安全工程專業《燃燒學》“寓創于學”研學新模式探索*

李慶釗 李增華 林柏泉 朱國慶 朱建云

（中國礦業大學安全工程學院煤礦瓦斯與火災防治教育部重點實驗室，江蘇徐州221116）

安全工程專業《燃燒學》“寓創于學”研學新模式探索*

李慶釗 李增華 林柏泉 朱國慶 朱建云

（中國礦業大學安全工程學院煤礦瓦斯與火災防治教育部重點實驗室，江蘇徐州221116）

以安全工程專業基礎課《燃燒學》為例，基于“寓創于學”的理念，將科學研究的基本思路與傳統理論教學方法相融合，提出了該課程研究式教學新模式。該模式以優選設計的工程案例為基礎，通過對案例的逐級分析使學生掌握問題研究的著眼點和入手的角度，建立初步的問題架構，并以此進行基礎理論知識的學習。在授課過程中融入和講授科研工作所涉及的基本的分析測試方法；針對該研學模式，構建了多元全過程綜合考核方法。實踐表明，該研學模式及評價方法有助于強化理論與實踐的結合，可使零碎的知識點形成區域范圍內系統化的知識體系，同時教學過程提高了學生分析問題、解決問題的創新思維能力與意識，為現代條件下高等教育專業課的教學改革及卓越安全工程師的培養提供了參考。

燃燒學;研究式教學;寓創于學;多元全過程考核

引言

我國迫切需要培養造就一批基礎知識雄厚、專業技術扎實、實際技能高強的卓越安全工程師人才，然而如何根據教育部“卓越工程師教育培養計劃”所提出的“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念和《國家中長期教育改革與發展規劃綱要（2010-2020）》，同時結合安全科學與工程的專業特點而提出卓越安全工程師培養的具體實施方法和措施是當前亟待解決的課題。

《燃燒學》是安全工程與消防工程教育的專業基礎課，其主要研究火災及爆炸等熱動力災害發生、發展及熄滅的基本規律，是防滅火工程設計與技術研發的理論基礎。在《燃燒學》傳統的課堂教學中，大多采用“教師-講授-學生”的教學形式，學生完全處于被動接收知識的地位，缺失個體主體性，不利于調動學生的創新性思維活動。然而，創新思維與能力是卓越安全工程師培養的核心[1]。因此，作為安全工程、消防工程的專業基礎課，如何使《燃燒學》課程內容體系、教學組織形式、教學方法融入創新的思維模式方法、更好地為卓越安全工程師的培養而服務則是本課程持續改革與探索的重要方向[2，3]。

中國礦業大學安全工程學院李增華等[4]基于“安全科學與工程”優勢學科的平臺與資源，提出了“寓研于教”與“寓創于學”安全工程創新人才培養的新理念，即引導學生在學習過程中學會創造。同時，在高等教育中，作為專業知識傳授者的教師，大多兼顧教學與科研并重的職責。然而，教學與科研作為兩個相互協調、相互促進的過程長期以來多被忽視。因此，如何將科研中的問題導向與教學中的學生本位相結合，真正地將科研方法與創新思維模式融入到專業知識的教學工作去，實現學生在學習基礎知識的同時，也培養其創新性的思維方法。因此，文章構建與并重點探討了安全工程與消防工程專業《燃燒學》課程“研究式教學（簡稱研學）”新模式。

一、基于創新思維培養的《燃燒學》研究式教學新模式

（一）研究式教學模式簡介

創新思維與能力是卓越安全工程師培養的核心，創新思維即是從獨特的視角發現新問題、用新穎的思路解決該問題以期獲得創新性成果的思維活動。當然，創新思維是以創新人才已掌握的知識和經驗為基礎，通過對各種信息進行綜合分析和提煉，抓住錯綜復雜問題的主要矛盾，提出解決問題的思路、途徑或方法。然而，面對宏觀的現象或案例，學生如何提出問題、如何分析和拆解問題、如何針對每一個基元問題提出解決的方法思路，如何通過基礎知識學習、文獻調研、試驗設計、結果分析獲得問題可能的解決地方法，以及如何將該方法應用于實踐解決實際問題，這一系列過程的具體操作則是創新型安全技術人才培養亟待解決的難題，也是該專業學生在專業知識學習過程中甚感困惑之處。

針對目前存在的此類難題，本研究構建了研究式的教學新模式（如圖1所示），將科研工作開展的相關方法思路與傳統案例教學相結合，實現“在問題分析與研究中學習、在學習過程中掌握創新思維模式、培養創新意識”。研究式教學模式的實施可分為以下幾個步驟：其一，教師需將《燃燒學》課程基于內容體系規劃為若干教學案例，該案例可結合工程實際課題進行有效設計以符合該課程教學大綱所規定的知識體系。其二，針對案例所描述的宏觀實際問題，在課堂教學中引導學生對其宏觀現象進行問題拆解，直至每一個問題基元（即可通過基礎知識或試驗可直接獲得答案的問題）。其三，針對以上拆解的每一個問題基元，設計相關基礎知識體系，以問題架構為導向，從問題基元開始、逐層遞進，掌握并形成解決該教學案例的核心知識體系。

圖1　研究式教學模式框架

圖2　研究式教學模塊化框架設計-以粉體爆炸為例

（二）《燃燒學》研究式教學模塊設計

《燃燒學》課程研究式教學模式主要包括“案例設計”“案例分析及問題分解”以及基于案例問題架構的“知識體系”學習。文章以《燃燒學》課程“粉體爆炸”專題部分知識的講授為例，系統講述了研究式教學模塊的構建方法，其框架結構如圖2所示。其一，教師根據擬講授內容選取合適的工程案例，目的在于使得學生了解所學知識的應用背景、提高其學習的主動性和興趣。其二，通過學生參與或分組討論的形式，教師引導學生對案例進行系統分析，比如對于“粉體爆炸”，其首先要解決的是“什么粉體”？粉體具有什么特性？粉體如何表征？“以及”什么是爆炸？與燃燒有何區別？粉體為何會爆炸？發生條件是什么？”等基元問題，即學生首先對該案例要有基本的“物質認知”，而后對“粉體爆炸”的基本過程進行系統的分析直至問題的基本單元，最好對其理論與應用如何相結合所涉及的各方面進行分析，從而引導學生形成該案例所涉及相關問題基元的基本架構。該問題分析的過程主要在于培養學生掌握針對宏觀課題進行系統分析和把握的創新思維能力和意識。其三，針對上述所構建的基元問題，引導和講授針對基元問題所涉及的基本知識，同時培養學生針對基元問題開展研究的基本分析測試的方法，使得學生能夠基于問題架構對所學的基礎知識形成相應的知識體系，同時在該過程使學生了解和掌握當前在該領域先進的分析測試方法，拓寬其視野和知識范圍。其四，通過在課題上所講授的知識體系與相關的實踐活動如課程設計、實驗教學及實習活動相結合，深化學生對知識的理解和應用。由此可見，在研究式教學新模式下，學生不但可以宏觀系統地把握工程案例，且對其所涉及的各個方面及所學的基礎知識不再是一些零碎的知識點，而是形成該專題部分區域性范圍內的知識體系，并懂得如何去應用所學的知識體系來解決相關的實際問題。

（三）課程考核方法

課程考核方法是貫徹人才培養目標的重要手段，也是提高教育質量的關鍵，然而傳統僅以期末考試的形式作為評測學生的單一依據是不科學、不客觀的，也不利于掌握學生學習過程中所存在的薄弱環節。研究表明，過程考核方式是一種多元化、多維度、針對學習主體個性化的考核方法，能夠較好地對學生的綜合素質與能力進行評價。文章所提出的研究式教學模式由于涉及分析問題、解決問題并從中獲取知識和方法以及后續的知識應用等多個環節，針對研究式教學模式的特點，確定其考核形式采取全過程跟蹤的“過程考核”方法，其考核的內容是多元化的，全過程多元綜合評價方法如圖3所示。課程考核貫穿于《燃燒學》專業課學習的全過程，考核內容包從學習態度、解決問題的方法、交流與合作、理論與實踐等多方面取得的成效來考查學生的學習與教師的授課效果。

（四）研究式教學模式的優點及效果

與傳統“探究式教學”和“案例式教學”不同，研究式教學模式具有以下優點：1.以問題為導向，逐級分解問題至其問題基元，構建擬解決的問題架構，該分析過程有助于學生掌握對宏觀課題研究的基本思路，避免面對問題而一頭霧水、不知從何處入手的尷尬處境，有助于學生對宏觀現象有整體把握，對所學零散的知識點形成相應的知識體系。2.與傳統《燃燒學》課程內容體系的組織架構不同，研究式教學模式構建的基礎知識體系是以所選取案例的研究思路進行逐級分解而組織的，教學工作開展也是以科學研究的模式開展的，該過程可很好地融入對學生創新思維模式的培養與訓練，實現學生在課題解決的過程中學習知識，并在學習過程中培養創新的思維與意識，真正實現“寓創于學”的理念。3.由于研究式教學模式組織方式的特點，其考核過程有助于真正實現“過程考核”，從“問題的分解、各基元問題的解決及其所涉及的基礎知識學習、知識體系的建立及后續的實踐應用”等各環節進行綜合學習效果的評價。

4.強調以學生為主體，各教學環節如“問題的分解、各基元問題的分析解決”等均以學生為主體而開展。

圖3　研究式教學模式全過程多元綜合評價方法

二、結束語

文章以安全工程專業基礎課《燃燒學》為例，基于“寓創于學”的理念，將科學研究的基本思路與傳統理論教學方法相融合，提出了該課程研究式教學新模式。該模式以優選設計的工程案例為基礎，通過對案例的逐級分析使學生掌握問題研究的著眼點和入手的角度，建立初步的問題架構，并以此進行基礎理論知識的學習，其過程中融入科研工作所涉及的基本的分析測試方法；針對該研學模式，構建了多元全過程綜合考核方法。實踐表明，該研學模式及評價方法有助于強化理論與實踐的結合，可使零碎的知識點形成區域范圍內系統化的知識體系，同時教學過程提高了學生分析問題、解決問題的創新思維能力與意識，為現代條件下高等教育專業課的教學改革及卓越安全工程師的培養提供了參考。

[1]林健.卓越工程師創新能力的培養[J].高等工程教育研究，2012，5：1-17.

[2]周福寶，李增華，王德明，等.安全工程本科專業建設與發展的新模式[J].煤炭高等教育，2009，27（2）：104-106.

[3]黃冬梅，劉偉韜，劉音，等.高校卓越安全工程師人才培養教學體系改革與實踐[J].教育教學論壇，2015，39：106-107.

[4]李增華，章毛平，王德明.基于優勢學科的礦業安全創新人才培養[J].煤炭高等教育，2012，30（5）：91-94.

A case study of innovative teaching and learning mode for Combustion Science of Safety Engineering was proposed and applied based on research method.Using special designed project cases,students were taught how to think and analyze the practical problems by decomposing problems steply and to master how to establish the framework of actual project cases.Based on these preliminary work,basic knowledge would be taught to students. During the teaching and learning processes,the testing and analyzing methods would be combined with the teaching courses and multiple assessment process were designed for students'evaluation.Applications show that the present innovative teaching and learning mode contributes to the learning of systematical knowledge and the abilities of analyzing and solving problems would be greatly improved for students.Results would provide an actual reference for the innovation of course teaching of special safety engineer training.

combustion science;teaching based on research;innovative teaching and learning;multiple assessment process

G642

A

2096-000X（2016）24-0069-03

江蘇省青藍工程優秀青年骨干教師、中國礦業大學青年學術帶頭人培養對象資助項目。

李慶釗（1979-），男，河北邢臺人，工學博士，博士后，副教授，主要從事瓦斯資源化開發與利用、煤礦熱動力災害致災機理與防治技術等方面的教學與科研工作。