新工科背景下采矿工程专业项目导向式教学模式探索

王其洲 叶海旺 李宁 雷涛 陈东方 黄刚

摘  要：采矿工程专业是世界主要矿产国家相关高校的传统专业，其传统教学模式与新工科内涵和培养目标符合度较差，因此，针对传统灌输式教学模式存在的问题，阐述采矿工程专业项目导向式教学模式的意义，提出项目导向式教学模型，以及涵盖学生兴趣点、課程知识点、教学方法、课后探索型问题、课程考核方式五方面的具体实施方案，为新工科背景下采矿工程专业新型教学模式提供借鉴。

关键词：新工科;采矿工程;项目导向;教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）11-0100-03

Abstract： The mining engineering profession is the traditional major of the relevant universities in the world's major mineral countries. The traditional teaching mode is inconsistent with the new engineering connotation and training objectives， therefore， aimed at the problems existing in the traditional force-feeding teaching mode. This paper expounds the guiding type teaching mode in mining engineering project， project oriented teaching model is put forward， and covers the student interest， curriculum knowledge， teaching methods， exploration type questions after class， the concrete implementation plan of the five aspects of course assessment way， for the emerging engineering education under the background of mining engineering professional references are provided for the new teaching pattern.

Keywords： emerging engineering education; mining engineering; project orientation; teaching mode

引言

近年，我国产业不断转型升级，客观上对高校工科专业的发展提出了新的要求。基于此，研究和实践工程教育改革的新理念、新结构、新体系，成为我国实现创新性驱动发展的关键环节[1-3]。虽然诸多学者对“新工科”做了多重解读，其内涵仍为工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系[2];其宏观培养目标为激发并引导学生“创造、创新、创业”三方面的能力，拓宽学生“三创”视野，培养交叉综合型人才[1]。在新工科内涵转化和培养目标实现过程中，必然要求与之相适应的教学模式产生重大改革创新，才能为人才培养过程和目标保驾护航。矿产资源开发行业是我国传统行业和基础产业，采矿工程专业也是我国快速发展的传统专业;在传统的工科教育背景下，学生接受知识的途径为课堂集中学习，以讲授方式为主，毕业生具备复制模仿、合作开发的能力就可以胜任采矿工程中的相关技术工作，这显然与当前新工科内涵中强调培养学生创新意识和能力相背。在新工科背景下，为了拥有更多的自主知识产权技术和更多产品核心技术，多学科交叉融合的自主创新将成为采矿专业毕业生必须具备的能力[3-6]。为了实现新的毕业生培养目标，采矿工程专业课程体系需要不断完善，教学方法不断创新。其中，项目导向式教学模式逐渐应用到新工科教育体系中[7-9]。因此，发现采矿工程专业传统教学模式突出的问题、探索新型项目导向式教学模式，成为实现新工科背景下采矿工程专业学生创新能力培养的重要途经。

一、采矿工程专业传统教学模式存在的问题

（一）课程知识更新滞后

采矿工程专业是世界主要矿产国家相关高校的传统专业，在经历数十年的发展后，矿床开采的相关理论已相当成熟，但由理论衍生的相关工程技术却发展迅速，多学科交叉创新成果层出不穷。对于采矿工程专业本科层次的学生而言，课程教材知识与当年前沿技术多有时间差，更有甚者还采用五年之前的传统教材，必然导致课程知识更新滞后的问题。尽管部分教师适当补充最新的技术发展成果，但成果的普适性和代表性未得到科学考证，容易使学生产生错误理解，导致学生对课程重点知识的理解产生偏差。

（二）教学模式缺乏灵活性

当前，采矿工程专业教学模式相对单一，仍然以课堂讲授和“灌输式”教学方法为主，学生则是被动接受知识，其课程知识接受主观性较差，对专业及课程兴趣度较低。当学生长期处于这种状态，就会出现“学习过程中浑浑噩噩，考前拼命复习”的现象。近年来，虽然出现了翻转课堂、混合式教学等新的教学模式，但学生的短期目标仍为应付检查，无法切实有效地激发学生课堂学习兴趣，导致事倍功半。

（三）实践效果不佳

现阶段，采矿工程专业学生实践多为集中或分组实践，时间跨度为1-2周。在实践过程中，部分学生对实践内容接受速度较慢、程度较浅，导致与校内课程知识点对应理解效果差。同时，现有实践模式开始时间多为专业课程结束1-2个月，学生对专业课程知识已进入快速遗忘阶段，导致实践教学内容游离于理论知识之外，致使学生实践能力和创新能力存在明显不足[10，11]。

（四）考核方式相对单一

采矿工程专业相关课程考核方式仍以闭卷考试为主，虽然在开课期间辅以作业、知识回顾和课堂问答等过程管理措施，但考试成绩只是体现了学生的应试能力，无法有效提高和考察学生自主探索和创新的能力。

二、采矿工程专业项目導向式教学模式改革的意义

从新工科内涵出发，针对目前采矿工程专业教学模式存在的主要问题，设计适应于采矿工程专业的项目导向式教学模式，其意义在于：

（1）以“项目引导”为课程学习核心，即从实际工程问题出发，融合多学科交叉的知识点，设计课堂教学、虚拟现实实践等教学方法，拓宽学生基础知识面，让学生深刻理解工科理论知识，切实做到理论联系实践，一方面吸引学生课上注意力和学习兴趣，另一方面能够最大限度地调动学生课后主观积极性。

（2）以近年来的实际工程问题为课程知识切入点，使教师在授课过程中，紧密围绕课程重点和难点知识进行讲解，将抽象知识具体化和形象化，使学生更深入的理解和转化理论知识。

（3）增加学生对所学专业的认同感。采用“项目引导式”教学模式，能够让本专业学生深刻了解专业特色和专业适用性，增加学生认同感，激发学习兴趣和热情。

三、新型项目导向式教学模式总体设计

根据学生兴趣点和课程知识点，选取相应的实际工程问题，并基于实际工程问题设计课程知识点，将课程重点和难点知识放到实际问题中进行讲解，做到教学组织和目标有的放矢。创新实践方式，尝试采用虚拟现实技术，将学生置身于实际工程问题中，实现新型实践教学方式。基于虚拟现实技术，通过对实际工程问题实地调研采集，建设实际工程问题案例库，录制虚拟现实视频。在虚拟现实视频中添加视频课件，让学生在虚拟环境中加深对课程知识点的理解。

四、新型项目导向式教学模式改革实施方案

（一）学生兴趣点

根据某一课程已有重点知识，设置学生兴趣点调研问题。调研问题涵盖课程知识点、教学组织形式、工程问题研究热点、课后探索型问题等四方面。深入分析调研数据，寻找学生对该门课程的兴趣点，为后续研究内容提供设计数据。

（二）课程知识点设置

回顾该门课程已有知识点，甄别筛选重点和难点知识。同时，跟踪现有实际工程问题的研究热点，添加本领域研究前沿的研究成果。在此基础上，构建涵盖多个方面的实际工程问题案例库，并在每种案例中设置2-3个典型实例，为后续教学方法设计和课后探索型问题设计提供参考。

（三）教学方法设计

学生接受知识兴趣不高、课堂学习效率较低、课后回顾知识积极性不高等问题，是已有课堂教学模式的主要问题。基于上文中更新后的知识点，设计新型课堂教学和课后探索教学模式。其中，课堂教学按照“提出实际工程问题-分析问题原因-提出对应知识点-讲解课程知识点-提出实际问题解决方案-评价实际工程问题处理效果”的模式开展。并且，在教学组织中，尝试采用虚拟现实技术，将实际工程问题制成虚拟场景，学生使用虚拟现实设备置身于实际工程问题中，并在虚拟场景中设置课程知识讲解课件，以此将实际工程问题的基本条件和欲讲解的课程知识点紧密结合，旨在解决理论知识与实践脱节、实践资源配置不均衡的难题。

（四）课后探索型问题设计

在前文的探索基础上，从实际工程问题案例库中，选取与第三部分中工程问题近似的且与课程知识点紧密结合的其他工程问题作为课后探索型问题。学生将利用课后时间，采用课堂知识回顾、相关文献查阅等方法，提出实际工程问题的解决方案，并撰写探索型研究报告。

（五）课程考核方式设计

以上文中的探索型研究报告作为主要考核方式，并提交至本专业教学经验和科研成果丰厚的三位专家进行评审，按照写作态度、撰写规范、文字表达、报告质量、创新程度五个方面进行百分制评分，该评分将作为考核结果进行登记。

五、结束语

从课程知识点、教学过程设计、实践效果和考核方式等方面，总结传统教学模式存在的问题，并从新工科内涵和培养目标出发，阐述采矿工程专业项目导向式教学模式的意义，提出项目导向式教学模型，以及涵盖学生兴趣点、课程知识点、教学方法、课后探索型问题、课程考核方式五方面的具体实施方案，为新工科背景下采矿工程专业新型教学模式提供借鉴。

参考文献

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[2]李华，胡娜，游振声.新工科：形态、内涵与方向[J].高等工程教育研究，2017，165（4）：16-19，57.

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