新工科多元融合實習教學模式探索
——以中國礦業大學礦物加工工程專業為例

廖寅飛，賀瓊瓊，馬子龍

（中國礦業大學 化工學院，江蘇 徐州 221116）

近年來，新工科成為我國高等工程教育探索的熱點和焦點議題［1］。新工科要求把新理念、新結構、新模式、新方法和新質量等元素融入工科建設，旨在大力培養工程科技創新和產業創新及應用型的人才［2］。中國礦業大學礦物加工工程專業為我國煤炭行業培養了大批應用型科技人才。實習實訓是礦物加工工程專業教學的重要組成部分，是培養學生創新和實踐能力的關鍵環節，直接影響人才培養質量。為培養煤炭行業發展急需的高水平應用型人才，我校礦物加工工程專業采取了一系列措施［3］，提高實習教學效果。

目前，新工科主要包括兩種形式：一種是推動前沿科學發展的新型工科專業，如人工智能、大數據等智能制造專業；另一種是推動傳統工業升級轉型的工科專業［4］。長期以來，礦物加工工程專業實習采用線下教學模式。隨著現代先進教學技術的發展和普及，同時線下實習易受現場安全等問題的影響，因此國內不少礦物加工工程專業采用騰訊會議等云平臺開展了線上實習［5-6］。線下實習教學和線上實習教學都存在各自的優缺點，而“線下+線上”混合實習教學能夠揚長避短、優勢互補［7］，但目前線下與線上之間的有機融合、內容板塊和考核體系都有待優化。

因此，礦物加工工程專業實習教學改革必須精準把握新工科教育的要求，設計多層次、多階段和多維度深度融合的實習教學模式。本文針對礦物加工工程專業實習教學現狀和存在的問題，結合新工科的要求提出了多元融合的實習教學模式改革思路，總結了圍繞該改革思路開展的教學探索和實踐。

一、傳統實習教學存在的問題

（一）實習無法有效開展

傳統線下實習存在的問題包括：（1）傳統專業知識結構陳舊。大多數高校在課程設置上遵循一定的模式，內容僅局限于常規教材，知識內容陳舊，導致本科專業的學習與地方經濟發展脫節。（2）企業接納實習的積極性降低。企業考慮安全和生產進度等因素，對學生實習的接納積極性顯著降低，高校聯系實習企業的難度增大。（3）學生實習的積極性較低。實習初期學生出于好奇心能夠保持較好的積極性，而后期由于環境和知識理解等因素產生疲勞感，實習積極性大打折扣。（4）企業選擇影響實習質量。企業的生產規模、工藝流程、設備設施和人文環境等直接影響了學生將理論知識聯系生產實際的效果。（5）實習管理存在限制和困難。實習過程要求學生服從企業管理，限制了學生個性和創造性的發揮，而且車間噪聲、震動較大，嚴重影響教學效果。

（二）單一線上實習教學效果較差

線上實習打破了時空的界限，避免了線下實習存在的安全風險，使得新工科下的實習教學能夠有序開展。但單一線上實習教學模式也暴露出了許多問題：（1）原有教學計劃不能正常實施。原有教學計劃是根據線下實習任務安排的，切換到線上實習后很多原定的教學環節無法正常實施。（2）生產現場網絡條件不穩定。現場網絡通信存在不穩定等問題，容易遇到卡頓延遲和掉線等現象，影響教學的流暢性。（3）線上實習教學資源不夠豐富。當前可利用的線上實習教學資源有限，有些環境只能理論講授，不利于培養和提高學生的實踐能力。（4）實習過程無法進行有效監督管理。線上實習過程中，學生和教師無法面對面交流和互動，不能對出勤進行有效考查，存在“掛課”等現象。（5）缺乏對生產現場的直觀感受和體驗。學生無法親眼觀察車間的環境、設備和工藝流程，不利于理論知識聯系生產實踐。

（三）“線上+線下”混合實習亟待優化

基于線上實習和線下實習的優缺點，部分學者提出了“線上+線下”混合實習教學模式，但現有的“線上+線下”混合實習教學模式多數是兩者的簡單組合或兩者的適時切換。例如，有些“線上+線下”混合實習是根據認識實習、生產實習和畢業實習的特點分別采用線下或線上教學，實踐能力要求較低的采用線上教學，實踐能力要求較高的采用線下教學；另一些“線上+線下”混合實習則是根據企業現場的安全形勢的嚴峻程度分別進行線下或線上教學，即企業現場生產安全形勢嚴峻時采用線上教學，安全形勢寬松時采用線下教學。很顯然，現有的混合模式中線上和線下融合度不夠，沒有根據實習目標、教學任務和知識點進行模塊化設計，缺乏對模塊內容、實施順序和組合關系的系統構建。

二、新工科多元融合實習教學模式的構建

（一）課程思政

在構建物加工工程專業實習教學模式時充分融入課程思政理念。在實習開始階段，將勞動教育作為課程思政的重要著眼點，突出學以致用、崇尚勞動、熱愛創造的實習教學內涵，選擇礦物加工行業生產一線、工程設計和技術研發等領域的勞動模范事跡作為案例，重點講解工匠精神、社會責任感、人文素養和科學家精神，堅定學生努力成為德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人的偉大理想。在實習教學過程中，結合中國礦業大學礦物加工工程專業致力于煤炭清潔高效利用的專業特色，面向國家“雙碳”目標和可持續發展戰略，針對選煤廠存在的技術難題提出解決方案，同時在分析選煤廠尋求最高技術經濟指標時，強調節約資源與保護生態環境，牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”理念。

（二）安全教育

“安全責任重于泰山”，安全教育的意義不言而喻。我們將安全教育及安全考查貫穿實習教學全過程，提高學生的安全意識與素養。將安全教育作為實習教學的第一堂課，通過線上或線下方式介紹實習安全的重要性，以及往返途中和實習期間的安全注意事項，然后通過虛擬仿真平臺進行選煤廠安全教育和測試，測試合格者才能進入后續實習環節。在學生進入選煤廠實習前，邀請選煤廠安全教育專員進行入廠安全教育，結合選煤廠具體設備、工藝和環境的學習，重點講解進入選煤廠的安全知識和注意事項，然后進行安全教育考核，考試合格者才能進入選煤廠實習。在頂崗實習之前，針對特定崗位的安全知識與操作規程進行學習與測評，考核通過者才能進入頂崗實習環節。

（三）線上教學

（1）整合實習教學內容。根據三大實習課程質量標準，將實習內容劃分模塊并整合優化，保證線上教學內容板塊有力支撐課程目標的達成。（2）建設實習教學資源。打破空間對企業選擇的限制，擴寬企業的地域范圍和技術領域范圍，新增陜西省、內蒙古自治區等地區的礦企作為線上實習基地；根據企業規模和工藝代表性進行分級分類，分別對應三大實習和不同教學班級（普通班、卓越班和國際班）；根據企業技術先進性和經營管理水平，深度挖掘企業優勢技術領域和特色生產環節，建設特色線上教學資源。（3）豐富實習教學形式。運用在線實習課堂、生產現場直播、企業技術人員講座和師生交流互動等多種教學形式保障實習質量。

（四）線下實訓

（1）與線上教學緊密銜接，組成“預習—實訓—復習”的實習閉環回路。在線上預習的基礎上，深入代表性企業實訓，再通過線上測試和特色教學資源復習鞏固。（2）實施雙導師制，發揮校企聯合育人優勢。采用雙導師制，讓校內指導教師和現場指導教師共同指導實訓工作。（3）實訓過程分段式管理，分階段布置實習作業。將實習分為若干個階段并設置作業，讓學生帶著問題實習，既不會太枯燥也有一定的壓力，教師及時點評和答疑，提高實習效率。（4）加強校企互動和技術交流，促進校企合作。在實訓前半段和實習結束前各設置一次學生與現場技術人員的互動和技術交流，既解答學生遇到的困惑，又為現場提出一些可行的建議，在檢驗學生實訓效果的同時促進企業發展，增進校企友誼。

（五）虛擬仿真

基于實習課程質量標準和理論課授課情況，開發了一套選煤廠虛擬仿真實習平臺，包括選煤廠概況、安全注意事項和操作規程、原煤系統、主洗系統及選煤廠工藝設計等。通過虛擬仿真平臺，學生可以隨時走進“選煤廠”，隨時隨地對設備和流程進行操作、回顧和復習，提高學生的學習效率和積極性，且虛擬仿真平臺對設備原理、車間布置和工藝流程的介紹更加全面具體，給學生更清楚直觀的認識。另外，虛擬仿真平臺可以與安全教育、線上教學、線下實訓有機融合，一方面可以采用線下教學，即教師指導學生進行仿真練習熟悉系統使用方法；另一方面，虛擬仿真實習平臺作為安全教育的載體、線上預習的平臺及測驗復習的工具，可有力配合線上教學和線下實訓。

三、新工科多元融合實習教學模式的實施與應用

如圖1所示，多元融合實習教學模式是基于新工科的特點，緊密結合新工科教育和工程專業認證要求而進行構建和實施的。通過優化實習教學目標和指標點，形成了線上教學、線下實訓、課程思政、安全教育和虛擬仿真五大模塊，線上教學注重實習“寬度”而線下實訓強調實習“深度”，線上教學和線下實訓組合的形式與比例根據企業現場安全生產環境的變化進行靈活調整，課程思政、安全教育和虛擬仿真穿插于線上教學和線下實訓過程，促進五大模塊之間的有機融合，建立“五位一體”的多元融合實習教學模式。2021年和2022年暑期實習應用實踐表明，多元融合實習教學模式豐富的線上資源和靈活的教學方式，可以有效激發學生對專業的學習興趣，有效提升學生的精神面貌、認真程度和綜合能力，達到了實習教學的預期目標，為實現實習教學質量“不打折”提供了堅實保障。

圖1 多元融合實習教學模式的實施流程

結語

為保障新工科背景下的礦物加工工程專業實習教學質量，中國礦業大學實習教學團隊總結了實習教學現狀和存在問題，探索構建了課程思政、安全教育、線上教學、線下實訓和虛擬仿真“五位一體”的多元融合實習教學模式。與傳統模式相比，多元融合實習教學模式能夠有效激發學生對專業的學習興趣，提升學生的精神面貌、認真程度和綜合能力，促進產教融合和校企合作協同育人，對新工科教育和工程專業認證背景下的教學改革具有借鑒意義。