王新欣初稿1

包头师范学院

本科毕业论文

题目：关于稀土元素化学课程

建设的思考

学生姓名：王新新

学院：化学学院

专业：化学

班级：07级化本一班

指导教师：张瑞英教授

二〇一一年五月

Baotou T eachers，College Undergraduate Thesis

Title: On rare earth elements chemistry course

construction of thinking

Name of student：WangXinxin

Academy：Chemistry

Professional：Chemistry

Class: 07undergraduate courses of chemistry

Instructor：ZhangRuiying professor

May 2011

被称为新材料“宝库”的稀土,作为一种特殊功能材料,能够大幅度地提高其它产品的质量和性能,号称现代工业的“维生素”,不仅广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、毛纺、皮革和农业等传统产业,而且在荧光、磁性、激光、光纤通讯、贮氢能源、超导等材料领域有着不可缺少的作用,直接影响着光学仪器、电子、航空航天、核工业等新兴高技术产业发展的速度和水平,这些技术成功应用于军事技术,极大地促进了现代军事技术的发展,成为现代战争取得胜利的决定性因素之一。

本文就我国稀土资源以及包头稀土资源优势说明稀土元素化学课程建设的重要性和必要性。并着重探讨稀土元素化学课程建设，主要分为两部分即教学内容建设和教学方法建设。

关键词：稀土资源；稀土产业；稀土元素化学；课程建设

Was called new material "treasure" of rare earth, as a special function material, to significantly to improve other products of quality and performance, known as modern industrial of "vitamin", not only widely for metallurgical, and oil chemical, and glass ceramic, and wool, and leather and agricultural, traditional industry, and in fluorescence, and directly effect with optical instrument, and electronic, and aviation space, and nuclear industrial, emerging high-tech industry development of speed and level, these technology success application Yu military technology, great to promote has modern military technology of development, became modern war made victory of decisive factors one.

This paper and baotou rare earth resources in re resources advantages that cultivate the importance and necessity of rare earth talents. And focuses on rare earth element chemistry course construction, mainly divides into two parts namely, teaching content construction and teaching method construction.

Key words: Rare earth resources ; Rare earth industry ; Rare-earth chemical ; Course construction

在元素周期表中，目前已知的元素有100多种，其中有一个大家族叫做“稀土元素”，它包括17个成员；从原子序数为57的镧(La)至原子序数为71的镥(Lu)的15个“镧系元素”以及化学性质跟它们近似的同属第IIIB族的钪(Sc)和钇(Y)的两个元素。

这个大家族的17个成员各具特异的光.电.磁和催化等物理和化学性能。它们为人类带来了光明，并充当人类健康的保护神；它们为人类提供新的能源；为化学工业提供新的催化剂；它们是玻璃陶瓷工业中的多面手；是建设信息高速公路的尖排兵；是钢铁和有色金属的维生素和促进作物增产的刺激素；用它们可制成号称“永磁之王”的磁体和在高温下没有电阻的神奇物体。

我国具有世界上最丰富的稀土资源，如何把稀土的资源优势尽快地转化为科技优势和经济优势，已成为摆在我们面前迫切需要解决的重大任务。这就需要我们培养更多的专业人才来为我国的稀土产业描绘出更加美好的明天。

成功为“长征”系列运载火箭、“神舟”系列飞船及“嫦娥”探月工程等国家重点工程和航天、航空、航海、兵器、电子等诸多领域研制、生产了大量关键材料。

包头稀土资源的特点主要有：(1)稀土储量丰富:根据有关资料, 包头白云鄂博矿稀土工业储量5738万吨REO,占全国的87.1%,世界的62%;(2)稀土与铁共生:随铁开采,露天作业,采矿与选矿成本低;(3)资源集中,品位较高,便于开发管理;(4)以轻稀土为主:镨钕含量较高,占到21%,铈、镧的含量非常丰富[3]。

因此，包头稀土资源的优势一是随铁开采，成本低;二是目前全球稀土消费仍以轻稀土为主，所以具有竞争力和市场;三是放射性物质含量低。

1.3 包头稀土企业现状及人才需求

包头稀土企业的现状主要表现为三个特点: （1）企业聚集初具规模但集中度低。（2）主要产品在国内占有一席之地,但产品结构不够合理。（3）国际化步伐正在加快但产品层次不高。从2000年到现在,包头外商投资的稀土企业由1家发展到10家,但通过先进技术进行稀土开发的企业少,多数企业与本土企业产业结构趋同,并没有发挥出技术领先的优势。

然而在稀土产业发展的同时还存在多方面的不足，主要表现在：一是产业结构不合理，龙头企业少，规模普遍较小，经济总量还不够大；二是技术落后，产业链短，附加值低；三是资金严重短缺。这些不足制约着包头稀土产业持续快速的发展，要提升包头稀土产业的竞争力，克服目前稀土产业发展中的制约因素，必须走产业集群化发展之路[3]。

虽然包头拥有世界最大的稀土研究机构—包头稀土研究院, 在稀土选矿、稀土冶金、环境保护、稀土功能材料、稀土应用等领域，取得一大批前沿成果，至今仍在生产中应用。但是，就目前的企业发展现状和形势来看，这些还是远远不够的，因为，21世纪是科学技术高速发展的时代，是人才竞争的时代。这就迫切的需要培养一批专业人才来创建稀土产业的美好明天。

2 稀土元素化学课程建设的必要性和重要性

2.1稀土元素化学课程建设的必要性

随着我国高校扩大招生后的大学生大量走向社会寻求工作,大学生毕业生就业面临着越来越大的压力,特别是世界金融危机以来对于我国国民经济的冲击和影响,很多大学毕业生难于寻求到理想的、合适的工作。

稀土元素化学课程建设，是拓宽学生就业渠道的需要。学生在校主要打好理论基础，培养能力，重点发展创新思维与开发能力，以适应日新月异的高新技术，因此，要求发展个性，加强素质培养，发扬创新精神。加

强课程建设，培养出全面发展的高素质、高技能、创新型人才，对本科院校可持续发展是大有好处的。

从社会发展的要求来看,地方高校不仅要履行发展科学,传承艺术文化,服务社会的职责, 实现造就人才、塑造人类艺术的伟大使命,而且更强调教育功能与学术功能的完美结合,更强调社会的责任。地方高校不应只是适应社会,为社会服务,而应主动引领社会企业的发展方向。培养具有创新型和实用型的高新技术人才,这是时代赋予的职责。

因此，在包头地区稀土资源优势这个大前提下，为了培养具有创新型和实用型的高新技术人才,稀土元素化学的课程建设是十分必要的。

2.2稀土元素化学课程建设的重要性

作者认为稀土元素化学的课程建设与地方经济有着千丝万缕的联系。随着经济的发展和高新技术的应用，工业化程度提高及新兴产业出现，因此，积极发展专业人才的教育，大力培养能将专业知识、技能转化为现实生产力的实用人才成了当务之急，这样，地方经济的发展促进了地方高校教育的发展。

地方高校教育在培养人才方面与当地经济社会发展有着本质的，紧密的，直接的联系。地方经济对人力资源的需求，是我们所要研究的课程建设的动因。地方经济对人力资源的需求有潜在的需求和现实需求之分，地方高校教育必须培养为明天工作的人。

地方高校教育也是地方经济长期稳定发展的重要因素。从当前人才需求的实际状祝看，适应企业生产、管理实际，综合能力强，能迅速适应工作岗位的毕业生供不应求。企业要发展，关键是要有充足的人力资源。因此，应根据当地的经济形式适宜地配置教学资源，建设最具特色和最有实力的专业。建设多门时刻为经济建设服务，培养社会最需要的专业技术人才的课程。

因此，就其与包头地区经济建设的关系，稀土元素化学的课程建设是十分重要的。

3 稀土元素化学课程建设的内涵

21世纪是科学技术高速发展的时代，是人才竞争的时代。高校如何改革教学内容和教学方法，使我们培养出来的学生能成为适应21世纪需要的优秀人才，这是当前许多教师思考和探索着的问题。按现代教育观念，大学教育不仅使学生学习知识技能，更应注重知识的获取和能力培养。一位联合国教科文组织高级官员尖锐地指出:在各级教育体系里，特别是高等教

育阶段，如果现在是用80%的时间传授知识，20%的时间来讲授学习方法、研究方法的话，这种现状一定要根本改变。这个比例应颠倒过来。这种现代的教育观的树立，是我们搞好教学、进行教学改革、判断教学质量高低的依据。这个问题解决得好，对教学质量的提高有很大帮助[4]。

3.1 教学内容的建设

教学内容建设是课程建设的核心。教学内容改革和课程体系改革要准确定位课程在人才培养过程中的地位和作用，正确处理单门课程建设与系列课程改革的关系。教学内容改革应符合人才培养目标要求，处理好传统内容与现代内容的关系，大力补充新知识、新技术、新工艺、新成果，并积极探索用现代教育观点和教育方法改造传统教学内容的新路子，实现教学内容的模块化。主要是课程自身内容的删繁就简、去旧纳新,根据专业需要以及社会需求的变化对原有课程内容进行缩减和调整,增加反映科技成果的新内容,使教学内容更加精练、新颖和具有适应性。

而目前我们学校的开课情况则是参考资料少，学时少，多媒体授课主要是电子教案。缺少直观、生动、形象的课件，例如与教学内容相关的图片、图表、动画等。学生的学习兴趣不浓，所以要丰富教学内容，有效的利用多媒体教学资源。

因此，为了适应当地的特色资源，地方高校特开设稀土元素化学课程来满足学生未来岗位工作和未来职业生涯发展的要求。

以下对部分稀土元素化学课程的教学内容作一简要介绍。

3.1.1稀土元素的电子层结构及其性质

①稀土元素的电子层结构

电子组态，镧系元素自由离子的基态电子组态，离子特征价态

②稀土元素的化学性质

a.稀土金属的活泼性：(1)与氧作用(2)与其它非金属作用(3)与水作用(4)与酸作用(5)与金属作用(6)与非金属作用

b.稀土元素的氧化还原性质：

c.稀土元素的酸碱性：

3.1.2稀土元素的配合物

①稀土元素的主要配合物

a. 无机配体的配合物（溶于水）

b. 固体配合物：无机配体的固体配合物. 有机配体配合物. 稀土羰基配合物

②稀土配合物的化学键和配位数

a化学键

b配位数和几何构型

③稀土配合物的应用

3.1.3溶剂萃取法分离稀土元素

①溶剂萃取法的基本概念

a定义

b萃取体系的组成

c溶剂萃取的特点及萃取平衡

d萃取过程的基本参数

e常用萃取剂介绍

②萃取反应的类型及机理

a中性配合萃取

b酸性配合萃取

c离子缔合配合萃取

d协同萃取

③萃取法应用实例

3.1.4稀土金属的制备

①稀土金属的制备：

a熔盐电解法制取稀土金属与合金

b 金属还原法制取稀土金属：

氟化物金属热还原氯化物金属热还原氧化物金属热还原[5]

（其余内容由同一组的另一同学对其进行简要介绍）

3.2 教学方法的建设

3.2.1 新的教育理念与传统的教育观念的结合

随着现代科技的飞速发展，现代化教学手段正以惊人的速度席卷教育领域。然而在这个新旧教育观念互相碰撞融合的时期，如何将传统教育模式的优点与现代化教育手段有机结合，成为每位教育工作者应该思考的问题。

课堂上实现传统与现代的有效结合，既要要求强调以教师为中心的“教”，

也需要明确以学生为中心的“学”。师生互动与教师讲授相辅相成；传统教学手段中的因材施教和现代教学手段中的迅速便捷相互结合。从而形成一种既传统又现代的新型教学手段和模式，更适合现代高校教育，也更符合现在高校教育发展的需要[6]。

总之，现代化教学手段是一把“双刃剑”，高校教育的发展离不开这把“剑”，技术、理念、模式和方法无论多么先进，它最终也是需要人来操控。所以，合理运用现代化教学手段是关键，有机结合传统教学手段和现代化教学手段是必然。

3.2.2 课堂精讲与课后自学相结合

教师必须精选教材，对难点、重点内容做更深入更有针对性的讲解，而学生通过自学可以掌握或基本掌握的知识就可以少讲或不讲。由于课堂讲授时间相对减少了，一方面学生通过自学、阅读参考书等其它途径获取知识，从而扩大了自己的知识面、另一方面教师对难点、重点内容的东西讲授反而增加了，从而体现了“少而精”的原则，对学生启发更大。

著名的美国心理学家奥苏伯尔说：“如果我不得不把全部心理学还原为一条原理的话，我将会说影响学习的最重要的因素是学生已经知道了什么，根据学生原有的知识情况进行教学。”学习困难的学生主要缺乏的是应有的学习准备，所以，学生的课后自学让更多的学生有了参与的机会。这样有了量的积累，质自然而然地就提高了，学生的信心慢慢地足了，新旧知识联系起来了，基础知识弄清了，重点难点也就自然而然突破了。因此，只有真正地做到课堂精讲与课后自学相结合才能提高课堂效率。

3.2.3 实例教学与互动教学相结合

实例教学法符合探究式教学模式,让学生在“任务”的驱动下展开学习活动,可以更好地激发他们的学习兴趣和求知欲望,从而培养他们独立探索和创新的能力。提高认识,转变观念，还要着重培养他们的创新精神、解决实际问题的能力、协作学习的能力,尤其是要培养他们主动学习的精神。

目前，我们的课堂教学方法中存在的主要问题有两个: (1) 班级的规模过大，一些教师就采用满堂灌的教学方法，只有教师动，没有学生动。（2）一些教师采取放任学生自发学习的“放羊”式教学方法，只有学生动，没有教师动。要解决上述问题，提高教学质量，实施互动教学法是非常必要的。

运用“实例一互动”的教学模式，着眼于对知识的理解，培养学生的思维能力人目标与群体目标之间相互联系，由此在学生中形成“实例一互

动”教学立足于素质教育的主阵地，增加了老师与学生的交流，充分发挥学生的自主性、积极性，让学生拥有良好心理品质[7]。

因此，在教学方法的建设中，实施实例教学与互动教学相结合，对于培养学生的自主学习能力和创造性思维能力来说是非常重要的。

3.2.4 进入相关企业观摩实践教学

目前，地方高校专业设置的超前意识不强，与城市产业发展不同步;学生的实习实训基地跟不上，实践教学带有模拟性滞后性。为此，依据我们所在地方和高校的特色及资源，提出以下两点建议：

（1）依托实践教学基地，开展“现场化”实践教学为加强学生实践能力、自学能力和创新思维能力的训练。与包头国家稀土高新技术产业开发区和包头稀土研究院等企业单位签订长期合作协议，为稀土元素化学课程建立校外实践教学基地。

（2）改变由单一任课教师站在讲台前传授书本理论知识的教学方式，充分整合教学实践基地的教学资源，采取“请进来，走出去”的方式，或聘请资深专家、知名学者走进课堂开展“讲座式”教学，或带领学生参观企业生产车间的现场，结合具体产品项目进行针对性讲解。

在教学方法的建设中运用独具资源特色的实践教学，有利于增加学生的实践经验为其自身就业打下坚实的基础和有力的铺垫。实施进入企业观摩实践教学在稀土元素化学课程建设中有着非常重要的地位。

3.2.5 利用多媒体组织课堂教学

多媒体技术是近几年兴起来的一种现代化科学技术，它是指以计算机为主体，同时进行文字、声音、图像、动画等处理的一种技术。多媒体教学是计算机科学在教育领域一项新的应用与突破，它相对于传统的“粉笔+黑板”的教学模式来讲，不仅丰富了教学内容，而且使课堂的教学更加形象和生动，可以说是教育史上的一次跨时代的改革，为现代的课堂教学改革指引了方向，是现代课堂教学改革的要求。

（1）运用多媒体教学优化了课堂结构。

（2）运用多媒体教学手段，使教学素材更加多元化。

（3）多媒体技术的运用，使课堂更加生动和活泼。

（4）多媒体技术的运用，便于激发兴趣，促进学生主动发展[8]。

利用多媒体组织课堂教学在现代教学手段中起着主导的作用。因此，在稀土元素化学课程建设中使用多媒体教学是十分必要的。

结语

我国是一个稀土资源大国，矿物品种齐全，品位优良。在国家的大力支持下，我国从事稀土化学化工研究的工作人员，已经形成一支强大的队伍。但是，这并不足以满足我国目前稀土企业的现状。稀土企业对高新技术人才的需求极大，是地方高校开设稀土元素化学课程的依据。所以，我们有必要进行稀土元素化学的课程建设，进而培养大批具有高新技术的人才，来改变这种人才供不应求的局面。这也是研究这一课题的目的所在。

稀土就像是一片沃土，人们正在辛勤耕耘，满怀着希望，期待着在这片土地上获得丰收。我国有着丰富的稀土资源，尤其是我们所在的包头地区稀土丰产，稀土产业的前途更是无可限量。所以，我们一定要珍惜这些宝贵的财富，搞好稀土的综合利用，在最短的时间内，把我国的资源优势转化为科技优势和经济优势。为此，我们要加强宏观调控，科学发展，保护资源，控制总量，调整结构，统一规划，合理布局，豁达应用，节约发展，进一步做强做大稀土产业，加大稀土投入，增强行业的发展后劲！

参考文献

[1] https://www.wendangku.net/doc/8a7933516.html,/s/blog_507daad90100csuo.html《稀土》

[2] https://www.wendangku.net/doc/8a7933516.html,/view/89624.htm《稀土资源现状》

[3]张海顺. 包头稀土产业发展的现状与未来[J].2007，（09）

[4]张兰青.精品课程建设的内涵与思路. 皖西卫生职业学院，Vol.29 2011 No.4

[5]周毅，张瑞英. 稀土元素化学. 远方出版社, 2003，11

[6]刘慧贤. 教育学. 内蒙古教育出版社,2009，06

[7]朱晓慧. 谈谈精品课程建设[J]. 黑龙江农业工程职业学院学报 2006,(01)

[8]景玉福. 运用多媒体教学手段提高教学效率[J]. 2006,(04)

致谢

经过近一学年的忙碌和准备，本次毕业论文设计已经接近尾声，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。

在这里要感谢我的指导老师张瑞英老师。张瑞英老师平日里工作繁多，但在我做毕业论文的整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是张老师仍然细心地纠正其中的错误。除了敬佩张老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。当然还要感谢各位老师四年来在学习和生活上给予我的教导和无私的帮助，让我在包师院这个大舞台上有锻炼能力和自我完善的平台。

再一次衷心的感谢在此过程中帮助过我的每一个人！