐課時。因此，學生對選礦的知識僅僅停留在理論層面，掌握不牢固、印象不深刻，實踐中不會應用。為解決理論教學與工程實踐融合難的問題，針對課程理論知識與選礦工程實踐密切結合的特點，課程建設中以學校礦物加工省級實驗教學示范中心及校級礦物加工虛擬仿真實驗平臺為依托，利用多種教學資源實現理論與實踐相融合的一體化教學。通過實驗室礦物分選演示試驗以及選別設備和選礦流程的仿真模擬，使學生準確理解設備構造與礦物分選過程；再通過將各類選礦工程案例、科技成果融入理論教學，對教學內容進行創新、精選和優化，實現理論教學與工程實踐的相互支撐。

理論教學包括教師講授、學生分組討論、翻轉課堂學生上講臺等幾部分[4]。每一知識體系理論學習完成后，學生可以在教室通過小組討論進行各主題研討，再到實驗室及線上完成礦物分選試驗和選礦設備運行觀摩，促進對各設備的結構構造、運行原理與選礦工藝流程的深入理解。通過實驗室設備及生產設備、工藝的虛擬仿真讓抽象的理論“動起來”，讓枯燥難懂的知識點“活起來”。例如，通過觀摩礦物加工工程專業實驗室及小型演示實驗，讓學生了解各常用重、磁、浮選礦設備的作用原理和分選過程，加深對理論知識的理解；通過實際礦石的分選回收演示實驗，如典型的錫石重選、磁鐵礦磁選、有色金屬硫化礦浮選等，讓學生直觀地理解選礦的工藝過程和原理；對于一些智能選礦新技術、大型選礦新設備和復雜難選礦分選工藝，則通過虛擬仿真模擬演示使學生了解和熟悉，引導和鍛煉學生在學習過程中學會總結與分析，及時發現問題、解決問題，加深理論和實踐的結合。

2.3轉變教育觀念，更新教學模式

改革傳統教學中學生被動接受的學習模式，采用翻轉課堂、探究式、案例式和研討式等多樣化教學方法，促進學生自主學習。因跨專業學習，選礦過程知識體系對采礦工程、資源勘查工程專業學生來說基本陌生，課程學習會有一定難度，因此在教學中采用小班授課，基本內容采用基于典型選廠選礦工藝及設備的案例式教學；教學拓展與提高內容采用基于問題和專業主題的探究式、研討式教學，通過課前準備、課內研討、課堂交流環節，實現四個轉變，即變知識傳授為能力培養、變被動接受為主動探究、變教材學習為資源共享、變教師包辦為學生自主。通過團隊學習、師生互動、生生互動，提高學生的學習動力，推進主動學習模式構建，培養學生分析和解決工程問題的能力，提升課程的高階性和創新性。

例如，以我國大型難選鐵礦一司家營鐵礦選礦工藝及設備為例，介紹低品位難選赤鐵礦的選礦工藝。該礦石中主要有用礦物為赤鐵礦及磁鐵礦，因礦石中礦物嵌布粒度細、原礦品位低，為典型的難選鐵礦。該礦分選工藝為階段磨礦一粗細分級一重磁浮聯合分選工藝，即其分選工藝涵蓋重選、磁選和浮選，所用設備有重選中的螺旋溜槽、水力旋流器，磁選中的磁滑輪、弱磁筒式磁選機、立環脈動高梯度強磁及磁選柱，浮選中的機械攪拌式浮選機。以此為案例進行教學，可以使學生加深對多種常用選礦設備的認識與理解，并通過學習選廠工藝改造及其優化進一步拓展選礦工藝優化相關知識。

2.4課程教學組織實施

2.4.1 課前實訓或預習

學生參觀礦物加工省級實驗教學示范中心，觀摩實驗室設備運轉和礦物分選過程，或線上通過虛擬仿真實驗平臺預習各選礦設備的結構構造、工作過程與典型選礦工藝流程，其間教師布置思考題，以使學生對課內教學內容有初步的了解，明晰其重點及難點。

2.4.2課堂上精講

通過課堂討論、主題研討與匯報、案例教學等多種教學方法，講授各模塊知識的重點、難點、關鍵點，推進主動學習模式構建，促進學生自主學習。

2.4.3 課后練習鞏固、拓展提高

課后通過實驗室選礦設備觀摩、操作調整或線上設備及工藝的虛擬仿真演練，進一步理解鞏固課堂理論知識，實現理論與實踐融合統一，或利用線上教學平臺對難點、重點進行鞏固學習，再通過完成布置的課后測試、作業題或線上試題庫拓展提高，復習課程內容。

3 課程改革成效

把行業發展與技術進步作為課程改革的源泉，將智能選礦等新理念、新技術、新工藝融入課程，保持教學內容的先進性和與時俱進；將實驗室試驗、虛擬仿真與理論教學緊密結合，將選礦工程案例、先進成果融入理論教學，解決理論教學和工程實踐融合難的問題；逐步推進主動學習模式構建，解決傳統課堂滿堂灌的問題。選礦概論課程教學改革在2019級、2020級采礦工程專業實施，學生課堂上遲到、曠課、打瞌睡、玩手機、講話的現象得到明顯改善，全勤率 95% 以上，并形成相互幫助、互相促進的良好風氣，期末成績及格率達到 100% .體現出較好的改革和教學成效，學生的專業素養和綜合能力明顯得到提升。課程團隊教師的學評教分數、課程教學考核評價均在優良以上。2022年工程教育專業認證表明，該課程較好地支撐達成采礦工程專業畢業要求相關指標。

4結束語

選礦概論作為采礦工程、資源勘查工程等專業的專業選修課程，學生因跨專業學習，可能遇到礦物分選原理理解難、分選設備及工藝接觸難、原理與工程實踐融合難等問題，因此在教學中通過各種形式幫助學生建立理論認知和工程認知，并緊密結合行業發展，將最新工程案例和選礦新技術融入課程知識體系。通過充實課程內涵、創新教學內容、改進教學方法，不斷完善課程教學，持續進行課程建設和教學改革。課程教學改革得到學生的充分認可，實現開闊學生視野、培養學生創新創業能力的目標，學生的專業素養和綜合能力得到明顯提升，對相關專業人才的培養起到重要的支撐作用。

5 參考文獻

[1]代文治.礦業類學科“選礦概論”課程改革與探索[J].教育教學論壇，2023（29）：93-96.

[2] 周通.智能化選礦技術的應用與挑戰[J].現代礦業，2024，40（4）：24-27，40.

[3] 馮夢，付偉，丁偉，等，一流課程建設背景下“礦床礦相學”課堂與課外全鏈條教學改革與實踐［J].中國地質教育，2023，32（4）：106-110.

[4]劉建，文書明，張英，等.基于一流本科課程建設下的浮選課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2022（49）：74-77.