移動(dòng)教學(xué)管理平臺(tái)在礦物加工工程實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

王平平，王兆薇

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京 100083)

1 礦物加工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的現(xiàn)狀與問題

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等工程教育教學(xué)的重要組成部分，能有效樹立學(xué)生工程意識(shí)，提高其綜合素質(zhì)[1]，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)礦物加工工程專業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)專業(yè)學(xué)科，面向煤炭加工、礦產(chǎn)資源綜合利用與深加工領(lǐng)域培養(yǎng)專業(yè)人才，是工程背景很強(qiáng)的專業(yè)[2，3]。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，才能更直觀、透徹地了解礦物加工過程中的基本規(guī)律、影響因素，提高專業(yè)技術(shù)水平；通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能補(bǔ)充和深化理論課堂教學(xué)內(nèi)容，提升專業(yè)知識(shí)。

但作為傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科，礦物加工工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)及管理延續(xù)了舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)框框條條，目前跟不上高等教育改革發(fā)展現(xiàn)狀，不能滿足對(duì)人才培養(yǎng)的需求，主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

1.1 實(shí)驗(yàn)室管理人員有限，無法滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理要求

1.2 本科生專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果得不到有效保障

本校專業(yè)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程一般以30人/班集中授課，64課時(shí)/學(xué)年，每堂課教授新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行30～60 min理論講解和操作示范，本科生隨即進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作。

受場(chǎng)地、課時(shí)限制，30名初學(xué)者圍觀授課老師講解示范，往往出現(xiàn)聽不清、看不急、理解不深入等情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范的記憶有大量遺漏[4]，以致實(shí)驗(yàn)失誤甚至錯(cuò)誤，削弱了學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)興趣。

另外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式容易造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等方面相互借鑒和抄襲[5]，對(duì)于小部分學(xué)生而言，不能得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

1.3 實(shí)驗(yàn)室開放需求增多，對(duì)教學(xué)管理提出新的挑戰(zhàn)

實(shí)驗(yàn)室開放共享是高校實(shí)驗(yàn)室管理的重要課題。開放實(shí)驗(yàn)室既有利于提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，也有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才[6，7]，提高實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、儀器的利用率，最大限度地發(fā)揮教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的效益[8]。

除實(shí)驗(yàn)教學(xué)以外，目前本校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室還承擔(dān)了礦物加工課程設(shè)計(jì)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐作品大賽等多項(xiàng)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室需求越來越多；研究生也經(jīng)常需要借用大型儀器設(shè)備，輔助課題研究。傳統(tǒng)的PC端實(shí)驗(yàn)室預(yù)約流程已經(jīng)滿足不了如今全天候的開放需求。

1.4 安全隱患多，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入制度有待規(guī)范

實(shí)驗(yàn)室的安全是教學(xué)和科研工作正常開展的基本前提。實(shí)驗(yàn)室是大量?jī)x器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料及師生相對(duì)集中的地方，潛伏著各種各樣的安全隱患，隨時(shí)可能發(fā)生安全事故[9，10]。

礦物加工實(shí)驗(yàn)室開放需求高、使用人數(shù)多、管理人員少，稍有疏忽或操作不慎就會(huì)造成人身事故或?qū)嶒?yàn)儀器損壞。而實(shí)驗(yàn)過程中涉及大型機(jī)械設(shè)備(破碎機(jī)、磨機(jī)、泵等)、高溫設(shè)備(馬弗爐、烘箱等)，并有部分腐蝕性化學(xué)藥品(氯化鋅等)[11]，安全隱患不容忽視。更嚴(yán)格有效準(zhǔn)入制度的保障，才能杜絕一些沒有專業(yè)知識(shí)和安全素養(yǎng)的人進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境[12]。

2 移動(dòng)教學(xué)管理平臺(tái)的探索與研究

2.1 移動(dòng)教學(xué)管理平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著移動(dòng)終端技術(shù)和寬帶無線技術(shù)的發(fā)展，截至2020年3月，我國(guó)網(wǎng)民使用手機(jī)上網(wǎng)比例達(dá)到99.3%，而使用筆記本電腦上網(wǎng)僅占35.1%[13]?；谶@些趨勢(shì)，在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理由PC端往移動(dòng)端遷移勢(shì)在必行。移動(dòng)終端的應(yīng)用必將對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理產(chǎn)生一定的影響。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)給高校教學(xué)提供了廣泛的平臺(tái)，其中微信公眾平臺(tái)是在微信基礎(chǔ)上的新增模塊，為移動(dòng)教學(xué)管理提供了一種基于圖文信息推送的新型信息獲取方式。騰訊微?！?019校園新媒體觀察報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)各大高校所持有的公眾號(hào)總量已超過45萬個(gè)，內(nèi)容聚焦目標(biāo)受眾，傳播趨向精準(zhǔn)化[14]，在各個(gè)學(xué)科的教學(xué)中已得到應(yīng)用。

2.2 微信公眾平臺(tái)的應(yīng)用與特點(diǎn)

在分析了礦物加工專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理特點(diǎn)和實(shí)際困難的基礎(chǔ)上，嘗試?yán)靡苿?dòng)平臺(tái)來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理工作。在實(shí)踐中，微信公眾平臺(tái)體現(xiàn)出以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

(1)移動(dòng)化、廣泛性，其一對(duì)多的傳播方式，可以直接將信息推送到師生手機(jī)，實(shí)現(xiàn)師生文字、圖片、語音、視頻信息的全方位溝通互動(dòng)[15]。

(2)智能化、互動(dòng)性，其自動(dòng)回復(fù)與自定義菜單等功能，實(shí)現(xiàn)了部分功能智能互動(dòng)、自動(dòng)化管理；線上互動(dòng)學(xué)習(xí)形勢(shì)也深受年輕學(xué)生喜愛[16]。

(3)碎片化、便捷性，微信公眾平臺(tái)的引入，云端信息24 h在線，便捷及時(shí)讓移動(dòng)辦公和學(xué)習(xí)通過隨身攜帶的手機(jī)即可完成，提高了教學(xué)和辦公效率。

3 礦物加工工程實(shí)驗(yàn)室公眾平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用

3.1 礦物加工工程實(shí)驗(yàn)室公眾平臺(tái)的構(gòu)建

微信公眾平臺(tái)為移動(dòng)教學(xué)提供了一種基于圖文信息推送的新型信息獲取方式[3]。結(jié)合本校礦物加工工程專業(yè)實(shí)際，筆者申請(qǐng)了“礦物加工工程實(shí)驗(yàn)室”微信公眾號(hào)，按功能劃分為實(shí)驗(yàn)預(yù)約、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)教學(xué)菜單內(nèi)容，圖1為公眾平臺(tái)內(nèi)容的主要架構(gòu)。

圖1 礦物加工實(shí)驗(yàn)室公眾平臺(tái)菜單

實(shí)驗(yàn)預(yù)約：功能菜單分為“實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)”“安全教育考試”2個(gè)子菜單，通過該功能，在校學(xué)生可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的申請(qǐng)、實(shí)驗(yàn)室安全教育的學(xué)習(xí)和考核。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：功能菜單細(xì)分了五大類實(shí)驗(yàn)設(shè)備(浮選、重選、磁電分選、破碎篩分、化驗(yàn)檢測(cè))，學(xué)生可點(diǎn)擊各子菜單總覽實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)用設(shè)備，獲取設(shè)備使用說明書、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。也可以通過輸入具體設(shè)備編號(hào)/名稱等方式獲取該設(shè)備的詳細(xì)信息。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)：功能菜單服務(wù)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課集中教學(xué)管理，利用微信公眾號(hào)優(yōu)良的圖文兼容性，將相關(guān)講義課件及實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行碎片化整理，直接推送到學(xué)生手機(jī)。并可實(shí)現(xiàn)當(dāng)堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在線提交、師生互動(dòng)等具體功能。

3.2 礦物加工工程實(shí)驗(yàn)室公眾平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)踐

3.2.1 完善實(shí)驗(yàn)室預(yù)約及準(zhǔn)入制度

實(shí)驗(yàn)室原則上是不允許隨便進(jìn)入的，有序的實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入制度是保障實(shí)驗(yàn)室安全高效運(yùn)行的前提。這就要求平臺(tái)具有完善便捷的儀器預(yù)約功能，并有準(zhǔn)入制度的保障。

“實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)”功能菜單融合了學(xué)院2016年建立的實(shí)驗(yàn)室開放管理的信息管理平臺(tái)，如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)登錄界面

“實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)”功能菜單融合了學(xué)院2016年建立的實(shí)驗(yàn)室開放管理的信息管理平臺(tái)，如圖2(左)；學(xué)生可通過手機(jī)自助注冊(cè)及申請(qǐng)所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及房間；實(shí)驗(yàn)室管理人員也可以通過手機(jī)審核/修改學(xué)生申請(qǐng)，如圖3所示，有效地進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室開放管理，提高了實(shí)驗(yàn)室利用效率。

圖3 開放實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)內(nèi)容頁

“實(shí)驗(yàn)室安全考試”功能融合了本校資產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室管理處2018年建立的實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)，如圖4所示，學(xué)生通過安全考試后可取得實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入資格。

圖4 安全教育考試登錄界面

預(yù)備申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可通過安全教育與考試系統(tǒng)(圖5)，進(jìn)行相關(guān)課件資料、規(guī)章制度的學(xué)習(xí)及自測(cè)，也會(huì)收到系統(tǒng)分配的考試任務(wù)(一般100道題目隨機(jī)出題，正確率90%為合格)，考試合格取得電子準(zhǔn)入憑證。

圖5 安全教育考試內(nèi)容頁示意

管理人員在后臺(tái)可以設(shè)置課件及考試內(nèi)容，也可以看到學(xué)生的學(xué)習(xí)及作答情況。有效保證學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)前具備足夠的安全意識(shí)和必要的安全常識(shí)。

3.2.2 促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)儀器設(shè)備操作規(guī)程

儀器設(shè)備的正確使用是保障實(shí)驗(yàn)室安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵。共享儀器設(shè)備的同時(shí)，如何確保儀器設(shè)備保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，是高校急需解決的重要課題[17]。認(rèn)真查閱設(shè)備使用手冊(cè)尤為重要。【儀器設(shè)備】功能菜單，便于師生隨手查閱設(shè)備詳情和使用說明書，有效保障實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用安全。

例如，某生申請(qǐng)使用實(shí)驗(yàn)室馬弗爐對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行灰分測(cè)定。學(xué)生在通過安全考試、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，發(fā)送設(shè)備名稱“馬弗爐”到公眾號(hào)，獲得相關(guān)設(shè)備信息(如圖6)，包括灰分測(cè)定儀的使用說明、該儀器相關(guān)指標(biāo)測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。學(xué)生對(duì)這些進(jìn)行全面學(xué)習(xí)后，經(jīng)導(dǎo)師批準(zhǔn)，才可以獨(dú)立使用該設(shè)備。

圖6 設(shè)備信息內(nèi)容頁

目前，該項(xiàng)功能已覆蓋礦物加工實(shí)驗(yàn)室大部分設(shè)備，包括浮選機(jī)、破碎機(jī)、過濾機(jī)、烘箱、馬弗爐、振篩機(jī)、磁選機(jī)、離心機(jī)、天平、接觸角測(cè)定儀等。掌握這些設(shè)備的使用方法，賦予學(xué)生更多的施展空間。他們不僅可以更好地完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還可以主動(dòng)設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.2.3 提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)課集中教學(xué)課程質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)實(shí)踐集中教學(xué)是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的基本功能之一。通過【實(shí)驗(yàn)教學(xué)】功能的使用，改進(jìn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓每位同學(xué)可以收到清晰的實(shí)驗(yàn)講解，在有限時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)、全面、反復(fù)地觀摩學(xué)習(xí)，隨時(shí)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高了實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量。

另外，利用微信公眾平臺(tái)的留言和消息管理功能，要求學(xué)生將重要實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)當(dāng)堂記錄提交(如圖7)，圖文計(jì)入實(shí)驗(yàn)課程考勤，有效杜絕了部分學(xué)生課后串改、抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，端正了其學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

圖7 實(shí)驗(yàn)課堂數(shù)據(jù)記錄

此外，學(xué)生在課后如有疑難問題，也可以通過公眾號(hào)留言方式提問，實(shí)驗(yàn)教師后臺(tái)會(huì)收到提示并可與學(xué)生進(jìn)行線上互動(dòng)，建立了良好的課上課下溝通渠道。

4 結(jié) 語

移動(dòng)教學(xué)管理平臺(tái)在礦物加工專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理中的適當(dāng)應(yīng)用，融合了原有的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約、準(zhǔn)入制度，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理流程，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，提高了實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量，具有投入小、成效大的特點(diǎn)。

在使用了微信公眾號(hào)輔助實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理后，筆者隨機(jī)對(duì)4個(gè)年級(jí)60名本科生及研究生進(jìn)行調(diào)查，了解學(xué)生的體驗(yàn)感受。41.7%的學(xué)生表示非常喜歡，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)更加便捷了；51.7%的學(xué)生表示比較喜歡，更有動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣。實(shí)驗(yàn)管理人員也實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公，提高了教學(xué)辦公效率，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到有效提升。