摘 要： 《礦物材料》課程是中國地質(zhì)大學材料科學與工程專業(yè)的特色專業(yè)課程。從《礦物材料》課堂教學內(nèi)容的凝練、教學方法和教學手段的改進、知識面的拓展、創(chuàng)新思維的激發(fā)和實驗教學內(nèi)容的完善等方面，介紹在《礦物材料》課程與實驗教學中的思考和實踐。經(jīng)過三屆教學實踐證明，這種教學改革的嘗試是成功的，學生的收效很大。

關鍵詞： 《礦物材料》 教學內(nèi)容 思考 實踐

1.引言

當前社會發(fā)展對高等學校培養(yǎng)人才提出了很高的要求，要求培養(yǎng)出的人才有獨到見解、創(chuàng)新性思維及自主動手能力，即要培養(yǎng)出創(chuàng)新與研究型并為社會需求的人才[1]。這些對人才培養(yǎng)的目標要求，對高等學校的課程設置及教學過程提出了更高的要求。經(jīng)過20余年的研究與發(fā)展，《礦物材料》已經(jīng)成為我校材料科學與工程專業(yè)中一個相對獨立和完善的特色組成部分，是材料科學與工程專業(yè)中重要的教學部分。礦物材料是利用各種非金屬礦物資源，通過選礦提純、超細粉碎、表面改性和化學提純等加工工藝，制備出的具有各種用途的材料[2，3]。隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，礦物材料在節(jié)能減排、環(huán)境保護、生態(tài)修復、催化、農(nóng)業(yè)等領域獲得了非常廣泛的應用，礦物材料將為我國目前面臨的嚴重的環(huán)境、生態(tài)及能源問題提供一條新的有效的解決途徑。對于我校材料科學與工程專業(yè)來說，扎實的基礎，寬厚的知識面，豐富的實踐鍛煉和較強的創(chuàng)新意識，是未來創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要方面。對此，我們在《礦物材料》課程教學改革中圍繞這幾方面，做了一些有意義的探索和嘗試，并取得了一些成果。

2.凝練課堂教學內(nèi)容

《礦物材料》是材料科學與工程專業(yè)的專業(yè)必修課?？傆媽W時為40學時，其中24學時為理論教學，16學時為實驗教學。如何利用這24學時的課堂教學將《礦物材料》最核心的內(nèi)容講好，長期以來一直是我們探討和關注的問題。經(jīng)過近幾年探討，我們將《礦物材料》核心內(nèi)容歸納為礦物材料制備技術，并具體化到各種典型的功能礦物材料，如以沸石、膨潤土、高嶺土、石英等為主要成分的礦物材料[4]。同時，礦物材料的應用方面是必須加以說明和解釋的。我們重點介紹礦物材料在環(huán)境保護、土壤修復、催化和農(nóng)業(yè)中的應用原理、應用現(xiàn)狀及應用前景，讓學生對礦物材料的應用有很深的印象。

3.改進教學方法與教學手段

本課程的教學方法和教學手段多樣化，主要手段包括：課堂講授、課題討論和研究型學習，以期學生能夠在掌握礦物學基本知識的基礎上，對礦物材料及其應用有深入了解和認識。通過這些教學方法和手段，能開闊視野，擴大知識面，激發(fā)學習興趣。

課堂講授是本課程教學的主要環(huán)節(jié)，采用啟發(fā)引導、靈活互動的教學方法，主要以多媒體方式（PPT文件）為主，配合圖片、教學課件等輔助方式。此種方式可以集成大量信息，可以提高教學效率并調(diào)動學生的積極性。我們補充了相關可以提高學生興趣、增強知識性的內(nèi)容。如在講授礦物材料的環(huán)境功能時，介紹了礦物材料治理藍藻新進展；在講授礦物材料在農(nóng)業(yè)中的應用時，介紹了礦物材料提高糧食產(chǎn)量和作物質(zhì)量的實驗。通過這些實例，說明礦物材料的前沿及其未來的廣泛應用前景，這不僅開闊了學生的視野，而且大大激發(fā)了學生的學習熱情。使學生認識到，原來礦物材料還有如此大的用處。課題討論是我們新進引入的一種有效的教學手段。課題由教師指定分配或者學生自己選擇有關礦物材料的課題，并在課堂上做主題報告。經(jīng)過三年實踐，我們發(fā)現(xiàn)此舉不僅激發(fā)了學生的學習熱情，提高了學習興趣，而且使學生對礦物材料的認識更加深入，對其應用能提出一些新的思路。

研究型學習注重學生的科研興趣和能力培養(yǎng)，及時介紹學科中的某些前沿和存在的基本問題，保持教學內(nèi)容的新穎性和實踐性。這樣一方面做到科研與教學相結合，拓寬學生知識面，另一方面給學生獨立思考的機會，開闊學生思維和科研創(chuàng)新意識。除此之外，我們還有意識強調(diào)平時成績的權重，相對淡化期末考試，從一個側面督促學生重視和抓緊平時的學習。

4.拓寬知識面，激發(fā)創(chuàng)新思維

目前，我國高等教育普遍存在的問題就是學生知識面較窄，創(chuàng)新性不強。我們在講授《礦物材料》課程時，十分注重學生知識面的拓寬，因為知識面的擴寬，有利于同學創(chuàng)新思維、思考問題、解決問題。這樣就可以進一步理解和鞏固所學的知識，并能提高學生學習積極性，同時還可以將本課程的知識與其他課程相結合，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，增強他們的學習主動性。如在講授礦物材料在農(nóng)業(yè)中的應用時，我們從古代將石灰應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)說起，逐步拓展到礦物材料在天然肥料、土壤改良劑、復混肥、飼料添加劑、農(nóng)藥、菌肥載體、作物生長調(diào)節(jié)劑等方面的應用，分析礦物材料在農(nóng)業(yè)上應用的基本原理，使學生對礦物材料與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關系有了全新的認識。在講授礦物材料在污水處理中的應用時，從處理污水的原理出發(fā)，分析礦物材料在處理污水中的作用。通過知識面的拓寬，學生的學習熱情高漲，創(chuàng)新思想得到一定程度的提高。有學生指出，目前阻礙TiO2光催化應用的回收問題，可否通過與蒙脫石這樣的層狀礦物材料的復合得以解決。這是一個很有前途的創(chuàng)新性設想，我們就讓學生專門找相關文獻，并在后續(xù)課程中進行深入的探討。

5.實驗教學內(nèi)容利于促進學生興趣與創(chuàng)新能力結合

在實驗教學內(nèi)容設計中牢固樹立以“興趣為出發(fā)點，創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標”的實驗教學觀念，探索實驗教學的改革內(nèi)容，建立和實施以基本操作技能和創(chuàng)新設計能力并重的實驗教學體系。實驗教學內(nèi)容設計要特別體現(xiàn)出學生的興趣與愛好，培養(yǎng)學生將科學實驗變成一種自覺的行為，使學生在完成科學實驗的過程中具有樂趣感與成就感，激發(fā)學生的創(chuàng)新性意識。因此，在實驗課程實施中應充分尊重、激發(fā)學生的興趣，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實際能力。

為了做到這一點，我們在設計與實施實驗教學內(nèi)容時通過學生自己制備礦物材料并對其進行簡單地應用提高學生的興趣。讓學生將研究型實驗當做一件有趣的事情完成，不要形成負擔或強大的壓力。讓學生自覺將完成這個實驗變成一種生活樂趣。這樣做有利于學生完成實驗時身心愉快，能夠最大限度地培養(yǎng)與發(fā)揮學生的觀察能力與思維創(chuàng)新能力。

具體來說，我們設計了一系列有關沸石礦物材料的制備及初步應用的實驗。沸石是一種優(yōu)良的吸附劑，因此，本實驗以河南上天梯的沸石為原料，通過離子交換技術制備H型沸石，再將H型沸石與凝膠進行結合，制備出具備一定吸附性的吸附劑，并將其應用于對水和氣體的吸附實驗。該實驗的設計系統(tǒng)化、科學化，將礦物材料的制備技術與應用有機結合，使學生產(chǎn)生濃厚的興趣與實驗熱情，取得了良好的效果。

6.良好的教學效果

我們在《礦物材料》教學改革和課程建設方面付出的努力，得到了各方面的承認和廣泛的好評。該專業(yè)老教授聽課后認為，課程內(nèi)容新穎，教學手段豐富，方法得當，注重理論和實踐的結合，大量實例增強了課程的趣味性和應用性，實驗教學內(nèi)容設計系統(tǒng)而科學，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維及自主動手能力方面進行了有益的探索。學生普遍認為，通過礦物材料學課程，他們對礦物材料有了全新的認識，改變了傳統(tǒng)的看法，尤其是礦物材料實驗教學內(nèi)容設計新穎，趣味性強，并有最終的產(chǎn)品得到，可以付諸實際應用，改變以往實驗教學內(nèi)容的演示性和不系統(tǒng)性。

當然，我們?nèi)〉玫倪@些成績與學校和其他各方面的支持和幫助是分不開的，激勵我們繼續(xù)努力，不斷結合學科發(fā)展更新教學內(nèi)容、改革教學方法和手段，進一步強化教學效果，使《礦物材料》成為一門精品課程，為國家培養(yǎng)精品人才作出貢獻。

參考文獻：

[1]邊潔，齊寶森.研究型學習模式及其在高等教育中的應用[J].高等理科教育，2005（S1）：11-13.

[2]汪靈.礦物材料學的內(nèi)涵與特征[J].礦物巖石，2008，28（3）：1-8.

[3]吳季懷.礦物材料芻議[J].礦物學報，2001，3：278-283.

[4]沈上越，李珍.礦物巖石材料工藝學[M].中國地質(zhì)大學出版社，2005.

通訊作者：李飛