唐鸿鹄 杨越 王丽 韩海生 孙伟 金娇
摘 要：物理分选在资源加工方面具有处理量大、分选效率高、环境污染小等特点，是近年来国外重点发展的资源分选手段之一，也是矿物加工专业的核心课程之一。该文基于“有效教学模式”，构建了以学生为中心的课堂，进行了学生全程参与式的物理分选教学模式改革尝试，旨在充分激发学生的学习兴趣和能动性，助力物理分选学科的发展和行业专业人才的培养。
关键词：物理分选 矿物加工专业 有效教学模式 BOPPPS
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）08（c）-0126-03
Abstract： Physical separation has the characteristics of large processing capacity， high sorting efficiency， and low environmental pollution in mineral processing. In recent years， it is one of the key resource separation methods developed by foreign countries and one of the core courses in mineral processing. This paper built a student-centered classroom based on the "Effective teaching model"， which attempted to reform the teaching model of physics separation for students to participate in the whole process. The aim is to fully stimulate students' interest in learning and initiative， and to accelerate the development of physics separation discipline and the training of industry professionals.
Key Words： Physical separation; Mineral processing major; Effective teaching model; BOPPPS
经济的飞速发展对资源的高效供给提出了新挑战。资源的精准高效分选与富集，直接决定了自然资源和再生资源的利用效率。物理分选在资源加工方面具有处理量大、分选效率高、环境污染小等特点，是近年来国外重点发展的资源分选手段之一。而国内物理分选相关的科研和教学尚未得到足够的重视，相关的科研和技术人才相对短缺。因此，从源头改变传统书本式、板书式、单向静态教学方法，加强矿物加工专业中物理分选课程的教學效率、提高学生的学习效果显得尤为重要。
“有效教学模式”（BOPPPS），源自加拿大教学技能工作坊，其以“学生为中心”、参与式、互动式的教学理念，已逐步被国内教学者们应用到高等数学、大学英语、数学建模、金融学、普通外科、嵌入式系统设计等基础和综合性课程的教学实践中。有学者研究发现“有效教学模式”在普通外科教学中应用的满意度高达96.88%，且效果显著。也有研究表明“有效教学模式”中融入的参与式、互动式教学方法，可使学生在完成学习24h后仍对课程内容学习平均保持率达到90%。该文在深度解析“有效教学模式”的基础上，结合矿物加工专业特点，有机地将其应用到物理分选课程中去，旨在激发学生的学习热情并强化教学效果，助力物理分选学科和行业专业人才的培养。
1 “有效教学模式”内容简介
“有效教学模式”是基于“学生为中心”教学理念的参与式、互动式教学，该模式按照“转承启合”的方式对课堂教学进行模块化分解和重组，将教学过程分为如下几个阶段。
（1）情景引入。其目的是引起学生的注意，激发听者的兴趣，塑造受教者的动机，建立课程与学生的关联性。
（2）明示目标。旨在让学生能够明确该节课所需要掌握的主要内容，包括重点和难点部分。从而能够更加有准备、有目标地进行资料收集和课堂学习，也便于教师围绕相应的内容进行重点准备和教学设计。
（3）先测摸底。评估学生的知识储备、对已学内容的掌握情况以及前期预习情况等，了解学生的课程兴趣所在，帮助学生发现不足，加强其学习意愿，帮助教师评估教学的深度和节奏，适当调整教学内容。此外，还可以找到掌握程度较好的学生，担任课堂的小帮手。
（4）参与式学习。这是“有效教学模式”中的主要环节，其目的是设置与课程内容相关的各类互动学习形式，促进学生积极主动地参与到教学过程中，从而更好地理解和掌握学习内容。
（5）后测回馈。帮忙教师了解学习者的课堂内容掌握情况，分析课堂目标的完成情况、学生的理解到位程度及偏差情况等。可以采用选择题、是非题等课堂小测试，或者反思日记、课后作业、课外延展等内容的布置来进行。
（6）摘要总结。即摘要回顾和课程总结，旨在总结课堂的精华，再次回顾重难点，根据学生的掌握情况和学习目标的完成情况，让学习者反思并整合所学、巩固重点内容。
通过“有效教学模式”的以上六大模块的设计，可使课程的教学安排更加有条理、层次更清晰、便于实践操作，通过一系列教学小单元的设置和起伏有序的内容设计，一方面可以激发学生的学习兴趣和动力，一方面可以缓解受教育者长时间听课的疲劳感，最终发挥“课断而思不断、言虽尽而意无穷”的作用。
2 “有效教学模式”在物理分选中的应用——以“拣选技术”为例
拣选技术是近年来飞速发展的物理分选技术之一，其涉及材料学、物理学、机械自动化、计算机智能算法等交叉学科，目前逐步在实际生产中广泛应用。其使用的设备和技术为了操作和人身安全往往进行了模块化和隔断处理，因此，通过课堂学习变得尤为重要。
而“有效教学模式”可使课程的教学安排更加有条理、层次更清晰、便于实践操作，通过一系列教学小单元的设置和起伏有序的内容设计，一方面可以激发学生的学习兴趣和动力，一方面可以缓解受教育者长时间听课的疲劳感，最终发挥“课断而思不断、言虽尽而意无穷”的作用。基于“有效教学模式”，对课堂教学进行了如下模块化分解和重组。
2.1 情境引入
激发兴趣，塑造动机，通过设置暖场问题将学生逐步引入拣选技术的课堂教学内容，例如：日常生活中的拣选有哪些？食堂每天供应的大米是如何从原料中拣选出来的呢？从大米原料中拣选出优质品和次品的效果图中大家有什么启发呢？涉及到了哪些内容拣选技术呢？
给受教者一定的思考时间后发言讨论。首先可以引导学生分析和查明大米拣选是与哪些杂质进行分离，进而可以从大米原料中大米与杂质的大小尺寸、颜色、密度等方面来引导学生思考可以采取的方案，最后引出大米现代化的自动分选线，引入课堂拣选技术的学习内容。
2.2 明示目标
在引入部分后，向学生们明确说明课堂教学内容的梗概和重点难点内容。
知识目标：理解拣选技术的概念，掌握技术原理，了解其实践意义。
能力目标：掌握根据原料的特点，综合所学的典型拣选技术的特点、使用范围、优势及局限性等，进行分析和设计适宜拣选方案的能力。
明示目标是为了让学生能够有准备、有重点地听课，让学生能够更合理地分配精力和注意力，同时也要求教师提前提炼教学内容并围绕目标进行重点的设计和准备，从教与学的两个方面同时提升教学效果。
2.3 先测摸底
评估学生的知识储备，首先可讲解拣选技术的定义，并着重讲述“组分不同所反映的易被检测的物理特性差异”部分，并设置随堂先测问题。例如：请学生们根据前期所学的物理分选课程内容，分析重选、磁选、电选等中主要利用了什么原理？
根据学生的回答与讨论情况，分析其对前序物理分选基本原理的掌握情况，发现学生知识的不足，激发学习兴趣，并调整教学过程中相应部分的深度和节奏;也可借助学生已掌握的内容，类比引导出此次课程的新内容，从而更好地让学生温习旧课程学习新内容。
2.4 参与式学习
教师可以采取TPS法（Think-Pair-Share）组织学生开展小组探讨学习，运用小视频、动图、虚拟仿真实验等新的教学手段，以光电分选机工作原理为例，设置拣选技术相关的开放式问题并引导学生们讨论式、互动式学习拣选技术的四大系统运行机制，重点学习物理性质差异性检测的机理，并部分涉及到拣选的典型技术方案、经济与环境效益以及实践应用实例等。
在进行完基本原理学习后，先独立思考，再辨析和讨论，之后给学生公开分享分析和看法的機会。当然，也可以采取小组问答和竞赛等方式，让互动更有意义和相关性，在增加趣味性的同时深化和强化学习。通过这种生动、直观的教学内容，结合浸入式、任务驱动、问题导向的地教学方式，让学生更好地奠定综合运用所需知识解决实际问题的能力。
2.5 后测回馈
完成了主体课堂教学内容后，可以运用微信小程序等小问题设计程序，例如：“分选连连看”，通过设计练习题，考察同学们对拣选技术与各类原料的匹配性测试，能分选出什么样的产品;或请同学们手工绘制拣选技术的工作原理和主要系统的示意图等，考察学生对课堂内容的掌握情况。此外，还可以提供一些课外延伸和拓展学习资料，并布置一些发散性思维的问题，例如：查一查电磁波谱和光谱图，想考一下紫外线、红外线是否可以应用到拣选技术中呢？引导学生深度而持续地学习。
2.6 摘要总结
在课堂教学的最后，教师可预留少量时间跟学生们一起重述拣选技术的定义;概括总结拣选技术为“单层给料、照射检测、信号处理、分离执行”16字原理，便于同学们的记忆和以后的复习;并回顾代表性的拣选技术手段、意义及优势，加深学生对拣选技术的理解。最后，还可简要预告下次课内容，便于学生们的预习和资料收集。
3 应用反思
该文将“有效教学模式”应用到矿物加工专业物理分选的“拣选技术”教学中，通过情景引入激发学生的学习热情，明示目标确立学习主干，先测摸底评估学生前期掌握情况，再结合丰富的互动式、参与式学习活动，后测回馈及时调整教学策略，最后总结课堂内容再次强化重点难点。运用六大环节让学生全程积极参与教学过程，构建以学生为中心的课堂，充分发挥学生的主观能动性，切实提高学习效率和教学质量。
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