礦物加工專業《潔凈煤技術》課程教學改革的研究

王會平+李桂春+張鴻波

摘 要：文章分析了礦物加工專業潔凈煤技術課程授課中所存在的問題，從更新教學內容、優化多媒體課件、搭建網絡平臺、健全考核制度等方面進行改革。通過教學改革，有效解決課時的局限性，以豐富的內容和靈活的教學模式拓寬了學生的知識面和視野，極大地激發了學生的學習積極性和自主學習的興趣，教學效果得到明顯提高。

關鍵詞：礦物加工 潔凈煤技術 教學改革

中圖分類號：F062.4

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）10-242-02

一、引言

《潔凈煤技術》是礦物加工專業的一門專業課程，主要研究煤炭加工、轉化、先進燃燒、煙氣凈化及污染物控制和資源化再利用等，主要解決煤炭生產和使用中的污染問題及效率。這門課程是主要專業課的后續課程，所涉及的內容較多，工程技術性強。學習上除了需要本專業的理論基礎（“流體力學”、“選礦學”、“特殊選礦”等）外，還需要以“煤化學”、“有機化學”等課程為基礎，因此學生在某些內容（如燃料電池、煤炭轉化等）的理解上有一定的難度，常常會影響學生的學習興趣。在有限的課堂講授中只能以教師講授和多媒體課件相結合的方式，學生對整體內容理解及掌握程度不高，嚴重影響教學質量。如何在有限的教學時間內提高學生的學習興趣，培養學生學習新知識、綜合應用知識以及發現問題、分析問題、解決問題的能力，構建創新性思維，就成為了本課程的教學改革關鍵性的問題。

二、精選教材，隨時更新授課內容

《潔凈煤技術》課程是礦物加工、環境工程、熱能與動力工程專業的本科與研究生都需要開設的課程，目的是在所學專業課程的基礎上，進一步了解和學習潔凈煤技術基本理論、原理、技術和設備的工作情況，以及國內外相關技術的發展狀況，為學生以后攻讀潔凈煤技術方面的研究生和從事相關領域的工作打下良好的基礎。潔凈煤技術涉及煤炭分選、加工、煤炭轉化、煤炭的清潔燃燒和燃后污染物的治理與資源化等多方面的內容，體系龐大，內容復雜。要想掌握潔凈煤技術的內容，除了學生要有良好的專業基礎外，在教材選擇上也需要認真對待。本課程所用的教材是中國礦業大學出版社出版的《潔凈煤技術》，該書為高等學校“十一五”規劃教材，系統闡述了潔凈煤技術領域基本知識、概念和方法。并引入典型的煤炭潔凈利用和加工轉化的工程實例，其內容深入淺出、通俗易懂、資料詳實豐富，涵蓋了我國潔凈煤技術研究目前的進展和研究成果。在授課過程中，在選用的教材基礎上，大量參考其他潔凈煤技術的書籍、網站，對某一領域的新成果隨時更新，力爭將最新的知識教授給學生。授課中對潔凈煤領域研究的四個大方向進行模塊化講解，比如配煤一章，在一些書籍和資料中將這部分內容歸到煤炭清潔燃燒部分，對于煤炭的配合加工，個人認為屬于煤炭加工領域的內容，將優質煤和劣質煤配合使用，這一方法能夠應用到煤炭分選、水煤漿的制備、型煤的制取、煤炭清潔燃燒、煤炭的氣化、煤的氣化聯合發電等較多的領域，因此講授中在煤炭加工模塊主要講解煤炭分選、配煤、型煤、水煤漿四個方面的內容，掌握了潔凈煤技術中這些基礎的內容才能為后續課程的學習打下良好基礎，同時對礦物加工專業的學生來說，煤炭分選是礦物加工專業學生的專業課，學習“選礦學”、“煤化學”后，再研究配煤、型煤等煤炭加工方面的內容就輕松一些，這也為學生的學習提供了較為便利的條件，有了一個良好的平臺做基礎，有利于提高學生的學習興趣，改善教學效果。

三、科學設計課件，使其層次分明、重點突出

多媒體輔助教學在教學活動中因其形象、直觀地展現教學內容受到了廣泛的應用。多媒體教學可以優化課程結構，改變教學方法，將潔凈煤技術中所涉及的理論、工藝流程、設備結構等知識點以語音、圖像、視頻等形式融為一體，有效的拓展了教學空間，以直觀形式直接刺激學生的大腦，提高學生學習的主動性。課件是多媒體教學中主要的呈現形式，因此，在教學中，要科學設計課件，使其層次分明、重點突出、簡潔明了。潔凈煤技術課程內容工程技術性強，知識點多，信息量大，授課過程中需要大量的圖片、流程、實例等內容，學生在課下自學某一知識點時往往比較難理解，影響了學習效果。采用多媒體課件形式科學的設計，將所涉及的重點、難點內容有機的結合，將現場圖片、工藝流程和設備以動畫等形式直觀展示給學生，將課本上的內容以鮮活的形象展示給學生，將抽象的內容具體化，將圖像與基本原理、實際工藝模型有機結合起來，使晦澀難懂的工程概念層次分明、直觀生動，提高了學生的學習興趣。在課件的設計過程中，從背景選擇，工藝流程線條的顏色、粗細，文字的字體、顏色等都要力求簡潔，增加畫面的層次感，以直觀形象刺激學生，幫助學生接收課堂內容，提高學生的學習效果。比如講解燃料電池技術時，課件設計從基本知識反應機理以動畫形式講解反應過程中發生的主要化學反應和反應中電子的遷移過程，現場的應用就以大量的圖片直觀展示，國內外對燃料電池的應用以及今后的發展方向等已在網絡上獲得的資料以及最新的車展中所展示的應用燃料電池轎車等內容介紹給學生，采用多媒體課件直觀形象、生動地講解出燃料電池的基本原理、國內外發展狀況、現場的工程實例，解決了教學中的重點和難點，增加了課堂信息量，將有限的學時與課堂內容結合起來，提高了教學效率，增強了教學效果。

四、改變考核方式，調動學生學習積極性

潔凈煤技術傳統的考核方式為寫論文或以試卷形式進行考核，學生無論在課堂上聽課效果如何，結課時都能夠拼湊一篇論文，或者根據書中內容進行答題，學習主動性大大喪失，課程結束后對講授內容印象不深，教學效果不好。針對這種情況，在授課中改變單一的考核方式，注重平時考核。平時成績包括學生的課堂表現和作業內容，授課過程中針對教學重點設定某一課題，與學生分組討論，并在課下搜集相關資料以大作業的形式完成，在作業中強調個人觀點的重要性，杜絕對網絡資源的簡單復制，對作業內容每組制作PPT，上課時作專題報告。每組中不同的觀點在作業的完成過程中進行綜合、分析、歸納、總結，學生的積極性、主動性與團隊合作精神得到了充分的鍛煉。通過作業形式的改變促進課堂教學效果，學生更樂于就所學內容與授課教師、同學討論，學習興趣得以明顯提高。同時在最終考核時就潔凈煤技術中涉及的內容完成一篇論文，并且對論文進行答辯。論文的質量要求明確，同時論文不允許簡單的拼湊，能夠就所寫內容提出個人觀點，完成國內外這一技術的發展狀況，主要的技術原理、工藝、流程等，同時也要求說明這一技術的實際應用情況與效果，論文完成上交后教師在對論文質量進行評閱過程中對學生的選題與內容進行提問以備答辯。答辯過程中一方面考核了學生對潔凈煤技術的學習情況，同時考核了對所完成論文的熟悉程度，同時又能夠鍛煉學生的表達能力和臨場發揮能力，每一位同學在答辯過程中能夠與教師面對面的交流，增加了師生間的感情交流和熟悉程度，同時也鞏固了書本知識，培養學生的創新意識。

五、搭建網絡平臺，擴展學習空間

潔凈煤技術在授課過程中由于其較強的工程技術性、較大的知識信息量、有限的授課時間，曾一度阻礙了學生對課程內容的理解，降低了教學效果。因此在近幾年的授課中，采用課堂學習與線下虛擬學習的混合式學習模式，有效的擴展了學習空間，將有限的學習時間和無限的學習內容相結合，有效解決了授課中所遇到的問題。本模式中采用的是MOODLE開源學習工具，MOODLE這一開源虛擬學習工具作為網絡學習支持的環境。首先在服務器層完成Moodle系統運行的基礎平臺——WAMP平臺的搭建，即Windows服務器環境下的免費開源軟件組合Apache、MySQL與PHP；再在客戶端完成Moodle應用層的架設、參數的配置、性能優化以及個性化的模塊二次開發；最后在運行穩定的平臺上實施數字化學習資源、交互活動的設計與開發。線上虛擬學習環境的學習功能設計采用UML統一建模語言，主要包括課程管理、作業模塊、聊天模塊、投票模塊、論壇模塊、測驗模塊、資源模塊、互動評價等。

比如在課程管理模塊中，所有具有教師權限的均可以全面控制課程的所有設置：論壇、測驗、資源、投票、問卷調查、作業、聊天、專題討論等。課程自上次登陸以來的變化可以顯示在課程主頁上，便于成員了解當前動態，絕大部分的文本（資源、論壇帖子等）可以用編輯器編輯，所有在論壇、測驗和作業評定的分數都可以在同一頁面查看（并且可以下載為電子表格文件），全面的用戶日志和跟蹤——在同一頁面內統計每個學生的活動，顯示圖形報告，包括每個模塊的細節（最后訪問時間、閱讀次數），還有參與的討論等，匯編為每個學生的詳細的“故事”，郵件集成，把討論區帖子和教師反饋等以HTML或純文本格式的郵件發送，自定義評分等級，教師可以定義自己的評分等級，并用來在論壇和作業打分，使用備份功能可以把課程打包為一個zip文件。此文件可以在任何Moodle服務器恢復。而對于實時交互（聊天功能）、投票模塊和論壇模塊，學生可以通過該模塊與教師進行實時的交互，教師可以輕松地在論壇間移動話題，如果論壇允許評級，那么可以限制有效時間段。

該課程的數字化學習資源豐富、交互活動靈活，為課程的師生提供了面對面課堂的必要補充，有效地節約了有限的課堂教學時間，豐富了教學資源，提高了教學的效率。

六、結論

礦物加工工程專業開設潔凈煤技術課程以專業基礎課為基礎，加強了學生對煤炭加工利用過程中降低污染、提高效率的認識，通過課程的教學改革，豐富了教學內容，通過簡潔明了的多媒體課件設計，生動地展示了授課內容，有效解決了重點和難點，并且通過網絡平臺的搭建健全了課程的考核制度，注重平時成績的考核。通過以上措施能夠有效地解決課時的局限性，以豐富的內容和靈活的教學模式拓寬學生的知識面和視野，極大地激發學生的學習積極性和自主學習的興趣，教學效果得到明顯提高。

參考文獻：

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[4] 劉安源.熱能與動力工程專業“潔凈煤技術”課程建設的探討[J].中國電力教育，2009（2）

（作者單位：黑龍江科技大學礦業工程學院 黑龍江哈爾濱 150027）

（作者簡介：王會平，講師，碩士，研究方向：潔凈煤技術、礦物分選與深加工。）

（責編：賈偉）