实验项目驱动混合教学模式改革创新的研究与实践

李海军, 张开智，刘 萍，许猛堂，穆静强

(贵州理工学院矿业工程学院，贵州 贵阳 550003)

0 引言

基于省级本科教学工程《安全工程》专业综合改革试点项目、校级《基于大安全理念的安全工程人才培养体系改革与应用》、《基于CDIO的安全工程专业人才培养模式的改革与研究》和省级、校级《“新工科”背景下采矿工程专业人才培养模式构建与创新人才培养的研究与实践》等5个教学改革研究项目提出《实验项目驱动混合教学模式改革创新的研究与实践》，通过在矿业工程学院2014级安全工程专业、2015级采矿工程专业、2016级安全工程专业、2017级采矿工程和2018级采矿工程专业等持续5年教学实践，取得了阶段性的教学成果。

充分运用实验项目驱动混合教学新模式创新常规课程教学方法和教学模式，激发了学生的动手动脑能力，引导他们形象直观地了解安全工程和采矿工程专业的学习内容和本行业的发展前景，综合的培养方式使学生经过四年学习后，可以具备工程基础知识、人际团队能力和工程系统能力。

建立了在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行过程的背景环境基础上的工程教育模式[1]，将学生毕业时必须具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力以逐级细化的方式表达出来[2]，同时学生通过制作矿井模型，使安全工程和采矿工程专业学生对大学四年的专业课程学习有了更深入的全貌理解，教学改革具有更加明确的方向性、系统性[3]。

1 实验项目驱动混合教学新模式的内涵及特点

根据安全工程、采矿工程专业涉及地下开采巷道众多，采矿空间、通道空间交错纵横、结构网络关系复杂等专业特点，通过持续长期致力于探索一种新教学方法和教学模式的研究与实践，在满足学校人才培养目标的前提下，让学生既能掌握理论知识，又能充分发挥学生的主观能动性，能自主开发、自主设计实验方案，并能完成实验项目[4]，将传统教学方法的学生被动接受知识转为主动参与知识学习。以实验项目为载体，学生由被动变为主动，教师是为学生获取良好知识服务，实现从满堂灌教学到有针对性指导的转变，这是对传统教学方法的突破。为此，结合贵州二本学生的学情分析，根据授课内容教师指导学生团队自主开发创新性、综合性实验项目来驱动课堂教学的混合教学模式，将课堂讲授和实验动手相结合的一种新型教学方法。实践证明，该方法生动形象，能开发学生自主学习的能力，提升对专业的学习兴趣，更容易了解矿井地下复杂巷道空间结构网络结构，教学效果好。

在《安全工程导论》课程教学过程中首次实施，该课程共计18学时，共设计9个教学模块，4个模块课堂教学，5个模块由教师指导学生动手完成实验项目。改革考试方法，学生分团队讲解自已的作品，教师提出针对性的相关问题，答辩式的考试方式，取得很好的学习效果，并逐渐在其他课程中推广应用。

实验项目驱动混合教学法充分利用各级各类教学改革研究项目的最新研究成果，并结合学校培养“强责任、精技术、善管理、重实践、求创新”的高素质应用人才培养目标的定位，基于贵州学生的学情调查，重点培养“重实践”这一教学目标，从2014级安全工程专业《安全工程导论》这门课程开展尝试性试点教学，逐步推广运用到2015级、2016级、2017级、2018级采矿工程专业，并取得良好的教学效果并逐渐推广应用。

2 基于教学模式创新解决的教学问题与症结

2.1 解决学情与大学学习适应性问题

针对我院招收的学生有80%以上为贵州本地生源，高考分数一般在350-450分之间，大部分学生来源于农村，他们在中学阶段基础知识学得不扎实，对理论课堂知识难于理解，尤其是采矿工程背景中的顶板空间结构问题，大都涉及力学知识，学习起来感觉枯燥无味，失去课堂的学习兴趣。

2.2 解决实验条件不完善问题

我校为新建本科院校，学校提供实训、实习场所和时间等实践条件有限，大都为贵州大学遗留的待报废教学实验设备，基本不能满足实践教学的要求，使实践教学效果无法得到保证。

2.3 倒逼教师教改

受传统灌输式教学方法影响，任课教师头脑中已经形成固定思维模式和教学模式，课堂中比较抽象、难于理解的力学问题、巷道的空间分布问题还是以传统的讲解式为主，由于学生缺乏工程项目背景的知识，使得绝大多数学生感觉该课程内容深奥，理解非常费力，为了解决这一矛盾，必须想法从教法上入手，通过教师教学方法的改进从而达到提升本科教学效果的目的。

3 建立和解决模式创新改革的具体方法

针对我院学生实践能力尚未得到实质性的锻炼与提升的实际情况，实验项目驱动混合教学法尝试性对教学进行改革研究，始终贯彻“讲十遍不如做一遍”的指导思想，以学生动手实践为主，将学生作为被动的授课者转化为课堂教学的参与者，有效融入实验项目驱动混合教学法于课程教学始终，不断总结和提炼教学方法的新成果和新经验。本教学方法首先在安全工程专业的《安全工程导论》讲课中实施，目前已推广到2015级、2016级、2017级、2018级以及其他的专业课程，如《矿山压力与岩层控制》、《煤矿开采学》、《矿井通风与安全》等课程的教学当中。

3.1 模块化教学

将18学时的《安全工程导论》课程分为9个教学单元，其中4个单元为教师课堂讲解基本知识，设计了矿井组成、构造、开拓巷道布置、采矿方法与采煤工艺等5个单元为学生分组动手搭建实验模型，课堂中教师随时为学生提供专业指导。

3.2 改革课程评价模式

组成3-5人的课程考试答辩小组，考试环节以学生逐个答辩模型的主要功能与实现为主，教师通过与学生的交流从而掌握学生对知识的理解程度给予相应的学习成绩。

实验过程表明，该教学模式能充分提高学生学习兴趣，激发学生学习兴趣，所有学生不仅在课堂时间积极主动参与模型制作，而且还能主动利用晚上的业余时间完成模型搭建，主动性、积极性、参与性得到全面提升，该方法不仅能全面提高学生分析能力、动手能力，协作能力、归纳总结能力和主动学习能力，培养和锻炼学生解决实际问题的能力，而且使学生身临其境感受项目具体设计和生产管理过程的全貌，同学们看着自己的作品，成就感极强。

该模式能很好的体现学校“强责任、精技术、善管理、重实践、求创新”本科人才培养目标，团队合作与相互管理、模型制作中的再创新思考、动手能力等均得到很大的提高。

3.3 加大实验设备投入

根据实验项目，有针对性地提出拟建设的实验室建设内容，四年来，建设以综合性、设计性、创新性为主体的专业教学实验室共9个，共计完成实验设备总值1689万元。其中，多功能平面立体相似材料模拟实验台为教师自主设计，具有自主知识产权；低速风洞通风测试实验台、室内巷道安全监测监控模拟巷道等实验设备功能强大，性能先进，整体水平处于国内高校领先地位。

4 结语

以实验项目为载体，改革传统的课堂教学模式，将理论教学课堂移至实验项目场地开展混合教学，将一门课设计为多个动手实验项目(有别于课带实验)，通过学生亲自制作模型，尝试将理论教学和实验动手相结合的混合教学改革。

改变传统一卷定成绩的考试模式，通过学生讲解实验项目作品，教师提问让学生答辩，将学习效果评价由单一的学生做题改为学生——教师同场进行，将知识考核转变为能力考核、素质考核，学习效果得到明显的提升，增强学生学习的成就感。

实验项目驱动混合教学创新改革的理念不仅继承和发展了工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准。这次改革创新与实践探索，对整个模式的实施和检验进行了较系统的、全面的分析，对学生和教师都具有重要指导意义。在今后的教学过程中，将进一步完善并逐步推广运用，有效提高人才培养质量。