趙 虹，黨 犇

長安大學 地球科學與資源學院,陜西 西安 710054

“結(jié)晶學與礦物學”課程教學改革研究

趙 虹，黨 犇

長安大學 地球科學與資源學院,陜西 西安 710054

“結(jié)晶學與礦物學”是地學類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是一門實踐性很強的課程。通過修訂教學大綱,突出能力培養(yǎng),課堂教學中抓基礎(chǔ)、重實踐,增添寶玉石及材料方面的知識,結(jié)合科研實踐以及多媒體教學等方式,對“結(jié)晶學與礦物學”課程教學進行了改革探討,提高了學生的學習積極性和主動性,強化了學生對礦物的鑒定能力,獲得良好的教學效果。

結(jié)晶學與礦物學;教學改革;礦物鑒定

“結(jié)晶學與礦物學”是地質(zhì)學和資源勘查工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,它是進一步學習巖石學、地球化學、礦床學、找礦勘探方法等課程的前提。同時“結(jié)晶學與礦物學”也是一門與實踐有著密切聯(lián)系的課程,它不僅要求學生掌握基本的理論基礎(chǔ),而且還要求學生具有一套扎實的鑒定礦物的能力。然而,由于課程本身內(nèi)容枯燥、傳統(tǒng)教學模式單調(diào),使得學生學習的興趣不大。另外隨著課程體系的變化,學時數(shù)由以前的120～150學時降低到現(xiàn)在的60～90學時,更加劇了該課程教學的嚴峻性和挑戰(zhàn)性。在這種情況下,如何引導學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的實際動手能力就顯得尤為重要,因而也得到同仁的廣泛關(guān)注[1-4]。根據(jù)筆者多年的教學實踐,結(jié)合教研室?guī)资甑慕虒W積淀,探索了“結(jié)晶學與礦物學”的教學模式,以期對“結(jié)晶學與礦物學”的課程建設有所裨益。

一、修訂教學大綱，突出能力培養(yǎng)

“結(jié)晶學與礦物學”是一門理論性強、實踐性強的學科。結(jié)晶學是研究晶體生長、形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)的科學;礦物學是研究礦物的化學組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)、成因產(chǎn)狀、用途和它們的內(nèi)在聯(lián)系,以及研究礦物在時間和空間上的分布規(guī)律及其形成和演化歷史的一門分支學科[5],結(jié)晶學是礦物學的基礎(chǔ)。

為了加強學生的實際操作能力,教研組分別于2007年、2009年兩次修訂了教學大綱,逐步加大了實驗課時數(shù),以突出能力培養(yǎng)。以地質(zhì)學專業(yè)“結(jié)晶學與礦物學”課程為例,90學時的教學中理論課占40學時,實習課占50學時(表1）。使學生在掌握結(jié)晶學與礦物學基本理論和基本原理的基礎(chǔ)上,強化用肉眼和借助簡單手段對礦物進行鑒定的基本技能。

表1 結(jié)晶學與礦物學修訂后教學內(nèi)容

二、注重基礎(chǔ)，強化實踐

1.抓基礎(chǔ)，建框架

根據(jù)修訂的教學大綱,適當調(diào)整教學內(nèi)容,既要反映出結(jié)晶學與礦物學的主要研究內(nèi)容和發(fā)展方向,又要便于學生在較短時間內(nèi)的學習和掌握。在課堂教學中注重基本理論與基本原理的講授,使學生建立該門課程的知識框架(圖1）。

圖1 結(jié)晶學與礦物學知識格架圖

在重點講授結(jié)晶學中幾何結(jié)晶學內(nèi)容及晶體結(jié)構(gòu)學和晶體化學的基礎(chǔ)上,對礦物的內(nèi)部成分、結(jié)構(gòu)與礦物宏觀形態(tài)、物理性質(zhì)、礦物的形成、穩(wěn)定及演化規(guī)律等總論部分及各論部分進行詳細的講授。在課堂上,關(guān)鍵講授礦物大類特征,重點介紹結(jié)晶學與礦物物性特征之間的聯(lián)系,便于學生在系統(tǒng)全面地了解結(jié)晶學及礦物學基本知識的基礎(chǔ)上,重點掌握和理解不同礦物的鑒別特征及相似礦物的區(qū)別之處。

2.抓實驗，重能力

結(jié)晶學與礦物學是一門實踐性很強的學科,通過實驗課教學培養(yǎng)學生對靈活運用結(jié)晶學理論知識解釋和鑒定常見礦物的能力。因此加強實踐實習課教學,注重實驗效果非常必要。結(jié)晶學與礦物學的學習目的之一是能夠通過肉眼觀察礦物形態(tài)、物理性質(zhì),從而達到對礦物的鑒定。因此學生對于礦物學鑒定的技巧掌握非常重要。

實驗課上大部分時間應留給學生自己觀察,教師僅講授5～10分鐘的實驗目的、內(nèi)容及要求,以引起學生對實驗課的重視。之后以小組為單位(5～6人）,進行觀察和描述實習標本與模型,共同討論。將結(jié)構(gòu)模型分析和礦物標本觀察相結(jié)合的教學極大地提高了學生的學習興趣。在下課前5～10分鐘以小組為單位介紹本次實驗課的主要收獲。最后在學期末,進行一次未知名礦物鑒定測驗。經(jīng)過從觀察驗證到理論分析再到綜合鑒定這樣一個教學環(huán)節(jié),不僅培養(yǎng)了學生獨立觀察問題、思考問題和解決問題的能力,而且活躍了課堂氣氛,增強了團隊精神。

三、擴充內(nèi)容，提高興趣

“結(jié)晶學與礦物學”是地質(zhì)類學生在“普通地質(zhì)學”學習之后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,對于該門課程的學習興趣將會直接影響到后續(xù)“巖石學”課程的學習,然而多年的教學實踐及學生反饋的信息表明:學生對結(jié)晶學的學習興趣十足,但是到了礦物學部分,尤其是礦物學各論部分興趣大減。原因一方面是礦物學種類多(自然界3000多種礦物）,另一方面是各論內(nèi)容相對枯燥,主要為描述性內(nèi)容,涉及礦物的化學組成、晶體結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、成因產(chǎn)狀、鑒定特征、用途等諸多方面。

為了提高學生的學習興趣,在礦物學各論部分教學中每講到一種礦物,就及時擴充珠寶和材料學方面的內(nèi)容。如自然元素大類中,補充自然金、金剛石等寶石學知識;氧化物及氫氧化物大類中,補充紅寶石、藍寶石、水晶及歐泊的相關(guān)知識;在島狀硅酸鹽亞類中介紹橄欖石、石榴子石;在環(huán)狀硅酸鹽亞類中介紹祖母綠、碧璽等相關(guān)內(nèi)容;在鏈狀硅酸鹽亞類中介紹軟玉和翡翠的知識;在層狀硅酸鹽亞類中介紹蛇紋石石棉的隔熱保溫和防火,蛭石絕熱、隔音及陽離子交換等材料學方面的知識。實踐表明,在礦物學各論的學習中,學生對礦物實用性的學習興趣很大。因此適當增強礦物應用方面的內(nèi)容,有助于提高學生學習的積極性。

四、結(jié)合科研，促進創(chuàng)新

結(jié)合科研實際,講授礦物在科學研究中的作用。在講課中筆者把科研項目中涉及礦物的相關(guān)內(nèi)容作為教學實例,介紹給學生。如在講解鋯石、石榴子石、紅柱石等島狀硅酸鹽亞類礦物時,將課題研究中如何通過鋯石、石榴子石、紅柱石等重礦物分析來解決沉積物源的內(nèi)容介紹給大家。又如在粘土礦物的講解中,將碎屑巖中粘土種類、含量的變化影響巖石孔隙結(jié)構(gòu),從而影響流體在其中的賦存等內(nèi)容介紹給大家,使得學生在解決實際問題的過程中體會到礦物學的重要性及實用性。

同時積極創(chuàng)造條件,讓學生參與教師的課題,或者利用假期大學生社會實踐的機會,結(jié)合專業(yè)特色,搜集家鄉(xiāng)的礦產(chǎn)資源資料,培養(yǎng)學生學習的主動性和自覺性,同時也強化了專業(yè)思想。

五、可視化的教學方法

多媒體教學具有生動、形象、直觀,信息量大的特點,使得其在現(xiàn)代教學中廣為應用,極大地提高了教學效率和教學質(zhì)量。

“結(jié)晶學與礦物學”課程教學以往都是秉承老教師的傳統(tǒng),借助于模型、幻燈、掛圖等進行教學。然而自2000年以來,一方面學校加大對實驗室多媒體設備的投入,另一方面授課教師開始逐步實行多媒體教學,逐步完善了電子教學日歷、電子講稿、多媒體課件、電子試題庫等,為精品課程的建設打下了堅實的基礎(chǔ)。

針對實驗室礦物標本有限且完好的標本少見,尤其是能夠達到寶石級的標本更是難見的現(xiàn)狀,有意識地收集國內(nèi)外特點鮮明的礦物標本圖片,并將其應用在多媒體教學中,使學生在欣賞多姿多彩的礦物世界的同時,也提高了學習興趣,強化了礦物學知識。

六、結(jié)論

“結(jié)晶學與礦物學”課程教學重在實踐,重在對學生鑒定礦物能力的培養(yǎng)。因此及時修訂教學內(nèi)容,重視基本理論基本知識,強化實踐教學是本課程教學的核心,同時通過逐步擴充不同礦物的相關(guān)實用知識,結(jié)合科研實際,穩(wěn)固了學生的專業(yè)思想,增強了學生學習的主動性和能動性,利用多媒體、互動式的教學手段,活躍了課堂氣氛,提高了學生的學習興趣。近年來的教學實踐進一步證明了此舉的良好效果,一方面學生學習礦物學的積極性明顯好于往年,另一方面,學生對于礦物的掌握和鑒定識別的能力明顯提高。

[1] 汪立今,木合塔爾·買買提,劉曉疆,等.“結(jié)晶學及礦物學”課程教學改革探索[J].中國地質(zhì)教育,2008,(2):52-55.

[2] 秦善,王長秋,魯安懷.“結(jié)晶學與礦物學”教學改革與課程建設[J].中國地質(zhì)教育,2007,(1):130-133.

[3] 張恩.關(guān)于“結(jié)晶學與礦物學”教學模式的探討[J].中國地質(zhì)教育,2000,(4):41-43.

[4] 白志達,徐德斌,王根厚,等,激發(fā)鑒別巖石礦物興趣,提高野外實踐教學效果[J].中國地質(zhì)教育,2004,(4):60-61.

[5] 潘兆櫓.結(jié)晶學及礦物學(上、下冊)[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.

Teaching Reform on the Course of Crystallography and Mineralogy

ZHAO Hong, DANG Ben
Chang’an University, Xi’an 710054, China

The course of crystallography and mineralogy is an elemental introduction course for undergraduate students in geosciences studies, which is also an important practice course.Through revising teaching program to strength the creative ability of undergraduate students, stressing the basic knowledge and focusing on practice, adding knowledge on gem and jade as well as materials, combining with scientific research practice and multimedia teaching, the course of crystallography and mineralogy was discussed and reformed.This increases students’ positivity and initiative, and strengthens students’ mineralogy identity ability, which has got better teaching effect.

crystallography and mineralogy; teaching reform; mineral identification

G642

A

1006-9372(2012）02-0079-03

2012-02-10;

2012-04-05。

趙 虹,女,副教授,主要從事礦物學、巖石學的教學和研究工作。