《硅酸鹽巖相學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容與方法商榷*

彭美勛，宋 飛，向六一，成娟娟

(湖南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展要求高等學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生不但要具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還要適應(yīng)廣泛的就業(yè)方向。這種“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的培養(yǎng)模式[1]導(dǎo)致本科學(xué)生所開的課程增加，原本的專業(yè)基礎(chǔ)課程課時(shí)普遍被壓縮。如何在被壓縮的有限課時(shí)內(nèi)打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，是擺在廣大高校教育工作者面前的恒久挑戰(zhàn)?！督Y(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》本是地質(zhì)學(xué)科開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著材料科學(xué)的崛起，許多高校無機(jī)非金屬材料本科專業(yè)也將其列為基礎(chǔ)課程。長期以來，無機(jī)非金屬材料專業(yè)的《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》教學(xué)沿襲地質(zhì)專業(yè)的教材與教學(xué)方法，連教學(xué)任務(wù)也由地質(zhì)專業(yè)的教師承擔(dān)。湖南科技大學(xué)從2019年開始，各材料學(xué)方向采用統(tǒng)一的專業(yè)名稱“材料科學(xué)與工程”進(jìn)行大類招生，且各專業(yè)方向重新編制教學(xué)大綱。為適應(yīng)材料大類招生背景下無機(jī)非金屬材料方向的教學(xué)需要，增強(qiáng)課程針對(duì)性，教研組新設(shè)立《硅酸鹽巖相學(xué)》課程替代原來的《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》，并在原《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程的基礎(chǔ)上調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，參考《硅酸鹽巖相學(xué)》通用課程編制教學(xué)大綱，同時(shí)配套教學(xué)改革，以提高教學(xué)效果。現(xiàn)將本教研組對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容與方法的做法撰文發(fā)表，與廣大教學(xué)同仁商榷。

1 相關(guān)課程教學(xué)現(xiàn)狀

《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》授課學(xué)時(shí)最多的主要在地質(zhì)相關(guān)專業(yè)，但現(xiàn)在的開課課時(shí)也從1980年代的100課時(shí)以上壓縮到80課時(shí)以下，材料專業(yè)的課時(shí)則更是被壓縮到30～50課時(shí)不等。為了適應(yīng)這一變化，廣大《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》授課教師做了大量的教學(xué)改革研究，主要集中在地質(zhì)專業(yè)方向[2-6]。主要改革舉措包括：①大力發(fā)展多媒體教學(xué)甚至動(dòng)畫教學(xué)，充分發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代提供的便利和優(yōu)勢(shì)；②實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”等新型教學(xué)方法來代替由教師單向授課的“填鴨”教學(xué)模式；③更加重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。凡此等等，在一定程度上彌補(bǔ)了教學(xué)課時(shí)的不足，但仍然難以從根本上扭轉(zhuǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、教學(xué)成效不斷滑坡的趨勢(shì)。至于材料專業(yè)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程的教學(xué)改革，雖然也有人涉及，但除強(qiáng)調(diào)需要凝煉教學(xué)重點(diǎn)外，與地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)改革方法并無本質(zhì)差異[7]?？傊牧蠈I(yè)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》教學(xué)仍普遍存在針對(duì)性不強(qiáng)，配套教學(xué)方法手段不完備，課程考核松馳，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，整體教學(xué)效果不佳等缺陷。彭美勛等針對(duì)無機(jī)非金屬材料專業(yè)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》的教學(xué)改革提出了調(diào)整和凝聚教學(xué)重點(diǎn)、注重過程考核和適當(dāng)配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)等舉措，被多年教學(xué)實(shí)踐證明具有較好的教學(xué)效果[8]，但并未進(jìn)行系統(tǒng)全面、有機(jī)配套的教學(xué)改革，對(duì)教學(xué)效果的促進(jìn)潛力仍遠(yuǎn)未發(fā)揮出來。

有些高校無機(jī)非金屬材料方向并未開設(shè)《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》而以《硅酸鹽巖相學(xué)》代替，這雖然克服了前者專業(yè)針對(duì)性不強(qiáng)的問題，但也帶來新的困擾：典型的《硅酸鹽巖相學(xué)》教學(xué)內(nèi)容除包括結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)的基本內(nèi)容外，還包括巖石學(xué)、晶體光學(xué)、偏光顯微分析和傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的巖相分析等[9]，課程內(nèi)容繁雜且不夠緊湊；而且，課程相關(guān)知識(shí)要求兼顧理論知識(shí)與動(dòng)手能力，難度超越學(xué)生實(shí)際能力；況且實(shí)際開課課時(shí)有限，與《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》差別不大，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)課時(shí)不匹配的矛盾非常突出，導(dǎo)致教學(xué)效果普遍差強(qiáng)人意。有些任課教師針對(duì)該課程教學(xué)中的突出問題提出了一些破解建議，但受客觀條件制約，真正具有實(shí)效和可操作性的并不多[10-12]。

2 本校《硅酸鹽巖相學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)

本校為《硅酸鹽巖相學(xué)》分配了48教學(xué)課時(shí)，教研組以此為基本依據(jù)，針對(duì)無機(jī)非金屬材料方向的實(shí)際需要，以教學(xué)實(shí)效為目的，審慎選擇教學(xué)內(nèi)容編制課程教學(xué)大綱。原《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》的基本內(nèi)容仍包含在《硅酸鹽巖相學(xué)》之中，但需要對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)，同時(shí)充實(shí)新的知識(shí)點(diǎn)，并突出課程重點(diǎn)和難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

(1)重基礎(chǔ)，簡(jiǎn)細(xì)瑣

結(jié)晶學(xué)是地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，也是材料學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，該部分的骨干知識(shí)需要保留，包括晶體的概念、布拉維法則、面角守恒定律、晶體的宏觀對(duì)稱、晶體分類、晶體的幾何常數(shù)、結(jié)晶學(xué)符號(hào)、整數(shù)定律、晶帶定律、晶體的單形和聚形等內(nèi)容，但需要著重于對(duì)基本概念和基本知識(shí)的理解，取消晶體測(cè)量和晶體的極射赤平投影等純方法性知識(shí)點(diǎn)和晶體的微觀對(duì)稱等專業(yè)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的內(nèi)容，簡(jiǎn)化單形推導(dǎo)等知識(shí)點(diǎn)講授。礦物學(xué)方面以礦物學(xué)通論為重點(diǎn)，主要講授礦物的概念、礦物的化學(xué)組成、尤其是礦物中的水、礦物的晶體形態(tài)、礦物的物理性質(zhì)及其影響因素等，簡(jiǎn)單介紹礦物分類、礦物成因等內(nèi)容取消不講。

(2)礦物學(xué)各論突出重點(diǎn)和典型，做到舉一反三

礦物學(xué)各論牽涉到的礦物種類繁多，多數(shù)礦物無機(jī)非金屬材料專業(yè)很少接觸，故對(duì)金屬礦物基本只講含鐵鈦的礦物，重點(diǎn)是氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽等非金屬造巖礦物，硅酸鹽礦物中又以粘土礦物為重中之重，長石次之。對(duì)無機(jī)非金屬材料方向經(jīng)常接觸的礦物要選重點(diǎn)講細(xì)講透，使學(xué)生因此舉一反三地了解礦物的鑒定方法和研究方法。

(3)增加巖石學(xué)的基本內(nèi)容

考慮到無機(jī)非金屬材料方向接觸到的實(shí)際礦物原料是以巖石而不是以礦物的形式存在，為了提高學(xué)生對(duì)礦物原料的認(rèn)知程度，我們?cè)谡n程里增加了巖石學(xué)的內(nèi)容，主要強(qiáng)調(diào)巖石的概念以與礦物區(qū)分，并各舉典型巖石分述三大巖類。

(4)取消晶體光學(xué)、偏光顯微分析及傳統(tǒng)非金屬材料巖相相關(guān)的授課內(nèi)容

通常的《硅酸鹽巖相學(xué)》包括晶體光學(xué)與偏光顯微分析的內(nèi)容，該部分內(nèi)容雖然對(duì)無機(jī)非金屬材料專業(yè)很有價(jià)值，但自成一個(gè)獨(dú)立完整的知識(shí)體系并需要扎實(shí)的鏡下實(shí)驗(yàn)課時(shí)配合才能掌握。受課程學(xué)時(shí)和學(xué)生基礎(chǔ)的限制，學(xué)生難以理解和掌握相關(guān)知識(shí)，為保證基本的教學(xué)效果，對(duì)這部分內(nèi)容忍痛割愛。

(5)設(shè)置適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課時(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合

原《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程的教學(xué)大綱中沒有安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)。考慮到課程的實(shí)際情況，《硅酸鹽巖相學(xué)》設(shè)置了6個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，分別對(duì)應(yīng)結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)和巖石學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，以加深課程知識(shí)的理解與掌握程度。

3 本?！豆杷猁}巖相學(xué)》課程教學(xué)方法特點(diǎn)

(1)合理使用教具

《硅酸鹽巖相學(xué)》課程是理論與實(shí)踐兼?zhèn)涞恼n程，其中結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不僅理論性強(qiáng)，邏輯嚴(yán)密，且需要很強(qiáng)的形象思維能力和空間想象能力，而礦物學(xué)知識(shí)又需要理論授課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合才能學(xué)好。為了上好該課程，教研組購置了晶體微觀結(jié)構(gòu)的球棍模型、單形與聚形的木制模型、礦物標(biāo)本和巖石標(biāo)本等，并且由地質(zhì)與材料專業(yè)的老師聯(lián)合把關(guān)選擇礦物與巖石標(biāo)本的種類與品質(zhì)，保證標(biāo)本的質(zhì)量及與無機(jī)非金屬材料方向的相關(guān)性。在課堂上利用晶體結(jié)構(gòu)與外形的模型來幫助理解結(jié)晶學(xué)知識(shí)，用典型礦物和巖石標(biāo)本實(shí)物來增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解。

(2)增加現(xiàn)場(chǎng)問答和課后作業(yè)

結(jié)晶學(xué)知識(shí)需要充分理解才能準(zhǔn)確消化和牢固掌握，為強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，要多設(shè)計(jì)相關(guān)練習(xí)題，通過課后作業(yè)和課堂提問相結(jié)合的方式，實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，并促使學(xué)生主動(dòng)準(zhǔn)確理解單形、雙晶、同質(zhì)多象等等重要而關(guān)鍵的概念。

(3)理論課老師直接指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單地將各種模型和礦物標(biāo)本帶入課堂，讓學(xué)生對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和晶體形態(tài)及對(duì)稱性有直觀感覺并不能充分落實(shí)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。讓學(xué)生對(duì)著模型學(xué)習(xí)晶體對(duì)稱、單形與聚形知識(shí)，對(duì)照礦物與巖石標(biāo)本鞏固加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握與理解，并布置課堂作業(yè)以保證課程內(nèi)容的落實(shí)和質(zhì)量保障。