矿物加工工程专业科创活动驱导《磁重分选》翻转课堂高效运转

李乾, 刘建东, 孙静, 李会娟, 雷治武, 胡鹏飞, 郭志敏

（1.南华大学 资源环境与安全工程学院，湖南 衡阳; 2. 南华大学 矿物加工研究所，湖南 衡阳）

一 引言

为深入贯彻落实党的十九大精神和全国教育大会精神，坚持立德树人根本任务，落实“以本为本、四个回归”的要求，以“四新”建设理念为引领，深化新时代教师队伍建设改革攻坚行动，引导广大高校教师积极投身教育教学改革，自觉发挥课程育人功能，落实教师育人职责，不断提高人才培养质量[1-2]。根据中国高等教育学会《关于举办第二届全国高校教师教学创新大赛的通知》（高学会〔2021〕132 号）文件精神，南华大学于2021 年11 月举办了第二届南华大学教师教学创新大赛。

南华大学矿物加工工程专业是南华大学传统优势专业，以铀矿冶为特色。其前身是1959 年成立的衡阳矿冶工程学院“放射性选矿”专业[3]。2002 年核工业第六研究所并入南华大学，原来从事铀矿选冶的相关人员、技术和平台融入了本专业。2005 年，依托我校矿业工程湖南省重点学科，设置了矿物加工工程方向，2009 年获批“矿物加工工程”专业，2010 年正式招生，2021 年5 月中国工程教育专业认证协会组织专家对本专业进行了专业认证现场考查，效果良好，正式结果预计今年年底公布。

南华大学矿物加工工程专业依托矿业工程一级学科，建设一流“核特色” 矿物加工工程专业，以稳定“传统选矿”方向，突出“核特色”，拓展“湿法冶金”方向为专业定位[4]。该专业立足核工业系统、面向全国、对接国际，以培养“重德行、乐奉献、厚基础、强能力、高素质，具有创新精神、国际视野和较强实践能力的应用型高级专业人才”为目标，建成优势明显、国内唯一的核特色矿物加工本科专业[3-4]。学科是人才培养的依托，高素质人才的培养有赖于高水平学科的建立[5]。本专业所属矿业工程一级学科拥有“铀矿冶生物技术国防重点学科实验室”“极贫铀资源绿色开发技术湖南省重点实验室”“核工业溶浸采矿技术部级重点实验室”等平台和“铀矿冶生物技术国防科技创新团队”，拥有“核安全与核应急技术”“核燃料循环学科”国防特色学科，为培养高素质专业人才提供了有力支撑。近三年在核工业系统就业的学生比例达1/4 左右。近5 年来本专业获批湖南省教育厅教学研究项目3 项，教育部产学研项目1 项，南华大学校教学研究项目5 项，发表教研论文10 余篇。2021 年5 月教育部工程认证专家组进校考查，2019 年获批南华大学一流本科专业。建设了《矿物加工学》湖南省精品在线开放课程，《溶浸采铀》南华大学精品课程，获批南华大学优质课程7 门。近三年参加专业教学、学术会议20 余次。

《磁重分选》是矿物加工工程专业的主干核心课程[6-7]，使学生掌握矿物加工过程中各种磁选、重选基本理论，磁、重、电选选矿加工工艺及相应的机械设备工作原理及其应用实践。该课程注重理论与实践相结合，将该专业领域前沿研究成果充实到教学过程中，并注重培养学生分析解决问题的能力，与矿物加工工程专业的学生科创活动及科技作品竞赛密切相关[8]。因此，本文侧重分析第二课堂第二大模块“学术科技与创新创业模块”（简称为“科创模块”）与《磁重分选》课程的关系，以矿物加工工程专业科创活动为契合点，强调构建矿加科创活动驱导的《磁重分选》启发- 提问式讲授课堂与翻转研讨课堂，由被动学习转为主动学习，以研究的方式来学习，鼓励创新式探索，充分发挥学生们的钻研精神与主观能动性，达到学以致用的目的。

二 问题提出—第二课堂科创模块与课堂教学如何衔接

根据《南华大学“第二课堂成绩单”制度实施办法》文件，实施“第二课堂成绩单”制度是在学校打造一流本科教育工程背景下，构建“三全育人”工作格局、创新人才培养模式的新实践，是适应学生成长需要、深化教育综合改革、培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重要举措。南华大学“第二课堂成绩单”的内容体系分为6 个模块：理想信念与道德修养、学术科技与创新创业、课外阅读与自主学习、社会实践与社会工作、文化艺术与身心发展、公益劳动与志愿服务，本科生必须修读第二课堂活动至少10 个学分方能毕业。其中第二大模块“学术科技与创新创业模块”，包含参加各级各类学术科技活动、参加创新创业竞赛获奖、发表论文以及取得专利等情况。

作为矿物加工工程专业学生，科创活动主要包括大学生创新创业大赛、全国高等学校矿物加工工程专业学生实践作品大赛、“互联网+”创新创业大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。参与科创活动对学生毕业与考研都有不可忽视的作用。2018 年实施第二课堂制度以来，矿加专业大部分学生们感到满足第二课堂学分有很大难度，主要是第二大模块“学术科技与创新创业”，摸不清头脑，找不到点子，有的学生感到很迷茫，无法达成第二课堂的毕业要求。主要原因是没有将学术科技与创新创业模块贯彻到课堂里来讲授与研讨，学生无法做到学以致用，第二课堂“学术科技与创新创业”模块与课堂教学的衔接关系如图1 所示。因此，第二课堂“学术科技与创新创业”模块与课堂教学环节如何衔接的问题是一个值得研讨的课题。

图1 问题提出-第二课堂“学术科技与创新创业”模块与课堂教学的衔接关系

三 《磁重分选》课程与矿加科创竞赛的关系

《磁重分选》是矿物加工工程专业的主干核心课程，围绕选矿学展开教学，使学生掌握矿物加工过程中各种重选、磁选、电选基本理论，重、磁、电选选矿加工工艺及相应的机械设备工作原理及其应用实践。同时，矿加科创活动，比如矿加实践作品大赛主要是围绕选矿工艺与设备开展的学生科创竞赛，要求学生通过学习《磁重分选》等课程，发挥创造性思维，改进与优化相关选矿工艺与设备构建实物或3D 模型、申请专利或撰写论文的方式来参加比赛，因此，矿加科创活动与《磁重分选》课程有不可剥离的关系，《磁重分选》课程与矿加科创竞赛的关系图如图2 所示。

图2 《磁重分选》课程与矿加科创竞赛的关系图

四 矿加科创活动驱导《磁重分选》翻转课堂建设设想

（一） 以矿加科创竞赛为驱导，构建《磁重分选》启发-提问式讲授课堂

以矿加科创竞赛为驱导，以启发-提问式讲授磁重分选理论、工艺及设备，从而由被动学习转为主动学习，提高学生积极性与学习兴趣。

（二） 以矿加科创作品为契合点，构建《磁重分选》翻转研讨课堂

以所学理论知识为基础，以矿加科创作品为契合点，构建“学生为主体、教师为主导”的《磁重分选》翻转研讨课堂。首先将班上学生分成4～5 个小组，要求每个小组选择一个与该课程相关选矿设备，熟练掌握所选设备的结构、分选原理、运行过程、影响因素与调控方式，并进行创新性思考，对所选设备进行改进与优化设想。为此引发学生思考，真正融入课堂，以研究的方式来学习，鼓励创新式探索，充分发挥学生们的钻研精神与主观能动性，达到学以致用的目标。

《磁重分选》课程分成重选、磁电选两部分，每讲授完一部分进行一次翻转研讨课，强化对理论知识的掌握，并为矿加作品大赛做好充足的准备，以上述方式，基本可确保每个小组在即将到来的矿加作品大赛提交1 件作品。

（三） 以《磁重分选》翻转研讨课堂为基点，拓展一系列科创活动

《磁重分选》翻转研讨课堂围绕矿加科创作品竞赛展开，以此为基本点，拓展引导学生参与一系列科创活动。首先结合《磁重分选》理论知识构建实物模型，然后引导学生撰写科技论文与专利，开发学生的科研思维，参与矿加专业相关的如大学生创新创业大赛、全国高等学校矿物加工工程专业学生实践作品大赛、“互联网+”创新创业大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等一系列科创活动，并以期发表论文或申报专利。

图3 《磁重分选》启发-提问式课堂与研讨翻转式课堂运行图

（四） 矿加科创大赛驱导《磁重分选》翻转课堂初见成效

本学期（2021 年秋季学期），《磁重分选》翻转研讨课堂已在南华大学本2019 级矿物加工专业本科班试行。通过矿加科创大赛驱导的方式，学生们相当重视，积极讨论，开发了思维，变得“会思考了、会问问题了”，很大程度上活跃了课堂气氛，并且课后讨论也极为积极，且一部分小组提出了较为创新的选矿设备构想，为下学期的全国高等学校矿物加工工程专业学生实践作品大赛奠定了扎实的基础。

五 结语

在南华大学打造一流本科教育工程、实施“第二课堂成绩单”制度背景下，第二课堂科创模块与课堂教学如何衔接成为了不可忽视的课题。通过分析可见，第二课堂“学术科技与创新创业模块”与《磁重分选》课程的具有不可剥离的关系。因此，专业教师可通过矿加科创竞赛为驱导，构建《磁重分选》启发-提问式讲授课堂；以矿加科创作品为契合点，构建《磁重分选》翻转研讨课堂，并此为基点，拓展一系列科创活动。从而由被动学习转为主动学习，以研究的方式来学习，鼓励创新式探索，充分发挥学生们的钻研精神与主观能动性，达到学以致用的目的。