淺析礦井瓦斯防治課程實驗教學與創新人才培養*

◆王亮 程遠平

1 前言

在現代教學中，為了加強對學生創新能力的培養，許多學校尤其是高等院校都非常重視在平時的教學過程中讓學生更多地設計和實施實驗，這就是通常所說的實驗教學法。近年來，國家在高校實驗教育教學改革和促進實驗教育教學培養人才方面的巨大推動作用，使得教育工作者對該類教學方法越來越重視，他們更多地將注意力集中在培養學生的創新能力和實踐能力方面[1-3]，而不是僅僅以實驗驗證理論、加強學生實驗技能。這樣不僅可以讓學生把實際知識同書本內容聯系起來，實現理論與實際相結合，而且能夠培養學生的獨立探索能力、實驗操作能力和對科學研究的興趣[4-5]，同時可以提高相關學科的教學質量[6-8]。

本文結合中國礦業大學礦井瓦斯防治課程的專業特點，通過分析傳統教學模式中存在的不足之處，對實驗教學的意義、實現機制以及考核制度等多方面內容進行研究和探討。

2 傳統教學中存在的弊端

進入新世紀，知識更新換代的周期大大縮短，對人才的培養提出更高的要求[9-11]。傳統的教學模式越來越顯示出其不足之處，以中國礦業大學礦井瓦斯防治課程為例，主要存在如下弊端。

只注重課堂教學，實驗方面相對匱乏 目前，中國礦業大學礦井瓦斯防治課程一共有64學時，其中實驗教學只有10學時，其比例僅占15%。大部分時間都是教師在課堂上講解，在學生看來既枯燥又乏味，尤其是遇到一些與現場實際結合比較緊密的內容更是一頭霧水，漸漸地，學生失去學習的興趣和動力。

實驗內容的設定不盡合理，不能充分利用實驗設備在現代科學發展過程中，實驗是必不可少的環節，因此，充分利用好實驗室是科學教學的重中之重。目前，學校有相當多的儀器設備可供使用，但是如今的實驗課程內容僅僅局限于基礎部分，不能充分利用一些精密的大型的實驗設備，這就束縛了學生的手腳，影響他們創新思維的發展。

師資力量比較匱乏 目前，學校大部分實驗教師由理論課任課教師擔任，缺乏專業的實驗教師隊伍，甚至有時候僅僅是一些在讀研究生負責指導學生實驗。由于專業水平參差不齊，對學生的指導也是千差萬別，這就無法給學生營造一個穩定的實驗教學環境，直接影響他們實驗的主動性和實驗教學的效果。

缺少健全的考核方法，難以激發學生做實驗的動力目前，評價學生的實驗技能時對實驗的過程重視程度不夠，而僅僅是依據最終的實驗報告，這種片面的考核機制不僅打消了學生做實驗的積極性，而且長此以往還容易引發他們的懶惰情緒，更不用說培養他們的創新意識和實踐能力了。

3 實驗教學的必要性和意義

今天，如何培養學生的創新精神和實踐能力已經成為素質教育的重點，而以實踐性和真實性為基礎的實驗教學恰恰為此提供了重要途徑[12-13]。實踐是形成和提升人的素質的關鍵，而實驗教學恰恰不僅僅是一種科學的實踐，同時是一種教育的實踐[14]。在此類教學方法中，學生一方面要通過直觀的、有效的實驗去驗證和強化理論知識，另一方面也要通過一次次的實驗來培養自己的動手能力、團隊意識和民主討論的優良作風。

礦井瓦斯防治課程的最大特點就是立足于現場實際和實驗室實驗，它是將實際問題定性化，然后通過理論分析并結合現場以及實驗室手段找出問題的根源，進而以此為基礎，針對相關問題提出切實可行的解決辦法，最終將此類解決方法應用于現場工作中去指導生產。舉例來說，就像經常提到的煤與瓦斯突出事故，過去的幾十年乃至上百年中一次次重特大瓦斯災害事故帶來的血的教訓促使瓦斯工作者不斷地深入現場實際考察研究，并反復地進行實驗室模擬實驗，最終使煤礦瓦斯防治科學研究工作取得重大進展，形成一批煤礦瓦斯防治方面的技術標準、規范和管理規定，一步步實現煤礦瓦斯治理的規范化、程序化和制度化，并形成“區域措施先行、局部措施補充”的瓦斯防治新理念。

正是由于礦井瓦斯防治課程鮮明的專業特色，在進行該課程的教學時就無法忽視現場和實驗室實驗的重要作用。那么，如何讓學生更好地理解和掌握礦井瓦斯防治這門課程的內容呢？這就涉及前面所提到的實驗教學法。如今，教學實驗已經成為科學教育的重要組成部分，它是根據教學目標而組織的教學活動，其價值和意義已被人們公認。因此，在進行礦井瓦斯防治這門課程的教學時，要改變原有的教學思路，更多地立足于實驗室，用理論去指導實驗，然后再以實驗來深化理論。可以說，能否正確充分利用好實驗室資源，肯定會成為將來教學質量評估的一大標準。

如今特別強調實驗教學的地位，并特別提倡加強對學生創新能力和實踐能力的培養，這正符合目前我國基礎教育課程改革的要求。倡導將實驗教學更廣泛地推廣開來，一方面是為學生能夠獨立地發現、思考和解決問題創造良好的物質基礎和環境條件，另一方面則是為更好地推動基礎教育課程改革貢獻力量，為更好地實施新的課程標準奠定堅實的基礎。從國內外教育教學發展的經驗來看，豐富的實驗不但能從感性方面給予學生更多的知識，而且能喚起他們學習科學知識的熱情及對科學問題的深入思考。

正如筆者經 常對學生所講的那樣，礦井瓦斯防治這門課就是一門以實驗為基礎、以現場為依托的課程，教學的最終目的是讓學生不僅知其然，更要知其所以然，不僅要授其以魚，更要授其以漁。就比如在課堂上給學生講授施工鉆孔抽采瓦斯以實現消除突出危險性的目的，這時如果帶領他們親自到施工現場去觀察，讓他們親眼目睹具體的施工步驟，親身感受施工的過程，引導他們多聽、多看、多想，鼓勵他們盡可能多地從現場實際中發現問題、分析問題并盡力去解決問題，那么肯定會讓他們對此類知識有一個極為深刻的理解和掌握。

4 對實驗教學的思考和建議

過去的十多年，我國的教育教學已經發生一系列的重大變革，這些變革中最突出的特點是將實驗教學提到一個相對較高的層面，對培養學生的創新意識和實踐能力的重視度大大加強[15-16]。目前，中國礦業大學在這方面做得工作還不夠，尤其是針對礦井瓦斯防治這門專業特色較強的課程。毫無疑問，如今實驗教學已經是大勢所趨，為了不至于在目前的教學改革中落伍，筆者認為必須對現有的傳統教學模式大刀闊斧地進行除舊布新。

1）革除弊端，形成良好的實驗教學氛圍。這主要包括以下幾個方面。

①增加實驗課程數量，豐富實驗內容，合理利用實驗儀器設備。

②增加實驗教學的師資投入，建立一個專業性強、素質過硬的實驗師資團隊。只有實驗教師自身具備了較強的專業素質和科研能力，才能夠帶給學生最前沿的知識和最專業的指導，才能給學生帶去最新的科研視野和科研方法。

③建立完善的考核機制。不僅要對學生進行考核，還要對實驗教師進行考核；不僅要重視對實驗結果的考察，更要重視對實驗過程等各方面的綜合評價。實驗考核的尺度也不能僅僅局限于正確與否，而要更多地考慮實驗過程是否合理，實驗方法是否具有創新性。

2）實驗教學過程中更多地摻入互動交流環節，通過加強學生相互之間的討論來引導他們去發現問題、分析問題并解決問題，以此來激發學生做實驗的積極性和主動性。

3）改進實驗教學方法，更多地鼓勵學生憑借自己的智慧獨立設計和實施實驗，加強對學生創新意識和實踐能力的培養，多注重開發學生的發散性思維，以此來激發學生探究創造的興趣。

4）在平時的教學工作中，要對知識的重點和難點進行綜合性的整理和歸納，對原有的實驗內容進行篩選和整合，設立相應的專業綜合性實驗。教學時既注重學生對基本概念和基本原理的學習，也要加強他們對深層次知識的理解和掌握。

總之，教師在實驗教學時盡可能多地把主動權給學生，讓他們自己去查閱資料以了解實驗內容、實驗原理、實驗儀器功能、實驗操作規范、注意事項以及后期的數據處理、作圖等。同時，盡可能地鼓勵學生根據自己的想法設計實驗甚至是改造已有的實驗方案，以此來培養學生勤于思考的優良作風和探索新知識的興趣。此方法最難能可貴之處就是，如果學生做自己設計的實驗，在實驗中去發掘問題并把自己觀察到的實驗中存在的問題提出來討論，然后再讓他們到實驗中去尋求解決問題的方法，就可以讓他們在實驗中體會學習的有效性和樂趣，使認知水平得到極大的深化和提高。

5 結語

實驗教學的規范化和制度化不是一蹴而就的，這是一項長期的改革工程。要成功地探索出一條符合本校實情的實驗教學道路，還需要學校領導的大力支持和全體教師的不懈努力。同時，在平時還要加強與國內外同類院校的交流與合作，多學習別人的成功經驗，充分發揮本校的優勢，最大程度地利用好本校現有的實驗設備，建立起科學、規范、有效的以科研促進教學的良好機制。只有將實驗教學與科學研究有機地融合在一起，才能有力地推動學生創新意識和實踐能力的培養。■

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