物理選礦的科研式教學(xué)探討①

摘 要：物理選礦是礦物加工工程專業(yè)學(xué)生的一門核心必修專業(yè)主干課程，本文在簡介物理選礦課程的基礎(chǔ)上，針對物理選礦理論性和實用性的特點，結(jié)合研究型大學(xué)的模式和創(chuàng)新教育的要求，提出科研式教學(xué)的方法，并應(yīng)用于物理選礦的課程教學(xué)中，通過教學(xué)實踐，表明了這種方法的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：物理選礦 科研 創(chuàng)新 教學(xué)探討

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0030-02

為了實施科教興國和人才強國的戰(zhàn)略思想，全國高校都在積極倡導(dǎo)推進人才培養(yǎng)模式改革，尤其是在本科教學(xué)中加強了大學(xué)生的創(chuàng)新教育，以達到培育創(chuàng)新思維，鍛煉創(chuàng)新能力，提高創(chuàng)新素養(yǎng)的目的[1]。創(chuàng)新教育應(yīng)該貫穿整個大學(xué)階段的所有課程，而不僅僅限于科研訓(xùn)練等專門課程，在所有課程中逐步引入創(chuàng)新思想，使學(xué)生在潛移默化中產(chǎn)生創(chuàng)新意識[2]。本文通過在物理選礦的專業(yè)課教學(xué)過程中，改變傳統(tǒng)的硬式教學(xué)方式，將科學(xué)研究的方法和思想融入到專業(yè)知識傳授過程中，加強學(xué)生對專業(yè)知識理解的同時，提高創(chuàng)新能力。

1 課程簡介

物理選礦是礦物加工工程專業(yè)的核心必修理論課程之一，主要講授物理法分選礦物的原理、工藝和設(shè)備。本門課的基礎(chǔ)課程主要是大學(xué)物理、流體力學(xué)和機械設(shè)計基礎(chǔ)。物理選礦是根據(jù)礦物密度、粒度、顏色、摩擦系數(shù)、磁性或電性等物理性質(zhì)的差異，通過合適的設(shè)備，將原礦分成不同級別的過程。它是分選或提純礦物最常用的方法，主要包括重力選礦、光電揀選、磁選和電選等，其中重力選礦又包括跳汰選礦、重介質(zhì)選礦、斜面流和流膜選礦、水力分級、擦洗等，重力選礦的基本原理是顆粒在介質(zhì)中的沉降規(guī)律。根據(jù)內(nèi)容的性質(zhì)不同，這門課主要包括分選原理和分選方法的應(yīng)用，而分選方法的應(yīng)用又涉及分選設(shè)備和分選工藝。這門課是在大三上學(xué)期開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)基本學(xué)完了大學(xué)階段的通識基礎(chǔ)課程，完全能夠理解物理選礦教材的絕大部分內(nèi)容。

2 科研式教學(xué)內(nèi)涵

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師在整個教學(xué)過程中處于主導(dǎo)地位，系統(tǒng)全面地講解教材上的主要內(nèi)容，學(xué)生被動的接受知識，是一種填鴨式的教學(xué)方式。由于課堂時間有限，教師不可能對所有知識講得透徹，所以學(xué)生在課堂上掌握的知識也是有限的。這種“注重知識的傳授”教學(xué)方式突出了知識的獲取而忽視了激發(fā)學(xué)生去創(chuàng)造新知識的勇氣和動力，因此，在專業(yè)課的課堂教學(xué)中引入科研意識在創(chuàng)新教育的大背景下顯得非常重要。

科研式教學(xué)就是教師在課堂教學(xué)中，根據(jù)科學(xué)研究的方法，引出和講解專業(yè)知識，同時以現(xiàn)有知識為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題和假說，主動地開展科學(xué)研究，檢驗假說或檢驗已有知識的有效性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，注重大學(xué)生自學(xué)能力、實踐能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，實施大學(xué)生創(chuàng)新教育綱要[1，3]。

教材上的知識是前人研究的成果，而新知識、新理論和定律的產(chǎn)生是以現(xiàn)有知識為基礎(chǔ)，遵循科學(xué)研究方法，經(jīng)過反復(fù)地數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實驗，提煉和總結(jié)而成。因此，科研式教學(xué)不僅可以傳授知識，還能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力，甚至產(chǎn)生新的知識[4]。學(xué)生既能學(xué)到教材上的專業(yè)知識，還能建立獨立思考、細致觀察、深入探究、以及勤奮、嚴謹?shù)葍?yōu)秀品質(zhì)。從而使學(xué)生的分析問題、解決問題的能力在潛移默化中獲得提高。

科學(xué)研究方法是用來解決問題尋求答案的步驟或程序，主要包括以下六個方面[5]。

（1）提出問題。大學(xué)生對專業(yè)方面的問題來源于兩個方面：一是學(xué)生在閱讀教材的過程中，對不理解的知識或持有懷疑的知識而產(chǎn)生問題；二是在課程的實驗環(huán)節(jié)，通過觀察而產(chǎn)生問題。教材上的某些知識由于其他學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，其有效性可能會發(fā)生變化。大學(xué)生對于專業(yè)書上看不懂的知識作為問題去探究，除了有助于理解和掌握課程內(nèi)容，還能拓展教材上的知識。在實驗過程中的仔細觀察，往往會激發(fā)科學(xué)的質(zhì)詢，觀察要比不經(jīng)意的感知更深入一些。大學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)過程中，如果能學(xué)會提出問題，表明學(xué)生已經(jīng)初步理解了教材上的知識，對本專業(yè)有濃厚的興趣，同時還具有創(chuàng)新潛力。教師在課堂教學(xué)過程中，要引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極提問。

（2）查閱文獻。學(xué)生提出了專業(yè)問題后，就要開始搜索其他的知識來源，以獲得更多信息。也許這個問題已被其他人回答，或者幾種可能的回答已經(jīng)被否定。知道其他人已經(jīng)做了些什么，這樣可以節(jié)約時間和精力。獲取更多信息的方法是查閱適當?shù)目茖W(xué)文獻，上網(wǎng)搜索信息，或者與對同樣的問題感興趣的同學(xué)和朋友溝通。即使對這個問題沒有現(xiàn)成的答案，科學(xué)文獻和其他研究伙伴們也能夠提供一些有利于解決問題看法和意見。通過查閱文獻，如果問題已經(jīng)得到解決，也可以使學(xué)生更加深刻理解教材上的內(nèi)容。

（3）構(gòu)建假說。對于通過查閱文獻也無法解決的問題，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生提出假說，假說是一種這樣的陳述，它對問題提供一種可能的回答，或者對能夠進行實驗的觀察做出可能的解釋，未經(jīng)實驗證實，或沒有完全地經(jīng)過實驗證實，但可作為推理的基礎(chǔ)，實驗的指南，或作為從已知事實做進一步研究的出發(fā)點。

（4）檢驗假說。通過三種方式可以進行假說檢驗：進一步查閱文獻資料；進一步地觀察實驗或現(xiàn)象；設(shè)計一個新的實驗或方案。

（5）導(dǎo)出理論。通過檢驗假說有助于對問題的更深刻的理解，進而歸納和演繹為理論和定律。

（6）交流和討論。通過課堂交流和討論，使問題更加清晰、更加明朗，對專業(yè)知識了解得更深更精，逐漸提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

3 科研式教學(xué)實踐

在物理選礦課程中，采用了科研式教學(xué)方法，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）提問式教學(xué)。在上課前認真?zhèn)湔n，對講課內(nèi)容進行了精心設(shè)計，對教材上的內(nèi)容，特別是重點部分，多用疑問句，少用陳述句。在肯定陳述句講解完基本原理或知識點后，提出多個問題，對學(xué)生進行反問，引導(dǎo)學(xué)生進行思考，鼓勵或強迫（點名）學(xué)生回答問題，發(fā)表個人意見，參與課堂討論，活躍課堂氣氛，強化學(xué)生的積極性和主動性。對于簡單的問題，教師在課堂上綜合學(xué)生的意見，引導(dǎo)出正確答案。對于難度較大的問題，作為學(xué)生的課外作業(yè)，并要求每位學(xué)生或小組必須在下次課得到實質(zhì)性的答案。提問式教學(xué)，使學(xué)生感到上課不枯燥，容易理解和記憶專業(yè)知識，更為重要的是，學(xué)生不經(jīng)意地學(xué)習(xí)了如何提問題，從什么角度分析問題，逐步向?qū)W生灌輸了科學(xué)研究的思想和發(fā)現(xiàn)知識的創(chuàng)新思想。

（2）課內(nèi)課外相結(jié)合。學(xué)生在放松的課堂氣氛中，通過教師的提問式教學(xué)，掌握了重點，對于課堂上沒有提及的內(nèi)容，課后再進行自習(xí)，并對教學(xué)進度內(nèi)的全部內(nèi)容進行細細品讀和回味，及時吸收相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。除此之外，再對教師在課堂上留的課外作業(yè)（課堂上的難點問題）進行文獻檢索，查閱國內(nèi)外關(guān)于這個問題方面的科技論文、書籍和專利文獻，尋求解答，必要的時候還需要通過補做實驗來闡明問題。

（3）討論式教學(xué)。特別安排了兩次討論課，對爭議較大的技術(shù)問題進行集中討論，其目的是通過問題剖析，讓學(xué)生透切理解專業(yè)知識。一般提前兩個星期公布討論的題目，要求學(xué)生提前進行文獻檢索、查閱和分析資料。在討論課上，每位學(xué)生必須談?wù)剛€人對問題的理解、觀點和看法。學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，通過討論，深刻理解了專業(yè)知識。

（4）重視專業(yè)實驗。通過親手做專業(yè)實驗，對專業(yè)技術(shù)進行親身體驗，可以幫助學(xué)生進一步理解教材上的內(nèi)容。要求學(xué)生對實驗過程進行仔細描述，認真觀察實驗現(xiàn)象，并要求每位學(xué)生提出問題，促使學(xué)生以積極、樂觀的態(tài)度開展實驗研究，理解專業(yè)知識，提高教學(xué)效果。

（5）重視交流。加強教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與行業(yè)專家之間的交流，提高學(xué)生的交往和溝通能力，分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感。

（6）指導(dǎo)撰寫科研論文。大學(xué)生的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)專業(yè)知識，傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，學(xué)生在在校期間沒有科研論文的寫作鍛煉機會，導(dǎo)致畢業(yè)后在論文寫作這方面的能力較弱。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，論文寫作是一個不可忽視的環(huán)節(jié)。在物理選礦教學(xué)過程中，通過提問式教學(xué)、討論式教學(xué)和交流，對專業(yè)知識有了更為深刻的理解，特別是針對某些專業(yè)問題。問題找到了答案，但不可輕易結(jié)束，在專業(yè)課的教學(xué)過程中，倡導(dǎo)學(xué)生將問題和答案寫出來，不僅加強了對專業(yè)知識的理解，同時還鍛煉了學(xué)生寫作專業(yè)論文的能力，比專門去開設(shè)科技論文的寫作課效果要好的多。

4 結(jié)語

在物理選礦的教學(xué)過程中，通過嘗試科研式教學(xué)法，取得了良好的效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高，課堂上敢于發(fā)言，不害怕被問問題，敢于主動問問題，自覺查閱物理選礦方面的專業(yè)文獻，學(xué)習(xí)較為主動，多名同學(xué)在課程結(jié)束后投稿了科技論文。通過科研式教學(xué)，不僅給學(xué)生傳授了物理選礦知識，而且使學(xué)生在科研方法、科研素養(yǎng)和科研創(chuàng)新等方面的能力也得到了培養(yǎng)和鍛煉。

參考文獻

[1]顧明遠，石中英.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》解讀[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2010.

[2]蘇初旺，刁海林，彭瓊.創(chuàng)新教育實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐[J].高教論壇，2012（7）：37-39.

[3]衛(wèi)琳.高校教育改革中創(chuàng)新人才、創(chuàng)新素質(zhì)與創(chuàng)新教育探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012（7）：24-25.

[4]趙曉江，趙雪婷，郭曉萍.落實素質(zhì)教育、構(gòu)建創(chuàng)新教育體系[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012（1）：24.

[5]陳中文，袁小鵬.大學(xué)生科研導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2008.