“結(jié)晶學及礦物學”課程教學改革實踐初步探索

陶 專

成都理工大學 地球科學學院，四川 成都 610059

“結(jié)晶學及礦物學”課程教學改革實踐初步探索

陶 專

成都理工大學 地球科學學院，四川 成都 610059

本文以成都理工大學本科“結(jié)晶學及礦物學”課程教學實踐為對象，從課程內(nèi)容、教學方法、教學手段和實驗教學等方面闡述了“結(jié)晶學及礦物學”課程教學改革實踐的思路及經(jīng)驗。這些措施有力地提高學生的綜合素質(zhì)，并獲得了較好的教學效果。

結(jié)晶學及礦物學；教學改革；地質(zhì)類

“結(jié)晶學及礦物學”是地質(zhì)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為學生學習“晶體光學”、“巖石學”、“礦床學”、“地球化學”及“巖礦測試和分析方法”等后續(xù)課程提供必要的專業(yè)基礎(chǔ)。通過本課程的學習，使學生掌握幾何結(jié)晶學和晶體化學的基本理論知識、礦物的肉眼鑒定方法以及常見礦物的鑒定，為學生今后從事地質(zhì)勘探、巖礦鑒定等工作提供必要的理論基礎(chǔ)和專業(yè)技能?！敖Y(jié)晶學及礦物學”是一門較為抽象和難學的課程，筆者結(jié)合20余年的教學實踐經(jīng)驗，從以下幾方面探索本課程教學改革，以期達到提高教學質(zhì)量的目的。

一、“結(jié)晶學及礦物學”課程內(nèi)容改革

由于地質(zhì)類各專業(yè)要求不同，故“結(jié)晶學及礦物學”不同專業(yè)的學時數(shù)也不同。目前我校“結(jié)晶學及礦物學”最高為80學時，最低為40學時，不同的學時數(shù)，就要求在課程的內(nèi)容上做出相應(yīng)的調(diào)整。對高學時專業(yè)，既要求學生掌握基本理論，又要求學會實際工作技能，即學生不僅要知道實際現(xiàn)象，還要知道其理論依據(jù)，突出理論與實際的聯(lián)系和完整性。對低學時專業(yè)，則主要注重基本技能的培養(yǎng)，避免復(fù)雜的理論講解，筆者在教學實踐中對該課程的內(nèi)容進行了改革實踐。

1.高學時專業(yè)“結(jié)晶學及礦物學”課程內(nèi)容調(diào)整

（1）在幾何結(jié)晶學部分強調(diào)了晶體對稱要素組合定理及應(yīng)用，并將對稱型的國際符號調(diào)整至晶體定向之后。因為對稱型的國際符號是一個難點，為了教材內(nèi)容的連續(xù)和完整性，目前國內(nèi)所有教材均放在對稱部分介紹，但教學實踐表明教學效果較差，原因是該內(nèi)容涉及對稱要素的空間方位。在學生學習了晶體定向，對晶體上對稱要素的空間方位明確之后，再介紹對稱型的國際符號就容易理解了，近幾年教學實踐表明效果良好。

（2）在晶體化學部分減少了一些“普通化學”中已經(jīng)學過的概念和內(nèi)容，如化學鍵、原子（離子）半徑、晶體場理論等內(nèi)容。重點通過球體最緊密堆積原理、離子類型、配位數(shù)及配位多面體等了解晶體化學成分與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，避免了內(nèi)容繁雜，重點及中心不突出的問題，提高了教學效果。

（3）在晶體和礦物的形成與變化部分，刪除了“普通地質(zhì)學”中已經(jīng)學過的形成礦物地質(zhì)作用的內(nèi)容，突出了成因礦物學的基本內(nèi)容，使教學內(nèi)容更為簡潔明晰。

（4）在礦物學各論部分，突出各大類礦物的晶體化學性質(zhì)與其形態(tài)及物理性質(zhì)的關(guān)系，使學生從總體上理解各大類礦物為什么具有特定的形態(tài)及物理性質(zhì)的原因，便于學生掌握常見礦物的鑒定特征。

（5）對于與本課程相關(guān)的科學技術(shù)新進展和新成果，通過專題講座的形式引入教學內(nèi)容之中。

2.低學時專業(yè)“結(jié)晶學及礦物學”課程內(nèi)容調(diào)整

（1）基于專業(yè)要求及學時數(shù)的限制，在結(jié)晶學部分，重點講述晶體的概念、晶體的基本性質(zhì)、晶體的對稱及分類，刪除了晶體的定向、聚形分析及單形符號等難度較大的內(nèi)容。

（2）刪除了晶體和礦物的形成與變化部分的教學內(nèi)容，因為該部分內(nèi)容屬于礦物學的一個分支—成因礦物學，從專業(yè)角度看可以不要求學生掌握這部分知識。

（3）加強了礦物的形態(tài)及物理性質(zhì)部分的教學內(nèi)容，觀察和描述礦物的形態(tài)及物理性質(zhì)是鑒定礦物的專業(yè)技能，要求學生學會如何觀察并用正確的專業(yè)術(shù)語描述這些性質(zhì)及特征，掌握鑒定礦物的基本方法。

（4）重點總結(jié)幾十種常見礦物的鑒定特征，要讓學生記住每一個礦物的所有鑒定特征難度很大，因此需要教師進行總結(jié)，如將相同顏色的礦物羅列在一起，指出它們之間的區(qū)別，這樣學生易于掌握。

二、“結(jié)晶學及礦物學”課程教學建設(shè)改革

1.教學建設(shè)目標

本課程目前為校級精品課程，課程建設(shè)目標為三年內(nèi)達到省級精品課程要求。2010年已出版了低學時專業(yè)教材《礦物學簡明教程》，爭取在3年時間內(nèi)補充和完善高學時專業(yè)多媒體課件內(nèi)容，充實課程資源，不斷收集最新的科技成果補充到教學課件中。把“結(jié)晶學及礦物學”課程建設(shè)成為具有一流教學水平和廣泛示范輻射作用的省級精品課程。

2.開展教學改革和研究活動

自高校擴招以來，教師教學任務(wù)很重，疏于進行教學改革和研究活動，影響了教學質(zhì)量的提高。經(jīng)常或定期組織任課教師進行教學改革和研究活動，開展教學法研究，互相交流教學上遇到的問題、教學心得和體會，學習并吸收國內(nèi)外先進的教學理念，了解課程發(fā)展動態(tài)，總結(jié)和推廣教學研究成果。

3.加強培養(yǎng)青年教師

給每個青年教師指定1～2名教學經(jīng)驗豐富的教師作為指導(dǎo)教師，青年教師在主講“結(jié)晶學及礦物學”課程前，至少應(yīng)給指導(dǎo)教師助課2～3次，指導(dǎo)教師應(yīng)在教學內(nèi)容、方法、手段等方面給予無私的指導(dǎo)，而青年教師自身也要努力鉆研。對學生反映教學效果好的教師，可組織青年教師集體聽課，從而提高整個團隊的教學水平。

4.進行教學模式改革

在教學實踐中，貫徹知識、能力和素質(zhì)三位一體的教育思想，課堂教學不僅僅是傳授知識，更要重視學生學習能力、分析能力和運用所學知識解決問題能力的培養(yǎng)，以及科學研究、探索和創(chuàng)新素質(zhì)的提高。在教學模式改革中努力實現(xiàn)四個轉(zhuǎn)變：由教師為中心向以學生為主體、教師為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變；由教師單向注入式教學向師生互動式教學轉(zhuǎn)變；由僅適應(yīng)粉筆授課向適應(yīng)現(xiàn)代教學手段相結(jié)合使用的教學方法轉(zhuǎn)變；由僅重視課堂教學向課堂教學和實踐教學相結(jié)合轉(zhuǎn)變[1]。

5.加強實驗教學建設(shè)

加強實驗室軟、硬件環(huán)境建設(shè)，在實驗室安裝多媒體教學設(shè)備，修編不同學時數(shù)的實驗教學指導(dǎo)書，補充實習礦物標本，建設(shè)開放性實驗室，便于學生在課外也能經(jīng)常進行復(fù)習，搭建綜合實驗教學平臺，為培養(yǎng)學生自學能力和創(chuàng)新精神提供基礎(chǔ)。

三、“結(jié)晶學及礦物學”課程教學方法、教學手段改革

“結(jié)晶學及礦物學”課程分為結(jié)晶學和礦物學兩大部分，結(jié)晶學部分理論性強、抽象，理解和掌握起來難度較大。礦物學部分則內(nèi)容繁多，死記硬背不容易，筆者對本課程的教學方法進行了改革與探索。

1.實施全方位、多視角的教學手段

在課堂教學中采用多媒體與板書相結(jié)合的教學方法。多媒體教學具有信息量大，圖像形象化等優(yōu)點，但學生做筆記困難，因此，在制作課件時切忌照搬教材，而是要將授課內(nèi)容組合得當，思路清晰，重點突出。對一些難點內(nèi)容則用板書講解，并結(jié)合教具模型演示給學生看。如晶體對稱型國際符號為4/mmm，講解時以一個四方晶系晶體模型（如鋯石、錫石）為例，首先進行晶體定向，確定X、Y、Z軸，國際符號中第一位4/m表示Z軸為L4，垂直L4有一個對稱面P；第二位m為X、Y軸方向的對稱要素,表明平行X、Y均有對稱面，計有兩個P；第三位m為X、Y軸角平分線方向的對稱要素，表明平行X、Y軸角平分線方向均有對稱面，計有兩個P，總計5個對稱面，其中四個直立，一個水平，它們有四條水平交線，根據(jù)對稱要素組合定理，這四條交線為L2,故國際符號4/mmm對應(yīng)的對稱型為L44L25PC，如此講解，學生就易于理解和掌握。

2.采用多種教學手段相結(jié)合的教學方法，達到良好的教學效果

(1)采用“啟發(fā)式”、“提問式”、“小結(jié)式”多種教學手段，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。在課堂教學中，堅持“學生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學理念，加強互動過程和學生的參與程度，引導(dǎo)學生多思考，多問為什么，營造民主、和諧的課堂氛圍。如“同質(zhì)多象變體”與“異種”是兩個容易混淆的概念，前者是指成分相同但結(jié)構(gòu)不同的幾種礦物，后者是指成分結(jié)構(gòu)相同，但在形態(tài)和物理性質(zhì)上有所差異的幾個礦物。授課時，先采用“提問式”，如提問“石英與燧石”、“立方體黃鐵礦與五角十二面體黃鐵礦”、“石墨與金剛石”等是同質(zhì)多象變體還是異種，讓學生思考，然后采用“啟發(fā)式”，分析上述礦物的不同處是什么，最后進行“小結(jié)式”講解結(jié)論，這樣，學生便會很好地掌握這兩個概念。

(2)多舉例、多示范，營造輕松愉快的教學環(huán)境。“結(jié)晶學及礦物學”課程抽象難懂，如果常規(guī)地按教材講授，便會流于死板，使學生產(chǎn)生厭學情緒，因此，在教學中適時舉例，活躍課堂氣氛，往往能起到事倍功半的效果。如在講授同質(zhì)多象變體轉(zhuǎn)變時，舉一個“人老珠黃”的例子，以珍珠由文石轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐癁槔齺碚f明，既活躍了課堂氣氛，學生也易于理解。此外，對一些教材上描述不明確的難懂術(shù)語，可以舉一些形象化的例子來解釋，如對礦物毒砂的顏色，教材上描述為“錫白色”，90后學生根本不知道是什么顏色，講述時舉例為“一元硬幣之色”，學生立刻就明白了。

(3)鼓勵學生多提問，激發(fā)學生的求知欲。教師要鼓勵學生針對授課內(nèi)容多提問，上課時沒有時間，可在下課后或?qū)嵙曊n上進行。教師對學生提出的問題要認真對待，恰當處理，耐心解答。此外，在考試前要專門安排答疑時間，這樣，才能有效地幫助學生掌握本課程的知識，達到教學計劃的要求。

3.建立完善的考核機制，督促學生學習自覺性

“結(jié)晶學及礦物學”課程分為理論教學和實驗教學兩大部分，在教學中應(yīng)加強考核機制，學生的成績由平時成績(占總成績10%)、實驗考試成績（占總成績30%）和期末考試成績（占總成績60%）三部分組成。平時成績是學生每次實習報告成績，教師要直接給在作業(yè)本上，與學生見面，此舉能有效督促學生學習。實驗考試在最后一次實習課進行，由學生進行未知礦物標本鑒定，檢驗學生的實際工作技能。期末考試是對本課程知識的全面和綜合測試。通過建立完善的考核機制，能有效督促學生學習自覺性，保證課程教學質(zhì)量。

四、“結(jié)晶學及礦物學”課程實驗教學改革

“結(jié)晶學及礦物學”課程是一門實踐性很強的課程，通過實驗教學使學生能更牢固的理解和掌握理論知識。在實驗過程中，通過對理論知識的運用和實踐，不僅培養(yǎng)了學生的動手能力，而且使其對理論知識的掌握上升到一個新的高度，進而提高學生的綜合素質(zhì)。

1.嚴把實驗教學關(guān)，保證實驗課教學質(zhì)量

在上實驗課時，教師應(yīng)簡明扼要地講解并示范實習的步驟及方法，讓學生進行實際操作，切忌將理論課上的內(nèi)容大量重復(fù)，占用了學生自己動手操作的時間，導(dǎo)致完不成實習內(nèi)容。實習課后，教師要逐一批改學生的實習報告，給出成績，記錄下存在的共同性的問題，并在下次實習課上進行統(tǒng)一講評，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題。

2.鼓勵學生積極參加各種技能競賽，激發(fā)學生的學習興趣

目前，中國地質(zhì)調(diào)查局已決定定期舉行全國大學生地質(zhì)技能競賽活動，對參賽優(yōu)勝者給予獎勵，這一舉措極大地激勵了學生的參賽熱情和學習興趣。參賽項目中有“巖礦鑒定”一項，因此，教師應(yīng)根據(jù)競賽規(guī)則和特點，指導(dǎo)學生針對性的復(fù)習，以便取得好成績。

2010年成都理工大學成功承辦了第一屆全國大學生地質(zhì)技能競賽，我校參賽學生取得了優(yōu)異成績，在該項活動的推動下，學生的學習熱情高漲，教師應(yīng)抓住這一機遇，引導(dǎo)學生高度重視本課程的實踐教學環(huán)節(jié)。

3.加強實驗課與理論課的結(jié)合與滲透，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的綜合能力

理論教學要為實驗教學打好堅實的基礎(chǔ)，實驗課要達到驗證理論課知識的目的。理論課教師要參加實驗課教學，了解學生對理論知識掌握的情況及在實習中學生運用理論知識的情況，發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時調(diào)整授課方式和內(nèi)容。如對礦物的形態(tài)，在教材上描述為“細長柱狀、針狀、纖維狀礦物密集平行排列，即形成纖維狀集合體”[2-3]，實驗課時學生就不明白“纖維狀”到底是礦物單體還是集合體，此時，就要向?qū)W生明確解釋“纖維狀”應(yīng)是礦物集合體而非單體。

五、結(jié)束語

綜上所述，在“結(jié)晶學及礦物學”課程教學實踐中，本著“加強基礎(chǔ)、拓寬知識、強化能力、提高素質(zhì)”的指導(dǎo)思想制訂教學計劃，改進教學方法，靈活應(yīng)用多種先進的教學方法和手段，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐和分析問題解決問題的能力，使各教學環(huán)節(jié)更加完善，才能有效提高教學質(zhì)量。

[1]蔡立娟，陳宇，楊立波.淺談“電磁場與電磁波”課程教學改革[J].教育與職業(yè)，2010，(30)：139-140.

[2]趙珊茸.結(jié)晶學及礦物學[M].北京：高等教育出版社 2004.

[3]劉顯凡，孫傳敏，陶專.礦物學簡明教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2010.

Teaching Reform and Practice on the Course of Crystallography and Mineralogy

TAO Zhuan
Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China

Based on teaching practice on the course of Crystallography and Mineralogy in Chengdu University of Technology,The experiences and thinking of practice on teaching reform is narrated from the aspects of course concent, course construction,teaching methods, teaching means, experimental teaching. The comprehensive quality of students is greatly enhanced through these measures.

crystallography and mineralogy; teaching reform; geology

G642

A

1006-9372 （2012）01-0064-04

2011-11-20；

2012-01-10。

四川省教育廳自然科學重點項目（08ZA103）和礦物學巖石學礦床學國家重點學科建設(shè)項目（SZD0407）聯(lián)合資助。

陶 專，男，副教授，主要從事礦物學、巖石學與礦床學的教學和研究工作。

book=288,ebook=288