礦物巖石學(xué)課程教學(xué)改革與實踐

摘 要 礦物巖石學(xué)是礦物資源工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性與實踐性。文章嘗試采用翻轉(zhuǎn)課堂、課外實踐、課程思政等方法開展課程教學(xué)改革，努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，以強(qiáng)化學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。通過教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果，并對礦物資源工程專業(yè)其他專業(yè)課的教學(xué)改革和人才培養(yǎng)提供了理論支持與實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 礦物巖石學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；實踐能力；教學(xué)改革

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.33.035

Teaching Reform and Practice of Mineralogy and Petrology Course

LI Xiurong， HE Aoping， YANG Wenchao

（School of Resources， Environment and Materials， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004）

Abstract Mineral petrology is an important foundational course in mineral resources engineering， with strong theoretical and practical significance. The article attempts to use methods such as flipped classroom， extracurricular practice， and curriculum ideological and political education to carry out curriculum teaching reform， striving to stimulate students' learning interest and enthusiasm， and strengthen their practical and innovative abilities. Through teaching reform， good teaching results have been achieved， and theoretical support and practical guidance have been provided for the teaching reform and talent cultivation of other professional courses in mineral resources engineering.

Keywords Mineralogy and Petrology; flipped classroom; practical ability；" teaching reform

1" 研究背景

礦物巖石學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容主要涵蓋結(jié)晶礦物學(xué)、巖石學(xué)和晶體光學(xué)的基本原理與知識。課程要求學(xué)生能掌握礦物巖石學(xué)的基本理論與知識，并且能對巖礦標(biāo)本進(jìn)行鑒定，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和野外勘查工作奠定基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，由于實驗條件和教學(xué)方法等因素的限制，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以教師實驗室內(nèi)演示為主，學(xué)生實驗大多數(shù)是重復(fù)一些演示實驗的內(nèi)容。教師演示實驗安排過多，學(xué)生的動手能力、實驗技能、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法的訓(xùn)練和培養(yǎng)就無法實現(xiàn)，不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對這種情況，在分析礦物巖石學(xué)課程特點的基礎(chǔ)上，我們強(qiáng)調(diào)理論課程與實踐相結(jié)合的教學(xué)理念，采用翻轉(zhuǎn)課堂、加強(qiáng)第二課堂實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式，推動課程改革符合建設(shè)高水平示范性應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的發(fā)展需求。

2" 礦物巖石學(xué)課程教學(xué)改革的建議

2.1" 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的強(qiáng)化應(yīng)用

翻轉(zhuǎn)課堂，亦稱反轉(zhuǎn)課堂[1]，要求學(xué)生先在課前預(yù)習(xí)，根據(jù)教師布置的題目自主學(xué)習(xí)課程內(nèi)容、跟進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)度，教師在課堂預(yù)留時間對學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行答疑解惑，幫助學(xué)生完成知識吸收[2-3]，目的是充分培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。目前，礦物巖石學(xué)課程主要采用多媒體教學(xué)，以教師講課為主，學(xué)生處于被動灌輸式的狀態(tài)。為實現(xiàn)礦物巖石學(xué)課程由傳統(tǒng)授課方式“講授為主”向“學(xué)生自主學(xué)習(xí)”的改革，需研究翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)“課前―課中―課后”的高效連接。

翻轉(zhuǎn)課堂的實施首先要實現(xiàn)課堂角色的轉(zhuǎn)換[4]，教師不再作為課堂講課的主角，而是轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的組織者、引導(dǎo)者，設(shè)計課堂各個環(huán)節(jié)，組織學(xué)生參與其中。引導(dǎo)學(xué)生做到課前提前預(yù)習(xí)，課中有效展示，課后積極實踐，根據(jù)布置的實踐任務(wù)，組織小組成員協(xié)作，通過討論完成課題作業(yè)。通過翻轉(zhuǎn)課堂引導(dǎo)學(xué)生多元思考，增強(qiáng)學(xué)生的親歷性，增強(qiáng)課堂的互動趣味性，促使學(xué)生真正能夠全身心地投入整個課程學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

翻轉(zhuǎn)課堂要求小組成員之間互相協(xié)作完成規(guī)定題目，在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上強(qiáng)調(diào)彼此之間配合完成任務(wù)，每個成員都有自己的單項任務(wù)，需要小組成員之間集思廣益，默契合作，建立起相互支持和信任的關(guān)系，促進(jìn)團(tuán)隊成員之間的溝通，增強(qiáng)團(tuán)隊的凝聚力，這對學(xué)生來說也是一種挑戰(zhàn)與訓(xùn)練，對其以后的學(xué)習(xí)和工作都是有益的嘗試。

翻轉(zhuǎn)課堂可以促進(jìn)課堂的討論、思考和專業(yè)交流，關(guān)注學(xué)生自我學(xué)習(xí)認(rèn)知的過程，提升其主動學(xué)習(xí)探究的能力，強(qiáng)調(diào)從不同角度考慮分析同一問題。因此，評價標(biāo)準(zhǔn)要體現(xiàn)課前、課中和課后這三個階段的綜合評價，而不是單一的課堂過程中的評價；教師不再作為評價的主體，換成學(xué)生互評、小組整體評價；評價的內(nèi)容包括學(xué)習(xí)成果、協(xié)作能力、實際參與體驗等多方面的評價標(biāo)準(zhǔn)。通過翻轉(zhuǎn)課堂的改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性得到了充分調(diào)動，課堂活躍度很高，并獲得絕大多數(shù)教師的認(rèn)可。

2.2" 重視課外實踐教學(xué)

礦物巖石學(xué)課程要求學(xué)生應(yīng)具備理論知識的積累，并通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的實際能力和創(chuàng)新意識[5]。嘗試把課堂由教室拓展到校園內(nèi)外及大自然這個更廣闊的課堂，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的巖礦現(xiàn)場鑒定技能，引導(dǎo)學(xué)生從驗證性學(xué)習(xí)擴(kuò)展到現(xiàn)場探索性學(xué)習(xí)。

第二課堂活動主要在校園內(nèi)和周邊的公園開展，教師充分利用校園內(nèi)外的石材以及周邊的公園設(shè)計相關(guān)實踐題目，進(jìn)行系列地質(zhì)認(rèn)識實踐，如“勸學(xué)島的石材考察”“青秀山石材考察”“大明山野外考察及花崗巖種屬”“伊嶺巖的巖石風(fēng)化剖面，了解土壤的形成特征”“岑溪紅花崗巖的分布及形成特征”?？疾爝^程中，學(xué)生在每個地質(zhì)點認(rèn)真觀察，并采集巖石標(biāo)本帶回教室，可做成手工標(biāo)本或制作成薄片作為實踐成果展示。學(xué)生通過前期調(diào)研和實地考察形成礦物巖石學(xué)考察報告，并在課堂上進(jìn)行小組討論交流，加深強(qiáng)化知識點，其討論表現(xiàn)和提交的考察報告將作為平時考核的一部分計入綜合考評。通過第二課堂活動將單一的課堂教學(xué)擴(kuò)展到了生活中和廣闊的大自然中，從課本上的驗證性學(xué)習(xí)擴(kuò)展到自主的探索性學(xué)習(xí)。

教師可鼓勵部分有興趣、有能力的學(xué)生積極參加學(xué)院組織的“以材觀鏡”“鑒萬變之礦石，守不變之初心”礦物鑒賞專業(yè)大賽等第三課堂活動實踐。礦物巖石千姿百態(tài)，神奇而又美麗，學(xué)生通過參加“以材觀鏡”大賽可以充分地觀察和了解礦物巖石的宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造圖像，并根據(jù)美學(xué)原則將這些圖像進(jìn)行陣列、旋轉(zhuǎn)等圖案創(chuàng)作，然后將這些觀察成果應(yīng)用于工藝品設(shè)計、服裝、家具和室內(nèi)設(shè)計中。

每學(xué)期舉行礦物鑒賞大賽，要求學(xué)生展示自己在野外實習(xí)中采集的礦物標(biāo)本，并通過演講和展板介紹礦物的特征和形成過程。邀請資深的地質(zhì)學(xué)家現(xiàn)場講解與指導(dǎo)，加深學(xué)生對礦物學(xué)知識的了解。大賽設(shè)置了攝影和繪畫比賽，學(xué)生用自己的作品展示了礦物的美麗和神奇，吸引了眾多師生前來觀看。大賽不僅提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和審美能力，也為校園文化生活增添了一抹亮麗的色彩。同時，礦物鑒賞大賽能鍛煉學(xué)生規(guī)范地操作礦物鑒定步驟，以及對礦物外觀構(gòu)造、物理性質(zhì)、化學(xué)性能的掌握程度。通過第三課堂的這些專業(yè)技能比賽，可以最大限度地弘揚(yáng)科學(xué)思想、激發(fā)科研興趣、拓展素質(zhì)，促使學(xué)生形成良好的競爭意識、合作意識、拼搏意識，激勵青年學(xué)生扎根八桂大地，心懷“國之大者”，勇挑時代大任。并且能拓寬實驗教學(xué)的空間，有利于在全學(xué)院范圍內(nèi)營造濃郁的科研文化氛圍、深化學(xué)科教育和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.3" 深化課程思政教學(xué)建設(shè)

2016年召開的全國高校思想政治工作會議強(qiáng)調(diào)，要將立德樹人作為教育的根本任務(wù)，要充分利用課堂教學(xué)，促進(jìn)思想政治理論課與其他學(xué)科課程的協(xié)同發(fā)展[6]" ；新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議明確指出，要建設(shè)一流本科，培養(yǎng)一流人才，專業(yè)教育是基本抓手[7]。廣西大學(xué)礦物資源與工程專業(yè)為國家特色專業(yè)和國家級專業(yè)綜合改革試點專業(yè)，本專業(yè)緊密結(jié)合有色金屬產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)以有色金屬采礦、選礦為主的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與加工高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才。學(xué)校將立德樹人理念深入貫徹落實到礦物巖石學(xué)課程教育的方方面面，明確育人目標(biāo)，并且積極探索具體的實踐路徑，充分發(fā)揮專業(yè)育人的作用，構(gòu)建科學(xué)的育人體系，引入我國老一輩地質(zhì)專業(yè)學(xué)者的經(jīng)典故事和奮斗歷程，促使學(xué)生傳承優(yōu)秀地質(zhì)人精神[8-10]。

教師通過講解老一輩地質(zhì)專家李四光院士運(yùn)用力學(xué)理論探究地殼運(yùn)動與礦產(chǎn)分布規(guī)律、指導(dǎo)石油找礦的事跡，激發(fā)學(xué)生傳承地質(zhì)行業(yè)的工匠精神。重點介紹地質(zhì)學(xué)英雄人物黃大年帶領(lǐng)團(tuán)隊在航空地球物理領(lǐng)域作出的突出貢獻(xiàn)。首先要學(xué)習(xí)黃大年的愛國主義精神，他放棄國外的優(yōu)厚待遇回國，彰顯了深厚的愛國情懷，激勵學(xué)生將個人的發(fā)展與國家的命運(yùn)緊密相連，培養(yǎng)學(xué)生為國家繁榮富強(qiáng)而努力奮斗的使命感。其次是黃大年的敬業(yè)精神，他全身心投入科研工作，不顧勞累、日夜奮戰(zhàn)，這種對事業(yè)的執(zhí)著和專注，能夠教育學(xué)生樹立正確的職業(yè)態(tài)度，培養(yǎng)敬業(yè)、勤奮、負(fù)責(zé)的工作精神。黃大年帶領(lǐng)團(tuán)隊協(xié)同攻關(guān)，充分發(fā)揮每個人的優(yōu)勢，這種團(tuán)隊協(xié)作的范例可以教導(dǎo)學(xué)生在集體中相互支持、共同進(jìn)步。此外，他無私奉獻(xiàn)、不計個人得失的高尚品德，為學(xué)生樹立了正確的價值觀和道德標(biāo)桿，引導(dǎo)學(xué)生追求更高尚的人生境界。

月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，是人類開展深空探測的前哨陣地和轉(zhuǎn)運(yùn)站，月球還蘊(yùn)含著豐富的鈦、鐵、釷、鈾等稀土元素資源和地球基本沒有的氦－3資源，探月工程是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的標(biāo)志性工程之一，將具有實踐意義的探月工程作為課程思政元素與專業(yè)內(nèi)容緊密結(jié)合，對激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和民族自豪感尤為重要。通過講解地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的前沿研究熱點，如“深空、深海、深地”探" 測，以及國家重大戰(zhàn)略工程，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)學(xué)科在國家建設(shè)發(fā)展中的重要地位，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自信。在礦物巖石學(xué)課程建設(shè)中，堅持立德樹人，在知識講授中加入課程思政元素，進(jìn)一步探索協(xié)同育人的課程思政工作模式，陶冶學(xué)生的地學(xué)文化情操，使其立志為學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)課程而努力，堅定他們?yōu)樽鎳刭|(zhì)事業(yè)作貢獻(xiàn)的決心和信心。

教學(xué)改革強(qiáng)調(diào)課程思政，突破了傳統(tǒng)思政課程的局限性，使各類課程與思政課程同向同行，同時也豐富了課程的教育功能，不僅要注重學(xué)生的知識和技能培養(yǎng)，還要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，潛移默化地受到思想政治教育，培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀、價值觀，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬拧Ｔ谡n程教學(xué)過程中實施課程思政時，需要注意以下幾點：自然融入，避免生硬地將思政內(nèi)容嵌入課程，要結(jié)合礦物巖石學(xué)課程特點找到恰當(dāng)?shù)那腥朦c，使思政元素與專業(yè)知識有機(jī)融合；以學(xué)生為中心，采用多樣化的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性；教師要不斷提高自身的思想政治素質(zhì)和教育教學(xué)能力，深入挖掘課程中的思政元素，并將其有效地傳授給學(xué)生。

3" 結(jié)語

礦物資源與工程類專業(yè)把培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新性思維的拔尖創(chuàng)新人才作為教育的核心指標(biāo)，針對礦物巖石學(xué)課程教學(xué)中內(nèi)容多但課時少、填鴨式教學(xué)模式、理論和實際應(yīng)用脫節(jié)、實踐教學(xué)條件不足以及考核方式固化等諸多不足之處，嘗試提出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、創(chuàng)新實踐教學(xué)以及加強(qiáng)課程思政等改革措施，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、溝通合作以及創(chuàng)新思維等方面的綜合能力。實踐創(chuàng)新能力是“雙一流”人才培養(yǎng)的核心指標(biāo)，通過創(chuàng)新實驗教學(xué)體系、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，建立了基于實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的地質(zhì)類本科生礦物巖石實驗教學(xué)改革方案。通過課程改革實踐，必定能培養(yǎng)出符合礦業(yè)行業(yè)發(fā)展需要，立足廣西，服務(wù)全國，輻射東盟，具有社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實踐能力、法治意識、國際視野的高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才。

*通信作者：楊文超

基金項目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目“新工科背景下利用大型儀器設(shè)備培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力的模式研究”（2022JGB107）；廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目（2024JGB115）。

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