啟發(fā)式教學(xué)在《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程中的應(yīng)用

瞿雪姣 肖松 賴富強(qiáng) 吳康軍

【摘要】《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門以實(shí)踐教學(xué)為主的基礎(chǔ)課程，具有連續(xù)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，是《晶體光學(xué)》理論課的延伸和實(shí)踐。本文就如何采用啟發(fā)式教學(xué)激發(fā)學(xué)生自己動手操作、動腦思考的興趣和熱情，提高實(shí)踐教學(xué)效果進(jìn)行了探討。認(rèn)為通過精心準(zhǔn)備教學(xué)薄片和啟發(fā)性問題，由淺入深地逐漸引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在“憤”→“啟”→“悱”→“發(fā)”的過程中，可以切實(shí)提高學(xué)生的理論水平和實(shí)踐操作能力。

【關(guān)鍵詞】《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》 啟發(fā)式教學(xué) 教學(xué)質(zhì)量

【基金項(xiàng)目】重慶科技學(xué)院教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目《基于產(chǎn)出導(dǎo)向的勘查技術(shù)與工程專業(yè)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐》（項(xiàng)目編號：201606）。

【中圖分類號】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0237-01

《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》是為配合《晶體光學(xué)》理論課教學(xué)而獨(dú)立開設(shè)的以實(shí)踐教學(xué)為主的一門基礎(chǔ)課程?！毒w光學(xué)》是研究可見光通過透明晶體時所產(chǎn)生的一些光學(xué)現(xiàn)象及其原理的一門學(xué)科[1]，是一門實(shí)踐操作性非常強(qiáng)的學(xué)科[2-4]。目前，《晶體光學(xué)》的應(yīng)用范圍，已經(jīng)不僅僅限于礦物學(xué)、巖石學(xué)方面，在冶金、建材、化工、農(nóng)業(yè)、陶瓷和寶石鑒定等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛[5-6]。因此，《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》是重慶科學(xué)院地質(zhì)學(xué)、資源勘查工程專業(yè)本科生的一門重要的基礎(chǔ)課程。近年來，重慶科技學(xué)院對各學(xué)科課時量進(jìn)行了調(diào)整，《晶體光學(xué)》相關(guān)課程大幅度減小，如何在有限的實(shí)踐學(xué)時內(nèi)實(shí)現(xiàn)教學(xué)根本目的，讓學(xué)生更好的掌握課程的核心內(nèi)容，我們做了一些有益的探索。

一、啟發(fā)式教學(xué)的內(nèi)涵

啟發(fā)式教學(xué)思想歷史悠遠(yuǎn)，可追溯到《論語·述而》中所述的“不憤不啟，不悱不發(fā)”。朱熹解釋對其的解釋是：“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。啟，謂開其意；發(fā)，謂達(dá)其辭?！眴l(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)在于正確處理教與學(xué)的相互關(guān)系，其核心思想是啟發(fā)學(xué)生思維，反對知識灌輸。這就要求在教學(xué)過程中，教師要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用與學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用的統(tǒng)一。啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問題情境，只有那些帶有啟發(fā)性、思考性、探索性的問題情境，才能具有強(qiáng)大的吸引力，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)愿望，促使學(xué)生通過積極的思維、操作、演練，實(shí)現(xiàn)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)與智力的充分發(fā)展。我們在《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)過程中一直嘗試進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，避免注入式教學(xué)，既傳授經(jīng)典的專業(yè)知識，也注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。

二、教學(xué)實(shí)踐探索

1.多色性觀察

單偏光鏡下轉(zhuǎn)動物臺時，許多非均質(zhì)體礦物的顏色會發(fā)生變化，這種由于光波在晶體中的振動方向不同而使礦物的顏色發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為多色性。理論上講，非均質(zhì)體非垂直光軸切面都有多色性，只是有的礦物多色性表現(xiàn)明顯，而有的礦物表現(xiàn)不明顯而已。教學(xué)的難點(diǎn)在于，觀察具有重要鑒定意義但多色性不太明顯礦物的顏色變化。

教學(xué)過程中，采用由易到難、逐漸引導(dǎo)的方法，先讓學(xué)生切實(shí)體會顯微鏡下明顯的多色性變化，再逐漸加大難度觀察多色性不明顯的礦物。多色性明顯的礦物一般選用黑云母或者普通角閃石，而不太明顯的礦物選擇紫蘇輝石。首先，讓學(xué)生在單偏光鏡下對黑云母進(jìn)行觀察，并描述其多色性，分別寫出色調(diào)最深和最淺的顏色。由于黑云母的多色性非常明顯，所有學(xué)生都可以觀察到從深棕褐色→淺綠褐色的多色性，只是顏色描述的規(guī)范性需要提示學(xué)生。通過對黑云母的觀察，學(xué)生同樣經(jīng)歷了觀察多色性“從無到有”的飛躍，為下一步的觀察打下了比較好的基礎(chǔ)。其次，可以讓學(xué)生在單偏光鏡下觀察紫蘇輝石，并詢問是否具有多色性。由于紫蘇輝石多色性不太明顯，若不仔細(xì)觀察很難觀察到淺粉色→無色的變化，因此幾乎所有的學(xué)生都會回答“不具明顯的多色性”。此時，不急于提示學(xué)生紫蘇輝石具有多色性，而是采用比色卡對比的方法，幫助學(xué)生在鏡下建立紫蘇輝石所具有的淺粉色直觀感受。具體做法是發(fā)給學(xué)生一張小的薄的淺粉色比色卡，直接放到顯微鏡目鏡之下薄片之上，保持比色卡位置固定，旋轉(zhuǎn)物臺觀察對比紫蘇輝石顏色與比色卡的顏色，總有一個時刻，兩者的顏色一致，這時學(xué)生就可以真切的觀察到紫蘇輝石所具有的淺粉色，再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)物臺，從淺粉色→無色的變化對比就事半功倍了。

2.高級白干涉色觀察

當(dāng)光程差很大時，幾乎同時接近各種單色光半波長的奇數(shù)倍和偶數(shù)倍，各種單色光波都有不等量的出現(xiàn)，并互相混雜，形成一種與珍珠表面相似的亮白色，稱為高級白干涉色。教學(xué)的難點(diǎn)在于，高級白干涉色的鑒定，并與一級灰白干涉色進(jìn)行區(qū)分。

教學(xué)過程中，采用縱向?qū)Ρ群蜋M向?qū)Ρ鹊膬煞N方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作和思考?？v向?qū)Ρ鹊牡V物選擇粗晶灰?guī)r或大理巖，橫向?qū)Ρ鹊V物選擇流紋巖中的石英斑晶或花崗巖中的石英或長石。首先，先讓學(xué)生在正交偏光鏡下對方解石進(jìn)行觀察，并描述其干涉色，幾乎所有的學(xué)生都會描述為“一級灰白”。暫時不對學(xué)生的回答做任何評論，讓學(xué)生在正交偏光鏡下45°位，觀察、對比方解石和石英兩種礦物插入云母試板后干涉色的變化。由于現(xiàn)象差異明顯，學(xué)生很自然的就會提出這樣的問題“為什么方解石的‘一級灰白干涉色插入試板后沒有變化，而石英的一級灰白干涉色會變?yōu)橐患夵S白干涉色或一級暗灰？”（即孔子所謂的“憤”）。此時，教師就可以指出學(xué)生對方解石所描述的“一級灰白”是錯誤的，并提示干涉色變化取決于光程差的增減。經(jīng)過這樣的提示，學(xué)生可以聯(lián)想到石英的光程差與云母試板的光程差相近，而方解石的光程差則與之相差較大，但仍處于“悱”的階段，還不能完全對現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。最后，根據(jù)石英、方解石、云母試板的光程差分別為270nm、5160nm、147nm，利用R1=（270±147）nm，R2=（5160±147）nm兩個簡單的數(shù)學(xué)式來表達(dá)插入試板后總光程差的變化，從根本上對學(xué)生的疑惑進(jìn)行回答和解釋。經(jīng)過這樣犯錯誤→產(chǎn)生疑惑→形象解釋的過程，學(xué)生對高級白干涉色會有非常深刻的印象，并且比較好的掌握利用試板區(qū)分一級灰白干涉色方法。

三、教學(xué)效果

在教師和學(xué)生的共同努力下，啟發(fā)式教學(xué)在《晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程中取得了較好的教學(xué)效果。通過精心準(zhǔn)備教學(xué)薄片和啟發(fā)性問題，由淺入深地逐漸引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入偏光顯微鏡下豐富多彩的世界，學(xué)生克服了面對陌生事物初期的恐懼感和無力感，激發(fā)了他們自己動手操作、動腦思考的興趣和熱情。在“憤”→“啟”→“悱”→“發(fā)”的過程中，學(xué)生的理論水平和實(shí)踐操作能力有很大提高，為以后《巖石學(xué)》等專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)。

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