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[摘要]“矿物材料”是我校材料科学与工程专业的特色专业课。我们针对矿物材料的特点和发展,应用现代教育理念和方法，从教学内容和实验课程设计的凝练、教学方法和教学手段的改进、知识面的拓展、创新思维的激发等方面进行了系统的建设，形成了完整的课程内容体系、先进的教学方法以及特色教学团队，为具有特色专业人才的培养创建优越的教学平台。
[关键词]矿物材料 教学内容 特色 教学方法
一、引言
当前社会的发展对高等学校培养人才提出了很高的要求， 要求培养出的人才要有独到见解、具有创新性思维及自主的动手能力，即要培养出创新与研究型并为社会所需求的人才[1]。这些对人才培养的目标要求，对高等学校的课程设置及教学过程提出了更高的要求。经过20余年的研究与发展，“矿物材料”已经成为我校材料科学与工程专业中一个相对独立和完善的特色组成部分，是材料科学与工程专业中重要的教学内容。矿物材料是利用各种非金属矿物资源，通过各种选矿提纯、超细粉碎、表面改性和化学提纯等加工工艺，制备出的具有各种用途的材料[2，3]。随着科学技术的发展和社会的进步，矿物材料在节能减排、环境保护、生态修复、催化、农业等领域获得了非常广泛的应用，矿物材料也将为我国目前面临的严重的环境、生态及能源问题提供一条新的有效的解决途径。对于我校材料科学与工程专业来说，扎实的基础，宽厚的知识面，丰富的实践锻炼和很好的创新意识，是未来创新型人才培养的重要方面。对此我们在“矿物材料“课程教学改革中围绕这几方面，做了一些有意义的探索和尝试并取得一些成果。
二、凝练课堂教学内容
“矿物材料”是材料科学与工程专业的专业必修课。总计学时为40学时，其中24学时为理论教学，16学时为实验教学。如何利用好这24学时的课堂教学将“矿物材料学”最核心的内容讲好，长期以来一直是我们探讨和关注的问题。经过近几年的探讨，理论教学将突出功能矿物材料作为核心内容，同时兼顾矿物材料在高新技术领域及经济社会发展中的应用。倡导利用材料学的观点和方法，以矿物原料研究开发矿物各种功能新材料；按照材料学的四要素：材料制备、材料组构、材料性能、材料效能全面系统研究矿物岩石材料全过程，采用现代测试技术与理论从机理上探讨矿物岩石新材料的制备工艺。我们将“矿物材料”核心内容归纳为矿物材料制备技术，并具体化到各种典型的功能矿物材料，如以沸石、膨润土、高岭土、石英等为主要组分的矿物材料，突出“地大特色”，把在矿物功能材料、矿物纳米材料及矿物环保材料等取得的科研成果作为主线核心内容[4、5]。同时，矿物材料的应用方面也是必需加以说明和解释的。笔者重点介绍了矿物材料在环境保护、土壤修复、催化和农业中的应用原理、应用现状及其应用前景，让学生对矿物材料的应用有了很深的印象。
三、改进教学方法与教学手段
本课程的教学方法和教学手段多样化，主要手段包括:课堂讲授、课题讨论和研究型学习，以期学生能够在掌握矿物学基本知识的基础上，对矿物材料及其应用有深入的了解和认识。通过这些教学方法和手段，能开阔视野、扩大知识面， 激发学习兴趣。
课堂讲授是本课程教学的主要环节，采用启发引导、灵活互动的教学方法。课堂讲授主要以PPT多媒体方式为主，配合图片、教学课件等辅助方式，集成大量信息，提高教学效率并调动学生的积极性。同时我们也补充了相关可以提高学生兴趣、增加知识的内容。例如在讲授矿物材料的环境功能时，介绍了矿物材料治理蓝藻新进展；在讲授矿物材料在农业中的应用时，介绍了矿物材料提高粮食产量和作物质量的实验。通过这些实例，来说明矿物材料学的前沿及其未来的广泛应用前景，这不仅开阔了学生的视野，也大大激发了学生的学习热情。使学生们认识到，原来矿物材料还有如此大的用处。课题讨论是我们新进引入的一种有效的教学手段。课题由教师指定分配或者学生自己选择有关矿物材料的课题，并在课堂上做主题报告。经过2年的实践，笔者发现，此举不仅激发了学习热情，提高了学习兴趣，而且学生对矿物材料的认识更加深入，对其应用能提出一些新的思路。
研究型学习注重学生的科研兴趣和能力的培养，将学科中的某些前沿和存在的基本问题及时介绍给学生，保持教学内容新颖性和实践性。这样一方面做到科研与教学相结合，拓宽学生知识面，另一方面给学生独立思考的机会，开阔学生思维和科研创新意识。除此之外，我们还有意识强调平时成绩的权重，相对淡化期末考试，从一个侧面来督促学生要重视和抓紧平时的学习。
四、拓展知识面，激发创新思维
目前，我国高等教育普遍存在的问题就是学生知识面较窄，创新性不强。我们在讲授“矿物材料”课程时，十分注重学生知识面的拓展，因为知识面的扩展，有利于同学创新思维、思考问题、解决问题。这样就可以进一步理解和巩固所学的知识，并能提高学生学习的积极性，同时还可以将本课程的知识与其他课程相结合，促进他们发现问题、分析问题、解决问题的能力，增强他们的学习主动性。如：在讲授矿物材料在农业中的应用时，我们从古代将石灰应用在农业生产说起，逐步拓展到矿物材料在天然肥料、土壤改良剂、复混肥、饲料添加剂、农药、菌肥载体、作物生长调节剂等方面的应用，分析矿物材料在农业上应用的基本原理，使学生对矿物材料与农业生产的关系有了全新的认识。在讲授矿物材料在污水处理中的应用时，从处理污水的原理出发，分析矿物材料在处理污水中的作用。通过知识面的拓展，学生的学习热情高涨，创新思想也得到了一定程度的提高，有学生就指出，目前阻碍TiO2光催化应用的回收问题，可否通过与蒙脱石这样的层状矿物材料的复合得以解决。这是一个很有前途的创新性设想，我们就让学生专门去找相关文献，并在后续课程中进行了深入的探讨。
五、实验教学内容设计利于调动学生兴趣与创新能力结合
在实验教学内容设计中牢固树立以“兴趣为出发点，创新能力培养为目标”实验教学观念，探索实验教学的改革内容，建立和实施以基本操作技能和创新设计能力并重的实验教学体系。实验教学内容设计要特别体现出学生的兴趣与爱好，培养学生将科学实验变成一种自觉的行为，使学生在完成科学实验的过程中具有乐趣感与成就感，激发出学生的创新性意识。因此，在实验课程的实施中应充分尊重、调动学生的兴趣，提高学生发现问题解决问题的实际能力。
为了做到这一点，笔者在设计与实施实验教学内容时通过学生自己制备矿物材料并对其进行简单的应用来满足与提高学生的兴趣。让学生将研究型实验当作一件有趣的事情来完成，不要形成一种负担或一种强大的压力。让学生自觉将完成这个实验变成一种生活乐趣。这样做有利于学生在完成实验时身心愉快，能够最大限度地调动与发挥学生的观察能力与思维创新能力。
具体来说，我们设计了一系列有关沸石矿物材料的制备及其初步应用的实验。众所周知，沸石是一种优良的吸附剂，因此，本实验以河南上天梯的沸石为原料，通过离子交换技术制备H型沸石，再将H型沸石与凝胶进行结合，制备出具备一定吸附性的吸附剂，并将其应用于对水和气体的吸附实验。该实验的设计系统化，科学化，将矿物材料的制备技术与应用有机结合起来，使学生产生浓厚的兴趣与实验热情，取得了良好的效果。
六、良好的教学效果
我们在“矿物材料”教学改革和课程建设方面付出的努力，得到了各方面的承认和广泛的好评。该专业老教授听课后认为，课程内容新颖，教学手段丰富，方法得当，注重理论和实践的结合，大量实例增加了课程的趣味性和应用性，实验教学内容设计系统而科学，在培养学生创新性思维及自主的动手能力方面进行了有益的探索。学生们普遍认为，通过矿物材料学课程，使他们对于矿物材料有了全新的认识，改变了传统的看法，尤其是矿物材料实验教学内容设计新颖，趣味性强，并有最终的产品得到，可以付诸于实际的应用，改变了以往实验教学内容的演示性和不系统性。
当然，我们取得的这些成绩也与学校以及其他各方面的支持和帮助是分不开的，这也激励我们还要继续努力，不断结合学科发展更新教学内容、改革教学方法和手段，进一步提高教学效果，使“矿物材料”成为一门精品课程，为国家培养特色精品人才做出贡献。
基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目“材料科学与工程专业实验教学创新体系研究与实践” （2008138）
[参考文献]
[1]边洁,齐宝森.研究型学习模式及其在高等教育中的应用[J].高等理科教育,2005 (S1) ：11-13
[2]汪灵.矿物材料学的内涵与特征[J].矿物岩石,2008,28（3）：1-8
[3]吴季怀.矿物材料刍议[J].矿物学报,2001,3：278-283.
[4]李飞,李珍,杨密纯.材料性能检测实验教学模式的改革与实践[J]，实验技术与管理,2008（12）：163-165
[5]沈上越,李珍.矿物岩石材料工艺学[M]，中国地质大学出版社，2005
（作者单位：中国地质大学 材料科学与化学工程学院武汉）
[关键词]矿物材料 教学内容 特色 教学方法
一、引言
当前社会的发展对高等学校培养人才提出了很高的要求， 要求培养出的人才要有独到见解、具有创新性思维及自主的动手能力，即要培养出创新与研究型并为社会所需求的人才[1]。这些对人才培养的目标要求，对高等学校的课程设置及教学过程提出了更高的要求。经过20余年的研究与发展，“矿物材料”已经成为我校材料科学与工程专业中一个相对独立和完善的特色组成部分，是材料科学与工程专业中重要的教学内容。矿物材料是利用各种非金属矿物资源，通过各种选矿提纯、超细粉碎、表面改性和化学提纯等加工工艺，制备出的具有各种用途的材料[2，3]。随着科学技术的发展和社会的进步，矿物材料在节能减排、环境保护、生态修复、催化、农业等领域获得了非常广泛的应用，矿物材料也将为我国目前面临的严重的环境、生态及能源问题提供一条新的有效的解决途径。对于我校材料科学与工程专业来说，扎实的基础，宽厚的知识面，丰富的实践锻炼和很好的创新意识，是未来创新型人才培养的重要方面。对此我们在“矿物材料“课程教学改革中围绕这几方面，做了一些有意义的探索和尝试并取得一些成果。
二、凝练课堂教学内容
“矿物材料”是材料科学与工程专业的专业必修课。总计学时为40学时，其中24学时为理论教学，16学时为实验教学。如何利用好这24学时的课堂教学将“矿物材料学”最核心的内容讲好，长期以来一直是我们探讨和关注的问题。经过近几年的探讨，理论教学将突出功能矿物材料作为核心内容，同时兼顾矿物材料在高新技术领域及经济社会发展中的应用。倡导利用材料学的观点和方法，以矿物原料研究开发矿物各种功能新材料；按照材料学的四要素：材料制备、材料组构、材料性能、材料效能全面系统研究矿物岩石材料全过程，采用现代测试技术与理论从机理上探讨矿物岩石新材料的制备工艺。我们将“矿物材料”核心内容归纳为矿物材料制备技术，并具体化到各种典型的功能矿物材料，如以沸石、膨润土、高岭土、石英等为主要组分的矿物材料，突出“地大特色”，把在矿物功能材料、矿物纳米材料及矿物环保材料等取得的科研成果作为主线核心内容[4、5]。同时，矿物材料的应用方面也是必需加以说明和解释的。笔者重点介绍了矿物材料在环境保护、土壤修复、催化和农业中的应用原理、应用现状及其应用前景，让学生对矿物材料的应用有了很深的印象。
三、改进教学方法与教学手段
本课程的教学方法和教学手段多样化，主要手段包括:课堂讲授、课题讨论和研究型学习，以期学生能够在掌握矿物学基本知识的基础上，对矿物材料及其应用有深入的了解和认识。通过这些教学方法和手段，能开阔视野、扩大知识面， 激发学习兴趣。
课堂讲授是本课程教学的主要环节，采用启发引导、灵活互动的教学方法。课堂讲授主要以PPT多媒体方式为主，配合图片、教学课件等辅助方式，集成大量信息，提高教学效率并调动学生的积极性。同时我们也补充了相关可以提高学生兴趣、增加知识的内容。例如在讲授矿物材料的环境功能时，介绍了矿物材料治理蓝藻新进展；在讲授矿物材料在农业中的应用时，介绍了矿物材料提高粮食产量和作物质量的实验。通过这些实例，来说明矿物材料学的前沿及其未来的广泛应用前景，这不仅开阔了学生的视野，也大大激发了学生的学习热情。使学生们认识到，原来矿物材料还有如此大的用处。课题讨论是我们新进引入的一种有效的教学手段。课题由教师指定分配或者学生自己选择有关矿物材料的课题，并在课堂上做主题报告。经过2年的实践，笔者发现，此举不仅激发了学习热情，提高了学习兴趣，而且学生对矿物材料的认识更加深入，对其应用能提出一些新的思路。
研究型学习注重学生的科研兴趣和能力的培养，将学科中的某些前沿和存在的基本问题及时介绍给学生，保持教学内容新颖性和实践性。这样一方面做到科研与教学相结合，拓宽学生知识面，另一方面给学生独立思考的机会，开阔学生思维和科研创新意识。除此之外，我们还有意识强调平时成绩的权重，相对淡化期末考试，从一个侧面来督促学生要重视和抓紧平时的学习。
四、拓展知识面，激发创新思维
目前，我国高等教育普遍存在的问题就是学生知识面较窄，创新性不强。我们在讲授“矿物材料”课程时，十分注重学生知识面的拓展，因为知识面的扩展，有利于同学创新思维、思考问题、解决问题。这样就可以进一步理解和巩固所学的知识，并能提高学生学习的积极性，同时还可以将本课程的知识与其他课程相结合，促进他们发现问题、分析问题、解决问题的能力，增强他们的学习主动性。如：在讲授矿物材料在农业中的应用时，我们从古代将石灰应用在农业生产说起，逐步拓展到矿物材料在天然肥料、土壤改良剂、复混肥、饲料添加剂、农药、菌肥载体、作物生长调节剂等方面的应用，分析矿物材料在农业上应用的基本原理，使学生对矿物材料与农业生产的关系有了全新的认识。在讲授矿物材料在污水处理中的应用时，从处理污水的原理出发，分析矿物材料在处理污水中的作用。通过知识面的拓展，学生的学习热情高涨，创新思想也得到了一定程度的提高，有学生就指出，目前阻碍TiO2光催化应用的回收问题，可否通过与蒙脱石这样的层状矿物材料的复合得以解决。这是一个很有前途的创新性设想，我们就让学生专门去找相关文献，并在后续课程中进行了深入的探讨。
五、实验教学内容设计利于调动学生兴趣与创新能力结合
在实验教学内容设计中牢固树立以“兴趣为出发点，创新能力培养为目标”实验教学观念，探索实验教学的改革内容，建立和实施以基本操作技能和创新设计能力并重的实验教学体系。实验教学内容设计要特别体现出学生的兴趣与爱好，培养学生将科学实验变成一种自觉的行为，使学生在完成科学实验的过程中具有乐趣感与成就感，激发出学生的创新性意识。因此，在实验课程的实施中应充分尊重、调动学生的兴趣，提高学生发现问题解决问题的实际能力。
为了做到这一点，笔者在设计与实施实验教学内容时通过学生自己制备矿物材料并对其进行简单的应用来满足与提高学生的兴趣。让学生将研究型实验当作一件有趣的事情来完成，不要形成一种负担或一种强大的压力。让学生自觉将完成这个实验变成一种生活乐趣。这样做有利于学生在完成实验时身心愉快，能够最大限度地调动与发挥学生的观察能力与思维创新能力。
具体来说，我们设计了一系列有关沸石矿物材料的制备及其初步应用的实验。众所周知，沸石是一种优良的吸附剂，因此，本实验以河南上天梯的沸石为原料，通过离子交换技术制备H型沸石，再将H型沸石与凝胶进行结合，制备出具备一定吸附性的吸附剂，并将其应用于对水和气体的吸附实验。该实验的设计系统化，科学化，将矿物材料的制备技术与应用有机结合起来，使学生产生浓厚的兴趣与实验热情，取得了良好的效果。
六、良好的教学效果
我们在“矿物材料”教学改革和课程建设方面付出的努力，得到了各方面的承认和广泛的好评。该专业老教授听课后认为，课程内容新颖，教学手段丰富，方法得当，注重理论和实践的结合，大量实例增加了课程的趣味性和应用性，实验教学内容设计系统而科学，在培养学生创新性思维及自主的动手能力方面进行了有益的探索。学生们普遍认为，通过矿物材料学课程，使他们对于矿物材料有了全新的认识，改变了传统的看法，尤其是矿物材料实验教学内容设计新颖，趣味性强，并有最终的产品得到，可以付诸于实际的应用，改变了以往实验教学内容的演示性和不系统性。
当然，我们取得的这些成绩也与学校以及其他各方面的支持和帮助是分不开的，这也激励我们还要继续努力，不断结合学科发展更新教学内容、改革教学方法和手段，进一步提高教学效果，使“矿物材料”成为一门精品课程，为国家培养特色精品人才做出贡献。
基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目“材料科学与工程专业实验教学创新体系研究与实践” （2008138）
[参考文献]
[1]边洁,齐宝森.研究型学习模式及其在高等教育中的应用[J].高等理科教育,2005 (S1) ：11-13
[2]汪灵.矿物材料学的内涵与特征[J].矿物岩石,2008,28（3）：1-8
[3]吴季怀.矿物材料刍议[J].矿物学报,2001,3：278-283.
[4]李飞,李珍,杨密纯.材料性能检测实验教学模式的改革与实践[J]，实验技术与管理,2008（12）：163-165
[5]沈上越,李珍.矿物岩石材料工艺学[M]，中国地质大学出版社，2005
（作者单位：中国地质大学 材料科学与化学工程学院武汉）