實驗項目驅動混合教學模式改革創新的研究與實踐

李海軍, 張開智，劉 萍，許猛堂，穆靜強

(貴州理工學院礦業工程學院，貴州 貴陽 550003)

0 引言

基于省級本科教學工程《安全工程》專業綜合改革試點項目、校級《基于大安全理念的安全工程人才培養體系改革與應用》、《基于CDIO的安全工程專業人才培養模式的改革與研究》和省級、校級《“新工科”背景下采礦工程專業人才培養模式構建與創新人才培養的研究與實踐》等5個教學改革研究項目提出《實驗項目驅動混合教學模式改革創新的研究與實踐》，通過在礦業工程學院2014級安全工程專業、2015級采礦工程專業、2016級安全工程專業、2017級采礦工程和2018級采礦工程專業等持續5年教學實踐，取得了階段性的教學成果。

充分運用實驗項目驅動混合教學新模式創新常規課程教學方法和教學模式，激發了學生的動手動腦能力，引導他們形象直觀地了解安全工程和采礦工程專業的學習內容和本行業的發展前景，綜合的培養方式使學生經過四年學習后，可以具備工程基礎知識、人際團隊能力和工程系統能力。

建立了在真實世界的產品和系統的構思-設計-實現-運行過程的背景環境基礎上的工程教育模式[1]，將學生畢業時必須具備的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力以逐級細化的方式表達出來[2]，同時學生通過制作礦井模型，使安全工程和采礦工程專業學生對大學四年的專業課程學習有了更深入的全貌理解，教學改革具有更加明確的方向性、系統性[3]。

1 實驗項目驅動混合教學新模式的內涵及特點

根據安全工程、采礦工程專業涉及地下開采巷道眾多，采礦空間、通道空間交錯縱橫、結構網絡關系復雜等專業特點，通過持續長期致力于探索一種新教學方法和教學模式的研究與實踐，在滿足學校人才培養目標的前提下，讓學生既能掌握理論知識，又能充分發揮學生的主觀能動性，能自主開發、自主設計實驗方案，并能完成實驗項目[4]，將傳統教學方法的學生被動接受知識轉為主動參與知識學習。以實驗項目為載體，學生由被動變為主動，教師是為學生獲取良好知識服務，實現從滿堂灌教學到有針對性指導的轉變，這是對傳統教學方法的突破。為此，結合貴州二本學生的學情分析，根據授課內容教師指導學生團隊自主開發創新性、綜合性實驗項目來驅動課堂教學的混合教學模式，將課堂講授和實驗動手相結合的一種新型教學方法。實踐證明，該方法生動形象，能開發學生自主學習的能力，提升對專業的學習興趣，更容易了解礦井地下復雜巷道空間結構網絡結構，教學效果好。

在《安全工程導論》課程教學過程中首次實施，該課程共計18學時，共設計9個教學模塊，4個模塊課堂教學，5個模塊由教師指導學生動手完成實驗項目。改革考試方法，學生分團隊講解自已的作品，教師提出針對性的相關問題，答辯式的考試方式，取得很好的學習效果，并逐漸在其他課程中推廣應用。

實驗項目驅動混合教學法充分利用各級各類教學改革研究項目的最新研究成果，并結合學校培養“強責任、精技術、善管理、重實踐、求創新”的高素質應用人才培養目標的定位，基于貴州學生的學情調查，重點培養“重實踐”這一教學目標，從2014級安全工程專業《安全工程導論》這門課程開展嘗試性試點教學，逐步推廣運用到2015級、2016級、2017級、2018級采礦工程專業，并取得良好的教學效果并逐漸推廣應用。

2 基于教學模式創新解決的教學問題與癥結

2.1 解決學情與大學學習適應性問題

針對我院招收的學生有80%以上為貴州本地生源，高考分數一般在350-450分之間，大部分學生來源于農村，他們在中學階段基礎知識學得不扎實，對理論課堂知識難于理解，尤其是采礦工程背景中的頂板空間結構問題，大都涉及力學知識，學習起來感覺枯燥無味，失去課堂的學習興趣。

2.2 解決實驗條件不完善問題

我校為新建本科院校，學校提供實訓、實習場所和時間等實踐條件有限，大都為貴州大學遺留的待報廢教學實驗設備，基本不能滿足實踐教學的要求，使實踐教學效果無法得到保證。

2.3 倒逼教師教改

受傳統灌輸式教學方法影響，任課教師頭腦中已經形成固定思維模式和教學模式，課堂中比較抽象、難于理解的力學問題、巷道的空間分布問題還是以傳統的講解式為主，由于學生缺乏工程項目背景的知識，使得絕大多數學生感覺該課程內容深奧，理解非常費力，為了解決這一矛盾，必須想法從教法上入手，通過教師教學方法的改進從而達到提升本科教學效果的目的。

3 建立和解決模式創新改革的具體方法

針對我院學生實踐能力尚未得到實質性的鍛煉與提升的實際情況，實驗項目驅動混合教學法嘗試性對教學進行改革研究，始終貫徹“講十遍不如做一遍”的指導思想，以學生動手實踐為主，將學生作為被動的授課者轉化為課堂教學的參與者，有效融入實驗項目驅動混合教學法于課程教學始終，不斷總結和提煉教學方法的新成果和新經驗。本教學方法首先在安全工程專業的《安全工程導論》講課中實施，目前已推廣到2015級、2016級、2017級、2018級以及其他的專業課程，如《礦山壓力與巖層控制》、《煤礦開采學》、《礦井通風與安全》等課程的教學當中。

3.1 模塊化教學

將18學時的《安全工程導論》課程分為9個教學單元，其中4個單元為教師課堂講解基本知識，設計了礦井組成、構造、開拓巷道布置、采礦方法與采煤工藝等5個單元為學生分組動手搭建實驗模型，課堂中教師隨時為學生提供專業指導。

3.2 改革課程評價模式

組成3-5人的課程考試答辯小組，考試環節以學生逐個答辯模型的主要功能與實現為主，教師通過與學生的交流從而掌握學生對知識的理解程度給予相應的學習成績。

實驗過程表明，該教學模式能充分提高學生學習興趣，激發學生學習興趣，所有學生不僅在課堂時間積極主動參與模型制作，而且還能主動利用晚上的業余時間完成模型搭建，主動性、積極性、參與性得到全面提升，該方法不僅能全面提高學生分析能力、動手能力，協作能力、歸納總結能力和主動學習能力，培養和鍛煉學生解決實際問題的能力，而且使學生身臨其境感受項目具體設計和生產管理過程的全貌，同學們看著自己的作品，成就感極強。

該模式能很好的體現學校“強責任、精技術、善管理、重實踐、求創新”本科人才培養目標，團隊合作與相互管理、模型制作中的再創新思考、動手能力等均得到很大的提高。

3.3 加大實驗設備投入

根據實驗項目，有針對性地提出擬建設的實驗室建設內容，四年來，建設以綜合性、設計性、創新性為主體的專業教學實驗室共9個，共計完成實驗設備總值1689萬元。其中，多功能平面立體相似材料模擬實驗臺為教師自主設計，具有自主知識產權；低速風洞通風測試實驗臺、室內巷道安全監測監控模擬巷道等實驗設備功能強大，性能先進，整體水平處于國內高校領先地位。

4 結語

以實驗項目為載體，改革傳統的課堂教學模式，將理論教學課堂移至實驗項目場地開展混合教學，將一門課設計為多個動手實驗項目(有別于課帶實驗)，通過學生親自制作模型，嘗試將理論教學和實驗動手相結合的混合教學改革。

改變傳統一卷定成績的考試模式，通過學生講解實驗項目作品，教師提問讓學生答辯，將學習效果評價由單一的學生做題改為學生——教師同場進行，將知識考核轉變為能力考核、素質考核，學習效果得到明顯的提升，增強學生學習的成就感。

實驗項目驅動混合教學創新改革的理念不僅繼承和發展了工程教育改革的理念，更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的標準。這次改革創新與實踐探索，對整個模式的實施和檢驗進行了較系統的、全面的分析，對學生和教師都具有重要指導意義。在今后的教學過程中，將進一步完善并逐步推廣運用，有效提高人才培養質量。