基于“理工医融合”教学模式的学生创新能力培养研究

胡祖祥，陈莞尔，高宇，张树川

（安徽理工大学安全科学与工程学院，安徽淮南 232001）

随着专业学科建设进入一个全新发展时期，通过学科的交叉融合产生新方向、新增长点，对传统领域发展的正向推动效果也正在逐渐凸显[1]。在需要单一学科知识或技术的同时，更要依赖于不同学科、不同领域知识或技术的协同驱动与创新[2]。交叉学科的研究模式被认为是解决复杂科学难题的重要途径，也是推进我国创新驱动发展、培养人才创新能力的重要选择[3]。

社会的发展对人才的需求不断提升，培养将理论和实践相结合的应用型创新人才，成为高校的重要任务[4]。如何培养学生成为具有创新意识的理工医多学科交叉人才，是重点，也是难点。

1 研究现状

20世纪70年代，哈佛大学、麻省理工学院等大学通过制定交叉学科政策并建立交叉性研究所，揭开了科研机构着手重视推进工学、医学结合发展的序幕[5]。20世纪80年代，我国理工科大学与医科类院校的合并以及设立生物医学工程专业等推进了工学、医学结合[6]。

矿井粉尘防治理论与职业健康作为煤矿安全工程专业课，在教学实践中不断进行教学内容改革的探索。任万兴[7]针对“矿井粉尘防治”特点，针对课程内容精选案例，在课堂上对案例进行充分分析与讨论，课后提交研讨总结或者学术论文。荆德吉[8]通过课堂互动、案例分析和项目设计等，培养学生实践应用能力，提高学生对矿井粉尘防治理论与职业健康课程的兴趣。郑丹[9]提出在进行安全工程专业应用创新型人才培养体系建设时，要依托相关行业合理设置专业课程，并加强实践教学环节。吕丹[10]等以学生为中心，以临床为背景，以工程为突破口，提升学生的思维能力。

2 矿井粉尘防治理论与职业健康教学现状

为预防与控制矿井灾害事故的发生，人们经过几十年不懈的努力，形成了一整套事故防范的理论技术体系[11]。矿井粉尘防治理论与职业健康课程教学通过理论教学和实验训练，使学生掌握粉尘防控及测试技术，掌握粉尘相关重要参数的原理和测定方法。

课程传统的教学模式是以教师为中心、以课堂讲授为主，教师讲授完课程后，学生通过课程考核。课程设置的学时不足，而课程涉及的内容多，涵盖的知识面广，理论和实践性都较强[12]，在授课过程中，学生不能积极参与到课堂教学与讨论，课程内容枯燥乏味。作为一门重要的专业课，主要注重粉尘的物理特性方面研究，矿尘造成煤矿工人的煤矽肺病从粉尘粒径大小、接尘浓度和接尘时间等方面进行课程内容设置[13-14]，这种传统的教学模式难以发挥学生的主体作用，不利于培养学生的自学能力、创新思维及分析、解决问题能力。

3 基于“理工医融合”的情景—模块—实验教学模式构建

针对传统教学模式出现的问题，提出一种新型的教学模式——基于“理工医融合”的情景—模块—实验教学新模式。“理工医融合”的情景—模块—实验教学模式，围绕健康中国战略和课程教学目标及教学大纲，构建符合理工医跨专业融合教学模式。课程教学以矿尘灾害案例背景为基础，设置矿井粉尘致灾事故情景，综合教学内容和医学专业知识，将课程内容划分为矿尘产生特性、矿尘物理和医学致病、职业健康防控三个大模块，在每一个模块中，细化概念清晰、内容明确的小型模块。

3.1 教学内容跨专业融合

（1）理论讲解。

重视基础理论知识，教师介绍理论知识时应介绍理论发展过程中的难题与解决思路，激发学生的学习兴趣。粉尘的性质与危害、粉尘的测定、粉尘爆炸及预防、尘肺病致病机理及预防、职业健康与职业病这五部分内容是本课程的基础理论知识部分，主要使学生掌握粉尘重要参数的原理、测定方法以及粉尘爆炸机理、影响因素，掌握尘肺病的致病机理、发病症状，熟悉我国的职业卫生法规和矿井粉尘职业病危害因素等知识。应用技术的能力是检验学生掌握知识程度的重要途径，是应用型创新人才不可或缺的。通风净化及降尘技术、矿井粉尘综合控制技术、职业医学防护、职业安全与职业伤害防控技术四部分内容属于本课程应用技术内容部分，内容设置目标在于让学生掌握工业常用除降尘技术原理及其在矿井生产系统控尘技术应用和粉尘抑爆相关技术措施，熟悉运用医学方面的知识，了解尘肺病发病症状、预防技术及职业健康监护的知识和手段。

（2）情景案例讲解。

教师在教学过程中以矿尘灾害案例为基础，设置矿尘灾害事故情景，结合医学专业知识分析，向学生提出问题，要求学生依据一定的理论知识做出决策或者做出评价；教师通过布置大作业的形式考查学生的实际动手能力、分析和解决问题能力。教师让学生以某矿井为研究对象，学生通过查阅资料、调研等方法获取矿井的特性、生产系统图、通风系统图、产尘特性等，结合上述资料，学生分组讨论，给出一个整体的防尘措施、防尘技术。防尘技术要做到有源必治，重源大治，划分区域，分源、分区、分级、分策治理等。学生与教师以情景剧的模式扮演事故中的角色（如学生分析作为安全员在某事故中所犯的错误及应当承担的责任）；学生研究设计与学习内容相关的矿井粉尘灾害事故案例，学生之间交换分析、评价，实际运用。

（3）粉尘与医学实验。

将课程教学与产尘实验融合，先讲解后实验，有利于学生对知识的吸收，课程大纲中的实验包括粉尘浓度测定、粉尘粒度分布测定、粉尘中游离二氧化硅含量测定，医学方面包括给学生展示正常与尘肺病的X胸片，带领学生现场观察显微镜下尘肺病人切片。学习期间还应带领学生到医院和相关企业实地参观，观察医生和相关工作人员的工作流程，加深学生对本课程的认识。

3.2 资源配置跨专业合作

（1）教师团队。

为保障教学的顺利进行和教学效果，组建专业结构合理的课程教学团队。聘请高端教师人才承担研讨课的教学任务，由医院、相关企业的专家对学生进行指导，医学专职教师为学生讲授职业健康防控医学课程；授课前将本课程的任课教师委托到医院和相关企业中进行理工医融合系列培训学习，并对教师教学效果进行考核。

（2）学校教学制度建设。

学校在制定《本科教学质量与教学改革工程实施方案》《本科教学质量与教学改革工程项目管理办法》等文件基础上，依据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》等文件，保障“理工医融合”的矿井粉尘防治与职业健康跨专业建设。成立领导小组，负责组织、领导和规划矿尘防治与职业健康跨专业的建设以及建设方案的实施；同时学校还将组织专家分年度对跨专业教学新模式进行检查验收。

4 课程考评体系

本文构建的课程考核评价体系，围绕专业知识考核、实践能力考核的两大核心指标，更加注重知识交叉融合能力的测评。

（1）专业知识考核。

课程教育分为考查、考试两种类型，较常采用的考核方式是：前者采用课程作业、后者采用试卷。该课程考核方式可分为两个阶段：①课堂基础专业知识考核。随机测验是教师当堂或前面讲过的知识点，出具1或2道题目，要求学生在10 分钟之内提交结果，一般组织3～4次随机测验，计入总成绩，该分值可占到整体理论考核的35%。②期末综合理论知识考核。试卷考评方式以综合、交叉融合的应用试题为主，重点考评学生对综合理论知识的应用能力、主观能动性，学生对职业危害的见解和对现有危害的认知，该分值可占到理论考核的 65%。

（2）实践能力考核。

理论知识的学习重点在于应用，该考核方式主要分为三个阶段：①实验教学考核。在传统教学增设工学、医学实验环节，粉尘实验包括三项实验，医学实验包括两项实验，考核标准包括实验预习、操作、实验报告三项内容，该分值占到实践能力考核的 50%。②课前 PPT 内容展示。根据课程内容预习制作PPT，每位学生均参与其中，考查学生的协作能力，鼓励学生走上讲台，这是学生实践能力培养的重要环节，从汇报内容、内容组织、汇报态度等多方面进行考核，该分值占实践能力考核的 20%。③大作业考核。安排学生以4-5人为一组，每组学生提交1份大作业。这是开放式的作业，具体要求为：根据某矿井提出防尘措施以及职业病防护措施，形成一篇研究报告论文，从大作业内容、形式、创新性等方面进行考核。该分值占实践能力考核的30%。

5 结语

基于传统教学的缺点，根据教学大纲以及课程的特点，采取“理工医融合”新型教学模式。混合式教学汲取了理学、工学、医学教学的优点，融合了粉尘与医学实验，细化了考核模式。能够提高学生的主观能动性与积极性，改善教学效果，提升学生的创新能力。既反映了“以人为本”“全面发展”等现代教育理念和“以学生发展为中心”的教学思路，也能为国内研究型高校的理工医交叉研究与人才培养实践提供有益的理论探索与参照。