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基于地区特色的《选矿工艺学》课程混合式教学改革研究论文

发布时间:2023-07-19 15:28:24 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com)
 
  摘要 :依据冶金工程专业的培养目标,对选矿工艺学课程进行了教学改革。课程围绕赣南地区的特色产业“稀土”“钨”资 源展开,改革从线上教学、线下教学、课程思政、教学考核等四个方面进行,多种教学方法调动线下课堂学生参与性,校企合 作、实践实训、工艺设计、创新创业等深层次综合训练项目升华学习效果,构建了全新的混合式教学模式,并将其应用于实践, 取得了较理想的教学效果。

  关键词 :地区特色,混合式教学,矿产资源,教学项目

  选矿工艺学课程是矿物加工工程专业的一门重要的专业课, 也是冶金工程专业必须要掌握的一门专业课程。当前, 我国已进 入了中国特色社会主义新时代,全面建设社会主义现代化国家 新征程的第一个五年规划正在逐步开启。面临着空前未有的机 遇和挑战,只有认真谛视“十四五”时期国内外发展环境及局势 的变化, 才能敏锐洞悉到经济社会转型方向及方式的变化。

  赣南地区中重稀土及黑钨矿的储量居世界第一,并且产业 链较为完整,每年产出全球 60% 的黑钨矿、70% 的中重稀土、素 有“世界钨都”“稀土王国”的美誉。然而,目前资源利用程度却 差强人意,究其根本原因是稀土及钨矿选冶方面的应用型高级 人才严重不足。因此,在高校开设对口的课程,将课程的内容与 地域特色进行有效融合,并培养国家战略开发所需人才显得尤 为重要。因此, 本门课程的改革将结合赣南当地的特色产业—— 重要的战略性资源“钨”“稀土”的分选进行展开。并以学生为主 体,以线上平台和线下课程为抓手,优化混合式课程总体设计, 多种教学方法调动线下课堂学生参与性,校企合作、实践实训、 工艺设计、创新创业等深层次综合训练项目升华学习效果, 致力 于挖掘内在潜力并激发学习动力。让学生在课堂的学习中与时 俱进, 关注全球化变革和升级, 顺应时代发展的趋势。

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  1 课程教学中存在的问题

  与文科课程的形象生动,理科课程的抽象缜密不同,工科课 程更多时候会显得枯燥、乏味与琐碎。工科专业课不但要遵循一 般性教学的普遍规律, 更要研究工科学科以及教学的特殊性, 变 枯燥、乏味的教学为生动、活泼、紧密联系实践和社会发展的教 学。因此,将专业知识融入思政理论之中是一条可行的路径。传统专业课程类的教学必须与思政元素相融合。要达到提升思想 政治工作的教育效果,必须实现思想政治课程与其他各类课程 之间的同向同行,并加强二者的配合与合作。其次,传统的理论 课堂教学仅仅是以老师讲授为主, 学生被动地接受, 教学方式较 为单一,这样一来也就无法清楚地了解学生对知识的掌握情况, 而学生也无法得知学科的最新发展动态。随着时代的发展, 多元 化的教学方法,多种手段相结合才能达到较为理想的教学效果。 同时, 传统的理论课与实践生产结合不足, 课堂所学知识与实际 应用对接不畅。选矿工艺学是一门与选矿厂联系非常紧密的课 程,受课程学时的限制,教学活动仅以传统的课堂讲授为主,而 忽略了实际应用 ;灌输式的授课使得学生缺乏主观能动性,导 致发现问题、分析问题、解决问题能力不足,学生对所学知识难 以灵活应用。因此,实现理论教学融入生产实际案例,同时加强 与企业的合作, 将实践应用巩固所学理论知识, 才能较好地解决 该问题。此外,传统的课程考核,都是仅以期末测试或者提交一 篇论文作为最终成绩的评定方法。这种方式较为片面, 解决的只 是学生分数高低的问题,无法全面考察学生的学习情况。因此, 选矿工艺学这门传统课程的改革将从线上教学、线下教学、课程 思政、教学考核等四个方面进行。

  2 基于地区特色的《选矿工艺学》课程混合式教学改革实践

  当前的高校对人才的培养更加重视,对学生的专业技能及 创新能力提出了更高的要求。因此, 本门课程的改革思路将从教 学内容、教学方式、教学理念及教学评价四个方面展开。首先进 行教学准备, 针对生源情况进行学情分析, 对教材内容进行学习 目标资源情况,明确教学重点及难点,对课程的知识点进行分 解,设计针对性的教学项目供学生实践操作。明晰教学用线上与 线下相结合的方式,线上采用超星学习通平台,上传教学视频, 课堂检测、课后作业及课堂抢答题等学习资料。学生能够通过线 上平台对课程内容预习并加深理解。在视频学习的过程中发现 问题, 带着问题再来进行线下课程的学习和探讨, 达到事半功倍 的课程学习效果。同时, 老师也可以根据学生通过线上预习所提 出来的问题, 进行针对性的知识点讲解。线下的教学不再是传统的“灌输式”的教学方法,而是根据课程内容的讲解,学生们在实践过程中进行研讨, 开展拓展训练, 翻转课堂等方式提高学生 的参与度, 并将思政元素融合到课堂讲解及实践当中去。同时倡 导校企合作,让学生可以深入企业,了解企业的需求,真正做到 不脱节。教学考评也采用多种方式相结合, 从多方面考察学生的 学习情况。

  2.1 线上教学内容设计

  线上教学资源丰富,且利用率较高,充分利用超星学习通等 线上平台的功能,调动学习主动性,培养自学能力,激发学习兴 趣 ;通过在线学堂, 学生自主开展微视频、课件、练习题等学习, 将线上成为教学的必备活动 ;课后并在线上开展学习讨论、问 题答疑、问卷调查等,实现个别帮扶的同时,进一步提升教学效 果 ;这样一来, 学生自主学习能力得到了提升, 同时对课时也进 行了补充。老师每天登录平台查看学生线上学习的情况, 了解学 生观看视频的时长和课后问答的统计情况,对不积极登录或者 学习时长较少的同学提出预警。同时,记录学生的线上留言,总 结同学们在预习过程中所遇到的问题,再把问题带入到课堂的 讲述中, 针对性的内容讲解可以提高了课堂效率, 也让同学们清 楚线上提前预习的必要性。例如, 从往年学生线上的留言可以看 到,很多同学对浮选中的双电层理论提出了疑问, 很多教材对双 电层理论的介绍较少, 理论性也较强, 希望能明确双电层的提出 对于实际的浮选的意义。根据同学们线上提出的问题, 在线下的 讲述过程可以对教材内容进一步拓展,双电层中的 zeta 电位才 是判断浮选指标好坏的重要参数,包括实际浮选过程中如何测 定zeta 电位。这样既解决了大多数同学的疑惑,又提升了学生的 理论基础。根据以往两届学生超星学习通线上学习时长及综合 成绩分布情况统计结果,81.3% 的同学基本达到了理想的学习效 果 ;另外有 1.72% 的同学学习效果较差,自主性也较差,可以对 学习情况不乐观的同学再次提出监督和预警。

  2.2 线下教学内容设计

  线下教学采用多种教学模式开展教学,包括主题讲授,小组 讨论、翻转课堂、小组设计、实验室学习等模式授课,实现查缺 补漏、重点突破,将线上基础知识进行巩固与灵活应用,检验学 习效果的同时,实现线下教学作为基于线上而开展的更深入的 教学活动。传统学科也需与时俱进并结合地域特色, 课程教学内 容全面系统而又具有前沿性,针对南方离子型稀土矿及黑钨矿, 系统讲授该类矿产资源开发各环节的主要内容,符合资源型城 市对人才培养课程体系的要求 ;以稀土和钨的分选为教学案例 培养学生掌握其分选的科学技术和方法, 使教学内容鲜活起来 ; 并融入最新行业前沿技术及教师科研成果,教学科研相融见长。 同时线下结合课程的知识点开展创新项目训练,理论联系实际,归纳提升,将碎片知识系统化,将理论知识直接化。本门课程所开展的训练项目有分离黑钨矿及脉石矿物、低品位微细粒黑钨 矿的回收、大陆槽难选稀土矿的选矿、细粒级低品位钽铌稀土矿 选矿工艺、低品位钨渣处理工艺等。以上训练项目可以开展的实 验分别有 :回收含有萤石、石英、方解石的细粒级黑钨矿,从白 钨矿尾矿中回收黑钨矿, 氟碳铈矿的回收, 采用“磁选 - 重选”联 合工艺回收钽铌矿,采用碳酸钠焙烧 -氢氧化钠浸出的方法,从 碱浸钨渣中回收钨。内容丰富,实践性较强,激发了学生服务区 域发展热情, 增强了稀土矿及钨矿资源开发能力。

  同时,选矿工艺学本身也是一门实践性较强的课程,因此, 教学也不完全拘泥于课堂及实验室,可以利用课下的时间带领 学生走访企业,深入了解企业的真实需求,加强与企业的联系。 赣南地区及周边的可以走访的钨矿和稀土矿企业众多,根据学生深入几家相关企业现场的结果可以发现, 目前,稀土矿面临的 主要技术问题为很多矿石所含的稀土元素物理、化学性质较为接近,如何进行分离提纯,对工艺的要求非常高 ;此外,所含的杂质非常多,因此,在进行有价元素分离的同时,还要做到与杂质的分离。钨矿方面所面临的技术难题为资源过度开采导致当下的钨矿普遍品位低下, 而选别工艺一直停滞不前, 分选的成本较高 ;选别钨矿的新型药剂价格较贵。然而稀土矿和钨矿企业 有个共同问题, 就是环保和人才严重不足的问题, 周边多家企业因为环保不合格,面临停业整顿。了解了企业的需求,再让同学 们把问题带回到课堂进行探讨,除了思考如何提升难选稀土矿 及钨矿的选别效果之外,还可以在课堂上展示最新研发的高效 环保选矿药剂,让每位同学凑近闻一闻、看一看,并与传统的浮选药剂进行颜色和气味的对比。此外,也提出新的思考,如何对 排放到尾矿中的选矿药剂进行有效降解, 集思广益, 让每位同学 提出自己的方案,开放实验室,真正做到理论联系实际 ;同时, 进一步加强与企业的联系,鼓励企业的技术人员作为学生的实践导师, 指导学生进入选矿厂进行实践操作, 多数企业也会给予这类学生一定的奖励和补助, 提高了学生的积极性。通过这种不断交流合作, 最终也促进了企业筑巢引凤。

  2.3 课程思政元素的融入

  习近平总书记曾在全国高校思想政治工作会议上发表重要 讲话,指出“各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程 与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”习近平总书记的 重要论述指明了高校各类课程和思想政治理论课必须同向同 行、协同建设的根本方向, 必将对整个教育体系以及思想政治教 育工作产生长远影响。为达到知识性与价值引领的高度统一, 传 统学科需在教材中辅以马克思主义理论的指导,才能共筑“大思 政”课程教材体系。选矿工艺学这门课程主要分为两个版块,第一个版块为选矿工艺学课程的知识体系划分,第二个版块为挖掘出的课程思政育人元素。因此,结合十四五规划中所涉及的 几个导向, 新技术革命带动的新技术和新产业投资机遇、绿色低 碳与资源回收、环境保护、高端装备制造与地方特色产业,所挖 掘出的课程所涉及的思政元素分别有 :科学技术为第一生产力、 环境保护、国民经济地位、矿产资源的结构特点、时代使命感与 社会责任感。本门课程主要培养学生在安全、环保方面的意识, 掌握与行业环保相关的法律、法规及标准, 在掌握先进专业技术 的同时, 也要不断提升时代使命感和社会责任感。

  课程内容的第一部分为矿物加工的发展历史,这部分内容 的主要是介绍选矿工艺的发展历史,从“天工开物”中最原始的 表层浮选一直演变到二十世纪的泡沫浮选,科技技术的进步也 增强了学生对“科学技术是第一生产力”的认识。课程内容的第 二部分和第三部分是矿物加工基本方法的学习和应用,在掌握 重、磁、浮、电四种基本选矿方法的同时,并提出新的思考,选 矿的尾矿及废水将“何去何从”?在课堂教学中集思广益,将环 境保护元素融入进去,如何将选矿的尾矿重新回收利用并研发 出新型环保药剂,做到真正意义上的“零排放”,以此调动大家 跟踪最新科技前沿的积极性,又增强了时代使命感和社会责任 意识。第四部分为矿物加工的发展前景,通过案例教学的方式, 使同学们了解到新技术革命必然涉及高端装备制造业,赣南的 特色产业“稀土”“钨”又是重要军事战略资源,在国民经济中具 有非常重要的地位, 国家也需要“自给自足”的资源。

  2.4 考试考核方法设计

  经过改革后的课程成绩采用多元化考核评价模式 :学习过 程 60%,考核包含线上学习参与度与学习效果、线下学习的课堂 表现及作业完成情况以及解决实际问题的能力 ;期末考评40%, 考核包含期末检测与小论文。经过改革后的期末检测加重了分 析和设计题的比重, 更加偏重于对知识的理解和应用。试题共分 为两个部分,第一部分考查学生对选矿工艺学所涉及的各个工 艺的基础知识和基本原理的掌握程度 ;第二部分为分析题和设 计题,考查学生对选矿工艺学工艺流程制定、设备参数,工艺计 算方法的掌握程度。例如,针对某种复合金属矿物的分选,设计 一个分选工艺流程,给出药剂制度,并对该工艺进行分析和评 价。小论文部分主要是考察选矿方法最新研究进展的把握情况。 课程结束后以问卷调查形式反馈教学意见, 制定持续改进计划。

  3 课程内容与资源建设情况

  经过改革后的教学内容彰显稀土矿及钨矿特色,并将思政 元素有效地融合进来。针对赣南地区稀土矿及钨矿资源, 综合国内外稀土矿及钨矿选矿主要技术, 系统讲授矿产资源概况、各种选矿方法、尾矿处理、二次资源回收利用等内容。加强企业与高 校的联系,带领学生深入生产一线解决问题,培养学生爱岗敬 业、奉献社会、爱护环境, 树立为国家矿产战略资源开发的意志。

  线上超星平台多媒体课件覆盖全章节,试题库200 余题,资 源充足, 利用率高 ;配有教学视频、实际生产视频 ;学科实验室 具备了各种型号的浮选机、摇床、颚式破碎机、筛分机,磁选管 等全套选矿设备,省部级以上的实训平台及校外实训基地 10 余 个,全面支撑本课程的课外实践、实训 ;教学团队 15 人,其中 副教授以上职称占 52.8%。长期从事稀土矿及钨矿选冶方面的科 研,科研成果反哺教学, 有机融入并不断丰富课程内容。

  4 课程评价及改革成效情况

  线上与线下、理论与实践多维协同育人,教学效果显著改 善,学生综合知识和能力显著提升, 为稀土及钨矿资源开发培育 了大批特色人才,得到了学生、督导,同行、用人单位的一致好 评。基于本课程, 已有相当部分学生参与了申报创新创业训练项 目,申请专利,发表科研论文等。本门课程的建设朝着服务区域 发展、培养稀土矿及钨矿人才一流课程的目标不断前进。从学生 的评价内容和领导及同行听课的测评结果来看,课程的效果基 本上是达到了要求,学生也能在轻松活跃的课堂气氛下掌握课 程内容。将改革实施前后两届学生的成绩进行了对比, 从实施效 果来看, 学生的成绩有了明显的提高, 尤其是优秀和良好所占的 比例,优秀率从之前的 0 提升到了 15%,良好率从之前的25% 提 升到了 36%。

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  5 结语

  选矿工艺学是笔者学院冶金类专业的基础课,笔者分析了 该门传统课程在教学过程中存在的问题, 通过对教学内容、方式 以及训练项目 3 个方面的改革和实践,使教学内容更加精练、实 用,与时俱进,符合区域性人才的需求 ;使教学方式更加丰富, 提高了学生的学习兴趣 ;使教学项目和校企合作环节的设置更 加科学、合理, 提升了学生运用所学知识解决实际问题的动手能 力以及学生的创新思维能力。在以后的教学活动中, 为实现该课 程的教学目的和人才培养目标仍需不断进行总结和调整。
 
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