矿物加工专业《洁净煤技术》课程教学改革的研究

王会平+李桂春+张鸿波

摘 要：文章分析了矿物加工专业洁净煤技术课程授课中所存在的问题，从更新教学内容、优化多媒体课件、搭建网络平台、健全考核制度等方面进行改革。通过教学改革，有效解决课时的局限性，以丰富的内容和灵活的教学模式拓宽了学生的知识面和视野，极大地激发了学生的学习积极性和自主学习的兴趣，教学效果得到明显提高。

关键词：矿物加工 洁净煤技术 教学改革

中图分类号：F062.4

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）10-242-02

一、引言

《洁净煤技术》是矿物加工专业的一门专业课程，主要研究煤炭加工、转化、先进燃烧、烟气净化及污染物控制和资源化再利用等，主要解决煤炭生产和使用中的污染问题及效率。这门课程是主要专业课的后续课程，所涉及的内容较多，工程技术性强。学习上除了需要本专业的理论基础（“流体力学”、“选矿学”、“特殊选矿”等）外，还需要以“煤化学”、“有机化学”等课程为基础，因此学生在某些内容（如燃料电池、煤炭转化等）的理解上有一定的难度，常常会影响学生的学习兴趣。在有限的课堂讲授中只能以教师讲授和多媒体课件相结合的方式，学生对整体内容理解及掌握程度不高，严重影响教学质量。如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣，培养学生学习新知识、综合应用知识以及发现问题、分析问题、解决问题的能力，构建创新性思维，就成为了本课程的教学改革关键性的问题。

二、精选教材，随时更新授课内容

《洁净煤技术》课程是矿物加工、环境工程、热能与动力工程专业的本科与研究生都需要开设的课程，目的是在所学专业课程的基础上，进一步了解和学习洁净煤技术基本理论、原理、技术和设备的工作情况，以及国内外相关技术的发展状况，为学生以后攻读洁净煤技术方面的研究生和从事相关领域的工作打下良好的基础。洁净煤技术涉及煤炭分选、加工、煤炭转化、煤炭的清洁燃烧和燃后污染物的治理与资源化等多方面的内容，体系庞大，内容复杂。要想掌握洁净煤技术的内容，除了学生要有良好的专业基础外，在教材选择上也需要认真对待。本课程所用的教材是中国矿业大学出版社出版的《洁净煤技术》，该书为高等学校“十一五”规划教材，系统阐述了洁净煤技术领域基本知识、概念和方法。并引入典型的煤炭洁净利用和加工转化的工程实例，其内容深入浅出、通俗易懂、资料详实丰富，涵盖了我国洁净煤技术研究目前的进展和研究成果。在授课过程中，在选用的教材基础上，大量参考其他洁净煤技术的书籍、网站，对某一领域的新成果随时更新，力争将最新的知识教授给学生。授课中对洁净煤领域研究的四个大方向进行模块化讲解，比如配煤一章，在一些书籍和资料中将这部分内容归到煤炭清洁燃烧部分，对于煤炭的配合加工，个人认为属于煤炭加工领域的内容，将优质煤和劣质煤配合使用，这一方法能够应用到煤炭分选、水煤浆的制备、型煤的制取、煤炭清洁燃烧、煤炭的气化、煤的气化联合发电等较多的领域，因此讲授中在煤炭加工模块主要讲解煤炭分选、配煤、型煤、水煤浆四个方面的内容，掌握了洁净煤技术中这些基础的内容才能为后续课程的学习打下良好基础，同时对矿物加工专业的学生来说，煤炭分选是矿物加工专业学生的专业课，学习“选矿学”、“煤化学”后，再研究配煤、型煤等煤炭加工方面的内容就轻松一些，这也为学生的学习提供了较为便利的条件，有了一个良好的平台做基础，有利于提高学生的学习兴趣，改善教学效果。

三、科学设计课件，使其层次分明、重点突出

多媒体辅助教学在教学活动中因其形象、直观地展现教学内容受到了广泛的应用。多媒体教学可以优化课程结构，改变教学方法，将洁净煤技术中所涉及的理论、工艺流程、设备结构等知识点以语音、图像、视频等形式融为一体，有效的拓展了教学空间，以直观形式直接刺激学生的大脑，提高学生学习的主动性。课件是多媒体教学中主要的呈现形式，因此，在教学中，要科学设计课件，使其层次分明、重点突出、简洁明了。洁净煤技术课程内容工程技术性强，知识点多，信息量大，授课过程中需要大量的图片、流程、实例等内容，学生在课下自学某一知识点时往往比较难理解，影响了学习效果。采用多媒体课件形式科学的设计，将所涉及的重点、难点内容有机的结合，将现场图片、工艺流程和设备以动画等形式直观展示给学生，将课本上的内容以鲜活的形象展示给学生，将抽象的内容具体化，将图像与基本原理、实际工艺模型有机结合起来，使晦涩难懂的工程概念层次分明、直观生动，提高了学生的学习兴趣。在课件的设计过程中，从背景选择，工艺流程线条的颜色、粗细，文字的字体、颜色等都要力求简洁，增加画面的层次感，以直观形象刺激学生，帮助学生接收课堂内容，提高学生的学习效果。比如讲解燃料电池技术时，课件设计从基本知识反应机理以动画形式讲解反应过程中发生的主要化学反应和反应中电子的迁移过程，现场的应用就以大量的图片直观展示，国内外对燃料电池的应用以及今后的发展方向等已在网络上获得的资料以及最新的车展中所展示的应用燃料电池轿车等内容介绍给学生，采用多媒体课件直观形象、生动地讲解出燃料电池的基本原理、国内外发展状况、现场的工程实例，解决了教学中的重点和难点，增加了课堂信息量，将有限的学时与课堂内容结合起来，提高了教学效率，增强了教学效果。

四、改变考核方式，调动学生学习积极性

洁净煤技术传统的考核方式为写论文或以试卷形式进行考核，学生无论在课堂上听课效果如何，结课时都能够拼凑一篇论文，或者根据书中内容进行答题，学习主动性大大丧失，课程结束后对讲授内容印象不深，教学效果不好。针对这种情况，在授课中改变单一的考核方式，注重平时考核。平时成绩包括学生的课堂表现和作业内容，授课过程中针对教学重点设定某一课题，与学生分组讨论，并在课下搜集相关资料以大作业的形式完成，在作业中强调个人观点的重要性，杜绝对网络资源的简单复制，对作业内容每组制作PPT，上课时作专题报告。每组中不同的观点在作业的完成过程中进行综合、分析、归纳、总结，学生的积极性、主动性与团队合作精神得到了充分的锻炼。通过作业形式的改变促进课堂教学效果，学生更乐于就所学内容与授课教师、同学讨论，学习兴趣得以明显提高。同时在最终考核时就洁净煤技术中涉及的内容完成一篇论文，并且对论文进行答辩。论文的质量要求明确，同时论文不允许简单的拼凑，能够就所写内容提出个人观点，完成国内外这一技术的发展状况，主要的技术原理、工艺、流程等，同时也要求说明这一技术的实际应用情况与效果，论文完成上交后教师在对论文质量进行评阅过程中对学生的选题与内容进行提问以备答辩。答辩过程中一方面考核了学生对洁净煤技术的学习情况，同时考核了对所完成论文的熟悉程度，同时又能够锻炼学生的表达能力和临场发挥能力，每一位同学在答辩过程中能够与教师面对面的交流，增加了师生间的感情交流和熟悉程度，同时也巩固了书本知识，培养学生的创新意识。

五、搭建网络平台，扩展学习空间

洁净煤技术在授课过程中由于其较强的工程技术性、较大的知识信息量、有限的授课时间，曾一度阻碍了学生对课程内容的理解，降低了教学效果。因此在近几年的授课中，采用课堂学习与线下虚拟学习的混合式学习模式，有效的扩展了学习空间，将有限的学习时间和无限的学习内容相结合，有效解决了授课中所遇到的问题。本模式中采用的是MOODLE开源学习工具，MOODLE这一开源虚拟学习工具作为网络学习支持的环境。首先在服务器层完成Moodle系统运行的基础平台——WAMP平台的搭建，即Windows服务器环境下的免费开源软件组合Apache、MySQL与PHP；再在客户端完成Moodle应用层的架设、参数的配置、性能优化以及个性化的模块二次开发；最后在运行稳定的平台上实施数字化学习资源、交互活动的设计与开发。线上虚拟学习环境的学习功能设计采用UML统一建模语言，主要包括课程管理、作业模块、聊天模块、投票模块、论坛模块、测验模块、资源模块、互动评价等。

比如在课程管理模块中，所有具有教师权限的均可以全面控制课程的所有设置：论坛、测验、资源、投票、问卷调查、作业、聊天、专题讨论等。课程自上次登陆以来的变化可以显示在课程主页上，便于成员了解当前动态，绝大部分的文本（资源、论坛帖子等）可以用编辑器编辑，所有在论坛、测验和作业评定的分数都可以在同一页面查看（并且可以下载为电子表格文件），全面的用户日志和跟踪——在同一页面内统计每个学生的活动，显示图形报告，包括每个模块的细节（最后访问时间、阅读次数），还有参与的讨论等，汇编为每个学生的详细的“故事”，邮件集成，把讨论区帖子和教师反馈等以HTML或纯文本格式的邮件发送，自定义评分等级，教师可以定义自己的评分等级，并用来在论坛和作业打分，使用备份功能可以把课程打包为一个zip文件。此文件可以在任何Moodle服务器恢复。而对于实时交互（聊天功能）、投票模块和论坛模块，学生可以通过该模块与教师进行实时的交互，教师可以轻松地在论坛间移动话题，如果论坛允许评级，那么可以限制有效时间段。

该课程的数字化学习资源丰富、交互活动灵活，为课程的师生提供了面对面课堂的必要补充，有效地节约了有限的课堂教学时间，丰富了教学资源，提高了教学的效率。

六、结论

矿物加工工程专业开设洁净煤技术课程以专业基础课为基础，加强了学生对煤炭加工利用过程中降低污染、提高效率的认识，通过课程的教学改革，丰富了教学内容，通过简洁明了的多媒体课件设计，生动地展示了授课内容，有效解决了重点和难点，并且通过网络平台的搭建健全了课程的考核制度，注重平时成绩的考核。通过以上措施能够有效地解决课时的局限性，以丰富的内容和灵活的教学模式拓宽学生的知识面和视野，极大地激发学生的学习积极性和自主学习的兴趣，教学效果得到明显提高。

参考文献：

[1] 姜烨，刘安源.专业选修课“洁净煤技术”的教学研究与实践[J].中国电力教育，2013（22）

[2] Huiping Wang & Xingli Liu.Teaching a Clean Coal Technology course based on learning by services[J].World Transactions on Engineering and Technology Education，2014（12）

[3] 吴刚强，郎中敏.《洁净煤技术》双语教学多媒体课件的设计与教学实践[J].教育教学论坛，2012（8）

[4] 刘安源.热能与动力工程专业“洁净煤技术”课程建设的探讨[J].中国电力教育，2009（2）

（作者单位：黑龙江科技大学矿业工程学院 黑龙江哈尔滨 150027）

（作者简介：王会平，讲师，硕士，研究方向：洁净煤技术、矿物分选与深加工。）

（责编：贾伟）