結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程教學(xué)的研究

茍 軍

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130061

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程是地質(zhì)院校地質(zhì)學(xué)和資源勘查工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程以地球科學(xué)概論課程為基礎(chǔ)，同時(shí)又是晶體光學(xué)與光性礦物學(xué)、巖石學(xué)和礦床學(xué)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。結(jié)晶學(xué)復(fù)雜抽象、礦物學(xué)內(nèi)容龐雜，是地學(xué)專業(yè)課程中難度最大的課程之一[1]。學(xué)生普遍反映該門課程難學(xué)、枯燥乏味，學(xué)習(xí)積極性不高，成績(jī)不理想等。隨著新一輪教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，課時(shí)由以前的80～120學(xué)時(shí)壓縮到目前的60學(xué)時(shí)，進(jìn)一步加重了教學(xué)難度。由于該課程直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性，如何利用有限的時(shí)間達(dá)到最大最好的教學(xué)效果，需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷實(shí)踐與探索。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié) 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程分為結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)2部分，礦物學(xué)又分為通論和各論[2,3]。結(jié)晶學(xué)部分內(nèi)容抽象，礦物學(xué)部分內(nèi)容枯燥繁雜，學(xué)時(shí)又少，教與學(xué)都面臨不少困難。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程的教學(xué)通常是先理論知識(shí)講解，后實(shí)踐觀察操作。這種教學(xué)模式存在著理論與實(shí)踐脫節(jié)現(xiàn)象，不利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。如礦物學(xué)各論部分，每一類礦物首先是教師在講臺(tái)上一一講解，學(xué)生只能看到礦物圖片，對(duì)實(shí)物標(biāo)本沒(méi)有概念，礦物種類特征多記不??；而實(shí)驗(yàn)課中雖看到了實(shí)物標(biāo)本，但理論課和實(shí)踐課相隔時(shí)間較長(zhǎng)，在實(shí)踐課中往往耽誤較多的時(shí)間去復(fù)習(xí)相應(yīng)的理論知識(shí)，從而沒(méi)有足夠的時(shí)間去仔細(xì)觀察礦物標(biāo)本，結(jié)果導(dǎo)致部分學(xué)生只觀察教師要求的、需要寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的礦物標(biāo)本。整體上講就是實(shí)驗(yàn)課匆忙開(kāi)展，草草結(jié)束，理論課又空洞無(wú)味。長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)逐漸失去對(duì)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。

1.2 礦物標(biāo)本不能與結(jié)晶模型相印證 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)聯(lián)系不緊密

結(jié)晶學(xué)中晶體的對(duì)稱操作、對(duì)稱型、晶體定向、晶體符號(hào)及聚形分析等內(nèi)容邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、由淺入深、層層遞進(jìn)[4]；礦物學(xué)在礦物的晶體化學(xué)分類體系的基礎(chǔ)上，對(duì)各大類、族、種等不同分類級(jí)別的礦物進(jìn)行了系統(tǒng)歸納、對(duì)比、分析。雖然結(jié)晶學(xué)和礦物學(xué)在各自的內(nèi)容上具有較強(qiáng)的連貫性和系統(tǒng)性，但結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)兩者卻沒(méi)能很好地結(jié)合在一起。

結(jié)晶學(xué)中對(duì)晶體形態(tài)幾何規(guī)律的討論都是以理想晶體為對(duì)象的，但實(shí)際礦物晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中受外界條件的影響，會(huì)不同程度地偏離其理想形態(tài)。標(biāo)本市場(chǎng)上難以找到價(jià)格不高而特征顯著、形態(tài)完好的礦物標(biāo)本，學(xué)校受資金限制配備的礦物標(biāo)本很多都是形態(tài)不規(guī)則的，部分礦物顆粒少還較小，學(xué)生作為初學(xué)者，這樣的標(biāo)本觀察起來(lái)是有一定困難的。在這些形態(tài)不規(guī)則的礦物標(biāo)本上，結(jié)晶學(xué)中的內(nèi)容不能直接體現(xiàn)出來(lái)，礦物單體形態(tài)究竟是何種單形或聚形，學(xué)生難以判斷，晶族、晶系無(wú)法確定，晶體定向更難操作。如單斜晶系的白云母其解理平行{001}極完全，但學(xué)生拿到手的是裂成片狀的云母片，沒(méi)有完整的礦物，晶體定向無(wú)法進(jìn)行，解理平行{001}根本無(wú)從談起。給學(xué)生的感受是結(jié)晶學(xué)中學(xué)習(xí)的對(duì)稱操作、對(duì)稱型、晶體定向、晶體符號(hào)等知識(shí)在實(shí)踐中幾乎沒(méi)用，幾何結(jié)晶學(xué)的所學(xué)到的知識(shí)不能很好地融入礦物學(xué)中，導(dǎo)致學(xué)生把結(jié)晶學(xué)和礦物學(xué)作為兩部分不相關(guān)的內(nèi)容學(xué)習(xí)，學(xué)生為了考試而學(xué)，學(xué)完就忘，逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.3 師資力量欠佳

目前很多高校的考評(píng)體制中都突出科研的比重，在這樣的考評(píng)體制下，一些經(jīng)驗(yàn)豐富、科研能力較強(qiáng)的教師往往身兼數(shù)職，科研任務(wù)多，沒(méi)有或很少時(shí)間和精力講授課程，導(dǎo)致授課教師人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只能合班大班上課。同時(shí)，由于該門課程綜合性較強(qiáng)，年輕教師專業(yè)知識(shí)的積累和儲(chǔ)備量還不夠充足，缺乏跨學(xué)科的專業(yè)視野與綜合駕馭多學(xué)科知識(shí)的能力，教學(xué)效果不理想。

2 提升結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程教學(xué)效果的措施探索

2.1 多樣化授課 調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程難度比一般專業(yè)課大很多，內(nèi)容抽象難懂[5]，而且比較枯燥，如果常規(guī)的按照教材照本宣科，可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的興趣度不高，教學(xué)效果肯定會(huì)打折扣。因此在授課過(guò)程中，要進(jìn)一步凝練教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段。

在教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)?shù)嘏e例有助于活躍課堂氣氛，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容。例如，在講解礦物顏色和形態(tài)時(shí)，它們是鑒定礦物的重要依據(jù)，此時(shí)可以先放幾張水果圖片，如香蕉、芒果、蘋果。然后配3個(gè)不同顏色、不同形態(tài)的礦物圖片，如綠色柱狀綠柱石、黑色片狀黑云母和紅褐色粒狀石榴石。強(qiáng)調(diào)會(huì)像看到這些水果一樣，根據(jù)顏色和形態(tài)就能輕易叫出這些礦物的名字。在講解礦物形態(tài)受環(huán)境的物理化學(xué)條件影響時(shí)，可以拿諺語(yǔ)“橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳”為例，然后再拿某一個(gè)礦物舉例。這樣生動(dòng)、形象的比喻可以將復(fù)雜抽象的知識(shí)簡(jiǎn)單化，更容易被學(xué)生理解和接受。

在教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)采用多樣化的教學(xué)手段，例如“提問(wèn)式”“啟發(fā)式”等。礦物學(xué)各論授課過(guò)程中，具體到某種礦物，如果直接講解性質(zhì)和特征，往往使學(xué)生感到枯燥乏味，尤其是一節(jié)課講很多種礦物的時(shí)候。當(dāng)介紹礦物的寶石品種時(shí)，學(xué)生又來(lái)了興趣。所以，我們?cè)谡n堂教學(xué)中可以提一些探索性問(wèn)題，讓學(xué)生邊思考、邊討論，引導(dǎo)學(xué)生自主獲取知識(shí)。如講剛玉這種礦物時(shí)，先給學(xué)生展示剛玉的寶石圖片，然后問(wèn)：紅寶石和藍(lán)寶石都是剛玉，為什么顏色不一樣？如果學(xué)生知道是類質(zhì)同象，讓他們繼續(xù)思考哪些元素替代可以造成這種現(xiàn)象，人工合成紅寶石和藍(lán)寶石利用的是什么原理；如果學(xué)生回答不上來(lái)，可以反問(wèn)是結(jié)構(gòu)不一樣？成分不一樣？一步一步引導(dǎo)學(xué)生思考并獲取正確答案。等學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)，再講授剛玉這種礦物。通過(guò)這樣的啟發(fā)誘導(dǎo)提問(wèn)，既能營(yíng)造輕松活躍的課堂氛圍，還能讓學(xué)生不知不覺(jué)中深刻地理解相關(guān)知識(shí)。

此外，還可以開(kāi)展課外實(shí)踐教學(xué)，很多高校都做了多次嘗試，并取得了較好的效果[6]。對(duì)于我校來(lái)說(shuō)，吉林大學(xué)地質(zhì)宮博物館就是最佳的課外實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所。這里有很多實(shí)驗(yàn)室不能看到的寶石礦物，還有各大珠寶商在此陳列的寶石。這樣的經(jīng)歷既能開(kāi)闊學(xué)生的視野，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程的積極性。

2.2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方式 理論實(shí)踐一體化

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程是一門實(shí)踐性要求很強(qiáng)的課程[7-8]，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法通常都是學(xué)生先看教師演示操作，然后再單獨(dú)安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間自己動(dòng)手觀察操作。教師覺(jué)得學(xué)生課堂聽(tīng)會(huì)了就會(huì)操作了，但實(shí)踐教學(xué)時(shí)，往往一動(dòng)手操作就會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。對(duì)學(xué)生而言，聽(tīng)教師講和看教師做多遍，不如自己做一遍。所以在結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程教學(xué)中，需打破理論知識(shí)與實(shí)踐操作相分離的局面，努力推行理論實(shí)踐一體化，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)深度融合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中邊聽(tīng)、邊學(xué)、邊做。如在講解某一種礦物特征的時(shí)候，讓學(xué)生拿著標(biāo)本和教師講的內(nèi)容對(duì)比，學(xué)生在觀察實(shí)物的基礎(chǔ)上，礦物的特征更容易理解和記憶。這種教學(xué)模式理論知識(shí)和實(shí)踐操作交替進(jìn)行，在理論知識(shí)中有實(shí)踐操作，在實(shí)踐操作中有理論知識(shí)，理論與實(shí)踐相互融合、相互促進(jìn)，既能增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 完善實(shí)驗(yàn)條件 改善教學(xué)環(huán)境

由于經(jīng)費(fèi)投入的局限，實(shí)驗(yàn)課所用的晶體模型、標(biāo)本更新不足，尤其是很多礦物別本標(biāo)本不典型，導(dǎo)致結(jié)晶學(xué)中學(xué)到的很多知識(shí)在實(shí)際礦物上無(wú)法觀察，人為地割裂了結(jié)晶學(xué)和礦物學(xué)兩者間的聯(lián)系。如果上課時(shí)每個(gè)小組或每人能拿到一個(gè)晶體模型和礦物標(biāo)本，跟著教師的引導(dǎo)一起操作能起到更好的效果，這也是理論實(shí)踐一體化教學(xué)的前提。因此，在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)校需加大對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)施的投入，選購(gòu)多套模型標(biāo)本進(jìn)行教學(xué)，尤其是礦物標(biāo)本應(yīng)優(yōu)先選擇形態(tài)規(guī)則的。如果條件不足，也可以小班課堂授課，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，為學(xué)生創(chuàng)造自學(xué)條件。

2.4 強(qiáng)化師資力量

青年教師在結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程上的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及方法上還存在一定的欠缺，參與過(guò)的礦物學(xué)研究也不多，在自身科研實(shí)踐缺乏的情況下，難以及時(shí)將學(xué)科前沿知識(shí)和最新科研成果融入教學(xué)實(shí)踐中。因此，可以邀請(qǐng)?jiān)簝?nèi)有經(jīng)驗(yàn)的老教師一起開(kāi)展教學(xué)方法討論會(huì)，使青年教師在老教師的傳幫帶下，學(xué)方法、練技能，讓資深教師的教學(xué)方法及經(jīng)驗(yàn)得到有效的傳承。此外，對(duì)于結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程而言，目前國(guó)內(nèi)有許多精品課程和網(wǎng)絡(luò)資源[9]，青年教師可以反復(fù)學(xué)習(xí)這些在線課程，汲取他人的長(zhǎng)處，改進(jìn)自身的教學(xué)方法及教學(xué)手段。另一方面，還要加大結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程專業(yè)人士的引進(jìn)力度，將更專業(yè)的研究人員吸收到教師團(tuán)隊(duì)中，同時(shí)學(xué)校要激勵(lì)青年教師提升科研水平，用科研成果反哺教學(xué)。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程作為一門理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的課程，是很多后續(xù)地學(xué)課程的基礎(chǔ)，其重要性是毋庸置疑的。筆者在結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，總結(jié)了一些心得體會(huì)及探索性措施，旨在激發(fā)學(xué)生興趣、提高教學(xué)質(zhì)量。在今后的學(xué)習(xí)中，我們要不斷追蹤學(xué)科前沿，探索新的教學(xué)模式和方法，達(dá)到良好的教學(xué)效果。