工程教育背景下礦井瓦斯防治實踐教學改革

摘 要 當前本科高校礦井瓦斯防治課程在實踐教學方面存在教學目標不合理、教學體系不完善、教學隊伍缺乏工程背景等問題。針對這些問題，提出了基于工程能力為主要導向的培養目標的礦井瓦斯防治實踐教學改革措施，即要加強工程倫理教育、建立網狀結構的實踐教學體系、加強教學條件建設和建立科學的考核和評價體系等改革措施。

關鍵詞 實踐教學改革 實踐能力 工程能力

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

The Mine Gas Prevention and Control Practice Teaching Reform in the Context of Engineering Education

Abstract Undergraduate colleges and universities mine gas prevention and control programs in practice teaching exist that the teaching objectives are unreasonable， teaching system is imperfect， the teaching force lacks the engineering background. Training objectives based mainly oriented engineering capabilities to address these issues， mine gas prevention and control practice teaching reform measures to strengthen engineering ethics education， the establishment of the network structure of the practice teaching system， strengthen the construction of teaching conditions and establish a scientific assessment and evaluation system and other reform measures.

Key words practice teaching reform； practice ability； engineering ability

礦井瓦斯防治是具有煤炭特色高校安全工程專業的一門主要專業課程。該課程系統地介紹了礦井瓦斯防治的基本知識和基本理論，通過學習，使學生了解瓦斯的性質及賦存特點，了解瓦斯災害的形式，掌握其發生機理及防治技術，培養學生分析和解決礦井瓦斯防治問題的能力，為從事礦井瓦斯防治工作奠定知識和能力基礎。隨著煤礦生產的發展，煤礦企業對人才素質的要求也越來越高。瓦斯一直就是我國煤礦的主要災害，煤礦企業對安全工程專業畢業生在瓦斯防治方面所具備知識和能力要求越來越高。筆者通過與煤礦廣泛接觸了解到，畢業生在礦井瓦斯防治工作中理論知識基本能滿足生產要求，但實踐能力不足，尤其是在瓦斯防治工程中分析問題、解決問題的能力極為缺乏，創新能力低下也是一個較為突出的問題。通過煤礦企業的反饋，我們認識到在礦井瓦斯防治教學過程中還存在一些問題，尤其是在學生實踐能力及知識的綜合運用能力的培養上問題更為突出，而這些問題恰恰是工程教育所要解決的核心問題，因此，從另外一個側面反映出，在礦井瓦斯防治課程的教學過程中，對學生工程能力的培養被忽視了。作為高等教育的一個重要組成部分，高等工程教育致力于培養學生的工程實踐能力和創新意識，全面提高學生的綜合素質。高等工程教育的教學內容中，實踐教學對學生工程實踐能力的培養作用要比理論教學更直接，但由于教育體制的原因，實踐教學長期附屬于理論教學，教學地位薄弱，導致學生的實踐能力普遍較弱，尤其是工程能力不能滿足社會需求，礦井瓦斯防治課程也面臨這個問題。因此，要解決這個問題，對礦井瓦斯防治課程實踐教學環節的改革勢在必行，文章正是基于工程能力為主要導向的培養目標對礦井瓦斯防治實踐教學改革進行探討。

1 礦井瓦斯防治實踐教學存在的問題分析

1.1 實踐教學目標不合理

礦井瓦斯防治實踐教學主要包括實驗教學和課程設計兩大部分，除此之外，還有極少數學生參加的科技活動和社會實踐活動，但在教學體制外運行。實踐教學的目標仍然以驗證理論知識和掌握實驗技能為主，而對責任感、知識的綜合運用能力、創新能力和團隊精神沒有硬性要求，對礦井瓦斯防治工程能力的培養不明確，實踐教學目標不合理。在教學活動中，往往對一個專業、一門課程都會有明確的教學目標，但具體到課程中的某一具體環節如實踐教學，則缺乏明確、合理的教學目標，礦井瓦斯防治課程目前正存在此問題。礦井瓦斯防治具有較強的理論性和實踐性，結合生產要求，其實踐性應占主要地位，如瓦斯濃度的測定、瓦斯基礎參數測定、瓦斯突出預測及瓦斯抽放參數測定等貫穿瓦斯防治工作的始終，而這些參數的測定大部分都是融入到各類瓦斯防治工程之中，即這些參數的測定都是為具體的瓦斯防治工程服務的。這些大量的測定工作必然涉及到參數的選取、工作組織、具體實施等多個環節，要求學生具有過硬的實踐操作能力和分析問題、解決復雜問題的能力，同時還應具備團隊協作精神，而這些能力正式工程能力的體現，應作為課程實踐教學目標來明確要求。

1.2 實踐教學體系不完善

實踐教學體系是實踐教學過程的知識基本結構、框架、教學內容設計、教學方法設計、教學過程設計和教學結果評價組成的統一的整體。在礦井瓦斯防治實踐教學中，教學體系不完善、不合理，主要體現在以下三個方面。

（1）教學形式不合理。目前，本科院校礦井瓦斯防治實踐教學主要采取的是實驗和課程設計兩種形式，存在不少問題：①實驗項目少，仍以驗證型實驗為主，綜合性、設計性實驗幾乎沒有；實驗學時少，不及理論學時的15%；②作為獨立實踐環節，課程設計時間偏少，大多數高校為一周；課程設計題目缺乏工程背景，與生產嚴重脫節。

（2）教學方法不當。我國高等教育仍然是以教師為中心的教學文化，也就是圍繞“教師中心、教材中心和課堂中心”而組織教學活動，發揮了教師在教學過程中的主導作用，卻忽視了學生的積極性和能動性。這種教學理念及相應的教學方法，不利于發揮學生的主動性和創造性，不利于培養學生主動實踐的能力。目前，礦井瓦斯防治實驗項目大部分為驗證型項目就體現了這一問題，驗證性實驗是指對研究對象有了一定了解，并形成了一定認識或提出了某種假說，為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗，其目的是為了培養學生的實驗操作、數據處理等技能。驗證型實驗是在教師設定好“假說”和準備好儀器的前提下由學生完成的實驗，主要考察的是操作技能，顯然缺乏創新能力的培養。課程設計也是由教師定好設計題目，學生按照設計指導書一步一步去完成，很難達到對學生工程能力培養的要求。

（3）教學評價體系不科學。學生實踐教學成績評價體系不科學，考核方式過于簡單，這也是目前礦井瓦斯防治實踐教學存在的一個問題。從評價體系來看，各高校注重對學生最后提交的作業或實踐（實驗）報告的考核，仍然是一種以學習成績為主的考核評價體系，忽視了對實踐活動過程的考核和對學生能力的考核。在考核方式上，沒有制定具有針對性考核標準，如實驗和課程設計等均采取相同的成績評定辦法，顯然是不合理的，因為即使是實驗，不同類型的實驗項目的考核和評價依據也是不一樣的。

1.3 教學條件不達標

在當前高等教育快速發展的過程中，教育經費更多地用在基礎設施建設和人員性開支中，而用于改善教學條件的經費往往不足。在校內實驗和實訓場所，實驗設備得不到及時更新，更難以購買先進的大型設備；設備的臺套數不足，按規定一人一組的實驗通常是二三人一組，達不到實驗教學的目的和要求；應該由學生組成團隊完成的項目，又因場地、經費和教師精力的限制無法實施。①這些現象在新建本科院校更為突出。礦井瓦斯防治實驗難以開展的一個主要原因就是實驗設備的匱乏，導致實驗分組人數多，常常是一個學生在操作，其他學生在觀望，這樣實驗就容易流于形式，更何談能力的培養。校內實踐教學條件不達標，校外情況則更不樂觀，目前，由于煤礦為了保證企業的正常生產，實習也是走馬觀花。

1.4 師資隊伍缺乏工程實踐經驗

對礦井瓦斯防治課程來講，教師數量基本滿足要求，主要問題是教師的工程素質和實踐經驗不足，既具有工程背景又具有學術水平的“雙師”型教師尤其缺乏。近年來，授課教師中具有博士、碩士學位的高學歷青年教師越來越多，但他們大多是從校門到校門，接受的主要是理論知識和學術訓練，缺乏深厚的瓦斯防治工程實踐經驗。另外，由于我國沒有形成大學與企業界的密切聯系，難以從具有實踐經驗的煤礦企業工程師中選聘大學工科教師。在新的形勢下，甚至也難以通過將青年教師安排到煤礦實踐的方式來獲得工程經驗。由于教師隊伍普遍缺乏瓦斯防治工程經歷的狀況，一定程度上也影響了礦井瓦斯防治實踐教學的質量。

2 改革措施

近年來，在我國工科院校中，工程教育得到了前所未有的重視，工程教育改革也不斷深入。實踐教學的教育性及實踐性特征決定了其比理論教學更加接近工程教育的本質，因此，實踐教學理所當然成為工程教育改革的重點。②針對礦井瓦斯防治實踐教學中存在的問題，基于工程能力為主要導向的培養目標，提出以下改革措施。

2.1 加強工程倫理教育

加強工程倫理教育是世界工程教育的發展趨勢，美國（ABET）EC2000對工程人才的十一條要求中就包括了對倫理責任的要求，許多國家也正在把道德標準加入到他們的工程人才要求中去。③因此，我國工程教育也必須注重倫理道德教育，使培養的工程師能夠在工程活動與倫理道德產生沖突時做出正確的選擇。在課程教學目標中，工程倫理教育常被忽視，很多專業課授課教師認為倫理道德教育應是“兩課”的任務，這是一種錯誤的認識。瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出是我國煤礦面臨最嚴重的事故，每年造成大量人員傷亡，瓦斯防治工作是我國煤礦安全工作的重中之重。很多安全工程專業的學生畢業后會從事礦井瓦斯防治工作，工作在瓦斯防治的第一線，他們的倫理道德水平的高低會直接影響到礦井瓦斯防治工作的成效，影響到礦井的安全。因此，在礦井瓦斯防治實踐教學強調工程能力培養前提下，首先應加強學生的工程倫理教育，即在實踐教學過程中，教育學生遵紀守法，培養高尚的職業操守。

2.2 建立網狀結構實踐教學體系

教學體系是礦井瓦斯防治實踐教學改革的核心。在總結理論研究和實踐經驗的基礎上，結合礦井瓦斯防治課程的實際特點，筆者提出了建立“三個層次、三大模塊”的網狀結構實踐教學體系。網狀體系結構的特點是在縱向上以教學內容（知識能力構成）為維度，橫向上以教學形式（實踐教學活動）為維度，將實踐教學體系的目標、內容、形式組成新的模塊，以明確人才培養的素質能力要求，建立合理有效的教學組織結構。④“三個層次”就是將教學內容分為“以培養工程意識為主的工程感性認識教育”，“以培養動手能力和創新能力為主的工程素質教育”和“以培養解決工程實際問題和工程設計能力為主的工程能力教育”；“三大模塊”指的是實驗模塊、課程設計模塊、實習模塊。“三個層次”的能力培養要求貫穿于“三大模塊”之中，構建了一個集知識、素質、能力為一體的實踐教學體系。⑤

2.3 加強教學條件建設

充足的教學設備是實踐教學有效開展的基礎條件，也是必備條件，這是教學條件建設的重點。作為高等院校，尤其是新建本科院校，應保證實踐教學的經費投入，尤其是儀器、設備的更新，不僅要注重數量滿足要求，儀器設備的檔次也應跟上當前煤礦瓦斯防治的新形勢和新要求，特別應重視購置創新型、綜合應用型等實驗及儀器設備。

企業的深度參與是卓越工程師培養的一個必須條件，同時，也是工程教育改革成敗的一個重要因素。而目前的普遍現象是企業一方面抱怨工科大學畢業生工程實踐能力弱、不適應企業要求，另一方面又不愿意接受大學生實習，不愿意參與工程師的培養。⑥礦井瓦斯防治的實踐教學離不開生產現場，煤礦企業在幫助高校人才培養上積極性不高，盡管如此，高校仍應加強校企合作，積極探索新的、有效的校企合作模式，建立校企合作的動力、激勵和約束機制，保障校企合作保持長期、穩定、健康發展。⑦

2.4 建立科學的考核和評價體系

科學的實踐教學考核評價體系對實踐教學的有效開展具有重要意義，它能保證考核結果公正、客觀，有利于學生實踐能力和創新能力的培養。礦井瓦斯防治實踐教學的考核和評價應做到以下三點：（1）注重對結果（作業或實踐報告）考核的同時，應注重對過程的考核，即對學生在實踐教學過程中的表現應予以考核；（2）針對不同的實踐教學形式，考核方式和考核標準應有所不同。如模型參觀和演示主要考察學生的感性認識；實驗主要考察動手能力，其中綜合性、設計性實驗注重考察學生的創新能力；課程設計和實習則考察學生知識的綜合運用能力和工程能力。實踐教學內容和教學形式不同，考察的側重點也不一樣，那么實踐教學考核和評價的標準、方法也必須具有針對性。（3）在注重學習成績考核的同時，注重對能力培養的考核。此外，實踐教學考核評價體系應注重營造創新環境，對學生在實踐教學中的思想、觀點以及學生做的小發明、小創造建立激勵機制，積極引導學生創新。

3 總結

在工程教育背景下，實踐教學的質量直接影響到人才培養的質量。對礦井瓦斯防治而言，其實踐教學環節存在較多問題，集中體現在人才工程能力的培養不能滿足生產需求。在深入分析工程教育和實踐教學二者之間關系的基礎上，對礦井瓦斯防治實踐教學提出了以下改革措施：（1）必須加強工程倫理教育；（2）根據礦井瓦斯防治課程特點，應建立“三個層次、三大模塊”的網狀結構實踐教學體系；（3）必須采取措施加強實踐教學條件建設，主要側重實踐教學設備、儀器及企業實習基地的建設；（4）建立科學的、具有針對性的實踐教學考核和評價體系，應加強對實踐教學過程和學生能力的考核。

注釋

① 李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實踐教學問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012（3）：1-6.

② 葉志攀， 金佩華. 中國工程教育實踐教學研究綜述[J]. 高等工程教育研究，2007（2）：74-77.

③④李正， 林鳳. 從工程的本質看工程教育的發展趨勢[J]. 高等工程教育研究，2007（2）：19-25.

⑤ 楊桂芳，蔡安江.工科院校工程實踐教學體系的構建與實踐[J].西北工業大學學報（社會科學版），2005（4）：86-88.

⑥ 王貴成，張明雷“. 卓越工程師教育”中青年教師教學能力培養研究[J].煤炭高等教育，2010.28（3）：91-93.

⑦ 王濤，王愛國，劉美.工程教育理念下實踐教學體系建設的思考[J].廣東石油化工學院學報，2011.10（5）：29-32.