史長亮，謝玉娟，趙繼芬，程敢，聶彥合，鄧小偉

（河南理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南焦作 454003）

教育教學(xué)全過程需實現(xiàn)“全程育人、全方位育人”的理念已在全國高校范圍推廣，其實施載點是以立德樹人的思政教育為中心環(huán)節(jié)。思政教育在工學(xué)、文學(xué)、理學(xué)等大類學(xué)科課程體系中的融入貫穿已由教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實施綱要》等文件明確提出，實現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機統(tǒng)一，深入推進(jìn)課程思政建設(shè)，著力提升育人質(zhì)量；由此對所依托課程傳授的知識體系的凝練、對思想政治資源的充分挖掘，尤其對及全方位育人環(huán)境的構(gòu)建顯得尤為重要[1]。

情境設(shè)計的關(guān)注源于德國科學(xué)家對15g 鹽攝入手段的更新，最終將其放入一碗美味可口的湯中可以被大家接受下咽。情境之于知識，猶如湯之于鹽，情境設(shè)計作為新型教學(xué)手段，可以對授課內(nèi)容形象化、生動化，引起學(xué)生的興趣激發(fā)、情感共鳴，最大程度降低學(xué)生的厭學(xué)、吸收效果差的現(xiàn)象，從而可以更好地落實教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。

目前各高校正積極地分類推進(jìn)課程思政建設(shè)，磁電分選技術(shù)作為工科類礦物加工工程專業(yè)的核心課程在國內(nèi)建設(shè)正起步。本文將探索更多適于磁電分選技術(shù)課程的情景教育模式，巧妙依托情境式案例設(shè)計教學(xué)體系，最終有力推動思政與專業(yè)教學(xué)形成育人合力，讓礦物加工專業(yè)學(xué)生更加堅定理想信念，達(dá)到適應(yīng)于礦物加工卓越工程師高水平人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、課程介紹

磁電分選技術(shù)課程為礦物加工工程學(xué)科的專業(yè)必修課，授課內(nèi)容以磁電物理基礎(chǔ)-磁電分選設(shè)備-磁電分選工藝為核心，為礦物加工學(xué)生培養(yǎng)磁電選礦實踐所需的基礎(chǔ)知識，具備服務(wù)鐵礦、錳礦、有色礦山等現(xiàn)場能力。如何在授課開始做到“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動性”、“凸顯核心知識點及難點”、“引導(dǎo)學(xué)生對技術(shù)的思考”三位一體遞進(jìn)式的學(xué)習(xí)效果顯得尤為重要。該課程的緒論內(nèi)容重點講述了磁電分選技術(shù)發(fā)展史過程中涌現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵點、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的多元化、代表人物的貢獻(xiàn)度、典型企業(yè)創(chuàng)新貢獻(xiàn)度，以此內(nèi)容為主線，深入挖掘、巧妙設(shè)計多種情境，讓學(xué)生切實體會學(xué)有所用、學(xué)以致用的意義[2]。

二、課程思政教學(xué)情境設(shè)計

（一）情境設(shè)計內(nèi)容

磁電分選技術(shù)課程教學(xué)過程的情境設(shè)計需重點權(quán)衡學(xué)生的專業(yè)背景以及學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性能否激發(fā)。本文前期調(diào)研總結(jié)了2017 級學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的問題現(xiàn)狀，如下所述：

1.學(xué)生缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新意識、問題導(dǎo)向及創(chuàng)新點的挖掘欠缺；

2.學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣不高，尤其是對于冰冷設(shè)備的理解不到位，只是僵硬地對于結(jié)構(gòu)、分選原理的認(rèn)知；

3.學(xué)生因考研及工作需求，對于某些行業(yè)大咖的現(xiàn)狀及發(fā)展前景比較感興趣；

4.學(xué)生對于非煤礦產(chǎn)資源的了解度不夠；

5.“雙碳”戰(zhàn)略下課程知識體系與低碳技術(shù)的關(guān)聯(lián)度認(rèn)識不夠。

基于此，本文圍繞磁電分選技術(shù)發(fā)展史，以學(xué)生的思政教育為核心目標(biāo)，設(shè)計了多種教學(xué)情境，包括創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)、中國品牌技術(shù)、業(yè)內(nèi)行家故事、技術(shù)的多元化應(yīng)用、助力“雙碳”戰(zhàn)略，配合課程內(nèi)容的穿插進(jìn)行思政烘托。文中設(shè)計的情境設(shè)計內(nèi)容及擬達(dá)到的效果對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 情境設(shè)計內(nèi)容及預(yù)期效果

（二）“創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)”情境設(shè)計

磁電分選技術(shù)發(fā)展從17 世紀(jì)利用手提永久性磁鐵從錫石和其他稀有金屬精礦中除鐵開始，經(jīng)歷了輥式/帶式磁選機、筒式磁選機，直至20 世紀(jì)初，市場上的磁選機存在：分選空間小、處理能力低、適用于大塊強磁性礦物的技術(shù)特點，以致國內(nèi)鋼鐵快速發(fā)展時期，對于占比較大的弱磁性赤鐵礦分選，其粉狀資源堆積無法處理，造成資源浪費。設(shè)計第一個創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)-瓊斯磁選機的研發(fā)（20 世紀(jì)60 年代），講述該磁選機的發(fā)明者瓊斯在無意間感受到了齒板在磁場空間可以產(chǎn)生足夠高的磁場梯度，且形成的磁場力足以分選弱磁性粉體，同時，多層齒板的布置可以有效增大處理量，從而推動磁選技術(shù)的發(fā)展；而瓊斯發(fā)現(xiàn)的齒板現(xiàn)在稱為聚磁介質(zhì)且一直在做結(jié)構(gòu)、布置方式、充填率等創(chuàng)新，也正是出現(xiàn)了聚磁介質(zhì)，弱磁性粉體才得以處理。然而，隨著聚磁介質(zhì)的現(xiàn)場使用，細(xì)粒物料的堵塞問題對選礦工作者產(chǎn)生了極大干擾，分選效率降低。設(shè)計第二個創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)-SLON 磁選機的研發(fā)（20世紀(jì)80 年代），講述熊大和博士如何在實驗室將脈動水流引入分選過程，從而解決細(xì)粒堵塞以及如何依靠該創(chuàng)新點創(chuàng)業(yè)成功的案例[3]。

輥式磁選機經(jīng)歷了第一代磁滑輪（CT 型）、第二代永磁筒式磁選機（CTG 型），根據(jù)工業(yè)實際生產(chǎn)情況，現(xiàn)有輥式磁選機出現(xiàn)磁鏈夾雜工程問題。引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)設(shè)計和磁系布置方式上進(jìn)行思考，將磁輥設(shè)計成多輥類型，將拋出方式修改為逆重力吸出方式，將環(huán)形磁系設(shè)計為多塊拼接磁系類型，依據(jù)具體工況選擇合適的布置方式等，從而選擇性價比較好的最優(yōu)方案?；诖?，順勢引出北科大李教授做的新型輥式機、河南理工大學(xué)自主研發(fā)的輥式磁選機以及山東華特推出的平板式磁選機等新型結(jié)構(gòu)類型，讓學(xué)生學(xué)有所悟、知其然、創(chuàng)新思維解決問題，同時引導(dǎo)學(xué)生從機電、信控專業(yè)方向進(jìn)行通盤考慮、合作，在不同的領(lǐng)域盡自己最大的努力優(yōu)化磁選設(shè)備，在保證效率的同時也保證裝置可實現(xiàn)的最大可能性[4]。

通過創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)的情境設(shè)計，讓學(xué)生感受到在技術(shù)發(fā)展到一定瓶頸期，如果能夠積極思考，尊重技術(shù)規(guī)律，保持創(chuàng)新發(fā)展理念及技術(shù)傳承意識，可以解決技術(shù)問題，從而為國家作出積極貢獻(xiàn)。

（三）“中國品牌技術(shù)”情境設(shè)計

國內(nèi)鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展過程中，對鐵礦資源的需求量與日俱增。我國鐵礦資源的整體特點呈現(xiàn)了“貧、細(xì)、雜”的特點，可利用原生鐵礦量少，難以滿足鋼鐵需求。一段時間內(nèi)，國內(nèi)只能從國外進(jìn)口鐵礦資源，然而國外的鐵礦資源主要集中在澳大利亞等企業(yè)，形成資源壟斷。設(shè)計中國品牌技術(shù)-鐵礦高效磁選技術(shù)，優(yōu)化鐵礦選礦工藝，提高入爐品位，消除技術(shù)壁壘，使我國的鐵礦選礦技術(shù)引領(lǐng)世界，如近幾年韓躍新提出的流態(tài)化閃速磁化焙燒工藝，將極大提高赤鐵礦、褐鐵礦等資源利用率，現(xiàn)在已經(jīng)推廣國外，該情境的烘托足以引領(lǐng)學(xué)生樹立家國情懷、民族意識、責(zé)任擔(dān)當(dāng)。同時，對于鐵礦資源的補給，含鐵固廢也是很好的資源，如鋼渣、鋅窯渣等。設(shè)計中國品牌技術(shù)-固廢資源化高效磁選技術(shù)，通過基礎(chǔ)知識的運用，設(shè)計出可供優(yōu)選的分選工藝，在固廢處理及鐵礦資源補給兩者兼顧，做綠水青山的踐行者。

（四）“業(yè)內(nèi)行家故事”情境設(shè)計

在介紹磁電選技術(shù)發(fā)展歷程中，以磁電基礎(chǔ)理論解析、聚磁介質(zhì)設(shè)計、磁鏈問題剖析、磁化焙燒技術(shù)、磁電選實踐等熱點技術(shù)為大背景，重點搜集了各行中做出突出貢獻(xiàn)的行家學(xué)者、企事業(yè)單位。情境設(shè)計1：國內(nèi)某高校教師如何將研發(fā)產(chǎn)品服務(wù)現(xiàn)場實踐，經(jīng)歷的艱難困苦對于我們的啟發(fā)；情境設(shè)計2：國外麻省理工物理學(xué)博士如何將磁電技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于坑口電廠燃煤凈化，行業(yè)的轉(zhuǎn)變他如何腳踏實地一步一步干起來；情境設(shè)計3：某磁電公司從創(chuàng)業(yè)初期到行內(nèi)領(lǐng)軍，如何正確認(rèn)識及對待磁選行業(yè)的問題及機遇，企業(yè)不斷交叉創(chuàng)新，研發(fā)永磁彈射技術(shù)、電磁驅(qū)動人工造浪技術(shù)、醫(yī)用核磁儀用于服務(wù)社會發(fā)展，為人民謀幸福。通過介紹學(xué)者們一些鮮為人知的原始想法、做法和獨特的人格魅力，讓學(xué)生了解、分析、思考，引領(lǐng)學(xué)生樹立干一行愛一行、腳踏實地、為人民服務(wù)的思政理念。

（五）“技術(shù)多元化應(yīng)用”情境設(shè)計

磁電利用在日常生活中隨處可見，在工業(yè)生產(chǎn)中更是必不可少的存在。我國礦產(chǎn)資源情況三大特點：貧、細(xì)、雜，決定了在選礦中選別和回收是必要的，如金屬礦石的選別、重介質(zhì)選礦中介質(zhì)的回收、非金屬礦物原料中除去含鐵雜質(zhì)、排除鐵物保護(hù)破碎機和其他設(shè)備、和冶煉生產(chǎn)的鋼渣中回收廢鋼等，都是磁電選礦技術(shù)的應(yīng)用。磁電選別技術(shù)是有共通性的，即在需要區(qū)分的兩種或兩種以上的混合物中，至少有一種是帶有磁性的，或者通過感應(yīng)檢測進(jìn)行區(qū)分。一種技術(shù)不應(yīng)該只能用在一個領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行思考，發(fā)現(xiàn)至少在食品檢測中，磁電選別技術(shù)也能有一席之地。如粉體達(dá)標(biāo)檢測，就能夠利用磁電選別技術(shù)去除有害雜質(zhì)；水果蔬菜果體檢測，可根據(jù)果肉中特定的元素含量來確定果體的品質(zhì)，又或者通過感應(yīng)確定重量是否達(dá)標(biāo)等。作為工科類專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)當(dāng)明白所學(xué)的知識、所掌握的技能都是要解決實際問題的，不能只拘泥于單一的思維模式，要學(xué)會開拓思路，才能為社會作出更多的貢獻(xiàn)[5]。

（六）助力“雙碳戰(zhàn)略”情境設(shè)計

面對經(jīng)濟發(fā)展過程中二氧化碳超標(biāo)排放造成的環(huán)境及生態(tài)壓力，以習(xí)近平總書記為核心的黨中央提出中國將實施“雙碳”戰(zhàn)略，即：2030 年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年前實現(xiàn)碳中和。在2021 年的政府工作報告中，“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”被列為重點任務(wù)之一，加快推動綠色低碳發(fā)展也被列入“十四五”發(fā)展規(guī)劃之中?！半p碳”戰(zhàn)略是造福人類、經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的客觀需要。近年來，在“雙碳”戰(zhàn)略的大背景下，結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略和社會對工程技術(shù)人才的要求，該課程不斷完善培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置的課程體系進(jìn)一步凸顯地礦學(xué)科特色，主動適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的新要求，引領(lǐng)學(xué)生社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)、強化實踐能力。

同時，在磁電技術(shù)實踐中，凸顯現(xiàn)有礦產(chǎn)資源的固廢排放與污染、占用大量土地資源揚塵污染、土壤荒漠化、鹽堿化，將重點提升至環(huán)境問題導(dǎo)致的區(qū)域和諧危機日益突出。面對大面積裸露廢棄地，水、土、氣、地質(zhì)等環(huán)境問題接踵而至，讓學(xué)生意識到：“磁電技術(shù)體系？干什么？怎么干？”，如何更好地助力加快建設(shè)《中國制造2025》明確要求的大幅提升工業(yè)綠色化、生態(tài)化、低碳化水平的“綠色經(jīng)濟”步伐。

（七）情境設(shè)計效果考量

該課程重點將通過“可操作性”層面，建立與達(dá)到效果相對應(yīng)的考核內(nèi)容和評分標(biāo)準(zhǔn)，用于證明課程思政目標(biāo)的達(dá)成，量化評價表見表2。

表2 量化評價表

三、結(jié)束語

本文以磁電分選技術(shù)發(fā)展過程中展現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)折點、技術(shù)服務(wù)時效性、行業(yè)典型的人和事等脈絡(luò)為基點，通過深入挖掘、巧妙設(shè)計，形成了多種教學(xué)情境，在授課過程中，有機地將知識點與情境內(nèi)容結(jié)合，讓學(xué)生迸發(fā)創(chuàng)新思維火花的過程，培養(yǎng)他們批判思考、實事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，同時也讓他們懂得現(xiàn)在國內(nèi)磁電選技術(shù)的引領(lǐng)是無數(shù)科學(xué)家的研究成果和高尚人格的集中體現(xiàn)，最重要的無形中為學(xué)生樹立干一行愛一行、腳踏實地、為人民服務(wù)的思政理念，熏陶了他們樹立家國情懷、民族意識、責(zé)任擔(dān)當(dāng)。最終通過打造思政教學(xué)情境，配合教學(xué)知識點，使學(xué)生真正喜歡本課程，達(dá)到現(xiàn)有工科專業(yè)立德樹人的基本培養(yǎng)目標(biāo)體系。同時利用磁電技術(shù)積極主動采取有效措施，綜合利用資源優(yōu)勢的同時，堅持生態(tài)優(yōu)先、選礦與環(huán)境協(xié)同發(fā)展的原則，建設(shè)環(huán)境友好、生態(tài)和諧、經(jīng)濟可行的綠色礦山，真正實現(xiàn)礦業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。