物理选矿的科研式教学探讨①

摘 要：物理选矿是矿物加工工程专业学生的一门核心必修专业主干课程，本文在简介物理选矿课程的基础上，针对物理选矿理论性和实用性的特点，结合研究型大学的模式和创新教育的要求，提出科研式教学的方法，并应用于物理选矿的课程教学中，通过教学实践，表明了这种方法的可行性和有效性。

关键词：物理选矿 科研 创新 教学探讨

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0030-02

为了实施科教兴国和人才强国的战略思想，全国高校都在积极倡导推进人才培养模式改革，尤其是在本科教学中加强了大学生的创新教育，以达到培育创新思维，锻炼创新能力，提高创新素养的目的[1]。创新教育应该贯穿整个大学阶段的所有课程，而不仅仅限于科研训练等专门课程，在所有课程中逐步引入创新思想，使学生在潜移默化中产生创新意识[2]。本文通过在物理选矿的专业课教学过程中，改变传统的硬式教学方式，将科学研究的方法和思想融入到专业知识传授过程中，加强学生对专业知识理解的同时，提高创新能力。

1 课程简介

物理选矿是矿物加工工程专业的核心必修理论课程之一，主要讲授物理法分选矿物的原理、工艺和设备。本门课的基础课程主要是大学物理、流体力学和机械设计基础。物理选矿是根据矿物密度、粒度、颜色、摩擦系数、磁性或电性等物理性质的差异，通过合适的设备，将原矿分成不同级别的过程。它是分选或提纯矿物最常用的方法，主要包括重力选矿、光电拣选、磁选和电选等，其中重力选矿又包括跳汰选矿、重介质选矿、斜面流和流膜选矿、水力分级、擦洗等，重力选矿的基本原理是颗粒在介质中的沉降规律。根据内容的性质不同，这门课主要包括分选原理和分选方法的应用，而分选方法的应用又涉及分选设备和分选工艺。这门课是在大三上学期开设，学生已经基本学完了大学阶段的通识基础课程，完全能够理解物理选矿教材的绝大部分内容。

2 科研式教学内涵

传统的教学方法是教师在整个教学过程中处于主导地位，系统全面地讲解教材上的主要内容，学生被动的接受知识，是一种填鸭式的教学方式。由于课堂时间有限，教师不可能对所有知识讲得透彻，所以学生在课堂上掌握的知识也是有限的。这种“注重知识的传授”教学方式突出了知识的获取而忽视了激发学生去创造新知识的勇气和动力，因此，在专业课的课堂教学中引入科研意识在创新教育的大背景下显得非常重要。

科研式教学就是教师在课堂教学中，根据科学研究的方法，引出和讲解专业知识，同时以现有知识为基础，引导学生提出问题和假说，主动地开展科学研究，检验假说或检验已有知识的有效性，逐步培养学生的创新能力，注重大学生自学能力、实践能力的培养，提高学生的综合素质，实施大学生创新教育纲要[1，3]。

教材上的知识是前人研究的成果，而新知识、新理论和定律的产生是以现有知识为基础，遵循科学研究方法，经过反复地数学推导和科学实验，提炼和总结而成。因此，科研式教学不仅可以传授知识，还能激发学生的积极性和创造力，甚至产生新的知识[4]。学生既能学到教材上的专业知识，还能建立独立思考、细致观察、深入探究、以及勤奋、严谨等优秀品质。从而使学生的分析问题、解决问题的能力在潜移默化中获得提高。

科学研究方法是用来解决问题寻求答案的步骤或程序，主要包括以下六个方面[5]。

（1）提出问题。大学生对专业方面的问题来源于两个方面：一是学生在阅读教材的过程中，对不理解的知识或持有怀疑的知识而产生问题；二是在课程的实验环节，通过观察而产生问题。教材上的某些知识由于其他学科技术的发展，其有效性可能会发生变化。大学生对于专业书上看不懂的知识作为问题去探究，除了有助于理解和掌握课程内容，还能拓展教材上的知识。在实验过程中的仔细观察，往往会激发科学的质询，观察要比不经意的感知更深入一些。大学生在专业课的学习过程中，如果能学会提出问题，表明学生已经初步理解了教材上的知识，对本专业有浓厚的兴趣，同时还具有创新潜力。教师在课堂教学过程中，要引导和启发学生积极提问。

（2）查阅文献。学生提出了专业问题后，就要开始搜索其他的知识来源，以获得更多信息。也许这个问题已被其他人回答，或者几种可能的回答已经被否定。知道其他人已经做了些什么，这样可以节约时间和精力。获取更多信息的方法是查阅适当的科学文献，上网搜索信息，或者与对同样的问题感兴趣的同学和朋友沟通。即使对这个问题没有现成的答案，科学文献和其他研究伙伴们也能够提供一些有利于解决问题看法和意见。通过查阅文献，如果问题已经得到解决，也可以使学生更加深刻理解教材上的内容。

（3）构建假说。对于通过查阅文献也无法解决的问题，应该引导学生提出假说，假说是一种这样的陈述，它对问题提供一种可能的回答，或者对能够进行实验的观察做出可能的解释，未经实验证实，或没有完全地经过实验证实，但可作为推理的基础，实验的指南，或作为从已知事实做进一步研究的出发点。

（4）检验假说。通过三种方式可以进行假说检验：进一步查阅文献资料；进一步地观察实验或现象；设计一个新的实验或方案。

（5）导出理论。通过检验假说有助于对问题的更深刻的理解，进而归纳和演绎为理论和定律。

（6）交流和讨论。通过课堂交流和讨论，使问题更加清晰、更加明朗，对专业知识了解得更深更精，逐渐提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

3 科研式教学实践

在物理选矿课程中，采用了科研式教学方法，具体表现在以下几个方面。

（1）提问式教学。在上课前认真备课，对讲课内容进行了精心设计，对教材上的内容，特别是重点部分，多用疑问句，少用陈述句。在肯定陈述句讲解完基本原理或知识点后，提出多个问题，对学生进行反问，引导学生进行思考，鼓励或强迫（点名）学生回答问题，发表个人意见，参与课堂讨论，活跃课堂气氛，强化学生的积极性和主动性。对于简单的问题，教师在课堂上综合学生的意见，引导出正确答案。对于难度较大的问题，作为学生的课外作业，并要求每位学生或小组必须在下次课得到实质性的答案。提问式教学，使学生感到上课不枯燥，容易理解和记忆专业知识，更为重要的是，学生不经意地学习了如何提问题，从什么角度分析问题，逐步向学生灌输了科学研究的思想和发现知识的创新思想。

（2）课内课外相结合。学生在放松的课堂气氛中，通过教师的提问式教学，掌握了重点，对于课堂上没有提及的内容，课后再进行自习，并对教学进度内的全部内容进行细细品读和回味，及时吸收相关教学内容。除此之外，再对教师在课堂上留的课外作业（课堂上的难点问题）进行文献检索，查阅国内外关于这个问题方面的科技论文、书籍和专利文献，寻求解答，必要的时候还需要通过补做实验来阐明问题。

（3）讨论式教学。特别安排了两次讨论课，对争议较大的技术问题进行集中讨论，其目的是通过问题剖析，让学生透切理解专业知识。一般提前两个星期公布讨论的题目，要求学生提前进行文献检索、查阅和分析资料。在讨论课上，每位学生必须谈谈个人对问题的理解、观点和看法。学生由被动学习转化为主动学习、自主学习，通过讨论，深刻理解了专业知识。

（4）重视专业实验。通过亲手做专业实验，对专业技术进行亲身体验，可以帮助学生进一步理解教材上的内容。要求学生对实验过程进行仔细描述，认真观察实验现象，并要求每位学生提出问题，促使学生以积极、乐观的态度开展实验研究，理解专业知识，提高教学效果。

（5）重视交流。加强教师与学生、学生与学生、学生与行业专家之间的交流，提高学生的交往和沟通能力，分析问题和解决问题的能力，激发学生的创新灵感。

（6）指导撰写科研论文。大学生的主要任务是学习专业知识，传统的教学体系中，学生在在校期间没有科研论文的写作锻炼机会，导致毕业后在论文写作这方面的能力较弱。要培养学生的创新能力，论文写作是一个不可忽视的环节。在物理选矿教学过程中，通过提问式教学、讨论式教学和交流，对专业知识有了更为深刻的理解，特别是针对某些专业问题。问题找到了答案，但不可轻易结束，在专业课的教学过程中，倡导学生将问题和答案写出来，不仅加强了对专业知识的理解，同时还锻炼了学生写作专业论文的能力，比专门去开设科技论文的写作课效果要好的多。

4 结语

在物理选矿的教学过程中，通过尝试科研式教学法，取得了良好的效果。学生的学习积极性得到了提高，课堂上敢于发言，不害怕被问问题，敢于主动问问题，自觉查阅物理选矿方面的专业文献，学习较为主动，多名同学在课程结束后投稿了科技论文。通过科研式教学，不仅给学生传授了物理选矿知识，而且使学生在科研方法、科研素养和科研创新等方面的能力也得到了培养和锻炼。

参考文献

[1] 顾明远，石中英.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》解读[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

[2] 苏初旺，刁海林，彭琼.创新教育实践教学体系的构建与实践[J].高教论坛，2012（7）：37-39.

[3] 卫琳.高校教育改革中创新人才、创新素质与创新教育探讨[J].中国科教创新导刊，2012（7）：24-25.

[4] 赵晓江，赵雪婷，郭晓萍.落实素质教育、构建创新教育体系[J].中国科教创新导刊，2012（1）：24.

[5] 陈中文，袁小鹏.大学生科研导论[M].北京：科学出版社，2008.