矿物加工工程专业概论课程教学改革思考

作者: 韩广 丰奇成

[摘 要]矿物加工工程专业概论课程是矿物加工工程专业本科生最先接触的一门专业课程,对促使学生掌握专业概念、建立专业知识框架具有重要作用。该课程具有内容广泛、知识点分散、课时有限等特点,容易导致学生学习积极性下降,教师难以高质量完成教学目标。基于这些课程特点,针对当前教学中存在的问题,文章提出了从丰富教学内涵、激发学生学习积极性、优化教学内容、创新教学方法、优化教学团队结构、改革考核方式等方面进行改革,以期提高课程教学效果和教学质量,增强学生的专业自信,提升学生的综合素质。

[关键词]矿物加工工程专业概论课程;教学内涵;教学改革

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)12-0020-04

矿物加工工程是昆明理工大学的传统优势学科、国家级特色专业。矿物加工工程专业概论课程是矿物加工工程专业的必修课,也是采矿工程、地质工程等专业的选修课。根据专业培养方案和课程目标,在有限的课时内合理安排教学内容、高效开展教学活动是教师的首要任务。对于大一新生而言,这门课是他们认识和了解矿物加工工程专业的起点,也是学习矿物加工基本方法与基础理论的重要课程,对学生后续的专业学习具有重要影响。

矿物加工工程专业概论课程内容主要围绕选矿作业的基本知识展开,包括碎矿、磨矿、重选、浮选等选矿方法,是学生了解矿物加工工程基本概念原理的重要途径[1]。通过本课程的学习,学生可以了解矿物加工的基本概念和理论知识,构建选矿知识框架,从而增强专业认同感和专业自信。然而,由于大一学生尚未形成系统的专业概念,对专业知识的兴趣可能不够浓厚,导致学习质量不尽如人意。同时,鉴于课程内容广泛、知识点分散以及课时有限,完整地讲授课程所有内容并充分讲解每个知识点颇具挑战。因此,本文以昆明理工大学矿物加工工程专业概论课程教学为例,深入探讨教学改革措施,旨在激发学生的学习兴趣,增强他们的专业认同感,进而提高教学质量。

一、课程特点及教学中存在的问题

(一)课程特点

矿物加工工程专业概论课程涵盖了专业发展定位、碎矿与磨矿技术、磁电选、重选、浮选、选矿产品及尾矿处理、选矿厂生产管理等内容,主要介绍选矿的任务、发展历史、常见选矿方法及其作用原理、设备和操作要求,以及选矿的基本流程和专业术语。本课程的主要教学目的是让学生认识到矿物加工工程在国家经济建设中的重要地位和作用,掌握矿物加工的基本概念、理论、设备和工艺,特别是矿物加工利用的重选、磁选和浮选方法,培养学生分析和解决实际选矿问题的能力。鉴于课程内容广泛且理论体系复杂,本课程采用了多媒体教学形式,如PPT(包含文字、图片、动画和视频)等,但目前尚未引入实践教学环节。

(二)教学中存在的问题

1.学生学习缺乏兴趣,积极性有待提高

本课程是学生接触的第一门专业课。一方面,课程内容较为抽象,难以与学生的实际经验相衔接,导致学生难以认识到矿物加工工程专业及其概论课程的重要性。另一方面,如果课程仅停留在理论层面,缺乏实际案例和应用场景的融入,学生可能难以将所学知识与实际操作相联系。此外,由于学生对专业概念的理解模糊,加上对专业的了解不足,他们可能对专业课内容兴趣不高,因此学习积极性不足。这种情况还可能导致学生在职业规划上感到迷茫,进一步削弱他们的学习动力。

2.课程内容广泛,教学难度较大

矿物加工工程专业概论课程涵盖了该学科的核心知识点,介绍了常见的选矿方法及其设备,并阐释了相关基础理论以帮助学生理解。然而,由于这些理论涉及学生尚未学习的课程,如大学物理、高等数学、流体力学、物理化学等,理论教学面临一定挑战。教学大纲要求学生能够运用化学、数学及自然科学工程的基础知识,掌握矿物加工的原理与技术,并熟悉碎矿、磨矿、重选、磁选、浮选等选矿工艺的概念与方法。鉴于课时有限,实现这些教学目标颇具难度,因此有必要优化教学内容,以提高教学效果和教学质量。

3.教学方式单一,理论与实践脱节

本课程采用了PPT(包含文字、图片、动画和视频)形式来展示专业知识,动画和视频虽然能短暂吸引学生注意力,但学生在理解时仍感到困难,尤其是对一些专业术语和基本概念感到模糊不清。学生对选矿方法掌握不足,导致知识理解不够深入,记忆效果也不理想。此外,本课程尚未设置实践环节,而相关实践课程却被安排在大三或大四学期,这种理论与实践的脱节现象不利于学生深入理解和掌握专业知识。

4.教学团队规模较小,专业背景受限

矿物加工工程专业概论课程涉及多种选矿方法,虽然这些方法存在共性,但重选与浮选在工艺流程、设备及应用原理等方面存在显著区别。若仅由一位教师或研究方向相近的几位教师授课,可能会因专业知识的局限性而无法全面深入地讲解选矿知识。这可能会影响学生对不同选矿方法的准确理解和比较,导致教学效果不尽如人意。

5.考核方式单一,难以全面评估教学效果

目前,本课程主要以平时作业和期末考试作为考核方式,但这可能无法全面评估学生的能力和课程教学的实际效果。这种考核方式往往偏重记忆和应试技巧,而忽视了对学生创造性思维和解决问题能力的培养。因此,学生可能只是被动地接受知识,而非主动探索和应用。此外,单一的考核方式还可能加剧学生的竞争压力,导致焦虑水平上升,对学生学习的积极性产生负面影响。

二、提高课程教学效果的措施

(一)丰富教学内涵,激发学生学习积极性

丰富教学内涵,将“知识讲授”转变为“素质教育”的理念,是增强学生专业认同感、提高学生学习兴趣的重要手段[2]。 矿物加工工程专业概论课程以矿物加工工艺为主线,旨在培养在生产实践中能够创造经济效益、社会效益的矿物加工专业人才。

首先,加强学生对教学内容时代性和先进性的认识。随着现实需求的变化,专业发展呈现出多元化和多学科交叉的趋势,不再局限于传统矿物资源分选,而是拓展至自然界和人类社会中的多种有价值资源。当前,非传统矿物资源(冶炼废渣、尾矿、废石、海洋矿床)、二次资源(废旧电器、废旧金属制品、废旧汽车)以及非矿物资源(废纸、废塑料、油污水)的综合回收已成为研究热点,这些前沿研究内容的引入,能够激发学生对专业的兴趣。

其次,强调矿物加工工程专业在国民经济发展中的重要性。我国矿产资源丰富,但供需矛盾突出,多种矿产的对外依存度超过50%[3]。面对矿产需求日益增长和高度依赖外部供给的现状,矿物加工工程专业肩负着重要使命。本专业专注于矿产资源的提取、处理和加工,为各行各业提供原材料。通过矿产资源的深加工,矿物加工工程能够产出多种原材料、中间产品和终端产品,有力推动国家工业化和现代化进程。总体而言,矿物加工工程专业与国家的可持续发展、资源合理利用以及产业升级密切相关。通过不断研究并应用新技术,可以不断提升矿物加工技术的实践水平,从而更好地满足国家发展需求。基于以上背景,教师可通过数据和实例进行深入讲解,使学生充分认识到矿物加工工程专业在国民经济发展中的重要地位和作用。

最后,加深学生对专业发展历史的认识。昆明理工大学矿物加工工程专业历史悠久,可溯源到1925年私立东陆大学工学院矿冶系,1954年昆明工学院成立时称为“有用矿物精选”。本专业1965年开始招收研究生,1983年获硕士学位授予权,1986年获博士学位授予权,1998年设立矿业工程一级学科博士后流动站,2009年获批国家级特色专业,2010年获得矿业工程一级学科博士学位授予权。多年来,累计为国家培养各类高层次人才5000余人,分布在国内外大中型企业、科研院所、高等院校和党政机关等,为矿物加工领域的科技进步做出了巨大贡献。经过近一个世纪的建设与发展,昆明理工大学矿物加工工程专业已经从单一的选矿专业,发展成为综合性矿物加工工程学科,涉及选矿工程、提取冶金、资源综合利用、矿物材料加工、粉体工程和环保工程等领域,成为我国西部地区高校中唯一一个从本科、硕士、博士到博士后研究层次齐全的人才培养基地,在国内享有较高的声誉。通过介绍专业发展历史,深化学生对专业历史的认识,增强他们的专业认同感和专业自信,从而激发他们的学习积极性。

(二)优化教学内容,创新教学方法

矿物加工工程专业概论课程因其主题广泛,在教学中优化教学内容、准确突出重点和攻克难点显得尤为重要。明确课程的框架和主题有助于学生理解课程的整体结构,从而形成对专业领域的整体认知。因此,教师在授课过程中需准确识别并强调专业领域的核心理论与基本原则,确保学生对这些关键知识点有深刻的理解,为后续的深入学习奠定坚实基础。以选矿方法为例,鉴于磁选、重选和浮选在实际应用中的普遍性和学生未来工作的潜在需求,相较于电选和生物选矿,教师应将教学重点放在磁选、重选和浮选这三种选矿方法上,以减轻学生的学习负担,提高学习效率。此外,教师还应定期开展学习评估,及时了解学生的学习情况,并给予有针对性的反馈,帮助学生克服学习困难并巩固知识。特别是在面对如浮选基础理论等复杂难懂的内容时,教师应充分利用课堂时间,进行深入透彻的讲解,帮助学生更好地理解和掌握相关知识。通过上述方法,教师可以更有效地引导学生学习专业概论,不仅能提高教学效率,还能使学生对专业领域有更深入的理解和认识。

通过创新教学方法,可以更好地满足学生的学习需求,激发他们的学习兴趣,并深化他们对专业知识的理解。目前,本课程以PPT讲解为主,辅以视频和板书,教学模式较为单一,且存在理论与实践脱节的问题。矿物加工工程是一门实践性很强的学科,而学生由于没有接触过实际的选矿作业,对选矿设备和选矿工艺的作用原理感到陌生。为了加深学生对选矿流程和设备的认识,教师应增设现场教学环节,让学生直观地理解选矿理论。同时,教师可以利用现有实验条件,带领学生参观实验室,观摩实际选矿作业,并对选矿设备进行现场讲解,帮助学生更深入地理解常见的选矿现象,进而提高教学效果。在学生熟悉常规实验操作后,教师可以安排一些简单的实验,让学生亲自动手体验所学知识在实际环境中的应用,从而增强他们对专业领域的实际认识。此外,邀请具有一线工作经验的教师,以专题讲座的形式参与课堂教学,分享实际工作经验和行业发展趋势等信息,帮助学生更深入地了解行业现状。这种多元化的教学方法不仅能丰富教学内容,还能激发学生的学习热情,从而提高整体的教学效果。

(三)优化教学团队结构,改革考核方式

矿物加工工程专业概论课程的内容广泛,涵盖了浮选、重选、磁选等多个选矿工艺的研究领域。然而,当前教学团队的研究方向以浮选为主,教师在浮选的基础理论和工艺方面能够进行深入细致的讲解,但在磁选、重选等其他选矿方法的讲解上稍显不足。为了提升教学质量,确保学生全面学习专业知识,有必要优化教学团队结构,构建一个由不同研究背景教师组成的教学团队,以覆盖所有教学内容中的研究方向,从而有效保障学生的专业知识学习[4]。首先,应安排教学经验丰富、专业知识扎实的教师负责整体教学内容的设计与规划,初步确定各研究方向的教学课时比重。其次,根据每位教师的专业领域和兴趣,合理分配教学任务,确保每位教师能够专注于自己擅长的领域,避免工作重叠,从而提高教学效率。最后,根据学生的学习反馈,灵活调整各研究方向的教学课时比重,确保学生系统掌握各种常见选矿工艺及其原理。通过这一系列措施的实施,矿物加工工程专业概论课程的教学团队结构将得到优化,整体教学水平将进一步提升,能够为学生提供更为丰富、多样化的教学体验。

为提高学生学习的积极性并全面反映教学效果,考核应基于课程特点与教学难点,综合过程评价和结果评价作为成绩评定的主要依据[5]。在过程评价方面:第一,引入多元化的考核方式,如项目作业、小组讨论和实践操作等,以全面评估学生的各项能力;第二,实施连续性评估,将考核贯穿整个学期,以减轻学生期末考试的压力,并激励他们持续学习;第三,设计开放式问题和案例分析,以培养学生分析和解决问题的能力;第四,提供及时的个性化反馈,帮助学生正确认识自己的优缺点,改进学习方法;第五,结合实际应用,设计与工作场景相关的考核内容,增强学习的实际意义。在结果评价方面:采用期末考核形式,如开卷考试、专题作业、主题汇报等,重点考查学生的创新性和主观能动性。通过构建过程评价与结果评价相结合的综合评价体系,能够提高考核方式的灵活性和实效性,从而形成更具启发性和有效性的课程考核体系,有效促进学生的综合素质全面发展。

三、结语

矿物加工工程专业概论课程作为一门概述性专业课程,具有重要的先导性作用,是学生深入了解和掌握矿物加工基本概念和理论知识的重要途径。通过矿物加工工程专业概论课程的教学,能够为学生奠定扎实的专业知识基础。同时,矿物加工工程专业概论课程的教学效果也直接影响着学生的专业认可度以及他们未来的职业生涯规划。因此,本文深入探讨了矿物加工工程专业概论课程的教学改革,旨在增强学生的专业认同感和专业自信,进而提升教学质量,以满足国家和地方对矿物加工领域专业人才的需求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 代文治.矿业类学科“选矿概论”课程改革与探索[J].教育教学论坛,2023(29):93-96.

[2] 张朝磊,宋仁伯,孙建林,等.公选课钢铁生产概论教学改革[J].中国冶金教育,2020(6):9-11.

[3] 王安建,王春辉.国际动荡局势对我国能源资源安全的挑战与应对策略[J].中国科学院院刊,2023,38(1):72-80.

[4] 付林,杨林,杨春亮,等.新时代背景下材料学概论教学改革探索[J].化工设计通讯,2023,49(1):94-96.

[5] 陈贤良,张唤兰,郭小波.非地质类专业“地球科学概论”教学模式探讨[J].教育教学论坛,2021(30):169-172.

[责任编辑:梁金凤]

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