1、223 “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程之礦物物性的教學(xué)芻議* 申俊峰 李勝榮 董國(guó)臣 楊宗鋒 張華鋒 （中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083） 摘 要： “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程是重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。在分析課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上認(rèn)為，目前課程總學(xué) 時(shí)壓縮的情況下，礦物物理性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該改革，即不但不應(yīng)壓縮而且應(yīng)該加強(qiáng)。建議針對(duì)其中的電學(xué)、磁 學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)開(kāi)展教學(xué)研討和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，而且要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段研發(fā)。 關(guān)鍵詞：物理性質(zhì) 教學(xué)研討 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué) 一、引言 “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)” 課程是地學(xué)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)主干課程之一， 也是地學(xué)類(lèi)大學(xué)生入校后繼 “地 球科學(xué)概論”

2、 課程之后的第一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課 （張恩， 2000； 秦善等， 2007； 馮娟萍， 2013；胡華，高潔，2014） 。該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容是諸多專(zhuān)業(yè)課程的必備基礎(chǔ)知識(shí)，而且直接影 響到后續(xù) “巖石學(xué)” “礦床學(xué)” 等諸多專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果 （馮娟萍， 2013； 胡華， 高潔， 2014） 。 因此，各大地學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)院校歷來(lái)十分重視該課程的教師隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)大綱修訂、教材編著、 教學(xué)內(nèi)容編排、教學(xué)進(jìn)度安排和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段配置等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的組織實(shí)施（張恩，2000； 秦善等，2007；馮娟萍，2013；胡華，高潔，2014；許虹等，2015；郭艷軍等，2017） 。實(shí)際 上，多年來(lái)從學(xué)生和

3、用人單位的反饋意見(jiàn)也同樣能夠證實(shí)“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程的基礎(chǔ)性和 重要性是不言而喻的（許虹等，2015） 。 然而，在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，為保障學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)接受更多新的公共基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)內(nèi) 容， “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程與其他專(zhuān)業(yè)課程一樣不得不壓縮教學(xué)總時(shí)數(shù)。即，該課程一度由 20 世紀(jì)的 90 年代前的 200 余學(xué)時(shí)（秦善等，2007）和 120150 學(xué)時(shí)（趙虹，黨犇，2012） ， 到 90 年代減少到 10060 學(xué)時(shí)，甚至有些專(zhuān)業(yè)壓縮到更少學(xué)時(shí)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地學(xué)專(zhuān) 業(yè)類(lèi)“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程目前壓縮到 80 學(xué)時(shí)。顯然，如此少的教學(xué)時(shí)數(shù)客觀上難以滿(mǎn)足 學(xué)生的專(zhuān)業(yè)需求，一定程度

4、上也必然影響到后續(xù)課程學(xué)習(xí)。那么，如何在新形勢(shì)下以較少的學(xué) 時(shí)合理選擇和安排重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容是每個(gè)地學(xué)教師必須面對(duì)和認(rèn)真考慮的問(wèn)題。 這也就是說(shuō)，在顯著壓縮學(xué)時(shí)的現(xiàn)實(shí)客觀條件下，如何最大限度合理有效地安排“結(jié)晶學(xué) 與礦物學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)是不可回避的教學(xué)現(xiàn)狀。因而仔細(xì)分析和斟酌課程各章節(jié)內(nèi)容 *資助項(xiàng)目：燕山地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)后備基地建設(shè)（2015-ms129） 。 大學(xué)地球科學(xué)課程報(bào)告論壇論文集（2017） 224 特點(diǎn)，并進(jìn)行廣泛交流、研討并進(jìn)行改革就勢(shì)在必行。本文先就該課程礦物學(xué)部分之“礦物物 理性質(zhì)”教學(xué)內(nèi)容的改革淺談一點(diǎn)設(shè)想。 二 、“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程之礦物物性?xún)?nèi)容的教學(xué)現(xiàn)狀 回顧“結(jié)

5、晶學(xué)與礦物學(xué)”課程之礦物物理性質(zhì)的教學(xué)沿革可知，即使在 90 年代課程總學(xué) 時(shí)已經(jīng)壓縮為 96 學(xué)時(shí)的情況下，這部分內(nèi)容仍然占據(jù) 2 學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)和 6 學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué) （其中包括礦物形態(tài)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容） 。主要目的是在礦物各論內(nèi)容教學(xué)之前，希望學(xué)生掌握肉眼 條件下礦物形態(tài)和主要物理性質(zhì)觀察測(cè)試方法、 未知礦物鑒定方法及認(rèn)識(shí)熟悉常見(jiàn)代表性礦物 的形態(tài)物性特點(diǎn)，可見(jiàn)“礦物物理性質(zhì)”這部分教學(xué)內(nèi)容是十分重要的。目前執(zhí)行課程總學(xué)時(shí) 80 學(xué)時(shí)， “礦物物理性質(zhì)”的課堂教學(xué)仍然保持為 2 學(xué)時(shí)，但是實(shí)踐教學(xué)（包括礦物形態(tài)實(shí)踐 教學(xué)內(nèi)容）不得不壓縮到 4 學(xué)時(shí)。 值得強(qiáng)調(diào)的是，課堂教學(xué)往往把這一節(jié)課程內(nèi)

6、容劃分為“光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和其他性 質(zhì) ”三個(gè)部分，而且常常是注重前二者的詳述。所謂的“其他性質(zhì)”則僅僅重點(diǎn)講述密度、 磁性，其他性質(zhì)如導(dǎo)電性（電阻） 、介電性、壓電性、熱電性、焦電性、導(dǎo)熱性、釋光性（發(fā) 光性） ，以及膨脹性、吸水性、可塑性、和離子交換性等則統(tǒng)統(tǒng)只簡(jiǎn)單介紹概念，甚至概念也 是一帶而過(guò)，容易忽而略之，因此也常常給學(xué)生留下“這部分內(nèi)容不重要”的印象。實(shí)際上， 這樣的教學(xué)結(jié)果往往導(dǎo)致我們的大學(xué)生走出大學(xué)校門(mén)后，或就業(yè)于新的科研或生產(chǎn)單位，或進(jìn) 一步深造時(shí)，很多學(xué)生早已忘記了很多礦物尚有這么多性質(zhì)未得到應(yīng)用，因而不利于創(chuàng)新思維 發(fā)揮的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，一定程度上弱化了基于礦物學(xué)理

7、論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，甚至嚴(yán) 重影響或限制了利用礦物學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)和科研實(shí)際問(wèn)題方法的發(fā)揮。 三、加強(qiáng)“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程礦物物性之“其他性質(zhì)”教學(xué)的 必要性 筆者認(rèn)為，2030 多年前礦物學(xué)鑒定測(cè)試手段較為單一，通過(guò)重點(diǎn)學(xué)習(xí)光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性 質(zhì)內(nèi)容，掌握過(guò)硬的肉眼鑒定未知礦物本領(lǐng)無(wú)疑是非常必要的，甚至有人把礦物實(shí)踐教學(xué)簡(jiǎn)稱(chēng) 為“巖礦鑒定”也不過(guò)分。但是，如今的礦物學(xué)教學(xué)絕非簡(jiǎn)單的“巖礦鑒定” ，而應(yīng)該是了解 掌握更多的礦物物理性質(zhì)，并借此分析研究和總結(jié)礦物物理性質(zhì)標(biāo)型、獲取更多礦物成因和找 礦信息、捕捉深刻理解地質(zhì)作用和地質(zhì)過(guò)程的證據(jù)、解決采選冶工藝問(wèn)題、挖掘制備新材料的 礦物原料、拓展礦

8、物學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，乃至為更多尚未被人類(lèi)利用的天然礦物尋找開(kāi)發(fā)利 用途徑，等等。僅憑掌握礦物光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)已不能滿(mǎn)足未來(lái)礦物科學(xué)發(fā)展的實(shí)際需要。 也就是說(shuō)，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，礦物物理性質(zhì)的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)生了很大變化，未來(lái)礦物學(xué)科 發(fā)展對(duì)這部分內(nèi)容的要求也越來(lái)越高，顯然針對(duì)礦物物理性質(zhì)之“其他性質(zhì)”的教學(xué)也應(yīng)該進(jìn) 行相應(yīng)的改變。 因此，對(duì)于如上所述的電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)，甚至聲學(xué)性質(zhì)，應(yīng)該加大教學(xué)力度，增加教 “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程之礦物物性的教學(xué)芻議 225 學(xué)學(xué)時(shí)安排。不能只讓地學(xué)類(lèi)學(xué)生僅僅把這些重要的礦物物理性質(zhì)停留在概念的理解上，而應(yīng) 該逐漸讓學(xué)生意識(shí)到這部分物理性質(zhì)同前面的光學(xué)性質(zhì)

9、、力學(xué)性質(zhì)同樣重要，而且其應(yīng)用更加 有實(shí)際意義，也必然有很大的發(fā)展應(yīng)用空間。即便有些性質(zhì)目前尚無(wú)針對(duì)天然礦物的可操作測(cè) 試手段，不能感知或定性、定量表達(dá)這些物理性質(zhì)的差異，仍然可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)對(duì)于這部分物理 性質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用是迫切的，因此針對(duì)其的教學(xué)也是越來(lái)越有必要性。 鑒于以上談及的原因， 筆者認(rèn)為在當(dāng)前 “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)” 課程總學(xué)時(shí)不得不減少情況下， 其中物理性質(zhì)部分內(nèi)容不但不能壓縮或減少，而且應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。尤其是物理性質(zhì)之“其他性質(zhì)” 的內(nèi)容更要從理論到實(shí)際，深入課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)，甚至可以啟發(fā)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新研討 和應(yīng)用挖掘，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手研制基于天然礦物電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等性質(zhì)的實(shí)

10、驗(yàn)儀 器，順應(yīng)創(chuàng)新時(shí)代潮流，把概念逐漸變成實(shí)驗(yàn)和測(cè)試手段，不斷接受現(xiàn)代礦物學(xué)與相鄰學(xué)科交 叉融合而發(fā)展誕生的新理論新方法，迎接未來(lái)礦物學(xué)科不斷發(fā)展創(chuàng)新所帶來(lái)的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)，使 古老的礦物學(xué)科不斷拓展并產(chǎn)生新的生長(zhǎng)點(diǎn)和增加發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。 四、結(jié)論和建議 綜合以上“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的剖析，就礦物物理性質(zhì)之教 學(xué)改革得出如下淺顯認(rèn)識(shí)并提出建議： “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程的物理性質(zhì)內(nèi)容非常重要，在當(dāng)前教學(xué)總學(xué)時(shí)壓縮的客觀背景 下，這部分內(nèi)容不但不宜壓縮，而應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。 礦物物理性質(zhì)之“其他性質(zhì)”中針對(duì)天然礦物的電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì) 的教學(xué)不能只停留在概念，要開(kāi)展教學(xué)研討和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，更要引導(dǎo)學(xué)生研發(fā)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試手 段。 增加礦物物理性質(zhì)之“其他性質(zhì)”研討課學(xué)時(shí)。 參考文獻(xiàn) 1 秦善， 王長(zhǎng)秋， 魯安懷. “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)” 教學(xué)改革與課程建設(shè)J. 中國(guó)地質(zhì)教育， 2007，（1） ： 130-132. 2 馮娟萍.“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”教學(xué)實(shí)踐與探索J. 陜西教育（高教） ，2013，9（1） ：58-59. 3 趙虹，黨犇. “結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”課程教學(xué)改革研究J. 中國(guó)地質(zhì)教育，2012， （2） ：79-81. 4 胡華，高潔. 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)課程教學(xué)難點(diǎn)與對(duì)策討論J. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，11（7） ：118-120. 5 許虹， 邵鶴楠，