礦物加工工程物理化學(xué)教學(xué)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(xué)課程教學(xué)中，因其內(nèi)容的深奧、數(shù)理邏輯性強，從而引起學(xué)生厭學(xué)的問題始終存在，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。原因是學(xué)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(xué)，故對學(xué)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(xué)，實驗教學(xué)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(xué)所要思考的問題。
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；專業(yè)性；培養(yǎng)目標；職業(yè)
礦物加工工程專業(yè)是應(yīng)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(xué)知識的依賴性很大，所以學(xué)生必須掌握無機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、甚至部分有機化學(xué)內(nèi)容，化學(xué)知識在該專業(yè)的比重之大、知識面之廣給學(xué)生的心理造成較大的負擔(dān)，尤其是物理化學(xué)課程的教學(xué)更是讓學(xué)生“苦不言堪”，甚至部分學(xué)生對物理化學(xué)抱有“敷衍了事”的學(xué)習(xí)態(tài)度，嚴重影響培養(yǎng)質(zhì)量。物理化學(xué)雜糅了物理和化學(xué)兩大學(xué)科基礎(chǔ)知識，它是以物理學(xué)的理論與實驗技術(shù)為手段研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論。同時物理化學(xué)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(xué)經(jīng)驗，在教學(xué)過程中，因為物理化學(xué)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(xué)生帶來很大的困難。所以為做好物理化學(xué)的教學(xué)工作、達到礦物加工工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，在教學(xué)過程中提出以下幾點思考。
1對傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)簡明教程（第3版）》［1］在編寫及修訂過程中貫徹的指導(dǎo)原則中包含“對傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)過程中如果化學(xué)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(xué)知識進行取舍、整合、補充，當(dāng)然在更新的過程中我們不能無視物理化學(xué)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(xué)生不屬于化學(xué)類專業(yè)的學(xué)生，如果我們按照化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)標準來傳授物理化學(xué)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(xué)中哪些內(nèi)容契合核心專業(yè)課程內(nèi)容，如“金屬冶金學(xué)”、“礦物加工廠工藝設(shè)計”與物理化學(xué)中的“相平衡”，“電化學(xué)”的知識相關(guān)，而“選礦學(xué)”則需要做好物理化學(xué)中界面和膠體化學(xué)的教學(xué)。對物理化學(xué)的教學(xué)要突出重點，避開難點，無需對微積分的邏輯推理、熱力學(xué)定律的數(shù)理分析、溶液的化學(xué)勢、化學(xué)平衡及化學(xué)動力學(xué)與能量進行深入探討，多年經(jīng)驗告訴我們學(xué)生的承受能力與接受能力及學(xué)習(xí)時間是有限的，加重學(xué)生的負擔(dān)無疑會導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)的情緒產(chǎn)生，教學(xué)效果適得其反。
2物理化學(xué)實驗應(yīng)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(xué)生感覺到自己所學(xué)的東西具有實際意義。對礦物加工工程專業(yè)中物理化學(xué)課程的教學(xué)更是如此，應(yīng)特別注重實驗的教學(xué)，強調(diào)實驗與理論的有機結(jié)合。以往實驗教學(xué)一般遵循的原則是“化學(xué)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(yīng)用性、適應(yīng)性”。毋庸置疑，平時教師大部分授課內(nèi)容都圍繞著熱力學(xué)、分散系、動力學(xué)、表面和膠體化學(xué)、化學(xué)平衡、電化學(xué)等基礎(chǔ)理論講解，雖然不能說以上理論教學(xué)缺乏趣味性或不能為學(xué)生所接受，但當(dāng)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(xué)效果。所以教師一定要處理好“理論教學(xué)與實驗教學(xué)”的關(guān)系［3］。物理化學(xué)實驗當(dāng)然必須通過學(xué)生親手操作，使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本實驗技術(shù)和技能，能科學(xué)觀察物理化學(xué)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(xué)一味的就物理化學(xué)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(xué)生所掌握的方法體現(xiàn)在他們所學(xué)的專業(yè)中，如在“酸堿反應(yīng)中和熱的測定”、“量熱法測定萘的燃燒熱”的實驗教學(xué)中，學(xué)生不僅要能正確的對反應(yīng)熱進行測定，教師更要結(jié)合冶金學(xué)、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(xué)生也就具備了初步對金屬冶金學(xué)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(yīng)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(xué)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(yīng)用性。而“電導(dǎo)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(yīng)動力學(xué)”，“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(xué)的實驗項目更是與礦物加工或深加工的實踐教學(xué)息息相關(guān)［4］。教師更是要結(jié)合專業(yè)的教學(xué)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(xué)實驗“專業(yè)化”，能否將實驗中要求學(xué)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(xué)生形成的解決問題的素質(zhì)能在實際應(yīng)用過程中體現(xiàn)出來，這些都是物理化學(xué)教師應(yīng)該思考的問題。
3做好學(xué)生的“心理疏導(dǎo)”以提高學(xué)生對物理化學(xué)的認識
教師必須使學(xué)生認識到本專業(yè)的應(yīng)用型很強是建立在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)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(xué)專業(yè)課內(nèi)容無異于“空中樓閣”，屬于“無稽之談”。在給學(xué)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(yīng)明確表示：我們培養(yǎng)的學(xué)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(xué)過程中不乏有學(xué)生抱怨化學(xué)內(nèi)容太多，無機化學(xué)、分析化學(xué)（含儀器分析）已經(jīng)讓他們“煩不勝煩”，而物理化學(xué)內(nèi)容的難度更是讓學(xué)生“苦不言堪”。故教師在教學(xué)過程中應(yīng)對內(nèi)容進行整合，整合的原則應(yīng)基于其在專業(yè)中的價值體現(xiàn)，如表面張力、膠體化學(xué)知識在選礦中的潛在應(yīng)用價值，電化學(xué)知識、電導(dǎo)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(yīng)用等都要在教學(xué)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(xué)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(xué)知識在專業(yè)中的存在價值，那“深造”更是無從談起。教師務(wù)必清醒的認識到“學(xué)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(dǎo)的價值所在。即物理化學(xué)知識對“礦物加工及深加工”的實踐指導(dǎo)作用雖然不是萬能的，但若脫離其理論指導(dǎo)也是萬萬不能的，以此來提高學(xué)生對學(xué)習(xí)物理化學(xué)的認識。
4結(jié)語
物理化學(xué)的教學(xué)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(xué)的創(chuàng)新的點應(yīng)著眼于“學(xué)生對核心專業(yè)課程學(xué)習(xí)的需要”，切勿泛泛而談，否則只能是加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)，無益于培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。
參考文獻
［1］傅玉普.物理化學(xué)簡明教程.第3版［M］．大連：大連理工大學(xué)出版社，2014.
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［4］王俊祥，由曉芳，王凌云，等.礦物加工專業(yè)實驗教學(xué)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(xué)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(xué)院數(shù)理學(xué)院
