“结晶学与矿物学”课程教学改革研究

赵 虹，党 犇

长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054

“结晶学与矿物学”课程教学改革研究

赵 虹，党 犇

长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054

“结晶学与矿物学”是地学类专业一门重要的专业基础课,也是一门实践性很强的课程。通过修订教学大纲,突出能力培养,课堂教学中抓基础、重实践,增添宝玉石及材料方面的知识,结合科研实践以及多媒体教学等方式,对“结晶学与矿物学”课程教学进行了改革探讨,提高了学生的学习积极性和主动性,强化了学生对矿物的鉴定能力,获得良好的教学效果。

结晶学与矿物学;教学改革;矿物鉴定

“结晶学与矿物学”是地质学和资源勘查工程专业的重要专业基础课,它是进一步学习岩石学、地球化学、矿床学、找矿勘探方法等课程的前提。同时“结晶学与矿物学”也是一门与实践有着密切联系的课程,它不仅要求学生掌握基本的理论基础,而且还要求学生具有一套扎实的鉴定矿物的能力。然而,由于课程本身内容枯燥、传统教学模式单调,使得学生学习的兴趣不大。另外随着课程体系的变化,学时数由以前的120～150学时降低到现在的60～90学时,更加剧了该课程教学的严峻性和挑战性。在这种情况下,如何引导学生的学习兴趣,培养学生的实际动手能力就显得尤为重要,因而也得到同仁的广泛关注[1-4]。根据笔者多年的教学实践,结合教研室几十年的教学积淀,探索了“结晶学与矿物学”的教学模式,以期对“结晶学与矿物学”的课程建设有所裨益。

一、修订教学大纲，突出能力培养

“结晶学与矿物学”是一门理论性强、实践性强的学科。结晶学是研究晶体生长、形貌、内部结构及其物理性质的科学;矿物学是研究矿物的化学组成、内部结构、形态、物理性质、成因产状、用途和它们的内在联系,以及研究矿物在时间和空间上的分布规律及其形成和演化历史的一门分支学科[5],结晶学是矿物学的基础。

为了加强学生的实际操作能力,教研组分别于2007年、2009年两次修订了教学大纲,逐步加大了实验课时数,以突出能力培养。以地质学专业“结晶学与矿物学”课程为例,90学时的教学中理论课占40学时,实习课占50学时(表1）。使学生在掌握结晶学与矿物学基本理论和基本原理的基础上,强化用肉眼和借助简单手段对矿物进行鉴定的基本技能。

表1 结晶学与矿物学修订后教学内容

二、注重基础，强化实践

1.抓基础，建框架

根据修订的教学大纲,适当调整教学内容,既要反映出结晶学与矿物学的主要研究内容和发展方向,又要便于学生在较短时间内的学习和掌握。在课堂教学中注重基本理论与基本原理的讲授,使学生建立该门课程的知识框架(图1）。

图1 结晶学与矿物学知识格架图

在重点讲授结晶学中几何结晶学内容及晶体结构学和晶体化学的基础上,对矿物的内部成分、结构与矿物宏观形态、物理性质、矿物的形成、稳定及演化规律等总论部分及各论部分进行详细的讲授。在课堂上,关键讲授矿物大类特征,重点介绍结晶学与矿物物性特征之间的联系,便于学生在系统全面地了解结晶学及矿物学基本知识的基础上,重点掌握和理解不同矿物的鉴别特征及相似矿物的区别之处。

2.抓实验，重能力

结晶学与矿物学是一门实践性很强的学科,通过实验课教学培养学生对灵活运用结晶学理论知识解释和鉴定常见矿物的能力。因此加强实践实习课教学,注重实验效果非常必要。结晶学与矿物学的学习目的之一是能够通过肉眼观察矿物形态、物理性质,从而达到对矿物的鉴定。因此学生对于矿物学鉴定的技巧掌握非常重要。

实验课上大部分时间应留给学生自己观察,教师仅讲授5～10分钟的实验目的、内容及要求,以引起学生对实验课的重视。之后以小组为单位(5～6人）,进行观察和描述实习标本与模型,共同讨论。将结构模型分析和矿物标本观察相结合的教学极大地提高了学生的学习兴趣。在下课前5～10分钟以小组为单位介绍本次实验课的主要收获。最后在学期末,进行一次未知名矿物鉴定测验。经过从观察验证到理论分析再到综合鉴定这样一个教学环节,不仅培养了学生独立观察问题、思考问题和解决问题的能力,而且活跃了课堂气氛,增强了团队精神。

三、扩充内容，提高兴趣

“结晶学与矿物学”是地质类学生在“普通地质学”学习之后接触的第一门专业基础课,对于该门课程的学习兴趣将会直接影响到后续“岩石学”课程的学习,然而多年的教学实践及学生反馈的信息表明:学生对结晶学的学习兴趣十足,但是到了矿物学部分,尤其是矿物学各论部分兴趣大减。原因一方面是矿物学种类多(自然界3000多种矿物）,另一方面是各论内容相对枯燥,主要为描述性内容,涉及矿物的化学组成、晶体结构、物理性质、成因产状、鉴定特征、用途等诸多方面。

为了提高学生的学习兴趣,在矿物学各论部分教学中每讲到一种矿物,就及时扩充珠宝和材料学方面的内容。如自然元素大类中,补充自然金、金刚石等宝石学知识;氧化物及氢氧化物大类中,补充红宝石、蓝宝石、水晶及欧泊的相关知识;在岛状硅酸盐亚类中介绍橄榄石、石榴子石;在环状硅酸盐亚类中介绍祖母绿、碧玺等相关内容;在链状硅酸盐亚类中介绍软玉和翡翠的知识;在层状硅酸盐亚类中介绍蛇纹石石棉的隔热保温和防火,蛭石绝热、隔音及阳离子交换等材料学方面的知识。实践表明,在矿物学各论的学习中,学生对矿物实用性的学习兴趣很大。因此适当增强矿物应用方面的内容,有助于提高学生学习的积极性。

四、结合科研，促进创新

结合科研实际,讲授矿物在科学研究中的作用。在讲课中笔者把科研项目中涉及矿物的相关内容作为教学实例,介绍给学生。如在讲解锆石、石榴子石、红柱石等岛状硅酸盐亚类矿物时,将课题研究中如何通过锆石、石榴子石、红柱石等重矿物分析来解决沉积物源的内容介绍给大家。又如在粘土矿物的讲解中,将碎屑岩中粘土种类、含量的变化影响岩石孔隙结构,从而影响流体在其中的赋存等内容介绍给大家,使得学生在解决实际问题的过程中体会到矿物学的重要性及实用性。

同时积极创造条件,让学生参与教师的课题,或者利用假期大学生社会实践的机会,结合专业特色,搜集家乡的矿产资源资料,培养学生学习的主动性和自觉性,同时也强化了专业思想。

五、可视化的教学方法

多媒体教学具有生动、形象、直观,信息量大的特点,使得其在现代教学中广为应用,极大地提高了教学效率和教学质量。

“结晶学与矿物学”课程教学以往都是秉承老教师的传统,借助于模型、幻灯、挂图等进行教学。然而自2000年以来,一方面学校加大对实验室多媒体设备的投入,另一方面授课教师开始逐步实行多媒体教学,逐步完善了电子教学日历、电子讲稿、多媒体课件、电子试题库等,为精品课程的建设打下了坚实的基础。

针对实验室矿物标本有限且完好的标本少见,尤其是能够达到宝石级的标本更是难见的现状,有意识地收集国内外特点鲜明的矿物标本图片,并将其应用在多媒体教学中,使学生在欣赏多姿多彩的矿物世界的同时,也提高了学习兴趣,强化了矿物学知识。

六、结论

“结晶学与矿物学”课程教学重在实践,重在对学生鉴定矿物能力的培养。因此及时修订教学内容,重视基本理论基本知识,强化实践教学是本课程教学的核心,同时通过逐步扩充不同矿物的相关实用知识,结合科研实际,稳固了学生的专业思想,增强了学生学习的主动性和能动性,利用多媒体、互动式的教学手段,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。近年来的教学实践进一步证明了此举的良好效果,一方面学生学习矿物学的积极性明显好于往年,另一方面,学生对于矿物的掌握和鉴定识别的能力明显提高。

[1] 汪立今,木合塔尔·买买提,刘晓疆,等.“结晶学及矿物学”课程教学改革探索[J].中国地质教育,2008,(2):52-55.

[2] 秦善,王长秋,鲁安怀.“结晶学与矿物学”教学改革与课程建设[J].中国地质教育,2007,(1):130-133.

[3] 张恩.关于“结晶学与矿物学”教学模式的探讨[J].中国地质教育,2000,(4):41-43.

[4] 白志达,徐德斌,王根厚,等,激发鉴别岩石矿物兴趣,提高野外实践教学效果[J].中国地质教育,2004,(4):60-61.

[5] 潘兆橹.结晶学及矿物学(上、下册)[M].北京:地质出版社,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。

赵 虹,女,副教授,主要从事矿物学、岩石学的教学和研究工作。