矿业类学科“选矿概论”课程改革与探索
作者: 代文治[摘 要] 在碳达峰与碳中和的“双碳”背景下,加之全球疫情的影响,对矿产资源加工工艺及综合利用有了更高的要求。“选矿概论”课程符合市场发展的需求,是采矿工程、地质工程、安全工程、矿物资源工程等多个专业理论知识的补充。基于“选矿概论”课堂教学的现状,探索课程改革,采用多种模式结合教学,融入课程思政教学,强化学生对选矿理论知识、加工技术及发展趋势的理解,注重学生不同专业背景与选矿专业的契合,培养学生的资源绿色加工与保护意识,提高了课堂效率和课程质量。
[关键词] 选矿概论;矿产资源;教学改革;课程思政
[基金项目] 贵州大学矿物加工工程国家级一流本科专业建设项目;2018年度教育部首批“新工科”研究与实践项目“矿物加工工程专业工程教育信息化的探索与实践”
[作者简介] 代文治(1976—),男,河南光山人,硕士,贵州大学矿业学院讲师,主要从事矿山安全与矿产资源综合利用研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2023)29-0093-04 [收稿日期] 2022-10-14
“选矿概论”属于相关学科专业选修课,是很多院校采矿工程、地质工程、安全工程、矿物资源工程专业的选修课之一。要求学生通过“选矿概论”的学习,能够认识有关选矿的基本专业词汇、术语,以及常用的学术词汇和短语;了解选矿厂内的工艺流程及几种主要选别工艺,主要生产技术指标,主要设备的性能参数及设备配置,精尾矿处理方法,优势矿产资源的选矿技术等。从理论环节增加对选矿工艺的了解,为培养复合型人才和今后矿山管理工作打下一定的基础。
“选矿概论”授课总学时32学时,包含概论;破碎筛分流程中各作业的作用,破碎筛分车间的工作情况,破碎筛分设备的发展趋势;重选定义、分选根据、分选条件、重选所用介质、重选方法分类,了解判断矿石可选性的准则;磁电选矿研究的内容、特点、在工业中的地位、应用、发展概况,以及最新进展;矿物表面的润湿性与可浮性、矿物的结构、氧化与可浮性、矿物的表面电性与可浮性、浮选中的吸附现象、分散与聚凝,以及浮选速率;精尾矿处理的步骤及方法等章节内容。教学内容多而复杂,在有限的学时内要学生了解和掌握这么多的知识,教师需要对该课程不断创新,不断调整和转变教学方法和教学理念,以适应时代发展和当代大学生的基本需要,满足专业发展和企业的需求。
一、“选矿概论”课程教学现状
(一)教学方法传统
多数教师依旧采取传统授课方式,即以教师教授为主,学生以接收信息为任务的教学方法。“LBL(Lecture-Based-Learning)式”教学方法让学生被动学习,忽视了能力培养、思维拓展、个性的发展;采用“灌输式”“填鸭式”式教育,教师课堂采用PPT授课讲解、口授,授课方法单一,学生记笔记,课堂讨论少,对学生学习效果的评估以学生考试成绩为依据,导致学生平时的不学习,期末突击复习应付考试,学生分析和解决问题的能力培养不足;对于实践运用方面介绍少,采取上课提问,课后留习题的方式帮助学生复习上节课的内容,缺少对学生学习理解能力及学习主动性提升的关注;此外,忽略了学生平时的表现,缺乏对学生交流沟通能力培养的环节。
(二)教学模式单一
对于开设的实验课则多采取敷衍状态,不注重。教学模式单一,忽略学生动手能力的培养,不注重细节养成,这直接导致一些学生弄虚作假,不注重良好学习习惯的养成[1]。
(三)教学评价体系不完善
对于教学评价体系存在一定的缺陷。学校多采用教务系统进行打分,打分全凭学生喜好,缺乏依据,同时缺乏沟通渠道,以至于教师不能及时地找到自己的不足加以完善改进。
(四)考核机制单一
目前大多数高校对于课程考核方式较为单一,多为教师根据成绩及平时表现进行打分,缺乏学生参与这个过程,对于学生平时表现缺乏及时的监督,出于照顾学生的自尊,不能及时地反映到学生,导致学生未能及时改正等。
(五)对于课程思政缺乏引导
很多学生只注重专业知识,平时多只是关注娱乐新闻等,对于时事缺乏了解,教师上课注重于授业解惑而对于“传道”缺乏讲解,对于帮助学生树立正确价值观的意识不够,不利于帮助学生养成忧患意识[2]。目前高校对学生主要关注“德”“智”,对于“体”相较较为忽视。授课教师基本不关心学生日常身体情况,导致一些学生以病假为由,而出现迟到、旷课等现象。
二、教学改革探索
“选矿概论”针对多个专业教学,每个专业都具有自己的特殊性,如地质工程专业对矿石性质比较擅长,安全工程更关注生产安全,采矿工程对矿石的力学性能及机构比较了解等,对选矿专业的知之甚少。任课教师可结合实际,根据不同专业学生的特点,对自身专业知识薄弱的环节,不断地创新与改革,对上课内容作必要的补充。
(一)转变教师的教育观念
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》要求,加强教师队伍建设[3]。不管是学校可持续发展,还是推动教育教学的改革和提升教育教学质量,都必须加强教师队伍建设,这足以说明加强教师队伍建设的重要性。教师自身的教育观念会影响到教育态度和教育行为,要想进行“选矿概论”教学课堂有效性、高效性改革,最重要的就是转变专业教师的教育观念。大学佛系教师越来越多,在教学过程中常常重知识、轻能力、重成绩、轻方法、重结果、轻过程,再加上教学内容长期不更新,相对陈旧、老化,为了让学生考试通过,直接划重点。实际上,这犯了一个严重的错误,为了应试教育而忽视了学生的全面发展。相反,如果大学教师具有较强的教育意识,对于大学生教育的作用和意义能够深入地、充分地认识,不仅是体现在知识传授,还应该体现在做人、做事方面。大学生的特殊性,给大学教师带来了新的要求,需按照师德师风要求严格律己,以身作则,开展科学教学,这样才能更好地激发学生学习选矿的兴趣,更好地培养学生的能力,实现“选矿概论”教学的有效性、高效性。所以,教师应该严格遵循教师行为规范要求,深入理解教育教学的本质,转变思想观念,创新教育教学的理念,不断增强自身的思想觉悟和教育意识,建立终身教育理念,从而激发大学教师教学能力的内在动力发展,促进其自身不断去努力学习,不断改变自身,去接受新思想、新技能、新知识等。然后在合适的时机引入“选矿概论”教学中,并通过教学反思查找自身的不足,使实践教学经验理论化和系统化,不断提高教师教学技能。这样才能让大学教师的教学能力得到持续性的发展,极大地提升教师教学能力,逐步扭转佛系教师的现状[4]。
(二)课程内容改革探索
兴趣是最好的老师,在“选矿概论”学习中,如何激发学生的兴趣决定了教学的成效。教师讲学通过结合PPT、视频、动画等多种方式,选择现象比较明显,简单易懂的选矿厂和设备,让学生能直观地看到选矿现象,了解设备的运转和原理,利用直观性的现象来辅助学生学习,强化对选矿知识的理解,激发学生的学习兴趣。利用常见或常用的生活物品或常识、企业需求、学生对大型设备的好奇心、智能化制造等学生感兴趣的知识,设计与选矿相关的、符合学生的认知发展规律的教学内容和方案,让学生感到亲切,易获得成就感。从身边与选矿知识相关现象出发,通过正确的引导,引入正确的、科学的选矿理论和原理,从而揭示出选矿的本质及现象,激发学生的兴趣,更容易让学生接受知识,消除神秘感[5]。而且学生会更有亲切感,学习起来事半功倍,更容易掌握要点,增加学习的自信心和成就感,更能调动学生的能动性、主动性、参与性。增加生活中的“选矿概论”案例教学,选矿过程很多现象在生活也有体现,如破碎—磨矿—选矿过程,与人体机理相似,牙齿代表破碎过程,通过牙齿把食物咬细就好比破碎机把矿物破碎;胃代表磨矿过程,就像磨矿机磨矿一样进一步粉碎矿物;肠道代表选别过程,肠道吸收有用物质和选别有用矿物一致。此外,生活中还有许多与选矿相关的知识,如肉沫机、破壁机的破碎和磨矿机原理一致,肥皂、香皂的去污原理和浮选药剂作用机理一致,洗衣机脱水和精、尾矿脱水原理相似等。因此,依据学科的特点联系生活实际,以学生感兴趣的知识进行扩展“选矿概论”教学,通过生活中的案例结合选矿知识教学,合理地用生活知识讲解,既贴近了学生的生活,便于对选矿知识的认知、理解和掌握,又容易激发学生的兴趣。
(三)增加实践教学环节
俗话说,百看、百听不如一做。听别人说的通常记忆不深刻,容易忘记,但通过自己亲身经历、思考、完成的事物往往能记住一辈子,也就是将理论与实践相结合,更容易刺激多种感官,增强大脑的记忆。传统的“选矿概论”均是理论教学,未有实践课时,因此学生对选矿的知识仅仅停留在理论层面,知识要点掌握不牢固、印象不深刻,容易忘记。因此,在课程改革的过程中增加了实践环节,包括参观矿物加工工程专业实验室及小型演示实验,通过参观实验室让学生了解各种选矿的实验仪器和设备的作用原理,便于与理论相结合,加深理论知识;通过实际矿石的回收演示实验,包括典型的硫化矿浮选、锡石重选、磁铁矿磁选等,让学生直观地理解选矿的工艺过程和原理,有条件的甚至可以带学生参观选矿厂生产现场;积极引导和锻炼学生,让学生分组或自主探索和专研生活中与选矿原理相关的设备及现象,以科学理论为指导,享受科学探究的乐趣;学会总结和分析,及时发现问题,寻求解答。通过增加以上各种实践教学,很好地将理论和实践结合,加深了学生对选矿知识的理解,达到了较好的教学效果。
(四)融入课程思政教学
随着时代的进步,教学不仅仅局限于课本知识,在课堂教学中引导学生树立正确的人生观、价值观等同样显得至关重要[6]。深度挖掘“选矿概论”课程的思政元素,树立以学生为中心的理念,找准思政内容与专业知识的契合点,结合“双碳”大背景,将“选矿概论”与思政理论同向并行,形成协同效应,构建教师—课堂—学生“三位一体”的全员、全程思政育人格局。
1.组建专业“选矿概论”思政教师授课团队。充分发挥每名教师的专业特长与优势,加强团队教学,形成优势互补,强化思政教学成效;积极组织教师参与名师讲坛及培训,注重示范引领、资源共享,全面提升课程思政建设的意识和能力,全面保障“选矿概论”课程思政落地落实、见功见效。
2.重视课堂纪律,以学代罚。转变迟到、旷课、早退、玩手机、打瞌睡等课堂惩罚方式,以学代罚,给予学生改过的过程,如通过提问的方式帮助了解所错过的课堂内容,或让学生以制作PPT的方式帮助完善错过的课堂内容,或让团队成员给予课下补课,或以课堂提问方式,提升学生的课堂参与度并强化知识掌握等,视情况给予一定的平时分,以抵消所扣除的平时分,让学生有希望,提升课堂参与性和课堂积极性,养成同学良好的协作与竞争精神。
3.课内、课外知识互补,协同育人。利用课程思政教学环节帮助学生加深理论与实践之间的紧密对接,介绍“双碳”大背景下矿业资源的重要性,让学生在学习过程中了解矿业领域国家的方针政策、企业的需求及倾向;介绍矿业发达国家、知名企业的矿业进展及我国选矿技术的发展及水平,培养学生严谨的科学态度,让学生明白矿业是所有行业发展的基本,选矿技术是国家基础原料来源的保障,对于国家和企业的发展具有重要意义。
通过思政教育,学生掌握课内、课外知识的同时参照对比自己的学习和发展情况,进行自我总结与定位,发现自己的不足并进行改正和提高,增强自己的专业素养和核心竞争力,最终得到全面发展。
三、课程改革的成效
“选矿概论”课程教学方法和教学手段的探索在2017级采矿工程实施。从课堂纪律方面来看,迟到、旷课、上课打瞌睡、玩手机、讲话的现象得到了明显改善,3个班级共计80余人,在整个学期教学环节中仅3人旷课1次,6人迟到,全勤率高达95%以上,并形成了相互帮助、提醒和监督的好风气。从课堂专注度来看,通过教学内容的改革,显著提升学生对教学内容的兴趣,得到学生的点赞和认可。大部分学生主动参与回答问题,教学氛围非常优秀,整个过程气氛融洽,营造了较好的教学环境。从最终的期末成绩来看,及格率达到了100%,体现出了较好的改革和教学成效。此外,教学过程中的课程思政也得到了学生的充分认可,学生的专业素养和综合能力明显得到提升,在期末论文中未出现抄袭等学术不端的行为,同时激发了学生对矿业发展的浓厚兴趣,部分学生会主动和教师交流相关知识,了解相关企业和技术的发展动态,甚至部分学生会就自己的发展规划和迷茫状态主动与教师谈心,得到教师的指引和开导。综上可以看出,“选矿概论”课程改革总体上取得了满意的效果,得到大部分学生的认可和点赞,下一步将继续完善和改进,争取取得更大的成效。