基于OBE理念創(chuàng)新工藝礦物學(xué)教學(xué)模式提升學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力

摘 要 工藝礦物學(xué)是礦物加工工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中起著關(guān)鍵作用。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，影響了教學(xué)效果。文章基于OBE理念，從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化、考核方式改革等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐，構(gòu)建了“產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工藝礦物學(xué)教學(xué)新模式，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提出的教學(xué)改革思路可為相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 工藝礦物學(xué)；OBE；教學(xué)模式；學(xué)習(xí)動(dòng)力；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.27.040

Innovating Mineralogy Teaching Methods to Enhance Student Motivation

——Exploration and Practice Based on the OBE Concept

YANG Yong1，2， TANG Yun1，2， CHENG WEI 1，2

（1. Mining College， Guizhou University， Guiyang 550025;

2. Guizhou Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non-metallic Mineral Resources， Guiyang， Guizhou 550025）

Abstract Process mineralogy is an important foundational course in mineral processing engineering and plays a crucial role in talent cultivation. However， traditional teaching methods are difficult to fully mobilize students' learning enthusiasm， which affects teaching effectiveness. The article is based on the OBE concept and explores and practices from the aspects of optimizing teaching content， innovating teaching methods， strengthening practical teaching， and reforming assessment methods. It constructs a new teaching model for process mineralogy with "output orientation and continuous improvement"， effectively enhancing students' learning motivation. The proposed teaching reform ideas can provide reference for the teaching of related professional courses.

Keywords process mineralogy; OBE; teaching model; learning motivation; talent cultivation

工藝礦物學(xué)是礦物加工工程專業(yè)的核心課程，其涉及礦物的性質(zhì)分析和加工過(guò)程中的變化規(guī)律，是工程技術(shù)人才必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。然而，隨著礦業(yè)行業(yè)向高技術(shù)、環(huán)保和可持續(xù)方向發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不足以滿足日益嚴(yán)峻的技術(shù)和創(chuàng)新需求[1]。學(xué)生在學(xué)習(xí)工藝礦物學(xué)時(shí)面臨理論抽象和知識(shí)點(diǎn)繁多的挑戰(zhàn)，這些因素共同導(dǎo)致學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，影響了教學(xué)效果和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

OBE（Outcomes-Based Education，以結(jié)果為基礎(chǔ)的教育）理念強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)為導(dǎo)向，特別強(qiáng)調(diào)教育的最終產(chǎn)出[2]。將OBE理念應(yīng)用于工藝礦物學(xué)的教學(xué)中，不僅可以優(yōu)化課程內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，還能完善人才培養(yǎng)體系，更好地滿足行業(yè)和社會(huì)的需求[3]。

國(guó)際上，如澳大利亞、加拿大等國(guó)的礦業(yè)工程教育已廣泛采用OBE框架，通過(guò)與行業(yè)的緊密合作和技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)了教育質(zhì)量的顯著提升。例如，澳大利亞昆士蘭大學(xué)與礦業(yè)公司合作，開(kāi)發(fā)了一系列基于實(shí)際工程問(wèn)題的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中直接應(yīng)用最新技術(shù)，解決實(shí)際問(wèn)題[4-5]。

本文將探討基于OBE理念的工藝礦物學(xué)教學(xué)改革，通過(guò)從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化和考核方式改革等方面的探索與實(shí)踐，構(gòu)建“產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的新教學(xué)模式。

1 工藝礦物學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)需求脫節(jié)

當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容往往停留在理論和基礎(chǔ)概念的講解上，缺乏與現(xiàn)代礦業(yè)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)合。根據(jù)最近的行業(yè)反饋，學(xué)生在理解新興技術(shù)如自動(dòng)化和可持續(xù)礦業(yè)實(shí)踐方面感到吃力。此外，教材更新滯后，很少涵蓋先進(jìn)的選礦技術(shù)和工程案例，導(dǎo)致學(xué)生難以與當(dāng)前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接。

1.2 單一的教學(xué)方法

主要依賴傳統(tǒng)的講授法，這種方法在當(dāng)前多樣化和技術(shù)驅(qū)動(dòng)的教育環(huán)境中顯得力不從心。研究表明，超過(guò)60%的學(xué)生認(rèn)為單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式難以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，缺乏互動(dòng)和實(shí)際參與感。

1.3 實(shí)踐教學(xué)不足

實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的缺乏使學(xué)生難以將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。課程中的實(shí)踐學(xué)時(shí)不足，項(xiàng)目設(shè)計(jì)單一，不足以支撐學(xué)生熟練掌握工藝礦物學(xué)的核心技能。

1.4 考核方式過(guò)于單一

目前的評(píng)估體系主要依賴于期末閉卷考試，這種方式過(guò)于側(cè)重記憶和重復(fù)，而不是理解和應(yīng)用。近期的教學(xué)反饋表明，這種評(píng)估形式未能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和實(shí)際能力，也未能充分評(píng)價(jià)他們解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

基于這些問(wèn)題，課程組迫切需要從OBE的產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的視角，對(duì)工藝礦物學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面而系統(tǒng)的改革。改革的目標(biāo)是讓教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展同步，采用更為多元和互動(dòng)的教學(xué)方法，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以及創(chuàng)新評(píng)估方式，以全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和專業(yè)能力。

2 基于OBE理念的工藝礦物學(xué)教學(xué)模式改革

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出學(xué)習(xí)產(chǎn)出導(dǎo)向

根據(jù)OBE理念，課程組圍繞學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求，系統(tǒng)地梳理和優(yōu)化了工藝礦物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。這一過(guò)程旨在精確定義課程的學(xué)習(xí)成果，構(gòu)建“知識(shí)―能力―素質(zhì)”三位一體的課程目標(biāo)體系，確保教學(xué)內(nèi)容充分支撐學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)成。

2.1.1 知識(shí)模塊的優(yōu)化

在知識(shí)模塊中，課程組新增了自動(dòng)工藝礦物學(xué)的章節(jié)，這些內(nèi)容的增加旨在強(qiáng)化理論與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系。通過(guò)這種方式，學(xué)生可以更好地理解理論知識(shí)如何在礦山工藝過(guò)程中得到應(yīng)用，從而提高其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.1.2 能力模塊的強(qiáng)化

在能力模塊中，課程組融入了多個(gè)工程設(shè)計(jì)案例，通過(guò)小組項(xiàng)目合作的方式，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這些案例設(shè)計(jì)來(lái)自真實(shí)的工程問(wèn)題，要求學(xué)生應(yīng)用從課程中學(xué)到的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)解決方案，從而提升他們的工程設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理技能。

2.1.3 素質(zhì)模塊的提升

在素質(zhì)模塊中，課程組重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了工匠精神和綠色礦山理念的重要性。通過(guò)教授和討論如何在礦業(yè)工作中展現(xiàn)“精益求精、勇攀高峰”的礦人精神，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)自豪感。同時(shí)，通過(guò)融入礦產(chǎn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的理念，強(qiáng)調(diào)了可持續(xù)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

通過(guò)這些綜合性的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，不僅提高了學(xué)生的知識(shí)和技能水平，也促進(jìn)了他們作為未來(lái)礦業(yè)專業(yè)人士的全面發(fā)展，為他們的職業(yè)生涯和社會(huì)責(zé)任承擔(dān)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

2.2.1 案例教學(xué)與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)

課程組引入了基于真實(shí)世界問(wèn)題的案例教學(xué)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方法。學(xué)生需要在小組合作的環(huán)境中，解決從選礦廠和礦山實(shí)際操作中抽象出的復(fù)雜問(wèn)題。這種方法不僅提高了學(xué)生的實(shí)際操作能力，也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和問(wèn)題解決技能。

2.2.2 集成機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)

為了配合未來(lái)工業(yè)的需求，課程組在課程中特別集成了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。通過(guò)教授學(xué)生如何使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析礦物加工數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠親身體驗(yàn)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策過(guò)程。他們將學(xué)習(xí)如何訓(xùn)練模型處理歷史數(shù)據(jù)，以及如何使用這些模型預(yù)測(cè)處理工藝的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，學(xué)生還將探討不同工藝參數(shù)，如粒度分布和礦物組成，對(duì)加工結(jié)果的具體影響。

2.2.3 研討式教學(xué)

課程組定期組織設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性問(wèn)題的研討會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)集體討論深入分析工藝礦物學(xué)中的關(guān)鍵問(wèn)題。這種研討式教學(xué)方法不僅加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，還培養(yǎng)了他們的批判性思維和公開(kāi)演講能力。

2.3 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提升工程實(shí)踐能力

2.3.1 綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

課程組在課程中增加了針對(duì)工藝礦物學(xué)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，例如“選礦可選性評(píng)價(jià)”和“高效洗選流程設(shè)計(jì)”。這些實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生應(yīng)用他們?cè)谡n堂上學(xué)到的理論知識(shí)，還需要他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集和分析數(shù)據(jù)，最終提出改進(jìn)工藝的建議。通過(guò)這種方式，學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中深入理解礦物加工的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)。

2.3.2 科研項(xiàng)目與學(xué)科競(jìng)賽

鼓勵(lì)學(xué)生參與教師指導(dǎo)的科研項(xiàng)目，或參加與工藝礦物學(xué)相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽。這些活動(dòng)不僅能夠鍛煉學(xué)生的研究與創(chuàng)新能力，還能提高他們?cè)诮鉀Q實(shí)際工程問(wèn)題時(shí)的分析和應(yīng)對(duì)能力。學(xué)生將有機(jī)會(huì)在科研或競(jìng)賽中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并提出解決方案，這些經(jīng)歷對(duì)于培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新思維至關(guān)重要。

2.4 改革考核評(píng)價(jià)，突出過(guò)程性評(píng)價(jià)

為更有效地評(píng)估學(xué)生的能力，課程組對(duì)工藝礦物學(xué)的評(píng)估方式進(jìn)行了改革。目標(biāo)是移除僅依賴期末考試的傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)向一個(gè)更為綜合的評(píng)價(jià)體系，這一體系強(qiáng)調(diào)形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)的結(jié)合，以及過(guò)程性評(píng)價(jià)的重要性。

2.4.1 多元化評(píng)價(jià)體系

課程組設(shè)計(jì)了一個(gè)包含多種評(píng)估方式的評(píng)價(jià)體系，這不僅涵蓋了傳統(tǒng)的期末考試，也包括了平時(shí)的到課率、課堂參與度、作業(yè)完成情況以及課程項(xiàng)目的表現(xiàn)。這種多元化的評(píng)價(jià)體系能更全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和綜合能力。

2.4.2 過(guò)程性評(píng)價(jià)的實(shí)施

在日常教學(xué)中，教師將記錄學(xué)生的課堂活動(dòng)表現(xiàn)，如提問(wèn)、討論和小組互動(dòng)情況，這些都將作為評(píng)估的一部分。此外，學(xué)生在課程中的表現(xiàn)，如實(shí)驗(yàn)操作、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程和結(jié)果，也將被系統(tǒng)地記錄和評(píng)價(jià)，確保評(píng)估過(guò)程公正且透明。

2.4.3 綜合能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工藝礦物學(xué)的課程目標(biāo)，課程組制訂了詳細(xì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)不僅考查學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度，還包括實(shí)踐技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通表達(dá)能力。例如，學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中的表現(xiàn)，以及他們?cè)趫F(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中的協(xié)作和領(lǐng)導(dǎo)能力，都是評(píng)價(jià)的重要方面。

2.4.4 持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)反饋機(jī)制

評(píng)價(jià)結(jié)果是未來(lái)課程內(nèi)容和教學(xué)方法改進(jìn)的依據(jù)。教師會(huì)定期審視評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，識(shí)別教學(xué)過(guò)程中的薄弱點(diǎn)，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略。同時(shí)，學(xué)生也會(huì)收到關(guān)于他們表現(xiàn)的具體反饋，便于其理解自己的強(qiáng)項(xiàng)和需要改進(jìn)的方面，從而促進(jìn)個(gè)人成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)。

3 實(shí)施效果與反思

自從實(shí)施工藝礦物學(xué)教學(xué)模式改革以來(lái)，課程組觀察到了學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和能力的顯著提升。通過(guò)實(shí)施前后的自我評(píng)估問(wèn)卷，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性從改革前的平均參與度評(píng)分4.2提升至改革后的4.8（滿分5分）。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生對(duì)與行業(yè)實(shí)踐密切相關(guān)的理論知識(shí)掌握程度有明顯增強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的平均成績(jī)從78%提高到了85%。學(xué)生對(duì)自主學(xué)習(xí)的認(rèn)可度從60%提升到了90%。

過(guò)程性評(píng)價(jià)體系的建立使學(xué)生更加重視平時(shí)的學(xué)習(xí)和課程參與，平時(shí)成績(jī)的占比提高后，學(xué)生的課堂活躍度和作業(yè)提交率均有所提升。通過(guò)融入課程思政元素，學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)和專業(yè)認(rèn)同感也得到了增強(qiáng)。特別是在教學(xué)中弘揚(yáng)的“精益求精、攻堅(jiān)克難”的礦人精神，以及重點(diǎn)講解的綠色礦山理念和可持續(xù)發(fā)展理念，極大地激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)自豪感和責(zé)任意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文探討了基于OBE理念的工藝礦物學(xué)教學(xué)模式改革。從教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、內(nèi)容更新、教學(xué)方法創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化以及考核評(píng)價(jià)體系重構(gòu)等多個(gè)維度入手，課程組構(gòu)建了一個(gè)“產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的新教學(xué)模式。該模式不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)、深入，還顯著提升了他們的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，為培養(yǎng)符合現(xiàn)代礦業(yè)需求的高素質(zhì)技術(shù)人才提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

此外，本文提出的OBE教學(xué)改革思路及其在工藝礦物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，為其他工科專業(yè)的教學(xué)改革提供了有價(jià)值的參考。這種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式和評(píng)估體系的改革，能夠廣泛應(yīng)用于工程教育的各個(gè)領(lǐng)域，幫助更多教育機(jī)構(gòu)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

基金項(xiàng)目：貴州大學(xué)2023年度省級(jí)金課《礦物加工學(xué)》項(xiàng)目（73）。

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