矿物加工工程专业实验教学模式改革与实践
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摘 要 通过分析矿物加工工程传统本科实验教学存在的主要问题，从本科实验开放、实验内容、教师队伍、实验室建设等几个方面，进行实验教学模式改革。实践证明，新的实验教学模式十分成功。
关键词 矿物加工；实验教学；实践教学
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）03-0142-02
Experiment Teaching Model Reforming and Practice of Mineral Processing//Zhu Shufang， Qian Gongming， Chen Tiejun
Abstract The main problems in traditional undergraduate experiment teaching of mineral processing were analyzed. The opinion of experiment teaching model reforming were put forward from the aspects of opening undergraduate experiment， experiment content， teachers’ team and laboratory construction. The success of new practical teaching model was proved by practice.
Key words mineral processing； experiment teaching； practice teaching
实践教学是高等教育、教学的重要组成部分之一，是培养学生实际动手能力、实践技能和创新思维能力的重要手段[1]，而实验是开展实践教学的主要方式之一。与理论讲授相比，实验教学不仅能让学生受到严格、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更重要的是能培养学生的定性、定量概念，养成良好的操作习惯和严谨的科学态度。除此之外，精心设计的实验内容和组织方式还能够引发学生的深层次思考，引导学生去探索现象背后的逻辑，从而逐步培养其思辨和创新的能力[2]。
矿物加工工程是一门典型的工程应用型学科，是理论与实践紧密结合的学科，实验教学是本专业培养学生实践和创新能力的重要环节[3]。近年来，各地区高校对矿物加工工程专业的课程设置、教材和教学内容等方面进行了较大的改革，但在实验教学方面的改革相对滞后，难以满足企业对人才专业操作技能水平和创新能力的要求。改革实验教学，是保证实践教学质量，提高学生工程实践能力和综合素质的重要途径。
1 矿物加工工程传统实验教学存在的问题
1.1 思想认识上对实验教学不够重视
传统上对实验课重视程度不够，认为实验教学是理论教学的附属，实验教学是对理论教学的重复验证过程。在整个实验过程中，学生只是被动地接受，没有选择的机会，不能激发学生对实验的热情，束缚了学生的主观能动性和创造性。
1.2 实验教材内容程式化
在实验过程中，学生只需按照指导书中的步骤，在教师已准备好的实验装置上进行实验，再根据指导书给出的计算公式，即可得出实验结果，缺乏对学生创新能力的培养[4]。
1.3 实验学时偏少
传统课程设置中，实验所占用学时偏少，如固体物料分选学这门课程共64学时，实验只有6学时，受学时限制，每种选矿方法每组学生（6人一组）只能按照实验指导书的要求操作一次。
武汉科技大学矿物加工本科教学分为烧结球团和选矿两大方向，所有本科生需学习两个方向的理论课，这也是导致实验学时相比其他学校同专业偏少的原因之一。
1.4 实验仪器设备利用率低
矿物加工工程学生毕业后，绝大多数在生产一线，掌握现代实验仪器设备是应具备的基本技能。传统封闭式管理机制下，实验室使用时间和实验内容不能充分地对学生开放，学生只能利用有限的实验课时间使用实验室，导致一方面不能很好地培养学生的实践和创新技能，另一方面实验仪器设备利用率低。
矿物加工工程专业是武汉科技大学品牌专业、湖北省重点专业、国家级特色专业。由武汉科技大学矿物加工工程专业教授主持的科研项目于2007年和2010年两次获得国家科技进步二等奖，近5年，矿物加工工程系承担“十一五”“十二五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金及与矿山企业合作的科研项目。怎样充分利用学科建设取得的成果和学科所具有的优势，进一步在本科教育中发挥重要作用，使矿物加工专业人才的教育适应当今矿业发展的新形势和科学技术的发展趋势？实验教学应该加强学生创新能力和工程实践能力的培养。进行实验教学模式的创新与改革，具体可从5个方面来实践。
2.1 矿物加工工程实验室对本科开放
只有通过实验室开放，为学生提供创新和工程实践活动的场所和实验所需仪器设备，才能够为培养创新人才和提高学生实践能力提供充分的条件。同时，还能够不断提高实验室场地、设施及仪器设备的利用率，最大限度地发挥教学实验资源的效益[5]。
学校领导高度重视实验教学和本科实验室开放，武汉科技大学从2007年开始，先后出台了《实验室开放管理办法》《“创新学分”实施办法》《学生课外学术科技活动指导教师工作量计算及奖励办法》《学生课外学术科技活动奖励条例》《大学生科技创新基金使用管理办法》等配套制度。近年来，矿物加工工程专业充分利用开放实验室，努力培养学生动手实践和创新能力。
本实验室主要通过三种方式开放。
1）预约实验型：矿物加工工程实验室定期教学计划以外的综合性、设计性开放实验课题，学生到实验室预约，根据自己的专长、特长、爱好等选做实验。
2）科研课题引导型：实验室定期矿物加工工程领域中教师的在研科研项目，以开放实验与科研项目结合的形式，引导高年级优秀学生进入导师实验室，参与科研活动；
3）自选课题型：学生根据自己学习或查看文献资料的情况，自选课题，报系批准后，进入实验室开展实验。
2.2 思想上认识到实验教学的重要性
转变教育思想，更新教育观念，实施素质教育，培养具有较强的创新能力和工程实践能力的新一代大学生。实验教学绝不仅是课堂理论教学的辅助，更重要的是培养学生实际动手能力、解决实际问题的能力，是培养创新精神的重要途径。必须把做好实验教学工作，加强实验室建设和深化实验教学改革提高到新世纪创新教育所必需的高度来认识，彻底转变重理论轻实验教学的旧观念，使实验教学在素质教育中发挥其应有的作用[6]。
在制定培养计划时，明确实验教学时数在课程总时数中所占的比例，保证必不可少的实验教学时数。
2.3 从实验内容和教学方式上改革实验教学
1）除基础专业实验外，开设创新性和综合性实验，让学生自主选择感兴趣的题目，独立设计实验步骤。根据矿山企业存在的实际问题和教师的科研课题，更新实验教学内容，优化实验课程设置，减少重复的验证性实验，增加应用性、设计性、综合性和创新性的实验项目。
2）改变原来以模拟、验证和灌输为主的教学方法和学生被动的学习方式，确立以学生为中心，教师是引导者和点拨者的教学思想[7]。学生做实验时教师不预先讲解，只讲一些注意事项和安全问题。这样，学生在做实验之前，要主动查阅资料，制定合理实验流程，选用合适仪器设备，熟悉仪器设备使用方法，变被动为主动。
2.4 加强实验教师队伍建设
培养高素质人才需要有真知灼见的教师。提高学生的创新能力、实践能力，决定因素在于教师。实施创新教育必须有一支具有创新精神的教师队伍。武汉科技大学从2007年开始施行《学生课外学术科技活动指导教师工作量计算及奖励办法》，建立鼓励教师参加实验教学与实验室建设的机制，吸引更多的教师进行实验教学，以促进实验教学水平的提高。矿物加工工程专业教师将他们的科研成果转换成适合本科生的实验内容，使学生在学校学习期间就有机会参与科研活动，加深对所学专业知识的了解，更加明确学习目的。
2.5 现代化专业实验室建设
实验室是培养创新人才的重要基地，没有现代化的实验教学设备，就很难配合新的实验体系，培养出具有创新精神的人才。近年来，国家、学校利用学科建设费，教师利用自己的科研经费，对矿物加工实验室进行了很大力度的建设，矿物加工系的固定资产总值由2006年的70多万元增加到现在的300多万元。但是也应该看到，这离现代化的专业实验室还有很远的距离。因此应该根据实验项目的设置，加大对实验室仪器和设备的资金投入力度，改善实验室的硬件条件，淘汰陈旧的实验设备。同时充分利用已有的科研仪器及设施资源，提高本科实验的教学能力，促进科研和本科实验教学的紧密结合，做到统一管理、资源共享，提高设备的利用率。
3 取得的教学实践效果
通过矿物加工工程实验室开放和实验教学改革，矿物加工专业的学生培养特色鲜明，实际动手能力与创新能力大幅提高，并且学生接触学科前沿的机会大大增加，实验室积极营造浓郁的科技创新氛围，为学生提供了更为宽广的学习平台。学校矿物加工工程专业矿物分选加工、造块成型与直接还原、二次资源综合利用的学科特色更加突出。
近5年，矿物加工工程专业本科生参加的科研课题获国家发明专利2项，获湖北省大学生优秀科研成果二等奖4项，创业计划书获湖北省第七届“挑战杯”大学生创业计划大赛银奖1项。矿物加工工程专业毕业生也受到用人单位和社会的一致好评。
参考文献
[1]赵越.目前工科高等教育实验教学中的一些问题与对策[J].中国科教创新导刊，2009（23）：74-75.
[2]张宏勋，李晨，龚彦文，等.构建学习型实验团队，提升工科大学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：84-87.
[3]魏宗武，林美群.“矿物加工”实验独立设课的探索与思考[J].大众科技，2011（5）：185-195.
[4]孙敏，杜冰，郑晓英.论工科专业课实验教学模式[J].实验室科学，2008（2）：26-28.
[5]路阳，曹新鑫，张玉德，等.矿物加工工程专业实验开放的教学实践[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2010（12）：
181-182.
[6]许国安，徐华成.深化实验教学改革注重对学生能力的培养[J].实验技术与管理，2003，20（2）：112-115.
[7]陈冬颖，任红，袁玲.发达国家工科大学物理实验教学特色研究[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2008，22（6）：129-132.