矿物加工专业重力选矿课程教学改革探索

摘 要：文章从本科重力选矿课程教学现状分析入手，对重力选矿课程教学的内容、方法、实验、课程考核设计进行了教学改革。学生通过教学改革对本门课程有了更深入的理解，提高了教学效果，有效地把理论知识融入到了实践当中，提高学生创新能力，培养学生成为有创新能力的实用型人才。

关键词：矿物加工 重力选矿 教学改革

中图分类号：F240

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）11-268-02

一、引言

“重力选矿”课程是矿物加工工程专业的一门重要的专业课，也是理论知识和机械原理、结构相结合的综合课程。重力选矿的原理是基于性质不同的矿粒，在流体中完成分选过程，涉及到流体力学、颗粒学、概率统计、测试技术及自动控制技术，是一门综合性交叉学科课程，课程涉及面广，从理论到实际设备结构、运行，能够培养学生综合运用课程所学理论知识与技能，提高解决实际问题的能力，是一门非常适合培养学生创新能力的课程。但是近年来，该课程出现了教学模式教学方式方法单一、课程内容陈旧、实验与作业内容单一、考核单一等问题。本文结合自身教学实践，根据学生就业方向与现场企业信息反馈中出现的问题，特提出本次课程教学改革。

二、更新课堂教学内容

目前，国外开设重力选矿课程的学校有很多：巴黎矿业大学、法兰克福大学、波恩大学、柏林工业大学、慕尼黑工业大学、亚琛工业大学等等。同样，国内开设重力选矿的学校也有很多：中国矿业大学、东北大学、辽宁工程技术大学、沈阳理工大学、江西理工大学、山东科技大学、安徽理工大学、武汉科技大学、中南大学等许多学校。课堂内容均以掌握重力选矿的基本理论、矿物性质、分选工艺及选矿机械设备结构与工作原理为基础，但各高校重力选矿课程中的具体讲解内容具有不同的侧重点，形成各自的特色。中国矿业大学以煤炭的主要分选作为主讲内容，并且金属、非金属分选内容也逐渐走进主讲内容，所占比例逐年增加;辽宁工程技术大学以非金属分选作为主讲内容，对于煤炭、金属分选内容也占相应比例。东北大学以金属分选作为主讲内容，均不断扩大教学应用范围。

同时，近年来，随着我国经济增长速度持续减缓，煤炭行业出现了供大于求现状，煤炭行业面临巨大压力。煤炭行业的发展形势导致矿物加工专业人才需求逐年减少，现已达近饱和状态。笔者对我校矿物加工工程专业毕业生近5年的毕业情况进行统计，毕业生不再局限于煤炭洗选行业，而是逐渐向金属与非金属分选及深加工行业过渡。从事选煤行业的学生人数逐年下降，2011年毕业生从事选煤占75%，至2015年仅占34%;从事金属及非金属矿分选行业的同学比例逐年增长，至2015年达38%。

根据各国内外高校重力选矿课程内容倾向及学生的就业方向，及时调整课堂教学内容。我校重力选矿课程主要以煤炭分选为主，在原有的课程内容比例的基础上，重新进行合理的内容选取和编排，加大流膜选矿部分课时比例。在重选生产实践部分，对于在实际生产中已经不再使用的生产技术与工艺进行删减。虽然重选流程均以煤炭洗选为中心，但面对企业人才多样化的需求，重选流程不但要保证原来的选煤部分，还要加大金属矿及非金属矿工艺流程的讲解，向学生传授生产现场各种技术工艺。保证授课内容站在专业技术的前沿，引入大量最新科技文献，了解最新的专业技术，与国际接轨。不断培养学生分析问题和解决问题的能力，从各个角度拓宽学生的专业面，使学生更好地掌握最新的矿物加工技术。

三、丰富实验教学内容

实验是重力选矿课程必不可少的实践性教学环节，也是重力选矿课程的重要组成部分。实验不仅能够提高学生工程意识、动手能力和综合素质，重要的是使学生养成探索研究的良好习惯，培养学生自主实践和创新能力。目前，统计许多用人单位对普通工科高校学生的评价，普遍存在实践动手能力薄弱，创新意识不强。创新意识不是简单地从理论知识推理而来，实践证明创新意识与动手能力的高低成正比。归根结底是如何提高学生自身的动口、动脑、动手的实践探索能力和创新精神。

重力选矿课程实验方式内容单一，仅有课内实验部分。学生只要进行三步就可完成实验，课前学生按照实验指导书上的步骤进行预习;课上便可顺利地测到数据，完成实验动手部分;课下对数据进行处理分析，编写实验报告。这种按部就班的实验教学方式限制了学生学习能动性的发挥，束缚学生的思维扩展。面对这种现状，本门课程提出要在传统实验内容的基础上，加入创新内容。通过设置课外综合性设计实验，将学生分成几队进行比赛，引导学生将多方面的专业知识有机地联系起来。鼓励学生主导实验，让学生自主完成实验的设计、步骤，发现问题，解决问题，进行探索新实验和创新实验，使学生在实际操作中逐步形成、发展和丰富自己的认知结构，主动探索科学知识，初步掌握从事科学研究与探索的一般方法。这样不仅达到对学生基本知识和实验技能的培养，更重要的是注重学生对实验过程中的操作能力，增强团队意识，实验可以满足各类学生的不同层次的创新能力培养，从而培养出更优秀的学生。

四、完善教学方法

目前，重力选矿教学方式是传统的教学方式讲授法。这种教学方式存在着教学方式单调，把教学内容多半单向地灌输给学生，不能充分调动学生的主动性和积极性，激发学生的学习兴趣，不利于学生的综合能力和创新思维的培养。使学生更好、更快接受专业课知识，不是“填鸭式教学”，更不是学生简单的“应试型”考试课，需对教学方法进行更新完善。以讲授法为主，综合运用多种教学方法，根据不同的教学内容采用不同的教学方法。采用导入、启发、问答、复习等方法进行授课，同时也采用讨论、分析、录像、举实例等方法导入新课内容，运用高清晰度的图片、生动形象的flash动画将微观世界宏观化，教学内容形象化。例如，在讲解立轮、斜轮分选机结构时，教师对照图片讲解，学生理解其分选原理及基本结构，教师思维代替学生思维， 学生只是被动地接受知识，并且在实际工作中遇到设备，很难找到设备中的对应结构位置及了解设备运行状况。在教学中结合播放现场设备工作情况、设备检修、设备内部结构及检修过程细节，在讲解课堂内容时，把理论与现场实践相结合，让学生对讲解内容充分理解。不仅激发学生学习的兴趣和求知欲，形成一种“感染式教学”，让学生由被动变成主动，使其具有良好的精神状态进入课堂的学习中来，有利于学生在头脑中形成完整的知识结构体系，便于记忆。

不断提升计算机软件在重力选矿教学中的重要位置，不断提升学生的工程基础。在重力选矿课程中可选性曲线、分配曲线与错配物曲线的绘制，从手绘到发展到现在的计算机出图。在出图的过程中，更新更简单的软件不断应用到重力选矿课程中来。从Matlab、Mathmatica和Maple等具有一定的计算机编程知识和矩阵、函数知识，到简单实用的Word、Excel、Origin，不但可以辅助课堂教学，提升教学效果，并且达到了培养利用计算机解决工程实际问题的能力，又把课程内容面放宽放大，增强学生分析问题的能力。同时，不断丰富作业形式，使作业不再局限于手写。例如：编程、电子绘图、电子式论文作业、文献综述等等，这些不仅激发了学生做作业的兴趣，活跃了学生的课余生活，使学生作业的抄袭现象大大减少。

五、科研促进教学

高校教学与科研两者相辅相成。教学是科研的基础，科研是教学的发展和提高，充分发挥科研在教学中的作用，才能有效提升教学质量，提高学生综合能力与创新能力。教师在课堂上传授的知识，往往忽视了学生的主动性。因此，在重力选矿课程的教学中引入专业科研领域，接触学科前沿，培养学生的科研意识，激发学生学习去创造新知识的勇气和动力，意识到“真正的学习在课下”。通过我省东部煤电化建立的煤炭洗选加工研发平台，我校石墨研发平台，让学生认识科研，参与科研。充分利用矿物加工工程省级高校重点实验室，为学生的科研实战提供了良好的实验条件，鼓励学生在科研道路上不断实践和探索，遇到问题，主动学习，解决问题，从而提高学生的学习兴趣，不断提升自身专业能力，培养学生的创新意识和能力。鼓励学生参与学校科研项目，申请大学生科研立项。

科研促进教学，不仅培养学生的创新思维和能力，并且对于教师自身也提出了更高的要求。在指导过程中，教师首先要掌握丰富的知识，做到思路开阔，不断提升自身的专业水平，对学科的前沿、动态有及时和深入的掌握。

六、改革考核方式

重力选矿课程原考核方式分为三部分，期末闭卷考试占总成绩70%，平时成绩占总成绩10%，实验成绩占总成绩20%。但是近年来，学生中很大一部分存在着一考定成败的心理，不注重平时学习，学习不认真，期末考前突击，快速记忆，很快忘记。考核方式存在一定弊端，只重视期末考试，忽视平时学习的过程，感受不到学习的乐趣，只考虑考核结果，同时，也打击了一部分同学的学习积极性。为了转变这种考试心理，促进学生掌握知识、提高能力及素质修养，对考核方式进行调整。设置阶段考试，达到注重学习过程与结果的统一。考核方式变分四部分，平时成绩占总成绩10%，实验成绩占总成绩20%，阶段考试占总成绩20%，期末闭卷考试占总成绩50%。这样，考核过程体现在平时、中间过程和期末，贯穿课程全部，能够更好掌握学生学习效果。这种考核方式不仅激发学生在整个教学过程中具有持久的学习积极性和主动性，能更真实地体现学生的学习水平，打消学生一考定成败的消极心理。

七、结论

重力选矿课程教学改革内容，以“学生全面发展、成人成才需求，企业与社会发展需求”为导向，立足于具有创新能力的实用型人才培养要求。分析课程教学的现状，发现存在的不足，提出了行之有效的教学改革，不仅扩大了学生的知识面，重要的是激发了其学习动力，真正提高学生的学习效果，动手能力，创新能力;实现教学与科研的强强结合，强化教学，通过在理论与实践教学环节引入“科研式”培养，缩短了学生理论研究与科学实践之间的距离，促进学生能力的全面提高，同时也推进了教学，达到了教学改革的真实目的。

[基金项目：黑龙江科技大学教研项目（TY13-12）]

参考文献：

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（作者单位：黑龙江科技大学矿业工程学院 黑龙江哈尔滨 150027）

（作者简介：孟凡娜，讲师，博士，研究方向：矿物分选与深加工。）

（责编：贾伟）