双向研讨模式在教学改革中的应用——以内蒙古科技大学“采煤学”为例

陈光波，李 谭，王文才，边梦龙，孙 伟，王二雨

一、引言

“采煤学”课程是采矿工程专业学生必修的专业课程之一，是专业课程中的基础课程，是为以后专业学习与工作打下坚实基础的课程［1-3］。“采煤学”课程在采矿工程领域专业技术人才中发挥着重要作用。通过对课程的学习，掌握扎实的专业基础知识，对于学生提高自身专业技能具有重要的意义，也有利于学校培养专业型人才。通过“采煤学”课程的学习，学生从宏观上了解采矿工程专业的基础知识，熟悉采煤方法、开采工艺、开采流程，培养学生独立自主分析和处理复杂的采矿工程实际问题的能力。因此，良好的课程教学，对于学生圆满完成毕业课程设计、顺利走向工作岗位、争做优秀矿业人才具有重要的现实意义。

矿业类专业知识的教学是培养矿山实用型人才的基础环节［4-6］。目前，矿业类课程的主要教学形式为：教师讲解、学生笔记。为了摆脱传统教学模式的束缚，许多高校矿业类教师创新性的提出了多种形式的授课方式。杜君武对目前采矿工程专业的教学特点和教学现状做了大量分析，论证了教学科研一体化对培养采矿专业人才的必要性，从创新教师团队建设、教学科研基础条件和教学科研一体化实践教学模式三方面出发，结合采矿工程专业现有的资源条件，构建教学科研一体化实践教学模式框架，提出了相应的措施［7］。王少勇基于北京科技大学采矿工程实验室的发展现状及需求，分析科研型实验室向教学型实验室转化过程中面临的问题及应当采取的措施［8］。张东升以工程教育认证标准为切入点，全面剖析了专业学科特点和学生总体情况，在课程目标、课程内容、教学方法及教学评价等环节进行了系统改革，率先提出了“一制六化”课程教学模式，为采矿相关一流专业课程建设提供了实践探索经验［9］。丁自伟针对新常态下煤炭开采技术新要求所带来的问题，研究了“采煤学”课程教学存在的问题，指出当前课程教学已不能满足社会发展需求的问题，提出了“优化教学内容，构建新型教学模式”“优化教师梯队，加强教学团队建设”“强化实践教学，注重创新能力培养”“强化过程考核，促进综合能力提升”的改进措施［10］。吕文玉分析了虚拟仿真技术在采矿工程专业课程教学中的应用现状，针对传统采矿学课程教学中存在的问题，提出了采矿学课程虚拟仿真教学方法，使学生将理论学习和生产实践相结合，更好地领会和掌握专业知识，旨在实现提高课程教学质量的目的［11］。除此之外，许多专家还研发了“重在实践、紧抓难点型”的授课方式、道具模型与模拟实验型的授课方式、区域探索类型的授课方式、案例分析型的授课方式等，这对积极促进“采煤学”课程改革起到了极大推动作用。然而，随着科学技术的不断发展和煤炭需求的日益增加，煤矿开采学科发展迅猛，专业知识更新较快，矿井复杂程度加剧，新理论、新观点不断涌现，采矿学科知识深度与知识广度不断加大，这些因素无疑增加了学生的学习难度，同时也增加了教师的授课难度，导致教学效果不太理想。除此之外，目前的教学模式较为单一、古板、传统，依然存在着强输硬灌、学生被动接受、课堂互动性差等诸多问题，没有充分挖掘学生的积极性、主动性，导致学生出现接受知识较慢、专业知识理解浅、专业基础不牢固、专业兴趣降低等情况。由此来看，结合“采煤学”课程特点，研究全新的、灵活的教学模式是矿业类专业知识教学环节中亟待解决的关键问题。

针对目前“采煤学”课程教学中存在的以上问题，构建了一种双向研讨模式，即全面研讨与专题研讨相结合的教学模式，该模式以学生为中心、以问题为导向，并在内蒙古科技大学“采煤学”课程教学中加以应用和实践，以期为其他专业课程教学提供参考。

二、“采煤学”课程特点与教学分析

1.“采煤学”课程特点分析

自20世纪50年代以来，“采煤学”课程不断发展与完善，到目前为止，已经成为采矿专业的基础课程。该课程全面、系统地阐述了煤矿开采的基本原理及方法，概括了我国煤矿生产建设的最新成果、经验及可供借鉴的国外煤矿开采先进技术［12-14］。课程内容包括：采煤方法、准备方式及采区设计、开拓方式及矿井开采设计、矿井其他开采方法、露天开采等部分。采煤学是研究煤矿开采技术的综合性技术科学，是最为基础和重要的一门学科。

由“采煤学”课程内容来看，主要讲述了煤矿开采活动的前期准备、回采、采空区处理等环节的基本理论、特点规律、主要技术措施。如今，随着数字时代的飞速发展、井下条件的复杂程度增加、采矿工艺技术的不断改良以及各学科领域的不断进步与创新，采矿行业也迫切需要改革创新、与时俱进［15］。“采煤学”课程作为一门与时俱进的课程，既融合了测绘工程、地质工程、岩石力学、土木工程、隧道工程、矿山压力与岩层控制，甚至数值计算、计算机编程等多学科的高精尖技术，同时又站在了煤炭资源高效绿色科学开采技术的学科前沿。由此可见，“采煤学”课程对于多角度、多学科、多领域、多层次内容融合度较高。此外，该课程还具有理论实践性强、知识范围广、知识更新快等特点。

2.“采煤学”教学问题分析

“采煤学”当前的教学方式较为单一和传统，灵活性较差，未能因地制宜的对教学方式进行改进，导致学生学习效果欠佳，掌握的知识较少，专业基础不扎实，从而出现教师与学生一起“着急”的现象。笔者通过听课和讲课等方式，切身感受了学生与教师角色下的不同经历，归纳总结了传统教学模式妨碍课程教学发展的特点，主要表现为以下两个方面：

（1）“采煤学”课程以地下空间煤炭资源开拓与开采为主线，详细介绍了煤矿开采过程中的诸多科学问题，因此该课程中需要学生具备较强的空间想象能力，如井下巷道位置关系、断层形成、煤层走向倾向等空间问题。面对这些类似问题，如果采取传统的授课方式，必须要求教师具有丰富的教学经验、灵活的教学手段，辅以形象的教学道具。除此之外，要求学生必须全神贯注，能够具有将所学知识融会贯通形成体系的能力。这两点要求无疑增加了教学难度，因此出现了教师台上滔滔不绝，学生台下难以领悟的局面，长此以往，学生专业知识逐渐匮乏，严重打消了学生的积极性和主动性。

（2）“采煤学”课程主要讲解地下煤炭资源开采工程中的实际问题，具有很强的实践性。如何利用所学的理论知识解决工程实际中的难题，是学生需要达到的学习要求，也是目前多数采矿专业人员缺乏的基本能力。学生刚开始学习专业课程，对课程背景比较陌生，甚至大多数学生对煤矿知识一无所知，这就要求教师能够详细的讲解采矿工程的背景，并在此基础上运用独特灵活的教学技巧，启发学生的主动思考，而传统的教学模式难以达到这种要求，强输硬灌的授课方式只会让学生更加迷惑，逐步丧失学习的兴趣，更无法培养学生的主观思考能力。

三、双向研讨模式的构建

基于对“采煤学”课程的特点以及课程教学问题的研究，并结合自身的教学经验，吸收并采纳学生的课堂反馈意见，提出了以学生为中心、以问题为导向、全面研讨与专题研讨相结合的全新的双向研讨模式，该模式主要结构和教学环节（见图1）。

图1 双向研讨教学模式

1.全面研讨教学

（1）学生课前预习。该环节是开展全面研讨教学的基础环节。学生前期课程的学习主要以基础课程为主，如高等数学、大学物理等学科，并未真正开展专业课程的学习，缺乏专业课程的学习经验和技巧，难以顺利开展课堂全面研讨教学，因此学生课前预习显得尤为重要，是开展全面研讨教学的基础环节。学生课前预习主要以小组形式开展，根据学生总体数量，分成几个小组进行集中预习，每个小组的人数最好维持在4～6 名，不可过多或过少，并从中选出组长，负责小组的学习情况，带领成员课前预习，组长及组内各成员要做到对课堂的重点、难点的精准把握，并能提出需要解决的问题。内蒙古科技大学“采煤学”课程学生人数在30 人左右，每个小组成员为5 名，分为6 个小组，并对每个小组进行编号。上课前，每个小组要把预习后需要解决的问题提出来，便于教师重点讲解和精准把握。

（2）学生课堂研讨。该环节是开展全面研讨教学至关重要的环节，关系到全面研讨教学的成败。该环节主要在课堂讲解中进行，每组成员推选出一名学生针对本组成员理解的重难点进行陈述与分析，并重点阐述自己需要解决的问题，本组其他成员可以补充，其他小组成员针对提出的问题进行讨论，并通过查阅书籍、文献、网络文章等方式相互交流。学生课堂研讨环节期间，若有哪些问题理解错误，其他小组成员可以帮忙指正或补充。

（3）教师启发引导。该环节是开展全面研讨教学的提升和深造环节。在学生掌握基础知识的前提下，对课程中的难点着重分析和讲解，并且针对该知识点进行拓展，让学生进一步加深对该知识点的理解。在该环节中教师发挥着主导作用，除了解决学生提出的难题以外，还针对难题进行相关内容的讲解和拔高。一是可以帮助学生加深知识难点的掌握；二是可以拓展学生的知识面与思维广度。

（4）归纳总结评议。该环节是全面研讨教学中的收尾环节，主要是针对学生提出的问题进行点评，对学生掌握的知识点有效的串联起来，从原来掌握的知识点，经过串联之后形成知识面，使得学生不仅掌握专业层面上的微观知识，而且还可以了解宏观知识，形成从局部到整体的学习思路。值得注意的是：在该环节结束后，教师需要布置下一堂课的知识范围，便于学生课前预习。

2.专题研讨教学

专题研讨教学内容是在全面研讨教学内容完成之后开展的教学内容，开展专题研讨教学需要学生具备一定的专业基础知识，例如采煤方法、开拓准备、回采巷道布置等专业问题，在此基础上进行拓展与拔高训练。专题研讨教学是针对知识重难点以及学科前沿的相关问题开展的研讨教学课程，是对全面研讨教学的深化。专题研讨教学不仅可以开拓学生的思维，而且可以培养学生的积极性、主动性，达到教学相长的目的。专题研讨教学主要分为以下四个步骤：

（1）教师发布研讨选题。该环节是开展专题研讨教学的前提。在学生掌握并熟悉课程基本知识的基础上，教师针对课程中的重点和难点，发布5 个研讨题目。研讨题目的选择主要是从激发学生的学习兴趣出发，因此选择的题目要恰当合适，难度适中，不可太难或者太易。选题类型主要有三种：基础训练选题、工程应用选题、前沿开放选题（见表1）。三种选题类型层层递进，难度逐渐增加，这可逐步培养学生的独立思维能力。教师从基础训练选题开始，依据学生课堂反馈情况，酌情选择题目。如学生对基础知识掌握不够熟练，可适当增加基础训练选题，减少前沿开放选题；如果学生对知识掌握较好，可减少基础训练选题，适当增加工程应用选题和前言开放选题。

表1 “采煤学”课程专题研讨选题

（2）分组探索与研讨。该环节是专题研讨教学中的中心环节，关系到专题研讨教学的成败，也关系到学生的课程学习情况。通过该环节可以反映学生的专业水平，更可以提高学生的知识水平。教师发布研讨选题后，组内成员可以通过查阅资料、咨询专家、协同讨论、文献搜集等多种方式进行沟通和探讨，最终制定出一套合理的研究方案。在该环节进行的过程中，学生可以适当地向教师请教问题，但不可依赖教师，教师起到辅助和引导作用，帮助学生顺利完成专题任务。

（3）汇总与撰写报告。该环节主要锻炼学生的语言组织能力与写作表达能力。学生能够富有逻辑性地将研讨结果清晰的反映到专题报告中，这足以说明该学生已具有一定的专业知识水平，达到了教师的授课要求。该环节中，教师应该严格把关专题报告撰写质量，杜绝抄袭、应付现象。

（4）汇报与教师评议。该环节是专题研讨教学的收尾工作，主要以教师为主。教师可以对学生专题研讨过程中发现的诸多问题，以及专题报告的撰写情况进行简要的分析，可表扬部分优秀学生，最终评选出优秀的一组。此外，教师可以酌情发布专题，让有兴趣的学生课下研究。

四、课程实践与效果分析

双向研讨模式是一种针对“采煤学”课程独立研发的全新的教学模式，并且在内蒙古科技大学本科生专业教学过程中进行实践，实践效果主要表现在如下几个方面：

一是，提高了学生的专业知识水平，拓宽了学生的专业知识广度。通过对本科生“采煤学”专业课程进行双向研讨模式的教学，学生期末成绩分布情况（见图2）。图中传统教学模式下的学生成绩分布情况为2018 届本科生某班级的统计数据。

图2 两种教学模式下学生期末成绩分布情况

由以上图2可知：两种教学模式呈现较大的差异性。在传统教学模式下低于60 分的有2 人，占总人数的6.25%，而新型教学模式下低于60 分的0 人，占总人数的0%；低于60 分、60～70 分、70～80分数段，传统教学模式下为17 人，双向研讨模式下为8 人，传统教学模式下的分数段人数明显多于双向研讨模式下的人数；80～90 分、90～100 分数段，传统教学模式下为15 人，双向研讨模式下为24人，传统教学模式下的分数段人数少于双向研讨模式下的人数。传统教学模式下低于80 分的学生比例占52.13%，双向研讨模式下低于80 分的学生比例仅占25.01%；传统教学模式下80～100 分数段的学生比例占46.88%，双向研讨模式下80～100 分数段的学生比例占75%。由此可见，传统教学模式下学生高分较少，知识掌握不够全面，专业知识不够扎实；双向研讨模式下学生高分较多，学生的知识水平有了明显提高。总之，双向研讨模式教学效果明显好于传统教学模式。除此之外，通过双向研讨模式的课程讲解，学生对于采矿工程专业的知识面也得到了拓展，能够了解和熟悉许多前沿问题，形成一定的知识体系，具备了优秀采矿工程专业人员应具备的基本素质和知识架构。

二是，提高了学生的专业兴趣，增加了学生的学习主动性和积极性。通过双向研讨模式的课程学习，很多学生养成了课前分组预习的良好习惯，组长也会负责任地带动整组学习，并且主动寻找课本的新知识，从而提高了学生的学习主动性，使得学生积极参与到专业知识的学习中去。另外，很多学生通过阅读专业文献，发现问题后积极向老师请教，并做好日常记录，向老师汇报学习进程，表现出了浓厚的学习兴趣和学习主动性，同时也带动了班级的学习风气。

三是，提高了学生的团队协作能力、写作能力、逻辑思维能力。通过对学生进行“双向研讨模式”的课程教学，学生的诸多能力得到了较大提高。分组研讨的学习方式，让每个学生在研讨团队中各尽其责，发挥自己的能力，遇到重点和难点的问题，学生通过多种途径寻找答案和相互协作，最后汇总并总结，提高了学生的团队协作能力。通过学生专题报告的撰写以及课堂针对重难点问题的汇报工作，学生的专业写作能力和逻辑思维能力有了较大改善和提高。在教师的帮助下，班级学生在本科学习阶段发表在《煤矿安全》等北大中文核心期刊论文共计5 篇、国家级期刊3 篇，而传统教学模式下，2018 届学生仅发表国家级期刊论文2 篇。由此可见，“双向研讨模式”有效提高了学生的专业写作能力和知识水平，这对于以后的工作和再学习打下了坚实的基础。

四是，提高了学生的动手实践能力。通过对学生进行“双向研讨模式”的课程教学，学生能够将理论知识与实践相结合，并且可以结合理论知识构建采矿模型。班级设计的采矿模型在内蒙古自治区采矿专业技能大赛中荣获“一等奖”1 项、“二等奖”1 项。由此可见，开放式研讨教学模式有效提高了学生的动手实践能力。

通过双向研讨模式的课程讲解，学生的整体专业素质显著提高。“授人以鱼，不如授人以渔”，该模式下的课程教学，学生不仅学习了专业知识，最重要的是养成了良好的学习方法和解决问题的思维能力，并且能够将这种学习方法和思维灵活运用到其他方面的学习中，必将受益终生。

综上所述，目前全国各地许多高校都积极争创“一流大学”“一流学科”，而提高大学质量的关键在于打造专业精品课程，这无疑对专业课教师提出了巨大的挑战。目前，传统的授课方式已经相对落后，在这种争创“双一流”背景下，必须适时地做出相应调整与改进。双向研讨模式是一种以学生为中心、以问题为导向、全面研讨与专题研讨相结合的全新的课程教学模式，该教学模式可以使学生快速接收专业基础知识，并且掌握知识更加牢固；同时该教学模式也增加了学生的专业兴趣，培养了学生的独立思考能力，锻炼了学生的专业思维，提高了学生的写作能力和表达能力，培养了在采矿领域出类拔萃的后备人才。该课程因材施教、灵活多变，能够结合学生自身特点不断调整与改进。课程实践表明：双向研讨模式提高了教学质量，有效激发了学生的积极主动性，锻炼了学生的学习能力、团队协作能力、独立思考能力等。该教学模式在“采煤学”课程中的成功应用，对于其他相似课程的教学改革具有一定的参考价值和借鉴意义。