安全工程专业《燃烧学》“寓创于学”研学新模式探索*

李庆钊 李增华 林柏泉 朱国庆 朱建云

（中国矿业大学安全工程学院煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏徐州221116）

安全工程专业《燃烧学》“寓创于学”研学新模式探索*

李庆钊 李增华 林柏泉 朱国庆 朱建云

（中国矿业大学安全工程学院煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏徐州221116）

以安全工程专业基础课《燃烧学》为例，基于“寓创于学”的理念，将科学研究的基本思路与传统理论教学方法相融合，提出了该课程研究式教学新模式。该模式以优选设计的工程案例为基础，通过对案例的逐级分析使学生掌握问题研究的着眼点和入手的角度，建立初步的问题架构，并以此进行基础理论知识的学习。在授课过程中融入和讲授科研工作所涉及的基本的分析测试方法；针对该研学模式，构建了多元全过程综合考核方法。实践表明，该研学模式及评价方法有助于强化理论与实践的结合，可使零碎的知识点形成区域范围内系统化的知识体系，同时教学过程提高了学生分析问题、解决问题的创新思维能力与意识，为现代条件下高等教育专业课的教学改革及卓越安全工程师的培养提供了参考。

燃烧学;研究式教学;寓创于学;多元全过程考核

引言

我国迫切需要培养造就一批基础知识雄厚、专业技术扎实、实际技能高强的卓越安全工程师人才，然而如何根据教育部“卓越工程师教育培养计划”所提出的“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念和《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020）》，同时结合安全科学与工程的专业特点而提出卓越安全工程师培养的具体实施方法和措施是当前亟待解决的课题。

《燃烧学》是安全工程与消防工程教育的专业基础课，其主要研究火灾及爆炸等热动力灾害发生、发展及熄灭的基本规律，是防灭火工程设计与技术研发的理论基础。在《燃烧学》传统的课堂教学中，大多采用“教师-讲授-学生”的教学形式，学生完全处于被动接收知识的地位，缺失个体主体性，不利于调动学生的创新性思维活动。然而，创新思维与能力是卓越安全工程师培养的核心[1]。因此，作为安全工程、消防工程的专业基础课，如何使《燃烧学》课程内容体系、教学组织形式、教学方法融入创新的思维模式方法、更好地为卓越安全工程师的培养而服务则是本课程持续改革与探索的重要方向[2，3]。

中国矿业大学安全工程学院李增华等[4]基于“安全科学与工程”优势学科的平台与资源，提出了“寓研于教”与“寓创于学”安全工程创新人才培养的新理念，即引导学生在学习过程中学会创造。同时，在高等教育中，作为专业知识传授者的教师，大多兼顾教学与科研并重的职责。然而，教学与科研作为两个相互协调、相互促进的过程长期以来多被忽视。因此，如何将科研中的问题导向与教学中的学生本位相结合，真正地将科研方法与创新思维模式融入到专业知识的教学工作去，实现学生在学习基础知识的同时，也培养其创新性的思维方法。因此，文章构建与并重点探讨了安全工程与消防工程专业《燃烧学》课程“研究式教学（简称研学）”新模式。

一、基于创新思维培养的《燃烧学》研究式教学新模式

（一）研究式教学模式简介

创新思维与能力是卓越安全工程师培养的核心，创新思维即是从独特的视角发现新问题、用新颖的思路解决该问题以期获得创新性成果的思维活动。当然，创新思维是以创新人才已掌握的知识和经验为基础，通过对各种信息进行综合分析和提炼，抓住错综复杂问题的主要矛盾，提出解决问题的思路、途径或方法。然而，面对宏观的现象或案例，学生如何提出问题、如何分析和拆解问题、如何针对每一个基元问题提出解决的方法思路，如何通过基础知识学习、文献调研、试验设计、结果分析获得问题可能的解决地方法，以及如何将该方法应用于实践解决实际问题，这一系列过程的具体操作则是创新型安全技术人才培养亟待解决的难题，也是该专业学生在专业知识学习过程中甚感困惑之处。

针对目前存在的此类难题，本研究构建了研究式的教学新模式（如图1所示），将科研工作开展的相关方法思路与传统案例教学相结合，实现“在问题分析与研究中学习、在学习过程中掌握创新思维模式、培养创新意识”。研究式教学模式的实施可分为以下几个步骤：其一，教师需将《燃烧学》课程基于内容体系规划为若干教学案例，该案例可结合工程实际课题进行有效设计以符合该课程教学大纲所规定的知识体系。其二，针对案例所描述的宏观实际问题，在课堂教学中引导学生对其宏观现象进行问题拆解，直至每一个问题基元（即可通过基础知识或试验可直接获得答案的问题）。其三，针对以上拆解的每一个问题基元，设计相关基础知识体系，以问题架构为导向，从问题基元开始、逐层递进，掌握并形成解决该教学案例的核心知识体系。

图1　研究式教学模式框架

图2　研究式教学模块化框架设计-以粉体爆炸为例

（二）《燃烧学》研究式教学模块设计

《燃烧学》课程研究式教学模式主要包括“案例设计”“案例分析及问题分解”以及基于案例问题架构的“知识体系”学习。文章以《燃烧学》课程“粉体爆炸”专题部分知识的讲授为例，系统讲述了研究式教学模块的构建方法，其框架结构如图2所示。其一，教师根据拟讲授内容选取合适的工程案例，目的在于使得学生了解所学知识的应用背景、提高其学习的主动性和兴趣。其二，通过学生参与或分组讨论的形式，教师引导学生对案例进行系统分析，比如对于“粉体爆炸”，其首先要解决的是“什么粉体”？粉体具有什么特性？粉体如何表征？“以及”什么是爆炸？与燃烧有何区别？粉体为何会爆炸？发生条件是什么？”等基元问题，即学生首先对该案例要有基本的“物质认知”，而后对“粉体爆炸”的基本过程进行系统的分析直至问题的基本单元，最好对其理论与应用如何相结合所涉及的各方面进行分析，从而引导学生形成该案例所涉及相关问题基元的基本架构。该问题分析的过程主要在于培养学生掌握针对宏观课题进行系统分析和把握的创新思维能力和意识。其三，针对上述所构建的基元问题，引导和讲授针对基元问题所涉及的基本知识，同时培养学生针对基元问题开展研究的基本分析测试的方法，使得学生能够基于问题架构对所学的基础知识形成相应的知识体系，同时在该过程使学生了解和掌握当前在该领域先进的分析测试方法，拓宽其视野和知识范围。其四，通过在课题上所讲授的知识体系与相关的实践活动如课程设计、实验教学及实习活动相结合，深化学生对知识的理解和应用。由此可见，在研究式教学新模式下，学生不但可以宏观系统地把握工程案例，且对其所涉及的各个方面及所学的基础知识不再是一些零碎的知识点，而是形成该专题部分区域性范围内的知识体系，并懂得如何去应用所学的知识体系来解决相关的实际问题。

（三）课程考核方法

课程考核方法是贯彻人才培养目标的重要手段，也是提高教育质量的关键，然而传统仅以期末考试的形式作为评测学生的单一依据是不科学、不客观的，也不利于掌握学生学习过程中所存在的薄弱环节。研究表明，过程考核方式是一种多元化、多维度、针对学习主体个性化的考核方法，能够较好地对学生的综合素质与能力进行评价。文章所提出的研究式教学模式由于涉及分析问题、解决问题并从中获取知识和方法以及后续的知识应用等多个环节，针对研究式教学模式的特点，确定其考核形式采取全过程跟踪的“过程考核”方法，其考核的内容是多元化的，全过程多元综合评价方法如图3所示。课程考核贯穿于《燃烧学》专业课学习的全过程，考核内容包从学习态度、解决问题的方法、交流与合作、理论与实践等多方面取得的成效来考查学生的学习与教师的授课效果。

（四）研究式教学模式的优点及效果

与传统“探究式教学”和“案例式教学”不同，研究式教学模式具有以下优点：1.以问题为导向，逐级分解问题至其问题基元，构建拟解决的问题架构，该分析过程有助于学生掌握对宏观课题研究的基本思路，避免面对问题而一头雾水、不知从何处入手的尴尬处境，有助于学生对宏观现象有整体把握，对所学零散的知识点形成相应的知识体系。2.与传统《燃烧学》课程内容体系的组织架构不同，研究式教学模式构建的基础知识体系是以所选取案例的研究思路进行逐级分解而组织的，教学工作开展也是以科学研究的模式开展的，该过程可很好地融入对学生创新思维模式的培养与训练，实现学生在课题解决的过程中学习知识，并在学习过程中培养创新的思维与意识，真正实现“寓创于学”的理念。3.由于研究式教学模式组织方式的特点，其考核过程有助于真正实现“过程考核”，从“问题的分解、各基元问题的解决及其所涉及的基础知识学习、知识体系的建立及后续的实践应用”等各环节进行综合学习效果的评价。

4.强调以学生为主体，各教学环节如“问题的分解、各基元问题的分析解决”等均以学生为主体而开展。

图3　研究式教学模式全过程多元综合评价方法

二、结束语

文章以安全工程专业基础课《燃烧学》为例，基于“寓创于学”的理念，将科学研究的基本思路与传统理论教学方法相融合，提出了该课程研究式教学新模式。该模式以优选设计的工程案例为基础，通过对案例的逐级分析使学生掌握问题研究的着眼点和入手的角度，建立初步的问题架构，并以此进行基础理论知识的学习，其过程中融入科研工作所涉及的基本的分析测试方法；针对该研学模式，构建了多元全过程综合考核方法。实践表明，该研学模式及评价方法有助于强化理论与实践的结合，可使零碎的知识点形成区域范围内系统化的知识体系，同时教学过程提高了学生分析问题、解决问题的创新思维能力与意识，为现代条件下高等教育专业课的教学改革及卓越安全工程师的培养提供了参考。

[1]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研究，2012，5：1-17.

[2]周福宝，李增华，王德明，等.安全工程本科专业建设与发展的新模式[J].煤炭高等教育，2009，27（2）：104-106.

[3]黄冬梅，刘伟韬，刘音，等.高校卓越安全工程师人才培养教学体系改革与实践[J].教育教学论坛，2015，39：106-107.

[4]李增华，章毛平，王德明.基于优势学科的矿业安全创新人才培养[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

江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师、中国矿业大学青年学术带头人培养对象资助项目。

李庆钊（1979-），男，河北邢台人，工学博士，博士后，副教授，主要从事瓦斯资源化开发与利用、煤矿热动力灾害致灾机理与防治技术等方面的教学与科研工作。