礦物加工專業(yè)重力選礦課程教學(xué)改革探索

摘 要：文章從本科重力選礦課程教學(xué)現(xiàn)狀分析入手，對重力選礦課程教學(xué)的內(nèi)容、方法、實(shí)驗(yàn)、課程考核設(shè)計(jì)進(jìn)行了教學(xué)改革。學(xué)生通過教學(xué)改革對本門課程有了更深入的理解，提高了教學(xué)效果，有效地把理論知識融入到了實(shí)踐當(dāng)中，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生成為有創(chuàng)新能力的實(shí)用型人才。

關(guān)鍵詞：礦物加工 重力選礦 教學(xué)改革

中圖分類號：F240

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）11-268-02

一、引言

“重力選礦”課程是礦物加工工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，也是理論知識和機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)相結(jié)合的綜合課程。重力選礦的原理是基于性質(zhì)不同的礦粒，在流體中完成分選過程，涉及到流體力學(xué)、顆粒學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)、測試技術(shù)及自動控制技術(shù)，是一門綜合性交叉學(xué)科課程，課程涉及面廣，從理論到實(shí)際設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程所學(xué)理論知識與技能，提高解決實(shí)際問題的能力，是一門非常適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的課程。但是近年來，該課程出現(xiàn)了教學(xué)模式教學(xué)方式方法單一、課程內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)與作業(yè)內(nèi)容單一、考核單一等問題。本文結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)學(xué)生就業(yè)方向與現(xiàn)場企業(yè)信息反饋中出現(xiàn)的問題，特提出本次課程教學(xué)改革。

二、更新課堂教學(xué)內(nèi)容

目前，國外開設(shè)重力選礦課程的學(xué)校有很多：巴黎礦業(yè)大學(xué)、法蘭克福大學(xué)、波恩大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、亞琛工業(yè)大學(xué)等等。同樣，國內(nèi)開設(shè)重力選礦的學(xué)校也有很多：中國礦業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、沈陽理工大學(xué)、江西理工大學(xué)、山東科技大學(xué)、安徽理工大學(xué)、武漢科技大學(xué)、中南大學(xué)等許多學(xué)校。課堂內(nèi)容均以掌握重力選礦的基本理論、礦物性質(zhì)、分選工藝及選礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理為基礎(chǔ)，但各高校重力選礦課程中的具體講解內(nèi)容具有不同的側(cè)重點(diǎn)，形成各自的特色。中國礦業(yè)大學(xué)以煤炭的主要分選作為主講內(nèi)容，并且金屬、非金屬分選內(nèi)容也逐漸走進(jìn)主講內(nèi)容，所占比例逐年增加;遼寧工程技術(shù)大學(xué)以非金屬分選作為主講內(nèi)容，對于煤炭、金屬分選內(nèi)容也占相應(yīng)比例。東北大學(xué)以金屬分選作為主講內(nèi)容，均不斷擴(kuò)大教學(xué)應(yīng)用范圍。

同時，近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)增長速度持續(xù)減緩，煤炭行業(yè)出現(xiàn)了供大于求現(xiàn)狀，煤炭行業(yè)面臨巨大壓力。煤炭行業(yè)的發(fā)展形勢導(dǎo)致礦物加工專業(yè)人才需求逐年減少，現(xiàn)已達(dá)近飽和狀態(tài)。筆者對我校礦物加工工程專業(yè)畢業(yè)生近5年的畢業(yè)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，畢業(yè)生不再局限于煤炭洗選行業(yè)，而是逐漸向金屬與非金屬分選及深加工行業(yè)過渡。從事選煤行業(yè)的學(xué)生人數(shù)逐年下降，2011年畢業(yè)生從事選煤占75%，至2015年僅占34%;從事金屬及非金屬礦分選行業(yè)的同學(xué)比例逐年增長，至2015年達(dá)38%。

根據(jù)各國內(nèi)外高校重力選礦課程內(nèi)容傾向及學(xué)生的就業(yè)方向，及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容。我校重力選礦課程主要以煤炭分選為主，在原有的課程內(nèi)容比例的基礎(chǔ)上，重新進(jìn)行合理的內(nèi)容選取和編排，加大流膜選礦部分課時比例。在重選生產(chǎn)實(shí)踐部分，對于在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)不再使用的生產(chǎn)技術(shù)與工藝進(jìn)行刪減。雖然重選流程均以煤炭洗選為中心，但面對企業(yè)人才多樣化的需求，重選流程不但要保證原來的選煤部分，還要加大金屬礦及非金屬礦工藝流程的講解，向?qū)W生傳授生產(chǎn)現(xiàn)場各種技術(shù)工藝。保證授課內(nèi)容站在專業(yè)技術(shù)的前沿，引入大量最新科技文獻(xiàn)，了解最新的專業(yè)技術(shù)，與國際接軌。不斷培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從各個角度拓寬學(xué)生的專業(yè)面，使學(xué)生更好地掌握最新的礦物加工技術(shù)。

三、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)是重力選礦課程必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是重力選礦課程的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)不僅能夠提高學(xué)生工程意識、動手能力和綜合素質(zhì)，重要的是使學(xué)生養(yǎng)成探索研究的良好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐和創(chuàng)新能力。目前，統(tǒng)計(jì)許多用人單位對普通工科高校學(xué)生的評價(jià)，普遍存在實(shí)踐動手能力薄弱，創(chuàng)新意識不強(qiáng)。創(chuàng)新意識不是簡單地從理論知識推理而來，實(shí)踐證明創(chuàng)新意識與動手能力的高低成正比。歸根結(jié)底是如何提高學(xué)生自身的動口、動腦、動手的實(shí)踐探索能力和創(chuàng)新精神。

重力選礦課程實(shí)驗(yàn)方式內(nèi)容單一，僅有課內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分。學(xué)生只要進(jìn)行三步就可完成實(shí)驗(yàn)，課前學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟進(jìn)行預(yù)習(xí);課上便可順利地測到數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)動手部分;課下對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種按部就班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式限制了學(xué)生學(xué)習(xí)能動性的發(fā)揮，束縛學(xué)生的思維擴(kuò)展。面對這種現(xiàn)狀，本門課程提出要在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加入創(chuàng)新內(nèi)容。通過設(shè)置課外綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生分成幾隊(duì)進(jìn)行比賽，引導(dǎo)學(xué)生將多方面的專業(yè)知識有機(jī)地聯(lián)系起來。鼓勵學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、步驟，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，進(jìn)行探索新實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)際操作中逐步形成、發(fā)展和豐富自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，主動探索科學(xué)知識，初步掌握從事科學(xué)研究與探索的一般方法。這樣不僅達(dá)到對學(xué)生基本知識和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，更重要的是注重學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程中的操作能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識，實(shí)驗(yàn)可以滿足各類學(xué)生的不同層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，從而培養(yǎng)出更優(yōu)秀的學(xué)生。

四、完善教學(xué)方法

目前，重力選礦教學(xué)方式是傳統(tǒng)的教學(xué)方式講授法。這種教學(xué)方式存在著教學(xué)方式單調(diào)，把教學(xué)內(nèi)容多半單向地灌輸給學(xué)生，不能充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。使學(xué)生更好、更快接受專業(yè)課知識，不是“填鴨式教學(xué)”，更不是學(xué)生簡單的“應(yīng)試型”考試課，需對教學(xué)方法進(jìn)行更新完善。以講授法為主，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。采用導(dǎo)入、啟發(fā)、問答、復(fù)習(xí)等方法進(jìn)行授課，同時也采用討論、分析、錄像、舉實(shí)例等方法導(dǎo)入新課內(nèi)容，運(yùn)用高清晰度的圖片、生動形象的flash動畫將微觀世界宏觀化，教學(xué)內(nèi)容形象化。例如，在講解立輪、斜輪分選機(jī)結(jié)構(gòu)時，教師對照圖片講解，學(xué)生理解其分選原理及基本結(jié)構(gòu)，教師思維代替學(xué)生思維， 學(xué)生只是被動地接受知識，并且在實(shí)際工作中遇到設(shè)備，很難找到設(shè)備中的對應(yīng)結(jié)構(gòu)位置及了解設(shè)備運(yùn)行狀況。在教學(xué)中結(jié)合播放現(xiàn)場設(shè)備工作情況、設(shè)備檢修、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及檢修過程細(xì)節(jié)，在講解課堂內(nèi)容時，把理論與現(xiàn)場實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生對講解內(nèi)容充分理解。不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，形成一種“感染式教學(xué)”，讓學(xué)生由被動變成主動，使其具有良好的精神狀態(tài)進(jìn)入課堂的學(xué)習(xí)中來，有利于學(xué)生在頭腦中形成完整的知識結(jié)構(gòu)體系，便于記憶。

不斷提升計(jì)算機(jī)軟件在重力選礦教學(xué)中的重要位置，不斷提升學(xué)生的工程基礎(chǔ)。在重力選礦課程中可選性曲線、分配曲線與錯配物曲線的繪制，從手繪到發(fā)展到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)出圖。在出圖的過程中，更新更簡單的軟件不斷應(yīng)用到重力選礦課程中來。從Matlab、Mathmatica和Maple等具有一定的計(jì)算機(jī)編程知識和矩陣、函數(shù)知識，到簡單實(shí)用的Word、Excel、Origin，不但可以輔助課堂教學(xué)，提升教學(xué)效果，并且達(dá)到了培養(yǎng)利用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問題的能力，又把課程內(nèi)容面放寬放大，增強(qiáng)學(xué)生分析問題的能力。同時，不斷豐富作業(yè)形式，使作業(yè)不再局限于手寫。例如：編程、電子繪圖、電子式論文作業(yè)、文獻(xiàn)綜述等等，這些不僅激發(fā)了學(xué)生做作業(yè)的興趣，活躍了學(xué)生的課余生活，使學(xué)生作業(yè)的抄襲現(xiàn)象大大減少。

五、科研促進(jìn)教學(xué)

高校教學(xué)與科研兩者相輔相成。教學(xué)是科研的基礎(chǔ)，科研是教學(xué)的發(fā)展和提高，充分發(fā)揮科研在教學(xué)中的作用，才能有效提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生綜合能力與創(chuàng)新能力。教師在課堂上傳授的知識，往往忽視了學(xué)生的主動性。因此，在重力選礦課程的教學(xué)中引入專業(yè)科研領(lǐng)域，接觸學(xué)科前沿，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)去創(chuàng)造新知識的勇氣和動力，意識到“真正的學(xué)習(xí)在課下”。通過我省東部煤電化建立的煤炭洗選加工研發(fā)平臺，我校石墨研發(fā)平臺，讓學(xué)生認(rèn)識科研，參與科研。充分利用礦物加工工程省級高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生的科研實(shí)戰(zhàn)提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件，鼓勵學(xué)生在科研道路上不斷實(shí)踐和探索，遇到問題，主動學(xué)習(xí)，解決問題，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷提升自身專業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。鼓勵學(xué)生參與學(xué)校科研項(xiàng)目，申請大學(xué)生科研立項(xiàng)。

科研促進(jìn)教學(xué)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，并且對于教師自身也提出了更高的要求。在指導(dǎo)過程中，教師首先要掌握豐富的知識，做到思路開闊，不斷提升自身的專業(yè)水平，對學(xué)科的前沿、動態(tài)有及時和深入的掌握。

六、改革考核方式

重力選礦課程原考核方式分為三部分，期末閉卷考試占總成績70%，平時成績占總成績10%，實(shí)驗(yàn)成績占總成績20%。但是近年來，學(xué)生中很大一部分存在著一考定成敗的心理，不注重平時學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)不認(rèn)真，期末考前突擊，快速記憶，很快忘記?？己朔绞酱嬖谝欢ū锥耍恢匾暺谀┛荚?，忽視平時學(xué)習(xí)的過程，感受不到學(xué)習(xí)的樂趣，只考慮考核結(jié)果，同時，也打擊了一部分同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。為了轉(zhuǎn)變這種考試心理，促進(jìn)學(xué)生掌握知識、提高能力及素質(zhì)修養(yǎng)，對考核方式進(jìn)行調(diào)整。設(shè)置階段考試，達(dá)到注重學(xué)習(xí)過程與結(jié)果的統(tǒng)一?？己朔绞阶兎炙牟糠?，平時成績占總成績10%，實(shí)驗(yàn)成績占總成績20%，階段考試占總成績20%，期末閉卷考試占總成績50%。這樣，考核過程體現(xiàn)在平時、中間過程和期末，貫穿課程全部，能夠更好掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果。這種考核方式不僅激發(fā)學(xué)生在整個教學(xué)過程中具有持久的學(xué)習(xí)積極性和主動性，能更真實(shí)地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，打消學(xué)生一考定成敗的消極心理。

七、結(jié)論

重力選礦課程教學(xué)改革內(nèi)容，以“學(xué)生全面發(fā)展、成人成才需求，企業(yè)與社會發(fā)展需求”為導(dǎo)向，立足于具有創(chuàng)新能力的實(shí)用型人才培養(yǎng)要求。分析課程教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的不足，提出了行之有效的教學(xué)改革，不僅擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，重要的是激發(fā)了其學(xué)習(xí)動力，真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，動手能力，創(chuàng)新能力;實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合，強(qiáng)化教學(xué)，通過在理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入“科研式”培養(yǎng)，縮短了學(xué)生理論研究與科學(xué)實(shí)踐之間的距離，促進(jìn)學(xué)生能力的全面提高，同時也推進(jìn)了教學(xué)，達(dá)到了教學(xué)改革的真實(shí)目的。

[基金項(xiàng)目：黑龍江科技大學(xué)教研項(xiàng)目（TY13-12）]

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（作者單位：黑龍江科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150027）

（作者簡介：孟凡娜，講師，博士，研究方向：礦物分選與深加工。）

（責(zé)編：賈偉）