實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)模式改革創(chuàng)新的研究與實踐

李海軍, 張開智，劉 萍，許猛堂，穆靜強

(貴州理工學(xué)院礦業(yè)工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003)

0 引言

基于省級本科教學(xué)工程《安全工程》專業(yè)綜合改革試點項目、校級《基于大安全理念的安全工程人才培養(yǎng)體系改革與應(yīng)用》、《基于CDIO的安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與研究》和省級、校級《“新工科”背景下采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與實踐》等5個教學(xué)改革研究項目提出《實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)模式改革創(chuàng)新的研究與實踐》，通過在礦業(yè)工程學(xué)院2014級安全工程專業(yè)、2015級采礦工程專業(yè)、2016級安全工程專業(yè)、2017級采礦工程和2018級采礦工程專業(yè)等持續(xù)5年教學(xué)實踐，取得了階段性的教學(xué)成果。

充分運用實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)新模式創(chuàng)新常規(guī)課程教學(xué)方法和教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的動手動腦能力，引導(dǎo)他們形象直觀地了解安全工程和采礦工程專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和本行業(yè)的發(fā)展前景，綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生經(jīng)過四年學(xué)習(xí)后，可以具備工程基礎(chǔ)知識、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力。

建立了在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運行過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育模式[1]，將學(xué)生畢業(yè)時必須具備的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力以逐級細化的方式表達出來[2]，同時學(xué)生通過制作礦井模型，使安全工程和采礦工程專業(yè)學(xué)生對大學(xué)四年的專業(yè)課程學(xué)習(xí)有了更深入的全貌理解，教學(xué)改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性[3]。

1 實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)新模式的內(nèi)涵及特點

根據(jù)安全工程、采礦工程專業(yè)涉及地下開采巷道眾多，采礦空間、通道空間交錯縱橫、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜等專業(yè)特點，通過持續(xù)長期致力于探索一種新教學(xué)方法和教學(xué)模式的研究與實踐，在滿足學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下，讓學(xué)生既能掌握理論知識，又能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，能自主開發(fā)、自主設(shè)計實驗方案，并能完成實驗項目[4]，將傳統(tǒng)教學(xué)方法的學(xué)生被動接受知識轉(zhuǎn)為主動參與知識學(xué)習(xí)。以實驗項目為載體，學(xué)生由被動變?yōu)橹鲃?，教師是為學(xué)生獲取良好知識服務(wù)，實現(xiàn)從滿堂灌教學(xué)到有針對性指導(dǎo)的轉(zhuǎn)變，這是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的突破。為此，結(jié)合貴州二本學(xué)生的學(xué)情分析，根據(jù)授課內(nèi)容教師指導(dǎo)學(xué)生團隊自主開發(fā)創(chuàng)新性、綜合性實驗項目來驅(qū)動課堂教學(xué)的混合教學(xué)模式，將課堂講授和實驗動手相結(jié)合的一種新型教學(xué)方法。實踐證明，該方法生動形象，能開發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提升對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，更容易了解礦井地下復(fù)雜巷道空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，教學(xué)效果好。

在《安全工程導(dǎo)論》課程教學(xué)過程中首次實施，該課程共計18學(xué)時，共設(shè)計9個教學(xué)模塊，4個模塊課堂教學(xué)，5個模塊由教師指導(dǎo)學(xué)生動手完成實驗項目。改革考試方法，學(xué)生分團隊講解自已的作品，教師提出針對性的相關(guān)問題，答辯式的考試方式，取得很好的學(xué)習(xí)效果，并逐漸在其他課程中推廣應(yīng)用。

實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)法充分利用各級各類教學(xué)改革研究項目的最新研究成果，并結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)“強責(zé)任、精技術(shù)、善管理、重實踐、求創(chuàng)新”的高素質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，基于貴州學(xué)生的學(xué)情調(diào)查，重點培養(yǎng)“重實踐”這一教學(xué)目標(biāo)，從2014級安全工程專業(yè)《安全工程導(dǎo)論》這門課程開展嘗試性試點教學(xué)，逐步推廣運用到2015級、2016級、2017級、2018級采礦工程專業(yè)，并取得良好的教學(xué)效果并逐漸推廣應(yīng)用。

2 基于教學(xué)模式創(chuàng)新解決的教學(xué)問題與癥結(jié)

2.1 解決學(xué)情與大學(xué)學(xué)習(xí)適應(yīng)性問題

針對我院招收的學(xué)生有80%以上為貴州本地生源，高考分數(shù)一般在350-450分之間，大部分學(xué)生來源于農(nóng)村，他們在中學(xué)階段基礎(chǔ)知識學(xué)得不扎實，對理論課堂知識難于理解，尤其是采礦工程背景中的頂板空間結(jié)構(gòu)問題，大都涉及力學(xué)知識，學(xué)習(xí)起來感覺枯燥無味，失去課堂的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 解決實驗條件不完善問題

我校為新建本科院校，學(xué)校提供實訓(xùn)、實習(xí)場所和時間等實踐條件有限，大都為貴州大學(xué)遺留的待報廢教學(xué)實驗設(shè)備，基本不能滿足實踐教學(xué)的要求，使實踐教學(xué)效果無法得到保證。

2.3 倒逼教師教改

受傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方法影響，任課教師頭腦中已經(jīng)形成固定思維模式和教學(xué)模式，課堂中比較抽象、難于理解的力學(xué)問題、巷道的空間分布問題還是以傳統(tǒng)的講解式為主，由于學(xué)生缺乏工程項目背景的知識，使得絕大多數(shù)學(xué)生感覺該課程內(nèi)容深奧，理解非常費力，為了解決這一矛盾，必須想法從教法上入手，通過教師教學(xué)方法的改進從而達到提升本科教學(xué)效果的目的。

3 建立和解決模式創(chuàng)新改革的具體方法

針對我院學(xué)生實踐能力尚未得到實質(zhì)性的鍛煉與提升的實際情況，實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)法嘗試性對教學(xué)進行改革研究，始終貫徹“講十遍不如做一遍”的指導(dǎo)思想，以學(xué)生動手實踐為主，將學(xué)生作為被動的授課者轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的參與者，有效融入實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)法于課程教學(xué)始終，不斷總結(jié)和提煉教學(xué)方法的新成果和新經(jīng)驗。本教學(xué)方法首先在安全工程專業(yè)的《安全工程導(dǎo)論》講課中實施，目前已推廣到2015級、2016級、2017級、2018級以及其他的專業(yè)課程，如《礦山壓力與巖層控制》、《煤礦開采學(xué)》、《礦井通風(fēng)與安全》等課程的教學(xué)當(dāng)中。

3.1 模塊化教學(xué)

將18學(xué)時的《安全工程導(dǎo)論》課程分為9個教學(xué)單元，其中4個單元為教師課堂講解基本知識，設(shè)計了礦井組成、構(gòu)造、開拓巷道布置、采礦方法與采煤工藝等5個單元為學(xué)生分組動手搭建實驗?zāi)Ｐ停n堂中教師隨時為學(xué)生提供專業(yè)指導(dǎo)。

3.2 改革課程評價模式

組成3-5人的課程考試答辯小組，考試環(huán)節(jié)以學(xué)生逐個答辯模型的主要功能與實現(xiàn)為主，教師通過與學(xué)生的交流從而掌握學(xué)生對知識的理解程度給予相應(yīng)的學(xué)習(xí)成績。

實驗過程表明，該教學(xué)模式能充分提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，所有學(xué)生不僅在課堂時間積極主動參與模型制作，而且還能主動利用晚上的業(yè)余時間完成模型搭建，主動性、積極性、參與性得到全面提升，該方法不僅能全面提高學(xué)生分析能力、動手能力，協(xié)作能力、歸納總結(jié)能力和主動學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力，而且使學(xué)生身臨其境感受項目具體設(shè)計和生產(chǎn)管理過程的全貌，同學(xué)們看著自己的作品，成就感極強。

該模式能很好的體現(xiàn)學(xué)?！皬娯?zé)任、精技術(shù)、善管理、重實踐、求創(chuàng)新”本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，團隊合作與相互管理、模型制作中的再創(chuàng)新思考、動手能力等均得到很大的提高。

3.3 加大實驗設(shè)備投入

根據(jù)實驗項目，有針對性地提出擬建設(shè)的實驗室建設(shè)內(nèi)容，四年來，建設(shè)以綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性為主體的專業(yè)教學(xué)實驗室共9個，共計完成實驗設(shè)備總值1689萬元。其中，多功能平面立體相似材料模擬實驗臺為教師自主設(shè)計，具有自主知識產(chǎn)權(quán)；低速風(fēng)洞通風(fēng)測試實驗臺、室內(nèi)巷道安全監(jiān)測監(jiān)控模擬巷道等實驗設(shè)備功能強大，性能先進，整體水平處于國內(nèi)高校領(lǐng)先地位。

4 結(jié)語

以實驗項目為載體，改革傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，將理論教學(xué)課堂移至實驗項目場地開展混合教學(xué)，將一門課設(shè)計為多個動手實驗項目(有別于課帶實驗)，通過學(xué)生親自制作模型，嘗試將理論教學(xué)和實驗動手相結(jié)合的混合教學(xué)改革。

改變傳統(tǒng)一卷定成績的考試模式，通過學(xué)生講解實驗項目作品，教師提問讓學(xué)生答辯，將學(xué)習(xí)效果評價由單一的學(xué)生做題改為學(xué)生——教師同場進行，將知識考核轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰己?、素質(zhì)考核，學(xué)習(xí)效果得到明顯的提升，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

實驗項目驅(qū)動混合教學(xué)創(chuàng)新改革的理念不僅繼承和發(fā)展了工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的標(biāo)準。這次改革創(chuàng)新與實踐探索，對整個模式的實施和檢驗進行了較系統(tǒng)的、全面的分析，對學(xué)生和教師都具有重要指導(dǎo)意義。在今后的教學(xué)過程中，將進一步完善并逐步推廣運用，有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。