德國大學(xué)寶石礦物學(xué)專業(yè)實驗課程的特色

李 耿

(中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 珠寶學(xué)院, 北京 100083)

德國大學(xué)寶石礦物學(xué)專業(yè)實驗課程的特色

李 耿

(中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 珠寶學(xué)院, 北京 100083)

分析了德國美因茨大學(xué)在實驗課程上的特色:注重地質(zhì)基礎(chǔ)和現(xiàn)代光譜學(xué)的教學(xué),強調(diào)實驗細(xì)節(jié)和能力培養(yǎng)以及嚴(yán)格而靈活高效的實驗安全管理。探討了這種實驗課程的特色對寶石礦物學(xué)人才培養(yǎng)的啟示。

德國大學(xué)； 寶石礦物學(xué)； 實踐課程

寶石學(xué)是一門實踐性強的學(xué)科,和地質(zhì)學(xué)一樣,實驗課在寶石學(xué)的課程設(shè)置中占有很大的比例。在寶石學(xué)專業(yè)課程的比例中,實驗課時與理論課時比會達(dá)到1∶1，甚至更高。實驗教學(xué)的質(zhì)量直接影響整個專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)[1-2]。

德國美茵茨大學(xué)(Johannes Gutenberg-Universit?t Mainz)是歐洲少數(shù)幾個可以授予寶石礦物學(xué)碩士的大學(xué)之一,其寶石礦物學(xué)的教育和研究在德國乃至歐洲都有很高的聲譽。作者通過分別為3個月和1年的2次在美因茨大學(xué)的留學(xué)和訪問,對其寶石礦物學(xué)專業(yè)的實驗課程進(jìn)行了觀摩和體驗,分析了其特色。

1 重視地質(zhì)基礎(chǔ)與現(xiàn)代光譜測試

與國內(nèi)寶石學(xué)專業(yè)教學(xué)注重寶石常規(guī)儀器偏光鏡、折射儀、顯微鏡等實驗室常規(guī)儀器的使用不同,德國美因茨大學(xué)強調(diào)地質(zhì)基礎(chǔ)和現(xiàn)代測試技術(shù)的培養(yǎng),并將經(jīng)費大量投入到這2個方面。

1.1 地質(zhì)基礎(chǔ)的培養(yǎng)

德國美因茨大學(xué)礦物學(xué)實驗課的標(biāo)本都具有明確的產(chǎn)地標(biāo)志,一般具有圍巖、晶形完整、尺寸大、易于肉眼觀察的特點。在寶石礦物學(xué)中,“解理”等概念學(xué)生一直很難理解。例如,“解理”的定義為礦物受力后裂成光滑平面的性質(zhì)[3],如果礦物受力,則破損裂開。只通過觀察,學(xué)生較難有直觀印象,難以理解。為了讓學(xué)生直觀理解,德國美因茨大學(xué)礦物學(xué)教授每年購入大塊的云母、石膏和方解石等具有完全解理的礦物,將這些標(biāo)本作為易耗品,讓學(xué)生敲擊、撕剝等,學(xué)生理解就極為深刻。另外學(xué)生需要到希臘等國進(jìn)行野外地層、構(gòu)造和巖石學(xué)等地質(zhì)實習(xí),并通過獨立地質(zhì)填圖,鍛煉野外獨立工作能力。

1.2 現(xiàn)代技術(shù)的學(xué)習(xí)

德國美因茨大學(xué)現(xiàn)代光譜的學(xué)習(xí),主要側(cè)重于寶石礦物學(xué)的無損或微損光譜學(xué)測試技術(shù)的學(xué)習(xí),如拉曼光譜、紅外光譜、紫外可見分光光度計、陰極發(fā)光等無損實驗[4-5]。實驗室購置齊這些光譜儀器,并定期更新。通過現(xiàn)場講解、演示并實際操作實習(xí),使學(xué)生理解儀器原理、掌握儀器操作以及實驗結(jié)果分析。

2 注重實驗細(xì)節(jié)

實驗細(xì)節(jié)決定實驗質(zhì)量的高低甚至成敗。與國內(nèi)寶石加工或礦物加工等實踐課不同,德國美因茨大學(xué)寶石礦物加工課程主要訓(xùn)練學(xué)生拋磨樣品的質(zhì)量,要求在40倍顯微鏡下不可見拋光痕跡。這樣磨制出的樣品可直接進(jìn)行電子探針等實驗。

德國美因茨大學(xué)的開放實驗室實施預(yù)約制度,提前2個月將日程表登出,學(xué)生可以按需登記,并自己操作實驗。制樣部分的實驗室完全開放,本系的所有學(xué)生均可進(jìn)入,自行制樣。制樣的程序和流程貼于墻上,以備學(xué)生查找。經(jīng)過訓(xùn)練的學(xué)生均可自行操作。對于未參加過該課程的訪問學(xué)者、留學(xué)生等,則必須由本系的教師或?qū)W生進(jìn)行過一次以上的演示或指導(dǎo)后,方可使用。

3 強調(diào)實踐能力

德國大學(xué)歷來重視學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)思想及培養(yǎng)方法,即實踐環(huán)節(jié)在教學(xué)活動中占據(jù)主體地位[6]。在寶石礦物學(xué)的實驗課方面,則體現(xiàn)在討論作業(yè)和開放實驗室制度。

討論作業(yè)一般為學(xué)生本人在野外具有明確產(chǎn)出背景條件下采集到的礦物標(biāo)本,或為教師布置的具有明確產(chǎn)地來源的標(biāo)本。學(xué)生通過查閱資料,自己獨立完成所需實驗,并將實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,最終在討論會上宣講,師生共同討論。

4 嚴(yán)格而靈活高效的安全管理

安全管理是大學(xué)實驗課的重要內(nèi)容[7]。美因茨大學(xué)的拉曼光譜、紅外光譜、紫外可見光譜、掃描電鏡等由1名教師統(tǒng)一管理、維修、培訓(xùn)使用以及原理講解等,該教師還要進(jìn)行日常教學(xué)。對于X射線熒光光譜、電子探針這2個微量元素測試儀器,則由2名教師分別負(fù)責(zé),但相互之間熟悉業(yè)務(wù),并可以互相替補。具有放射性的X射線粉末和單晶衍射則為1人專職負(fù)責(zé)。由于在課程中設(shè)置了一定數(shù)量討論式作業(yè)和開放實驗課程,實驗室如何經(jīng)濟(jì)有效地進(jìn)行安全管理就是一個重要課題。

4.1 院長負(fù)責(zé)

每個實驗室都有相應(yīng)的安全提示、逃生路線等。當(dāng)遇到火警等提示時,要求人員必須立即有序撤離。人員的安全最重要。地學(xué)院的院長每到周末或節(jié)假日之前,會逐個實驗室檢查,并盡量要求學(xué)生不在周末和晚上做實驗,以備突發(fā)事件不能得到及時處理。

4.2 具有潛在風(fēng)險的試驗品

顯微紅外光譜、掃描電鏡以及部分顯微拉曼光譜測試等實驗需要使用液氮。對于液氮這樣具有潛在風(fēng)險的試驗品,實施嚴(yán)謹(jǐn)而靈活的管理措施。液氮房的鑰匙由負(fù)責(zé)顯微紅外光譜等實驗室的教師或其指定的學(xué)生管理,放置于公共區(qū)域。鑰匙由需要進(jìn)行實驗測試的學(xué)生去公共區(qū)域領(lǐng)取,避免了實驗教師因上課或在其他實驗室等情況而耽誤時間。但在領(lǐng)鑰匙時,領(lǐng)取的學(xué)生必須自己主動申報是否為第一次或需要協(xié)助打取液氮。如為第一次,則不能自行去,必須由鑰匙管理者陪同講解、演示和指導(dǎo)如何打取液氮的流程。取完液氮后,如實簽領(lǐng)取液氮人的姓名和領(lǐng)取的數(shù)量。在將液氮灌入儀器時,第1次操作同樣需要指導(dǎo),不得單獨進(jìn)行。第2次以后,則可由實驗申請人自行進(jìn)行這些操作。

4.3 具有放射性的儀器

對于X射線衍射、X射線熒光光譜等儀器,則由專人負(fù)責(zé)實驗和管理,學(xué)生只能在樣品制作完成后,將樣品交于實驗室教師,共同完成。學(xué)生沒有該實驗室的鑰匙權(quán)限。實驗中一般不允許直接操作這些儀器。實驗完成后,可與實驗教師共同探討。當(dāng)某一學(xué)生因論文等原因需要使用到這些具有放射性的儀器時,必須經(jīng)過20 h以上的理論與實踐操作培訓(xùn)。培訓(xùn)由培訓(xùn)者在專用本上記錄時間,當(dāng)達(dá)到時間后,被培訓(xùn)的學(xué)生方可申請領(lǐng)取該實驗室的鑰匙,自行進(jìn)行實驗。

5 結(jié)束語

德國寶石礦物學(xué)的實驗課程強調(diào)野外地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)代測試手段,這與現(xiàn)代寶石學(xué)中“從礦區(qū)到實驗室”的理念吻合,即通過野外的產(chǎn)出產(chǎn)狀、實驗室的光譜學(xué)分析,推斷其形成條件,進(jìn)而對該區(qū)域的地質(zhì)背景等進(jìn)行分析[8-9]。在實驗課中,不但注重個人能力的培養(yǎng),更注重微小細(xì)節(jié),在有限的人員條件下,盡可能為學(xué)生創(chuàng)造獨立實驗的機會和時間。學(xué)生通過學(xué)習(xí)和培養(yǎng),一般都具備了良好的獨立科研能力。但是德國美因茨大學(xué)寶石礦物學(xué)畢業(yè)學(xué)生也存在離寶石市場較遠(yuǎn)、不了解寶石市場,對于寶石的價值評定、估價等基本處于空白等問題。學(xué)生如果進(jìn)入寶石實驗室等檢測機構(gòu),在經(jīng)過寶石常規(guī)儀器的加強鍛煉后,可以很快勝任,但進(jìn)入寶石評價等機構(gòu),則需要進(jìn)行市場與評估等方面的培訓(xùn)。

References)

[1] 李耿,徐雯星,張新元,等.中德大學(xué)地學(xué)人才培養(yǎng)模式的對比初探[J].中國地質(zhì)教育,2011(2):111-114.

[2] 董春梅,徐方建.“礦物巖石學(xué)”實驗課延伸教學(xué)新模式改革與實踐[J].中國地質(zhì)教育,2013 (2):138-140.

[3] 黃國君.礦物解理屬性在寶石鑒定中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢,2003,18(4):253-256.

[4] Christopher M Breeding,Andy H Shen,Sally Eaton-Magana,et al.Development in Gemstone Analysis Techniques and Instrumentation During the 2000s[J].Gems & Gemmology,2010,46(3):241-257.

[5] Shane F McClure,Robert E Kane ,Nicholas Stuman.Gemstone Enahncement and Its Detection in the 2000s[J].Gems & Gemmology,2010,46(3):218-240.

[6] 張德強.對德國高校實踐教學(xué)的印象和思考[J].遼寧工學(xué)院學(xué)報,2007,9(3):111-112.

[7] 毛磊,童仕唐,龔佩,等.高校實驗室安全教育培訓(xùn)體系研究[J].實驗技術(shù)與管理,2014,31(10):223-225.

[8] Russell Shor,Robert Welden.An Era Sweeping Change in Diamond and Colored Stone Production and Markets[J].Gems & Gemmology,2010,46(3):166-187.

[9] James E Shigley,Brendan M Laurs,Janse A J A (Bram),et al.Gem Localities of 2000s [J].Gems & Gemmology,2010,46(3):188-216.

On features of Gemology experimental courses in German universities

Li Geng

(School of Gems,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

This paper analyzes the practice of University of Mainz in Germany on the course characteristics,which include paying more attention to the geological basis and modern spectroscopy teaching,emphasizing experimental details and the cultivation of ability, and the strict and flexible experimental safety management.

German university; gemology; practical course

2013- 03- 13

李耿(1976—),男,北京,博士,講師,研究方向為寶石礦物學(xué).

E-mail：ligeng@cugb.edu.cn

G649

B

1002-4956(2015)7- 0220- 02