“共同認知式”礦業工程類課程設計教育模式研究

吳仁倫 王璐璐

摘要：根據新時期大學生特點，在遵循教育學、心理學原理基礎上，梳理礦業類課程設計教學過程中的新做法、新思路，探討以師生認知共同成長為途徑，以體驗式隱性認知矯正與內化為方式的“共同認知式”礦業類課程設計新型教育模式，提升教育效果，打教學特色。

關鍵詞：共同認知；礦業類課程設計；教育模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0080-03

一、研究背景

近年來，大學生體現出一定的階段性特點，如政治參與熱情高，但存在一定的認知誤區；人生觀念上積極主動、靈活務實，但存在功利主義傾向和厭世情緒；學習上主體意識鮮明，但學習風氣有待提高[1]。教學對象特點改變的情況迫切要求這教學教育模式的轉變，從而提升教學質量，深入教育改革。同時，根據生產單位、企業的信息反饋，礦業類學生理論基礎扎實，但在結合實際生產情況的分析、設計和應對能力相對較弱。目前，涵蓋以礦業類為主體專業的多所高校正積極尋找解決辦法。基于以上情況，礦業類各門專業課程設計教學模式也隨著多領域的技術革新開展了積極探討，諸如從教學安排上提前布置教學任務，在教學內容上建立選題題庫，對學習人員進行團隊化建設等方面[2-5]，探索中的多種方法豐富了課程設計教學形式，與傳統的告知、任務等教學模式穿插配置，在遵循教育范式的基礎上將素質教育理念融入到礦業類專業技術教學之中。本文試結合教育學范式、學習共同體、教育效能、認知心理學、認知療法等研究方向，以多名學者、教師的教學理念和實踐數據為基礎，探討一種以培養某一具體性能力為動機，以師生認知共同成長為途徑，以體驗式隱性認知矯正與內化為方式的礦業類課程設計教育模式。

二、“共同認知式”礦業類課程設計教育模式結構

（一）基本框架

根據基礎心理學原理，動機來自于需要，它促進個體的認知心理活動，同時形成意志能力。認知過程是一個由信息的獲得、編碼、貯存、提取和使用等一系列連續的認知操作階段組成的按一定程序進行信息加工的系統。“共同認知式”是以培養某一具體性能力為動機，以師生認知共同成長為途徑，以體驗式隱性認知矯正與內化為方法的一種認知教育模式分類。其特點在于遵循教師“良師益友”準則下“益友”身份的突出表現，依據大學生認知成長過程的規律，避免教育中“舍本逐末”的尷尬被動情境，體現出教師參與認知的并肩型關系。

（二）科學路徑

1.基本假設。“共同認知式”礦業類課程設計教育模式符合認知學、教育學的基本原理，能夠解決一定的問題或促進教師在教學過程中的工作實效，是能夠建構的。

2.研究方法。采用文獻調查法對礦業類課程設計教育模式的研究成果深入了解，采用調查法、經驗總結法等“梳理”、“推論”、“概括”、“總結”[6]，針對假設問題進行辯證。

（三）主要內容

1.認知心理學模型應用。根據E. Gagné的“人類信息加工系統的基本元素”[7]，“共同認知式”側重于教師與學生在課程設計教學實踐中以記憶策略的調整增強認知收獲的工作記憶，并進一步維護長時記憶和以備提取過程所需（如圖1所示）。教師作為共同體參與者，要注意決策課程設計進度，通過對感知、思維、注意、記憶、自知力等元素[8]組成的思想及其認知結構的重構實現矯正，如該門課程內容科普知識的延伸、與多門課程或學科的關聯，爭取出現認知效果疊加且避免消減，以一定長的時間段和途徑逐步實現學生對該門課程認知重構的內化過程。

2.教育學模型應用。實踐共同體是詮釋情境認知教育觀的重要術語[9]，參與實踐共同體是教學與學習的有效組織模式，根據共同體的方式劃分，教師與學生的關系屬于邊界內同質性的集中共同體，作為共同體的成員，能夠使師生雙方更加順暢地相互介入到彼此的行動中，彼此承認各自都是參與者[9]。單體和共同體的教育效果，在相同認知增長時間內，認識問題的程度是不一樣的（如圖2所示）。

3.模式建構。依據人本主義理念，人在發展過程中有許多種需要，因為人自身存在惰性心理，當有現成資源能滿足需要時，人絕大多數時候不會放棄已有的資源而重新探究，特別是資源尋求難度越高，人就越容易放棄。習慣的常態化是經過長期、逐步而形成的，所以，在尋求改變學生被動接受時也要用長期的主動體驗，在日積月累下加深學生主動自發的習慣性，讓學生的主動行動成為常態化的習慣。據此，礦業類課程設計教育模式的改革不能僅僅著眼于一周左右的實操階段，而要將設計的理念融入學習的多個環節，在不大幅度增加學習課時的前提下，多維度拉伸學習時長或打造學習平臺。另外，心理建構主義者認為，知識以心理結構的形式存在于學習者的頭腦之中，個體通過同化、順應以及組織這些過程完成對知識的建構[10]。課程設計隸屬課堂教學，但其個性特點側重于對課本知識的外延實踐，起到理論與實踐的紐帶作用。礦業類課程設計模式構建可以考慮從：選題題庫、教學任務安排、教學完成方式、成績判定、教學溝通方式、自主學習團隊六個方面具體實施，“共同認知式”課程設計模式構建如圖3所示。

4.模塊方案。選題與題庫建設，充分利用多年來礦業類各專業課程設計所積累的現場實際工程資料進行提煉、加工、整理，建立課程設計選題題庫，并將題目根據圍巖結構、埋深、采高、瓦斯等條件進行分類。教學任務安排，對課程設計任務的下達時間、開始時間和持續時間進行優化調整，確保合理的開展設計的空間。教學完成方式，對現有課程設計內容中不同部分的完成方式進行重新分配調整，采用手工設計和計算機輔助設計相結合、必選項與自選項相結合。成績判定，調整各項評判方式所占比重，制定詳細的實施方案，兼顧設計過程和設計結果，使成績判定體系更為科學合理。教學溝通方式，利用近年學生推崇并使用交流平臺，組建工作組、選用臨時對話等溝通方式。自主學習團隊，尊重學生的自我教育能力[11]，教師可以以靜止狀態的共同體身份等待并觀察學生自我教育的反應過程。

三、實施與效果

（一）決策與方法

根據模塊方案的指導，采用現有工作總結及文獻調查法整理出各個模塊中部分代表性實施方法，這些方法將課程設計信息的獲得、編碼、貯存、提取和使用等一系列連續的認知操作階段有機結合起來，并按一定程序進行信息加工，體現出“共同認知式”礦業類課程設計教育新模式。

1.選題與題庫建設。有課程設計教師針對《礦山壓力與巖層控制》建立出題庫，其中包含不同開采條件的題目達100余份。課程設計的題目采用隨機分配的方法，確保每個學生的題目不重復，每個題目具備特有的地質和開采特征。通過題庫的建立，可以實現《礦山壓力與巖層控制》課程設計真正結合工程實踐，為學生提供獨立思考和設計的基礎條件。

課程設計教師利用本科生科研訓練計劃，以課題的形式讓學生參與并維護題庫，同時對題庫在信度和效度方面進行研究，拓展學生研究能力，題庫建設與維護流程見圖4所示。

2.教學任務安排。參考：南方地區高校圍繞南方煤炭產業鏈的基礎研究和技術攻關目標，開展重大技術、關鍵技術和集成技術研究，針對南方煤層的特殊性，重點在復雜煤層開采技術、軟巖動壓巷道支護、礦井水害控制等方面積累案例，要求學生回顧和復習相關采煤方法[12]。

參考：利用廢棄的老礦井建立專門實習基地，對開拓巷道、某采區的準備巷道、工作面等進行維護，建成實習礦井，共本科、技校學生實習[13]。在實習期間講解多門課程設計的基本原理，將實習與設計有機結合，變相拉伸了學習時長。

3.教學完成方式。參考：在《礦山壓力與巖層控制》課程實驗教學中采用CAI等手段提高教學效率，如用數碼攝像機對巖層控制實驗室開設的試驗項目的實驗方法與步驟進行示范實例的拍攝，制作成教學光盤。將枯燥的純步驟講解轉變為生動的實驗視頻[14]。

4.成績判定。參考：過程考核，考核側重點放在學生或團隊獨立完成課程設計的情況，以及對理論知識的理解程度和運用情況。原有考核方式是根據遞交的設計說明書判定成績，這種方式既無法考核學生是否獨立完成設計，更無法考核學生對理論的實際運用能力。為此，在原有考核方式基礎上，建立“設計說明書+設計答辯”的考核模式，二者所占成績分值比例分別為70%和30%。通過學生答辯的環節，可以了解學生對知識的掌握程度和準確運用知識點的情況。

5.教學溝通方式。利用設計教室和通訊平臺（微信、QQ、飛信群等），建立現場和在線兩種答疑模式，將單個答疑轉變為集中答疑，提高指導效率。學生通過在線答疑平臺可以反復查詢答疑記錄，加深對設計難點的理解，指導教師也可有效收集學生在設計過程中普遍存在的問題，及時掌握學生理論知識及實踐操作的薄弱點，為后續進一步完善課堂授課和課程設計環節奠定一定基礎。

6.自主學習團隊。參考：讓學生2～3人組建團隊共同學習，同時調查學生意愿，提升他們在資料查閱、分析討論問題等方面的主動性和積極性。自主學習團隊在教學任務布置前自由組合，并以郵件的方式提交組隊申報表，包含組員情況、對該門課程設計的研究方向的意愿表達等內容，指導教師在申報表收集完成后，在整體把控的基礎上盡量將學生感興趣的選題回發給學生。

（二）分析與評估

在大量的礦業類課程設計研究文獻與同專業校際交流中發現，多門礦業類課程設計在采用題庫設計、案例教學后，大大縮短了教學情境與現場情境的差距，操作性突出，對培養實用創新型人才作用明顯。CAI教學、數值模擬等與教學的有機結合，使學生更易于理解和掌握課程設計的基本原理，增強了工程設計和計算的意識概念，培養了計算機應用能力。多維度的成績判定方式提高了學生在課程設計環節的出勤率與有效學習效果，獲得主動學習學生的支持，同時一定程度上抑制了學生的惰性心理。摒除教師至上而下教學形態，通過建立公郵、QQ、微信群等快捷互動交流平臺營造多媒體化學習氣氛，將信息資源共享融入到學生的行為習慣中，學生在礦業類課程設計中體現出更多的主動行為。以教育學范式、學習共同體、教育效能、認知心理學、認知療法等為理論基礎構建的“共同認知式”礦業類課程設計教育模式框架，必將為礦業類學生的專業技能提供更加高效且深入的教育效果。

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