安全工程專業(yè)《燃燒學(xué)》“寓創(chuàng)于學(xué)”研學(xué)新模式探索*

李慶釗 李增華 林柏泉 朱國(guó)慶 朱建云

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院煤礦瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州221116）

安全工程專業(yè)《燃燒學(xué)》“寓創(chuàng)于學(xué)”研學(xué)新模式探索*

李慶釗 李增華 林柏泉 朱國(guó)慶 朱建云

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院煤礦瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州221116）

以安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課《燃燒學(xué)》為例，基于“寓創(chuàng)于學(xué)”的理念，將科學(xué)研究的基本思路與傳統(tǒng)理論教學(xué)方法相融合，提出了該課程研究式教學(xué)新模式。該模式以優(yōu)選設(shè)計(jì)的工程案例為基礎(chǔ)，通過對(duì)案例的逐級(jí)分析使學(xué)生掌握問題研究的著眼點(diǎn)和入手的角度，建立初步的問題架構(gòu)，并以此進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。在授課過程中融入和講授科研工作所涉及的基本的分析測(cè)試方法；針對(duì)該研學(xué)模式，構(gòu)建了多元全過程綜合考核方法。實(shí)踐表明，該研學(xué)模式及評(píng)價(jià)方法有助于強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合，可使零碎的知識(shí)點(diǎn)形成區(qū)域范圍內(nèi)系統(tǒng)化的知識(shí)體系，同時(shí)教學(xué)過程提高了學(xué)生分析問題、解決問題的創(chuàng)新思維能力與意識(shí)，為現(xiàn)代條件下高等教育專業(yè)課的教學(xué)改革及卓越安全工程師的培養(yǎng)提供了參考。

燃燒學(xué);研究式教學(xué);寓創(chuàng)于學(xué);多元全過程考核

引言

我國(guó)迫切需要培養(yǎng)造就一批基礎(chǔ)知識(shí)雄厚、專業(yè)技術(shù)扎實(shí)、實(shí)際技能高強(qiáng)的卓越安全工程師人才，然而如何根據(jù)教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”所提出的“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念和《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》，同時(shí)結(jié)合安全科學(xué)與工程的專業(yè)特點(diǎn)而提出卓越安全工程師培養(yǎng)的具體實(shí)施方法和措施是當(dāng)前亟待解決的課題。

《燃燒學(xué)》是安全工程與消防工程教育的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要研究火災(zāi)及爆炸等熱動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展及熄滅的基本規(guī)律，是防滅火工程設(shè)計(jì)與技術(shù)研發(fā)的理論基礎(chǔ)。在《燃燒學(xué)》傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，大多采用“教師-講授-學(xué)生”的教學(xué)形式，學(xué)生完全處于被動(dòng)接收知識(shí)的地位，缺失個(gè)體主體性，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維活動(dòng)。然而，創(chuàng)新思維與能力是卓越安全工程師培養(yǎng)的核心[1]。因此，作為安全工程、消防工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，如何使《燃燒學(xué)》課程內(nèi)容體系、教學(xué)組織形式、教學(xué)方法融入創(chuàng)新的思維模式方法、更好地為卓越安全工程師的培養(yǎng)而服務(wù)則是本課程持續(xù)改革與探索的重要方向[2，3]。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院李增華等[4]基于“安全科學(xué)與工程”優(yōu)勢(shì)學(xué)科的平臺(tái)與資源，提出了“寓研于教”與“寓創(chuàng)于學(xué)”安全工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新理念，即引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)創(chuàng)造。同時(shí)，在高等教育中，作為專業(yè)知識(shí)傳授者的教師，大多兼顧教學(xué)與科研并重的職責(zé)。然而，教學(xué)與科研作為兩個(gè)相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的過程長(zhǎng)期以來多被忽視。因此，如何將科研中的問題導(dǎo)向與教學(xué)中的學(xué)生本位相結(jié)合，真正地將科研方法與創(chuàng)新思維模式融入到專業(yè)知識(shí)的教學(xué)工作去，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也培養(yǎng)其創(chuàng)新性的思維方法。因此，文章構(gòu)建與并重點(diǎn)探討了安全工程與消防工程專業(yè)《燃燒學(xué)》課程“研究式教學(xué)（簡(jiǎn)稱研學(xué)）”新模式。

一、基于創(chuàng)新思維培養(yǎng)的《燃燒學(xué)》研究式教學(xué)新模式

（一）研究式教學(xué)模式簡(jiǎn)介

創(chuàng)新思維與能力是卓越安全工程師培養(yǎng)的核心，創(chuàng)新思維即是從獨(dú)特的視角發(fā)現(xiàn)新問題、用新穎的思路解決該問題以期獲得創(chuàng)新性成果的思維活動(dòng)。當(dāng)然，創(chuàng)新思維是以創(chuàng)新人才已掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過對(duì)各種信息進(jìn)行綜合分析和提煉，抓住錯(cuò)綜復(fù)雜問題的主要矛盾，提出解決問題的思路、途徑或方法。然而，面對(duì)宏觀的現(xiàn)象或案例，學(xué)生如何提出問題、如何分析和拆解問題、如何針對(duì)每一個(gè)基元問題提出解決的方法思路，如何通過基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)調(diào)研、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析獲得問題可能的解決地方法，以及如何將該方法應(yīng)用于實(shí)踐解決實(shí)際問題，這一系列過程的具體操作則是創(chuàng)新型安全技術(shù)人才培養(yǎng)亟待解決的難題，也是該專業(yè)學(xué)生在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)過程中甚感困惑之處。

針對(duì)目前存在的此類難題，本研究構(gòu)建了研究式的教學(xué)新模式（如圖1所示），將科研工作開展的相關(guān)方法思路與傳統(tǒng)案例教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“在問題分析與研究中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)過程中掌握創(chuàng)新思維模式、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)”。研究式教學(xué)模式的實(shí)施可分為以下幾個(gè)步驟：其一，教師需將《燃燒學(xué)》課程基于內(nèi)容體系規(guī)劃為若干教學(xué)案例，該案例可結(jié)合工程實(shí)際課題進(jìn)行有效設(shè)計(jì)以符合該課程教學(xué)大綱所規(guī)定的知識(shí)體系。其二，針對(duì)案例所描述的宏觀實(shí)際問題，在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其宏觀現(xiàn)象進(jìn)行問題拆解，直至每一個(gè)問題基元（即可通過基礎(chǔ)知識(shí)或試驗(yàn)可直接獲得答案的問題）。其三，針對(duì)以上拆解的每一個(gè)問題基元，設(shè)計(jì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)體系，以問題架構(gòu)為導(dǎo)向，從問題基元開始、逐層遞進(jìn)，掌握并形成解決該教學(xué)案例的核心知識(shí)體系。

圖1　研究式教學(xué)模式框架

圖2　研究式教學(xué)模塊化框架設(shè)計(jì)-以粉體爆炸為例

（二）《燃燒學(xué)》研究式教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

《燃燒學(xué)》課程研究式教學(xué)模式主要包括“案例設(shè)計(jì)”“案例分析及問題分解”以及基于案例問題架構(gòu)的“知識(shí)體系”學(xué)習(xí)。文章以《燃燒學(xué)》課程“粉體爆炸”專題部分知識(shí)的講授為例，系統(tǒng)講述了研究式教學(xué)模塊的構(gòu)建方法，其框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。其一，教師根據(jù)擬講授內(nèi)容選取合適的工程案例，目的在于使得學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用背景、提高其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣。其二，通過學(xué)生參與或分組討論的形式，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行系統(tǒng)分析，比如對(duì)于“粉體爆炸”，其首先要解決的是“什么粉體”？粉體具有什么特性？粉體如何表征？“以及”什么是爆炸？與燃燒有何區(qū)別？粉體為何會(huì)爆炸？發(fā)生條件是什么？”等基元問題，即學(xué)生首先對(duì)該案例要有基本的“物質(zhì)認(rèn)知”，而后對(duì)“粉體爆炸”的基本過程進(jìn)行系統(tǒng)的分析直至問題的基本單元，最好對(duì)其理論與應(yīng)用如何相結(jié)合所涉及的各方面進(jìn)行分析，從而引導(dǎo)學(xué)生形成該案例所涉及相關(guān)問題基元的基本架構(gòu)。該問題分析的過程主要在于培養(yǎng)學(xué)生掌握針對(duì)宏觀課題進(jìn)行系統(tǒng)分析和把握的創(chuàng)新思維能力和意識(shí)。其三，針對(duì)上述所構(gòu)建的基元問題，引導(dǎo)和講授針對(duì)基元問題所涉及的基本知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)基元問題開展研究的基本分析測(cè)試的方法，使得學(xué)生能夠基于問題架構(gòu)對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)形成相應(yīng)的知識(shí)體系，同時(shí)在該過程使學(xué)生了解和掌握當(dāng)前在該領(lǐng)域先進(jìn)的分析測(cè)試方法，拓寬其視野和知識(shí)范圍。其四，通過在課題上所講授的知識(shí)體系與相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)如課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)習(xí)活動(dòng)相結(jié)合，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。由此可見，在研究式教學(xué)新模式下，學(xué)生不但可以宏觀系統(tǒng)地把握工程案例，且對(duì)其所涉及的各個(gè)方面及所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)不再是一些零碎的知識(shí)點(diǎn)，而是形成該專題部分區(qū)域性范圍內(nèi)的知識(shí)體系，并懂得如何去應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)體系來解決相關(guān)的實(shí)際問題。

（三）課程考核方法

課程考核方法是貫徹人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段，也是提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵，然而傳統(tǒng)僅以期末考試的形式作為評(píng)測(cè)學(xué)生的單一依據(jù)是不科學(xué)、不客觀的，也不利于掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所存在的薄弱環(huán)節(jié)。研究表明，過程考核方式是一種多元化、多維度、針對(duì)學(xué)習(xí)主體個(gè)性化的考核方法，能夠較好地對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。文章所提出的研究式教學(xué)模式由于涉及分析問題、解決問題并從中獲取知識(shí)和方法以及后續(xù)的知識(shí)應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)研究式教學(xué)模式的特點(diǎn)，確定其考核形式采取全過程跟蹤的“過程考核”方法，其考核的內(nèi)容是多元化的，全過程多元綜合評(píng)價(jià)方法如圖3所示。課程考核貫穿于《燃燒學(xué)》專業(yè)課學(xué)習(xí)的全過程，考核內(nèi)容包從學(xué)習(xí)態(tài)度、解決問題的方法、交流與合作、理論與實(shí)踐等多方面取得的成效來考查學(xué)生的學(xué)習(xí)與教師的授課效果。

（四）研究式教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)及效果

與傳統(tǒng)“探究式教學(xué)”和“案例式教學(xué)”不同，研究式教學(xué)模式具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.以問題為導(dǎo)向，逐級(jí)分解問題至其問題基元，構(gòu)建擬解決的問題架構(gòu)，該分析過程有助于學(xué)生掌握對(duì)宏觀課題研究的基本思路，避免面對(duì)問題而一頭霧水、不知從何處入手的尷尬處境，有助于學(xué)生對(duì)宏觀現(xiàn)象有整體把握，對(duì)所學(xué)零散的知識(shí)點(diǎn)形成相應(yīng)的知識(shí)體系。2.與傳統(tǒng)《燃燒學(xué)》課程內(nèi)容體系的組織架構(gòu)不同，研究式教學(xué)模式構(gòu)建的基礎(chǔ)知識(shí)體系是以所選取案例的研究思路進(jìn)行逐級(jí)分解而組織的，教學(xué)工作開展也是以科學(xué)研究的模式開展的，該過程可很好地融入對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維模式的培養(yǎng)與訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課題解決的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)，并在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)創(chuàng)新的思維與意識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)“寓創(chuàng)于學(xué)”的理念。3.由于研究式教學(xué)模式組織方式的特點(diǎn)，其考核過程有助于真正實(shí)現(xiàn)“過程考核”，從“問題的分解、各基元問題的解決及其所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、知識(shí)體系的建立及后續(xù)的實(shí)踐應(yīng)用”等各環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。

4.強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，各教學(xué)環(huán)節(jié)如“問題的分解、各基元問題的分析解決”等均以學(xué)生為主體而開展。

圖3　研究式教學(xué)模式全過程多元綜合評(píng)價(jià)方法

二、結(jié)束語

文章以安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課《燃燒學(xué)》為例，基于“寓創(chuàng)于學(xué)”的理念，將科學(xué)研究的基本思路與傳統(tǒng)理論教學(xué)方法相融合，提出了該課程研究式教學(xué)新模式。該模式以優(yōu)選設(shè)計(jì)的工程案例為基礎(chǔ)，通過對(duì)案例的逐級(jí)分析使學(xué)生掌握問題研究的著眼點(diǎn)和入手的角度，建立初步的問題架構(gòu)，并以此進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，其過程中融入科研工作所涉及的基本的分析測(cè)試方法；針對(duì)該研學(xué)模式，構(gòu)建了多元全過程綜合考核方法。實(shí)踐表明，該研學(xué)模式及評(píng)價(jià)方法有助于強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合，可使零碎的知識(shí)點(diǎn)形成區(qū)域范圍內(nèi)系統(tǒng)化的知識(shí)體系，同時(shí)教學(xué)過程提高了學(xué)生分析問題、解決問題的創(chuàng)新思維能力與意識(shí)，為現(xiàn)代條件下高等教育專業(yè)課的教學(xué)改革及卓越安全工程師的培養(yǎng)提供了參考。

[1]林健.卓越工程師創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2012，5：1-17.

[2]周福寶，李增華，王德明，等.安全工程本科專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的新模式[J].煤炭高等教育，2009，27（2）：104-106.

[3]黃冬梅，劉偉韜，劉音，等.高校卓越安全工程師人才培養(yǎng)教學(xué)體系改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2015，39：106-107.

[4]李增華，章毛平，王德明.基于優(yōu)勢(shì)學(xué)科的礦業(yè)安全創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].煤炭高等教育，2012，30（5）：91-94.

A case study of innovative teaching and learning mode for Combustion Science of Safety Engineering was proposed and applied based on research method.Using special designed project cases,students were taught how to think and analyze the practical problems by decomposing problems steply and to master how to establish the framework of actual project cases.Based on these preliminary work,basic knowledge would be taught to students. During the teaching and learning processes,the testing and analyzing methods would be combined with the teaching courses and multiple assessment process were designed for students'evaluation.Applications show that the present innovative teaching and learning mode contributes to the learning of systematical knowledge and the abilities of analyzing and solving problems would be greatly improved for students.Results would provide an actual reference for the innovation of course teaching of special safety engineer training.

combustion science;teaching based on research;innovative teaching and learning;multiple assessment process

G642

A

2096-000X（2016）24-0069-03

江蘇省青藍(lán)工程優(yōu)秀青年骨干教師、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對(duì)象資助項(xiàng)目。

李慶釗（1979-），男，河北邢臺(tái)人，工學(xué)博士，博士后，副教授，主要從事瓦斯資源化開發(fā)與利用、煤礦熱動(dòng)力災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理與防治技術(shù)等方面的教學(xué)與科研工作。