“走近稀土材料”课程实践性教学模式探索

　　[摘 要] 稀土是我国的重要战略性资源，有“工业维生素”的美誉。尽管稀土材料的重要性在业内众所周知，但在本科教育中相关内容却较少。“走近稀土材料”这门课程深入探索稀土元素的应用领域，阐明其应用原理，以紧贴现实问题为宗旨，向学生阐明这种新型材料的相关知识，使学生了解目前我国稀土产业的发展趋势。并在教学中进行了实践性教学模式探索，旨在培养学生自主研究的能力和团队协作意识，以及学以致用和严谨笃实的科研素质。

　　[关键词] 实践性;稀土材料;本科教育;教学模式

　　一、课程介绍

　　“走近稀土材料”课程紧贴内蒙古大学“扎根北疆、兴学强区”的办学定位，以内蒙古特色资源稀土为主题，以稀土功能材料为授课内容，以化学专业本科生为授课对象。同时，面对社会大众，系统介绍稀土领域的最新进展，阐明稀土结构、组成与性能的关系[1]。

　　“走近稀土材料”于2015年1月被评为国家级精品视频公开课，其中前五讲分别为：“稀土元素大家族家谱”“光明使者—稀土发光材料”“永磁之王—稀土磁性材料”“化学反应魔术师—稀土催化剂”“清洁能源转化的得力助—稀土储氢材料”。该五讲视频被搬上爱课程(https：//www.icourses.cn/web/sword/portalsearch/homeSearch，12664人学习)、网易公开课https：//open.163.com/newview/movie/free?pid=MAEBE0DCK&mid=MAEJ6GV6R，14万次播放)、bilibili(https：//www.bilibili.com/video/BV14s411x7Ks?p=1，2万次播放)等公共平台。作为大学生素质教育课程，“走近稀土材料”以稀土化学、材料科学作为教学基础，以浅显的理论、通俗的语言重点介绍稀土材料的应用原理和在现代生活中及高科技领域中的用途。同时满足社会大众对稀土材料的浓厚兴趣，提高观众的科学素养，激发学生探索新材料的热情，受到广泛好评。

　　为了进一步适应在线教育的要求，并扩大课程的影响，课程组又将“走近稀土材料”内容扩展为智慧树线上课程。“走近稀土材料”智慧树线上课程涉及稀土的概况及资源分布、发光稀土材料、磁性稀土材料、催化稀土材料、贮氢稀土材料、超导稀土材料、陶瓷稀土材料、磁致伸缩和磁制冷稀土材料、稀土在军事中的应用和稀土合金材料等十个专题。系统而又重点突出地介绍了现代重要材料——稀土。课程组成员录制了2学分的课程内容视频，共计463分钟。课程视频、章节测试题及讨论题库、期末在线考试等教学内容于2021年4月在智慧树网平台上线(https：//coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000060656#teachTeam，累计选课346人)。

　　二、目前存在的问题

　　稀土有“工业维生素”“工业黄金”“新材料之母”和“新材料的宝库”等美誉。稀土材料具有难以取代的磁、光、电、催化等优异性能，尤其在尖端军工和航空航天领域，稀土材料更是展现了应用的巨大空间。我国在国际稀土市场中扮演着重量级的角色，稀土也是我国重要的战略性资源。“稀土之乡”内蒙古自治区白云鄂博矿区更是以一矿之大，占到了全国稀土总储量的九成以上，是世界上最大的稀土矿。尽管稀土材料的重要性在业内众所周知，但在本科教育中的相关内容却相对较少。我校大部分化学专业本科生对稀土的认识较匮乏和浅显，只在“无机化学”课程的《镧系元素与锕系元素》一章中了解到稀土元素的名称、电子构型、原子半径等基本性质，而对稀土元素在工业中的重要价值、稀土材料的具体应用，以及我国稀土产业面临的难题和未来应对的挑战等相关认知基本处于空白。也有大量学生不知道包头市有白云鄂博这个世界上最大的稀土矿，从未听说过邓小平同志“中东有石油，中国有稀土”的论断。以上提到的情况不容忽视，这表明目前本科教学内容与产业实际应用需求存在一定程度的脱节。开设化学或材料专业的高校应该在本科生阶段注重稀土产业人才方面的培养，使学生充分认识到我国稀土产业的困境和发展方向，树立为国家崛起，民族复兴而读书的信念。

　　为此，“走近稀土材料”这门课程以紧贴现实问题为宗旨，深入探索稀土元素的应用领域，阐明其应用原理，介绍新型稀土材料的相关知识，并使学生了解目前我国稀土产业的发展趋势。培养学生主动提出问题、自主研究的能力和团队协作意识，并在教学和实践中培养学生脚踏实地，学以致用、知行合一和严谨笃实的品格和素质。

　　三、实践性教学模式探索

　　如何将稀土材料理论知识与稀土产业的现实问题相结合，并调动学生自主学习的积极性，提高学生的科学素养并培养学生家国情怀等现实问题，是作为教育工作者的课题组教师需要解决的重要问题。在“走近稀土材料”课程教学中，树立立德树人、科教兴国的理念，以学生为主体、教师为主导，采用启发式、探究式、讨论式、沉浸式和参与式教学，有效实现学思结合，发挥学生的主动精神，激发学生的独立思考和创新意识，训练学生的“批判性思维”，提高分析和解决实际问题的能力。尤其对课程实践性教学模式进行了多方位的探索。

　　1.通过实地观摩实习，进行情景式学习。在实际情境中，学生的学习活动必然与情境中的各部分发生必要的联系。这种联系除了有知识结构、认知的相互联系，也涉及主体与外部环境的相互联系。即在“实践性学习”的观念中，学习是在主体与客体相互作用的过程中完成的。

　　学生参观白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室时，了解到包头稀土院的稀土产品主要有高純稀土金属及化合物，高性能稀土磁性材料、稀土催化材料及新型稀土贮氢材料等各种稀土功能材料，稀土靶材、PVC稀土助剂、稀土电热材料等特种稀土材料。为“神舟”号系列飞船、“长征”系列运载火箭、“中国探月工程”和“载人航天”等诸多国家重点工程，研制生产了大量的关键材料和器件，为稀土产业的发展和国家重大工程的需求作出了重大贡献。

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