《结晶学与矿物学》教学大纲

1、结晶学与矿物学教学大纲课程名称：结晶学与矿物学 课程英文名称：Crystallography and Mineralogy课程编码：1301XK002 课程类别：必修学 分：2.5分 总学时/理论/实验（上机）：40/28/12 开课单位：地球科学学院 适用专业：资源勘查工程先修课程：普通化学、普通地质学一、课程简介结晶学与矿物学是资源勘查工程专业的重要专业基础课,为本专业的必修课。本课程的学习将为岩石学、构造地质学、石油地质学等后续课程准备知识,同时也直接为开展各方向的地质学研究和勘查、开发各类矿产资源奠定基础。课程内容体系包括三大部分：第一部分为结晶学基础，第二部分为矿物学通论，第三部分为

2、矿物学各论。结晶学基础主要讲授晶体与非晶体的概念及其基本性质，空间格子和格子要素以及对称要素、认识单形和聚形以及聚形分析方法、晶体定向及晶面符号、晶体的规则连生。矿物学通论主要讲授矿物的化学成分、化学键及结构构型的主要特征、矿物的形态、矿物的物理性质及其变化的内在联系和矿物的成因、命名和分类。矿物学各论以晶体化学分类为依据，主要讲授自然元素矿物、硫化物及其类似化合物、氧化物和氢氧化物、含氧盐和卤化物矿物的化学成分、晶体结构、形态、物理性质、分类、成因和主要用途。本课程的任务是学习结晶学和矿物学的基础概念，掌握观察、认识和描述矿物的基本方法和技能，要求学生学习该课程后，掌握结晶学与矿物学的基本理

3、论和基础知识（毕业要求2.1）；具备独立的观察和思维以及解决问题的能力；树立正确的价值观。保证学生达成专业的相应毕业要求。二、课程教学目标通过本课程各教学环节的学习，系统掌握结晶学和矿物学的基础理论知识，熟悉观察、认识和描述矿物的基本方法和技能，能用肉眼熟练鉴定重要造岩矿物和造矿矿物，同时训练培养地质学研究中的观察和思维能力。具体目标如下：1、价值目标（1）培养学生细致的观察和严密的逻辑思维能力。（2）培养学生独立思考和解决问题的能力。（3）培养学生对基础学科的兴趣，树立学生刻苦学习、努力创造、积极奉献的价值观。2知识和能力目标：（1）掌握晶体的构造、形态、性质相关的基础知识，能熟练的对晶体进

4、行分类及定向（毕业要求2.1）；（2）掌握矿物的成分、结构、形态、性质及成因相关的基础知识，熟记矿物的分类（毕业要求2.1）； （3）掌握各大类（或类、或族）矿物的化学组成、晶体结构、物理性质、成因产状及鉴别特点等基本特征，理解成分、结构、物性之间的内部联系（毕业要求2.1）；三、课程教学内容及学时分配课程教学包括课堂教学、课外自学、课堂及课后习题三部分，包括15章的理论教学6个实验。课内理论教学28学时，实验12学时。课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：支撑毕业要求指标点理解掌握分析与应用绪 论第一节 矿物的概念第二节 晶体的概念第三节 矿物学的内容及其与本专业的关系第一章 晶体的基本性质

5、第一节 空间格子第二节 晶面发育的一般规律第三节 晶体的基本性质。第二章 晶体的对称第一节 对称的概念和晶体的对称第二节 对称要素和对称操作第三节 对称要素的组合第四节 晶体的对称分类第五节 十四种空间格子第三章 单形和聚形第一节 单形第二节 聚形第四章 晶体定向和晶面符号第一节 晶体的定向第二节 晶面符号第三节 单形符号第四节 晶带及晶带符号第五章 晶体的规则连生第一节 平行连生第二节 双晶第六章 矿物的化学成分和内部构造第一节 离子半径和离子类型第二节 晶格类型及其影响第三节 球体紧密堆积原理第四节 同质多象第五节 类质同象第六节 矿物的化学式第七章 矿物的形态第一节 矿物单体的晶体习性第

6、二节 矿物集合体的形态第八章 矿物的物理性质第一节 光学性质第二节 力学性质第三节 其它物理性质第九章 形成矿物的地质作用第一节 地壳的化学组成第二节 形成矿物的地质作用第三节 反映矿物成因的一些现象第十章 矿物的分类和命名第一节 矿物命名原则第二节 矿物的晶体化学分类第十一章 自然元素大类第一节 自然金属第二节 自然非金属第十二章 硫化物及其类似化合物大类第一节 单硫化物第二节 对硫化物第三节 含硫盐第十三章 氧化物和氢氧化物大类第一节 氧化物第二节 氢氧化物第十四章 含氧盐大类第一节 硅酸盐第二节 碳酸盐第三节 硫酸盐第十五章 卤化物大类第一节 氟化物第二节 氯溴碘化物注：在“要求”栏内以

7、高、中、低来表示对学生学习程度的要求，高为最高要求。理解指能对所学的内容作归纳、分类、解释、总结、推断和一定程度的发挥。掌握指能理解学习材料的内涵和意义，包括具体分类、区别、流程、误区等的认知和学习。可以借助三种形式来表明对材料的领会，一是转换，即用自己的话或用与原先表达方式不同的方式表达自己的思想；二是解释，即对一项信息加以说明或概述；三是推断，即估计将来的趋势（预期的后果）。分析指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成，或能计划、创造、建造或有改变的重构。应用指能将学习材料用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-688450

8、1.html t _blank 代表较高水平的学习成果。应用需要建立对知识点掌握的基础上。四、实验内容与学时分配实验内容为课内设置的一个实践教学环节，由6个实验组成。实验项目与类型序号实验项目实验类型学时支撑毕业要求指标点演示验证综合设计1晶体对称要素的确定22.12晶体单形和聚形的观察及分析22.13晶体的定向及晶面符号和单形符号的确定22.14自然元素、硫化物矿物的观察和鉴定22.15氧化物和氢氧化物矿物的观察和鉴定22.16含氧盐、卤化物矿物的观察和鉴定22.1实验一 晶体对称要素的确定 2学时1目的要求（1）通过对晶体模型的观察，进一步理解和巩固关于晶体的对称及对称要素等知识。（2）掌

9、握对称操作，能在晶体模型上找出全部对称要素。（3）根据晶体的对称要素的特点，确定其所属的晶族和晶系。2方法原理晶体对称的特点，各对称要素在晶体上出露位置的规律，晶体对称分类的依据等。3主要实验仪器及材料立方体、八面体、五角十二面体、四方四面体、三方柱、六方双锥、四方柱、菱面体、斜方柱等晶体模型。4掌握要点学生应掌握运用各对称要素对晶体模型进行对称操作的方法和步骤、各晶体模型的上对称要素的位置、根据各晶体所有对称要素的组合（对称型）对晶体进行分类（确定其所属晶族和晶系）的原则等要点。5实验内容：（1）分别对立方体、八面体、五角十二面体、四方四面体、三方柱、六方双锥、四方柱、菱面体、斜方柱等晶体模

10、型认真观察分析，掌握这些模型上相同部分在进行对称操作时的重复规律；（2）根据对称要素在晶体上的出露规律，找出各晶体可能存在的所有对称面、对称轴、旋转反伸轴和对称中心等对称要素，并按照书写规则加以记录，确定其对称型；（3）根据在各晶体上所找出的所有对称要素（对称型），确定其所属的晶族和晶系。实验二 晶体单形和聚形的观察及分析 2学时1目的要求（1）通过对重要常见单形和聚形的观察分析，进一步理解单形和聚形的概念；（2）掌握各晶系单形符号的选择原则；（3）加深对各晶系中重要单形的印象，掌握其形态特征和名称。（4）掌握进行聚形分析的方法和步骤。2方法原理晶体单形的晶面与对称要素的关系、不同晶系单形的形

11、态特征规律、单形相聚的原则。3主要实验仪器及材料八面体、四角三八面体、菱形十二面体、五角十二面体、四方柱、四方双锥、四方四面体、三方柱、三方单锥、菱面体、复三方偏三角面体、六方柱、六方双锥、斜方柱、单斜斜方柱等单形模型，斜方柱与斜方双锥、四方柱与四方双锥的聚形模型。4掌握要点（1）各单形的形态特征，包括各单形的晶面数目、形状，各单形中晶面之间的相互关系、各晶面与对称要素（结晶轴）的空间方位，能区别形态较为相似的不同单形；（2）确定单形符号的原则；（3）怎样进行聚形分析。5实验内容（1）对照图形，按不同晶系逐一观察所要求的实际晶体模型，掌握单形的晶面形状、晶面数目、晶面分布特点及其与对称要素的空

12、间关系；（2）写出各单形的对称型、所属晶系及单形符号；（3）对所要求的聚形模型进行对称操作，确定其对称型及其所属的晶系；（4）分析聚形模型，确定聚形中的单形数目及各单形的名称。实验三 晶体的定向及晶面符号和单形符号的确定 2学时1目的要求（1）掌握各晶系的选轴和定向原则及其晶体常数特点；（2）掌握晶面符号、单形符号和晶带符号的概念和确定方法；（3）熟悉各晶系中的常见单形和聚形的种类及特点。2方法原理晶体的定向原则和各晶系晶体常数的特点；晶面符号、单形符号和晶带符号的确定规则。3主要实验仪器及材料四面体、六方双锥、斜方双锥、八面体、五角十二面体、四方柱、四方四面体、三方柱、菱面体、斜方柱、单斜斜

13、方柱、三个平行双面等模型。4掌握要点（1）各晶系晶体的定向（选轴）原则及其晶体常数特点；（2）确定晶面符号、单形符号的步骤和方法；（3）常见重要晶体的单形和聚形特点。5实验内容（1）在晶体上找出所有的对称要素，确定晶体的对称型及其所属的晶系；（2）根据晶体的对称型和晶系给晶体定向，即选定结晶轴；（3）观察并确定各晶系的晶体常数；（4）逐一定出各晶体模型的晶面符号及单形符号。实验四 自然元素、硫化物矿物的观察和鉴定 2学时1目的要求（1）加深对自然元素和硫化物的化学成分、晶体结构、物理性质等方面理论知识的理解；（2）熟悉重要自然元素和硫化物矿物的主要鉴别特征。2方法原理矿物分类学原理；矿物的化学

14、成分、晶体结构特点及其对物理性质影响的原理。3主要实验仪器及材料石墨、自然硫、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辉钼矿、黄铁矿等矿物标本；小刀、白瓷板、放大镜、稀盐酸。4掌握要点本类矿物的颜色、光泽、透明度、条痕色、解理、硬度、比重等重要物理性质的感性认识，重要自然元素和硫化物矿物的鉴别特征。5实验内容（1）依次对石墨、自然硫、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辉钼矿、黄铁矿等矿物标本进行鉴定；（2）分别记录各矿物的物理性质特点，并注意相似矿物之间的比较鉴别特征。实验五 氧化物和氢氧化物矿物的观察和鉴定 2学时1目的要求（1）加深对氧化物和氢氧化物矿物的化学成分

15、、晶体结构、物理性质等方面的理论知识的理解；（2）熟悉重要氧化物和氢氧化物矿物的主要鉴别特征。2方法原理矿物分类学原理；矿物的化学成分、晶体结构特点及其对物理性质影响的原理。3主要实验仪器及材料刚玉、赤铁矿、尖晶石、硬锰矿、软锰矿、磁铁矿、铬铁矿、金红石、锡石、石英、蛋白石、褐铁矿、铝土矿等矿物标本；小刀、白瓷板、放大镜、稀盐酸。4掌握要点本类矿物的颜色、光泽、透明度、条痕色、解理、硬度、比重等重要物理性质的感性认识，重要氧化物和氢氧化物矿物的鉴别特征。5实验内容（1）依次对刚玉、赤铁矿、尖晶石、硬锰矿、软锰矿、磁铁矿、铬铁矿、金红石、锡石、石英、蛋白石、褐铁矿、铝土矿等矿物标本进行鉴定；（2

16、）分别记录各矿物的物理性质特点，并注意相似矿物之间的比较鉴别特征。实验六 含氧盐、卤化物矿物的观察和鉴定 2学时1目的要求（1）加深对含氧盐、卤化物矿物的化学成分、晶体结构、物理性质等方面知识的理解；（2）熟悉重要含氧盐、卤化物矿物的主要鉴别特征。2方法原理矿物分类学原理；矿物的化学成分、晶体结构特点及其对物理性质影响的原理。3主要实验仪器及材料橄榄石、锆石、蓝晶石、红柱石、石榴子石、绿帘石、电气石、绿柱石、普通辉石、普通角闪石、透闪石、阳起石、滑石、叶腊石、蛇纹石、黑云母、白云母、高岭石、绿泥石、海绿石、正长石、斜长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、重晶石、孔雀石、蓝铜矿、萤石、石盐等矿物标

17、本；小刀、白瓷板、放大镜、稀盐酸。4掌握要点本类矿物的颜色、光泽、透明度、条痕色、解理、硬度、比重等重要物理性质的感性认识，重要含氧盐、卤化物矿物的鉴别特征。5实验内容（1）依次对橄榄石、锆石、蓝晶石、红柱石、石榴子石、绿帘石、电气石、绿柱石、普通辉石、普通角闪石、透闪石、阳起石、滑石、叶腊石、蛇纹石、黑云母、白云母、高岭石、绿泥石、海绿石、正长石、斜长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、重晶石、孔雀石、蓝铜矿、萤石、石盐矿物标本进行鉴定；（2）分别记录各矿物的物理性质特点，并注意相似矿物之间的比较鉴别特征。本课程以“夯实基础理论、注重能力培养”为教学理念，采用理论教学、课堂、课后习题与课外自学

18、等相结合的教学方式方法，达到使学生掌握结晶学与矿物学的基本理论和基础知识的教学目标。主要教学环节包括课堂教学、课外自学及课堂和课后习题练习。1课堂教学 课堂教学以“提问式”和“启发式”方法为主导，同时，有意识设计一些讨论性问题，引导学生运用学过的知识进行思考，通过师生互动交流，得到客观合理的认识，主要教学目的是使学生理解本课程的基本理论和具有初步的综合分析问题的能力。在这一教学环节，学生以听课为主，并参与讨论，每次课程开始或课程中间进行提问，课后留有思考题或小型读书报告题。教师主要讲授课程的基本概念、基本理论和基本方法。2课后习题和自学对于本课程中主要知识点，布置适当习题，让学生在课堂和课后进

19、行练习，使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法。重点是强化学生对每个章节中的重点内容的掌握和理解，在此基础上培养学生独立解决问题的能力。对于教学中比较容易理解的章节让学生自学，以培养学生自主学习的意识和能力以及抓住要点的能力。六、考核及成绩评定方式 1考核内容课程考核包括课内实训、期末考试两个部分。课内实训成绩：30%，包括实验6次，课堂提问及考勤。期末考试成绩：70%。采取闭卷考试方式，内容涵盖本课程的基本概念、基本理论和基本方法。考试题型包括名词解释（10分）、填空题（30）、选择题（24分）、简答题（20分）、论述题 (16分)。其中，结晶学基本理论与知识（40分）（毕

20、业要求2.1）、矿物学基本理论与知识（44分）（毕业要求2.1）、其它知识点（16分）（毕业要求2.1）2成绩评定表1 学生成绩评定基础数据表学生核心知识点其它知识点（试卷16分）学习过程学生总得分（登录成绩用）结晶学基本理论与知识（试卷40分）习题1矿物学的基本理论与知识（试卷44分）习题2学习过程中的表现（出勤、回答问题等）张三388037801580考试成绩*系数+平均平时成绩*系数李四378038801580及格率80%平均分37.58037.580158080注：作业、实验及学习过程均要留下合理的记录，设定各项成绩权重，确定评分标准。平时成绩占比系数由任课老师定。表2 毕业要求达成度评价表课程支撑的毕业要求指标点细化的预期学习成果预设的学习任务观测点实际学习成果（学生达到的平均水平达成度值普通地质学2.1 掌握矿物岩石学的理论和方法掌握晶体、矿物的成分、结构、形态、性质、成因相关的基础知识，熟记晶体、矿物的分类期末考试试卷80分6681/100=0.81；80/100=0.8；达成度值=0.81*0.7(考试成绩占比) +0.8*0.3（平时成绩占比），那么达成度值为0.81习题1（空间格子的抽象）习题180习题2（硅酸盐类矿物的基本结构类型及特征）习题280其它知识点期末考试试卷16分15表3 课程目标达成度专业评价审核表一、课程