《结晶学与矿物学》课程教学难点与对策探讨

2014-03-25胡华高洁

长江大学学报(自科版) 2014年7期

胡华，高洁

（长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100）

《结晶学与矿物学》是长江大学地质类专业非常重要的一门专业基础课。在培养方案中，要求学生通过该课程的学习，掌握晶体宏观形态对称和晶体结构对称的基本概念、基本知识和基本理论；掌握矿物的化学成分、晶体形态、物理性质及地质成因条件的基本知识以及鉴定和研究矿物的基本技能和方法；掌握常见矿物的鉴定特征；了解一些矿物的主要用途［1］。为学习《晶体光学》、《光性矿物学》、《岩浆岩石学》、《变质岩石学》、《沉积岩石学》、《地球化学》、《矿床学》、《矿物岩石材料及岩矿现代测试技术》等后续课程打下基础。该课程的教学内容涉及十分抽象的几何结晶学和内容繁杂的矿物学2部分，历来被认为是地学类专业课程中难度较大的课程之一［2］。下面，笔者总结分析影响该课程教学效果的主要因素，有针对性地进行该课程的教学内容、教学方法和教学手段的改革探索。

1 影响《结晶学与矿物学》教学效果的主要因素

《结晶学与矿物学》包括几何结晶学部分5章和矿物学部分10章共15章内容。课程内容多，系统性强；理论部分非常抽象、要求学生有较强的空间想象力和逻辑演绎能力；应用部分枯燥、繁复，大量的矿物名称、特征等需要死记硬背；且要求学生掌握鉴别不同矿物的能力，实践性也很强。

1.1 学生对专业课缺乏兴趣

《结晶学与矿物学》课程在教学安排上一般安排在大学二年级的上半学年，在这个阶段学生刚接触专业课程不久，对专业并不是非常了解，缺乏对专业课程学习的计划和规划，而且课程本身在内容上相对于其他地质学专业基础课要枯燥和繁琐，因此导致学生对课程学习的兴趣不大，往往是刚开始几次课还较认真，随着课程越往后越缺少兴趣。

《结晶学与矿物学》课程在内容安排上分为结晶学和矿物学2个部分，结晶学内容在前，矿物学内容在后。这2部分内容相比较起来，结晶学部分内容要较矿物学内容要更加难以理解，这种情况在以往的学习经历里很少遇到，很多学生也反映在学习本课程初期遇到的阻力比后期还要大，因此这也对学生学习本课程的积极性和兴趣有一定的打击。

1.2 课程抽象难懂

在《结晶学与矿物学》课程所包含的2个部分中，结晶学部分的内容理论性非常强而且很抽象。在结晶学部分概念内容非常多，往往是在一个概念的叙述里又包含一个或者更多个的概念，一环套着一环，而且在叙述上相对学生在之前接触的专业基础课要更加 “专业”，这就造成了学生在理解上的困难。这跟学生在学习《普通地质学》课程时的情况有很大区别—— 《普通地质学》课程中的概念基本上都是由比较浅显易懂的甚至是非专业的词汇构成。再之，结晶学部分许多内容是用空间几何模型加以展现和解释的，这部分内容与空间立体几何有着非常紧密的联系。在学习的过程中需要有较强的空间感和抽象思维以及空间架构能力。除开高中时期学习过空间立体几何基础外，学生之前在这方面的训练较少，因此对这部分内容也比较难以理解。而且笔者通过教学过程中的观察发现，男女学生在空间感和抽象思维以及空间架构能力方面存在着较为明显的差异，一般男生较女生在这方面的能力要强。

1.3 学生对知识点难以理解

由于《结晶学与矿物学》课程许多内容非常抽象，实践性强，加之教学环节中学时的减少，课程进度加快，导致在学习过程中学生对很多内容难以做到完全理解，死记硬背的情况比较常见。很多时候学生对教学的内容囫囵吞枣、生吞活剥，并没有好好的消化吸收和理解。在后续课程的学习过程中需要用到《结晶学与矿物学》知识的时候往往不知所措。笔者在教学的过程中发现有不少大三甚至大四的学生在学完这门课程后又再次回到课堂来旁听课程。跟这些学生交流后发现很多同学在初学该课程的时候就是采用了死记硬背的方式，没有真正学懂、学通，在后续学习中发现问题后才再次来听课。

1.4 实验方式单一

在《结晶学与矿物学》课程中，实践一直贯穿整个教学过程。不论是几何结晶学部分还是矿物学部分都需要学生通过大量的实验来巩固、加深对理论内容的理解。传统的实验课多以验证性实验为主，学生在整个实验过程中都严格对照教材上的内容进行操作，实验内容与教材上内容一对一，非常死板。学生缺少对相关内容的联系和总结，难以做到对教学内容理解上的真正提高。

1.5 课时压缩

在高校众多课程技术性压缩的大潮下，《结晶学与矿物学》课程也不可避免的在学时上进行了压缩，20个世纪90年代，“结晶学与矿物学”课程总学时约在90个左右，到2000年则渐次压缩到56学时（含实践教学16学时），而对工科专业则进一步压缩至48学时（含实践16学时）。在学时压缩的情况下，如何在有限的教学时间内给学生讲授足够必要的内容并且同时保证良好的教学效果，是授课老师在教学时面临的现实问题。此外，在有限的授课学习时间里如何融会贯通本课程对学生也提出了更高的要求。

2 对策

针对以上在教学中遇到的各种问题，笔者根据自己的教学经验，根据新的培养计划的要求，与教研室老师一起研讨制订了新的教学大纲，优化了课程的教学内容，并通过改进教学方法、创新教学模式、强化实践能力培养等措施，改善了 “结晶学与矿物学”课程的教学效果。

2.1 突出重点，凝练教学内容

基于专业要求及学时数的限制，将课程的核心内容归纳为经典理论－现代理论－应用理论3部分来讲。

1）在结晶学部分，重点讲述晶体的概念、晶体的基本性质、晶体的对称及分类，简要介绍晶体内部结构对称及晶体化学、晶体生长的基础知识。在矿物通论部分，重点介绍矿物的化学成分、形态、物理性质、地质形成条件等认识，加强矿物的形态及物理性质部分的教学内容。观察和描述矿物的形态及物理性质是鉴定矿物的专业技能，要求学生学会如何观察并用正确的专业术语描述这些性质及特征，掌握鉴定矿物的基本方法。

2）在矿物学部分，以矿物的晶体化学分类体系为线索，分别介绍各大类／类／亚类／族／种的共性规律及每种矿物的特点，重点介绍几十种常见矿物的鉴定特征，并将相同颜色的矿物罗列在一起，指出它们之间的区别，这样学生易于掌握。通过优化教学内容，初步建立起一个内容安排合理、重点突出、难点易于理解的课程教学框架。

2.2 由浅入深，激发学习兴趣

《结晶学与矿物学》是学生学习《地质学基础》后接触到的第1门专业基础课，学生对课程有多大的兴趣，是决定学生能否学好这门课程的一个重要的因素。为了提高学生对课程学习的兴趣，首先应该重视课程的绪论部分。绪论对每一门课来说都非常重要，是学生对课程内容的第一印象，直接影响到学生的学习兴趣［6］。其次，笔者在教学过程中发现，适当扩充一些相关内容对提高学生学习兴趣也能起到很好的效果。例如在讲解矿物学的时候，就可以扩充矿物在作为宝石这个方面的应用。这样就可以将枯燥的理论和数据与实际生活中的应用联系起来，除了能提升学生学习的兴趣，还有助于对理论和数据的理解和记忆。再者，在教学过程中运用不同的教学方法与手段也能提升学生的学习兴趣，比如在讲解空间格子时，利用教学模型可以更加直观的展示空间格子整个抽象过程，教学效果远超枯燥而单薄的讲述，而且更能引起学生的兴趣。

2.3 多样化授课，调动学习积极性

课堂授课是《结晶学与矿物学》教学的主要环节之一。授课的质量决定了学生对课程内容掌握的程度。

1）多媒体教学具有自己独特的优点，其信息量大，图像形象化，思路清晰，重点突出。这些优点在《结晶学与矿物学》的教学中表现的尤为突出。利用多媒体手段，可以非常直观且动态的剖析课程中的重点和难点，分解知识的复杂度从而达到化繁为简，变抽象为具体的效果，从而大大提高了学生对知识的接受程度。例如在讲解晶体的对称时，旋转反伸轴一直是讲解中的难点，其对称操作比较复杂，单单利用简单的示意图很难让学生明白这个过程，但利用多媒体动画就能将复杂的操作过程简单直观的表现出来，从而大大降低了学生理解的难度。

2）《结晶学与矿物学》课程抽象难懂，如果常规的按照教材照本宣科，便会使课程变的非常死板，更会使学生产生厌学情绪。因此在授课过程中，适当的举例往往能起到事倍功半的效果。对书本上一些难以理解的词汇，用实际的、形象化的例子来解释也有助于学生对内容的理解，避免学生对内容死记硬背，生吞活剥。例如在讲解共生和伴生这2个现象的时候，根据这2个现象的特点将共生比喻作 “亲兄弟”，而伴生则可以看成 “异姓兄弟”，这样实际的、形象化的比喻让学生更加容易理解和记忆。此外在教学过程中还应该采用多种不同的教学手段，比如 “启发式”、“提问式”、“小结式”等，在课堂中加强与学生的互动，让学生真正参与到教学中来，引导学生多思考，多总结，逐步培养学生分析和解决问题的能力。

3）在授课的过程中教师还应该鼓励学生针对学习内容多提问，并针对问题在课堂上或者课余展开讨论，在开展讨论和解决问题的整个过程中，学生不仅复习、巩固了前面所学习过的知识，还大大激发了学生的求知欲，从而变被动学习为主动学习。在多年的教学过程中笔者发现，针对同样的内容，爱提问的学生对知识掌握的程度和牢固度比不爱提问的学生要好很多。

4）在课余，由于现在互联网技术的普及，教师还可以引导学生在互联网上查找与课程相关的内容，作为对课堂内容的一个完善和补充，将教学由课堂延伸到课堂以外。比如在讲矿物学各论时，针对石墨和金刚石这2个典型的同质多像变体矿物，在课余让学生在网络上查找相关的资料，不仅复习了课堂上讲解的内容，在查找资料的同时，学生还能更加深刻的认识到2个矿物之间的差别和联系，进一步的完善和补充了之前所讲解的知识，也在一定程度上培养了学生自学的能力。