高校采矿工程专业新型实践教学模式构建及教学方法改革与实践
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摘要：针对高校采矿工程专业实践教学环节存在的较多问题，以山东科技大学采矿工程专业为例，构建了采矿工程专业新型实践教学模式及“基础验证型―综合设计型―研究创新型”的三层次实验教学体系，探索了多种实践教学方法及教学手段，并进行了举例说明，因此值得在高校工科专业实验教学中普遍推广应用。
关键词：采矿工程；实践教学；模式；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0166-02
近年来，特别是党的十以来，为满足国家社会及行业经济发展对人才类型的需求，实践应用能力成为人才培养的重点。而现行高校工科专业实践教学普遍存在以下问题：（1）现有沿用多年的单一“认知性”实践教学模式不能满足创新能力培养的需求；（2）现有实验实践教学平台在本科实践教学中发挥作用不明显；（3）实验教学内容及方法陈旧，阻碍应用能力的培养。因此，亟须探索适应当前工科专业人才培养的新型实践教学模式及教学方法。山东科技大学采矿工程专业作为山东省名校工程建设的重点支持专业之一，本文就以山东科技大学采矿工程专业为依托进行研究探索。
一、新型实践教学模式及教学体系构建
系统、科学、层次性强的实践教学体系是学生实践创新能力培养的关键支撑。我校采矿工程专业以矿业工程国家级实验教学示范中心为依托，根据现行实验教学存在的问题，通过与一线教师、学生、教学管理人员等座谈，多方面征集关于构建新型实践教学体系的意见，并组织专家对专业培养方案中实践环节设置的优缺点及合理性进行分析，遵循“课程设置系统化、实践环节模块化、能力培养层次化”的原则，构建了符合我校采矿工程专业实际、层次结构合理、操作可行性强、以能力培养为主线的“基础验证型―综合设计型―研究创新型”三层次实验教学体系，使专业整体实践教学环节更具系统化。见图1所示。
针对上述实验教学体系，专业实践课程、实践项目、能力培养实行了“模块化、多元化、层次化”的实验教学。
1.实践课程“模块化”。针对不同层次学生在不同阶段的学习特点，将实践课程分为“理论教学、工程训练、创新活动”三大模块，使学生在加深理解和掌握理论知识的基础上，从事工程设计和科研活动。从教学组织上划分为课内和课外两大模块：课内模块包括独立设置的实验课程和包含在理论课中的实验课，并与所有主干理论课程相对应；课外模块包括现场实习、井下实训、学科竞赛和社团活动等。
2.实践项目“多元化”。按照“以学生为本，因材施教”的原则，积极引入科研成果，建立与课程体系相对应的“演示与验证实验、综合与设计实验、创新与前沿实验”多元化项目体系，增加和拓展具有工程应用和学科前沿背景的实践项目。
3.能力培养“层次化”。通过模块化实验课程和多元化实践项目，实现了对学生的能力培养由基础实践、综合应用到研究创新的过程层次化，使学习过程自然过渡，从根本上实现由“教学实验”到“实验教学”的转变。
1.实践教学方法改革。专业鼓励教师积极探索建立适合采矿专业课程特点、能较好激发学生求知欲的多样化实践教学方法，主张教师根据采矿专业的特点，坚持“以现场实习为主，校内实习、虚拟矿井为辅，充分利用实验平台”的实践教学方式，充分将理论教学与实践教学相结合。①针对专业初期开设的“认识实习”、“采煤概论”等课程，充分发挥校内教学实习矿井、三维虚拟仿真系统等资源，将理论与实体实验相结合。在教学过程中，以“启发引导式”为主。教师简明扼要地讲解实验内容和要求，采取引导和个别辅导的方法，及时对学生提出的问题加以点拨、探讨，鼓励学生独立思考并解决问题。②针对专业部分主干课程如“煤矿开采学”、“采煤工艺”、“矿井通风与安全”等课程，适当采用课内实验与课外实践相结合的方式进行。在课程进行过程中，安排学生走进实验室参观实体模型、动手操作等，也可针对部分内容增设“课程实习”环节，组织学生到煤矿企业的现场进行短时间、少学时的井下现场教学。在教学过程中，采用“任务驱动式”。给定设计任务和要求，鼓励学生自主完成资料收集、方案拟定、撰写报告。这种面向任务的教学方法给予学生最大的发挥空间，培养学生分析与解决问题的能力。③针对专业开设的“生产实习”、“毕业实习”等长时间实践环节，可采取校外现场实训与校内循环实验相结合的教学方法，前期组织学生到校外进行短时间的现场调研和实训，回校后，针对现场中发现的问题，走进实验室进行循环式多实验研究―验证式教学。在这个教学过程中，采用“探究协作式”较为恰当。允许学生自行组队，研究成果可作为毕业设计的专题部分，这样极大激发了学生从事研究和创新活动的兴趣和积极性。
2.实践教学手段的选用。在我校采矿工程专业实验教学手段的改革与实践过程中，通过引入现代技术，融合教学方法，形成了多样化的实验教学手段，活跃了实践教学气氛，提高了实验教学效果。下面简要介绍目前在我校采矿工程专业较为典型的正在推广的实验教学方法。①实验现场授课与现场指导。这是目前显示效果较好的实验教学方法之一。其上课形式摆脱掉原来先课堂再进实验室的形式，直接将课堂移入实验室，使学生“听―说―想―做”的思维程序连贯起来，使知识更好的贯通，激发学生进一步的求知欲。②师生交互讨论式教学。针对专业开出的设计型、综合型或研究型实验，或在各类科技竞赛、参与教师科研项目等过程中发现问题，以小组的形式与教师进行互动讨论，指导教师或实验教师亲身参与，引导学生讨论方案、方法等以求得较为合理妥善的解决。这样不但调动了学生的积极性，教师也往往能碰撞出很多新的思路火花，起到教学相长的效果。③实验室开放式教学。实验室每周设有定期开放时间，学生通过提前预约，有计划地到实验室进行实验，活跃了实验室的研究氛围，也提高了设备的利用率。④网络形式教学。实现专业主干课程及部分选修课程的网络化建设。学生可以通过相应的课程网站，进行课前学习、课后复习，通过实时交流平台与教师进行实时交流。这种教学方式在现在网络盛行时代得到了学生的普遍欢迎。⑤课外科技活动指导。定期组织科研成果较为突出的教师给出部分既定地实验内容和目标，由学生根据任务目标自行完成或以小组的形式组合制订详细的实验计划，并按计划完成资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等实验环节。这样既锻炼了学生的实验创新能力，也为教师提供了部分可行数据，双面收益。⑥实验考核方法多元化。改变原有单一考核为从平时、结课、实验作品、实验报告、实验思想等多方面进行综合式的考核，特别是对有新颖的实验思路、新的自主设计方法的学生给以倾向性考核，这从很大程度上活跃了创新的氛围，激发了学生的实验兴趣。
以上所述实验教学模式及多样化实验教学方法，是以我校矿业工程国家级实验教学示范中心为依托，在采矿工程专业实验教学改革过程中提出的，在实际应用过程中取得了很好的效果，教学方法及手段的探索也受到了教师和学生的普遍欢迎，极大地提高了教师的实践教学积极性和学生的实践动手能力，值得在高校工科专业实验教学中广泛应用和推广。
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