礦物加工工程物理化學教學思考探析

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摘要：在礦物加工工程專業(yè)中的物理化學課程教學中，因其內(nèi)容的深奧、數(shù)理邏輯性強，從而引起學生厭學的問題始終存在，導致教學效果不佳。原因是學生對該課程不夠重視，且教師一般拋開專業(yè)而孤立的講授物理化學，故對學生做好“職業(yè)生涯規(guī)劃”教育，重視該課程在專業(yè)中地位和作用，重視實驗教學，實驗教學要與礦物加工試驗相結(jié)合，對理論課程內(nèi)容要進行整合以契合專業(yè)的需求是改進教學所要思考的問題。

關(guān)鍵詞：實驗教學；專業(yè)性；培養(yǎng)目標；職業(yè)

礦物加工工程專業(yè)是應用技術(shù)很強的工科專業(yè)，礦物加工是利用磁選和浮選等方法，將品位較低的原礦富集為人造富礦，為后續(xù)的冶煉工作或礦產(chǎn)品的深加工做準備，目前該專業(yè)在國內(nèi)高校多有開設(shè)，如云南各地州礦產(chǎn)資源極其豐富，各工礦企業(yè)需要大量的礦業(yè)類人才，該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢趨好。鑒于該專業(yè)對化學知識的依賴性很大，所以學生必須掌握無機化學、分析化學、物理化學、甚至部分有機化學內(nèi)容，化學知識在該專業(yè)的比重之大、知識面之廣給學生的心理造成較大的負擔，尤其是物理化學課程的教學更是讓學生“苦不言堪”，甚至部分學生對物理化學抱有“敷衍了事”的學習態(tài)度，嚴重影響培養(yǎng)質(zhì)量。物理化學雜糅了物理和化學兩大學科基礎(chǔ)知識，它是以物理學的理論與實驗技術(shù)為手段研究化學的基本規(guī)律和理論。同時物理化學的知識之廣泛，又成為研究、探索其他領(lǐng)域（如礦物加工、冶煉、石化、醫(yī)藥、材料）研究的必備要素。據(jù)多年的教學經(jīng)驗，在教學過程中，因為物理化學理論的抽象深奧、數(shù)理邏輯推理性強、知識系統(tǒng)性強等特點給學生帶來很大的困難。所以為做好物理化學的教學工作、達到礦物加工工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，在教學過程中提出以下幾點思考。

1對傳統(tǒng)教學內(nèi)容進行整合以契合專業(yè)的需求

《普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材：物理化學簡明教程（第3版）》［1］在編寫及修訂過程中貫徹的指導原則中包含“對傳統(tǒng)教學內(nèi)容的及時更新”，如何更新內(nèi)容？即不要“唯教材是論”而是教學過程中如果化學課程屬于其它專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課時，教師要重點考慮“核心專業(yè)課的需要”從而對物理化學知識進行取舍、整合、補充，當然在更新的過程中我們不能無視物理化學的系統(tǒng)性與邏輯性，更不能忽視知識的來龍去脈而搭建空中樓閣，而是要堅持“具體情況具體分析，因材施教”的原則。畢竟學生不屬于化學類專業(yè)的學生，如果我們按照化學專業(yè)的培養(yǎng)標準來傳授物理化學知識就顯得“本末倒置，避重就輕”了。要對專業(yè)核心課作深入的了解，物理化學中哪些內(nèi)容契合核心專業(yè)課程內(nèi)容，如“金屬冶金學”、“礦物加工廠工藝設(shè)計”與物理化學中的“相平衡”，“電化學”的知識相關(guān)，而“選礦學”則需要做好物理化學中界面和膠體化學的教學。對物理化學的教學要突出重點，避開難點，無需對微積分的邏輯推理、熱力學定律的數(shù)理分析、溶液的化學勢、化學平衡及化學動力學與能量進行深入探討，多年經(jīng)驗告訴我們學生的承受能力與接受能力及學習時間是有限的，加重學生的負擔無疑會導致學生厭學的情緒產(chǎn)生，教學效果適得其反。

2物理化學實驗應契合

“專業(yè)”以體現(xiàn)其在專業(yè)中的價值。只有理論聯(lián)系實際，才能讓學生感覺到自己所學的東西具有實際意義。對礦物加工工程專業(yè)中物理化學課程的教學更是如此，應特別注重實驗的教學，強調(diào)實驗與理論的有機結(jié)合。以往實驗教學一般遵循的原則是“化學實驗是基礎(chǔ)理論的驗證和補充”［2］，而我們的“教育哲理”更要強調(diào)實驗“應用性、適應性”。毋庸置疑，平時教師大部分授課內(nèi)容都圍繞著熱力學、分散系、動力學、表面和膠體化學、化學平衡、電化學等基礎(chǔ)理論講解，雖然不能說以上理論教學缺乏趣味性或不能為學生所接受，但當理論一旦與實踐“若即若離”，或者說理論純粹建立在邏輯分析基礎(chǔ)之上，無疑會降低教學效果。所以教師一定要處理好“理論教學與實驗教學”的關(guān)系［3］。物理化學實驗當然必須通過學生親手操作，使學生掌握物理化學的基本實驗技術(shù)和技能，能科學觀察物理化學實驗現(xiàn)象及進行規(guī)范記錄、處理實驗數(shù)據(jù)及對實驗條件的進行判斷和選擇?？墒侨绻覀兊慕虒W一味的就物理化學實驗而“實驗”，那就落入俗套。為避免不落窠臼，就必須將以上學生所掌握的方法體現(xiàn)在他們所學的專業(yè)中，如在“酸堿反應中和熱的測定”、“量熱法測定萘的燃燒熱”的實驗教學中，學生不僅要能正確的對反應熱進行測定，教師更要結(jié)合冶金學、濕法、干法冶煉、電解等實際性的專業(yè)問題來分析該實驗的必要性，從而從專業(yè)的角度來思考和認識該實驗。通過以上的鍛煉，那么學生也就具備了初步對金屬冶金學中熱量的變化問題的分析能力。而“差熱分析”、“熱分析法繪制二組分體系的相圖”的實驗的規(guī)律與原理應該體現(xiàn)在“礦物金屬及其化合物在礦物加工過程中的富集與變化”中，從而使得學生能理解礦物深加工過程中出現(xiàn)的溫度變化規(guī)律和晶型的變化等特征，尤其在相圖的繪制中更要強調(diào)實驗在專業(yè)中的應用性。而“電導法測定蛋白質(zhì)水溶液的等電點”，“電極電勢－pH圖的繪制及分析”，“恒電流法測量鋅的穩(wěn)態(tài)極化曲線”，“循環(huán)伏安法研究K3Fe（CN）6電極反應動力學”，“溶液吸附法測定活性炭的比表面積”，“電泳法測定Fe（OH）3溶膠的動電電勢”，“微觀法測定膠體的粒徑及動電電勢”等物理化學的實驗項目更是與礦物加工或深加工的實踐教學息息相關(guān)［4］。教師更是要結(jié)合專業(yè)的教學內(nèi)容和問題來思考以上實驗，在必要的時候可對以上實驗進行改進，使其更能契合“專業(yè)的要求”，體現(xiàn)出實驗的價值與作用。能否將物理化學實驗“專業(yè)化”，能否將實驗中要求學生思考的問題具體化，必須把“要解決的實驗問題”上升到“專業(yè)實踐研究中確實存在的問題”，最終使學生形成的解決問題的素質(zhì)能在實際應用過程中體現(xiàn)出來，這些都是物理化學教師應該思考的問題。

3做好學生的“心理疏導”以提高學生對物理化學的認識

教師必須使學生認識到本專業(yè)的應用型很強是建立在數(shù)學、物理學、化學等專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容之上的，脫離以上基礎(chǔ)課程的內(nèi)容而孤立的學專業(yè)課內(nèi)容無異于“空中樓閣”，屬于“無稽之談”。在給學生做“職業(yè)規(guī)劃”時更要從專業(yè)的角度來審視［5］。培養(yǎng)目標應明確表示：我們培養(yǎng)的學生不是“曠工”，也不是“勤雜工和后勤人員”，而是能夠提出問題、分析問題、解決問題的生產(chǎn)一線技術(shù)人才或者產(chǎn)品改進、實驗研究與工程設(shè)計、生產(chǎn)管理人才，而這樣的人才必須擁有扎實的“專業(yè)技能”［6］。在教學過程中不乏有學生抱怨化學內(nèi)容太多，無機化學、分析化學（含儀器分析）已經(jīng)讓他們“煩不勝煩”，而物理化學內(nèi)容的難度更是讓學生“苦不言堪”。故教師在教學過程中應對內(nèi)容進行整合，整合的原則應基于其在專業(yè)中的價值體現(xiàn)，如表面張力、膠體化學知識在選礦中的潛在應用價值，電化學知識、電導法在冶煉中的運用，金屬相圖的繪制與解讀在礦物深加工的應用等都要在教學中體現(xiàn)出來。在職業(yè)規(guī)劃的過程中，強調(diào)“再造＋深造”對個人職業(yè)生涯的影響。滿足于簡單的技能操作與生產(chǎn)經(jīng)營或按部就班式的工作已不是我們“礦物加工工程”本科專業(yè)畢業(yè)生的理想信念，更不是終極目標。從事科學研究與技術(shù)革新，對產(chǎn)品進行深加工創(chuàng)造出高附加值的優(yōu)性能產(chǎn)品才是本專業(yè)的專業(yè)人才追求的目標，而這一切都離不開“繼續(xù)教育”與“深造”，若忽視了物理化學知識在專業(yè)中的存在價值，那“深造”更是無從談起。教師務必清醒的認識到“學生對專業(yè)、職業(yè)的認識程度是朦朧的”，其有著“宏圖大志”但又缺乏腳踏實地、兢兢業(yè)業(yè)之精神，他們會把以后成功的因素歸結(jié)于或在很大程度上歸結(jié)于“偶然＋巧合”，對“必然性”的前提條件缺乏深刻的認識，即使堅持“實踐出真理”的認識論，但也是基于“盲目的實踐”，忽略理論對實踐指導的價值所在。即物理化學知識對“礦物加工及深加工”的實踐指導作用雖然不是萬能的，但若脫離其理論指導也是萬萬不能的，以此來提高學生對學習物理化學的認識。

4結(jié)語

物理化學的教學存在諸多困難是必然的，但作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，教學的創(chuàng)新的點應著眼于“學生對核心專業(yè)課程學習的需要”，切勿泛泛而談，否則只能是加重學生的學習負擔，無益于培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

參考文獻

［1］傅玉普.物理化學簡明教程.第3版［M］．大連：大連理工大學出版社，2014.

［2］何榮幸，黃成，彭敬東.物理化學實驗教學改革中的創(chuàng)新教育思路［J］．西南師范大學學報（自然科學版），2012（4）：186－189.

［3］朱志昂.物理化學課程教學內(nèi)容和教學方法的改革［J］．大學化學，2012（5）：9－13.

［4］王俊祥，由曉芳，王凌云，等.礦物加工專業(yè)實驗教學的思考［J］．冶金管理.2020（1）：234－235.

［5］余洪，何東升，張漢泉，等.“新工科”背景下礦物加工專業(yè)人才培養(yǎng)的幾點思考［J］．大學教育，2019（4）：146－148.

［6］籍永華，秦丙克.論新形勢下礦物加工工程專業(yè)的發(fā)展［J］．煤炭加工與綜合利用，2018（9）：66－68.

作者：聶文林 陽小勇 單位：滇西科技師范學院數(shù)理學院