基于PBL理念的凿岩爆破课程思政探索

牛雷雷　陈庆凯　何荣兴　徐世达

摘  要：凿岩和爆破是金属、非金属矿山生产的基本手段，同时凿岩爆破课程也是采矿工程专业的一门重要专业基础课，承担着为采矿工程本科生传递思政教育的责任和义务。基于PBL理念的凿岩爆破课程思政，以凿岩爆破课程为载体，以立德树人为根本，以培养具有社会责任感、使命感和专业素养的采矿工程本科生为目标，以问题为导向，以线上线下相结合的教学方式为手段，建设课程思政素材库，深入挖掘思政元素，实现思政教学和专业教学的有机结合，在采矿专业知识传授的过程中，实现价值引领。

关键词：课程思政；凿岩爆破；PBL；线上线下相结合；专业教学

中图分类号：G641        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）12-0185-04

Abstract： Drilling and blasting are the basic methods of mining in metal and non-metal mines. Meanwhile， Drilling and Blasting is also an important professional basic course of mining engineering， which undertakes the responsibility and obligation of transmitting ideological and political education for mining engineering undergraduates. The ideology and politics of drilling and blasting course based on PBL concept takes the course of Drilling and Blasting as the carrier， takes moral education as the basic task of the education， and aims to cultivate mining engineering undergraduates with a sense of social responsibility， mission and professional quality. Based on the problems learning， the ideological and political material library of the drilling and blasting course is built by means of the teaching method of combining online and offline. The ideological and political elements is deeply excavated in order to realize the organic combination of ideological and political teaching and professional teaching and the value guidance in the process of teaching mining professional knowledge.

Keywords： ideological and political contents in course; Drilling and Blasting; PBL; combination of online and offline; professional teaching

習近平总书记在全国高校思想政治工作会议中强调，“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”[1]。为了学习贯彻习近平总书记重要讲话精神，落实“用好课堂教学这个主渠道”的要求，目前已有众多高校和课程开展了课程思政的探索和实践[2-5]。为了提高教育教学效果，高校教师需要结合自己讲授的课程深入挖掘思政元素，建立思政素材库，思考如何做到思政元素与专业课程的有机融合，既要在课程讲授过程中传授专业知识，也要润物细无声地开展思政教育。

矿业是国民经济的支柱产业，采矿工程为国民经济发展提供了90％以上的能源，80%以上的工业原材料。凿岩爆破是金属、非金属矿山生产的基本手段，同时凿岩爆破也是采矿工程专业的一门重要专业基础课程。因此，该课程的思政建设方向和重点是响应习近平总书记的号召面向国民经济的主战场，通过将学生的责任、使命和担当与课程教学结合起来，穿插思想引导、政治教育和行业精神鼓励，感受工匠精神和科学家精神，培养学生的社会责任感、使命感和专业素养。

PBL（Problem-Based Learning）教学法首先是由加拿大的麦克马斯特（McMaster）大学提出的，随后在丹麦的奥尔堡大学和洛斯基尔德大学进行实践和推广，并提出了“以问题为导向、由项目来组织”的奥尔堡PBL教学模式[6-8]。目前，PBL教学法已经在众多国家的众多课程得到应用[9-12]，牛雷雷等[12]将PBL教学法应用于凿岩爆破课程的教学过程中，探索PBL教学理论与凿岩爆破现实教学环境相结合的教学模式，尝试解决传统凿岩爆破课堂讲授过程中师生互动不够的问题，但是在探索中尚未考虑如何将课程思政元素融入PBL教学过程中。因此，本文开展基于PBL教学理念的凿岩爆破课程思政教学方法研究，探索将课程思政元素和PBL教学法进行融合，实现学生在尝试解决问题的过程中润物细无声地接受思政教育的目标。

一  基于PBL理念的凿岩爆破课程思政设计

凿岩爆破课程思政的目标是培养具有政治觉悟、专业素养和工匠精神的新一代本科生，教学方法是以PBL教学理念为核心，以问题为导向，采用线上线下相结合的方式，将思政元素融入课堂教学和课后实践过程中，一方面激发学生的学习兴趣，提高学习效果，另一方面提高课程思政和专业课程的融合度，提高学生的政治素养。本研究通过建立课程思政素材库的方法，深入挖掘典型事例，拓宽教学内容与政治理论的结合，应用现代信息技术提高思政教育的灵活性。

（一）  课程思政素材库建设

凿岩爆破课程思政素材库主要从采矿工程行业典型人物和事例、矿业相关的国家政策和基于经典著作的课堂实时答题三个方面搜集资料，进行筛选整合，最终建立一个素材库，供教师从中选取合适的素材，结合教学内容进行融入和传授。

1  采矿工程行业典型人物和事例

矿产资源是人类社会发展的重要物质基础，在很大程度上决定着社会生产力的发展水平。从石器时代到信息时代，从代表着第一次工业革命的煤和铁到第三次工业革命的硅、稀土和铀等，人类社会生产力的每一次进步，都伴随有一次矿产资源利用水平的提高。在这些矿产资源的勘探、开发和利用过程中，凝聚了矿业工程科学家和工程师的心血，涌现了众多可歌可泣的典型人物和事迹。结合我国采矿业的发展历程，通过深入挖掘本专业前辈们的典型事迹，将其融入课程教学中，感染学生，激发学生的学习热情，培养学生的科学家精神和工匠精神。

2  矿业相关的国家政策

习近平总书记在全国科技创新大会上指出：“从理论上讲，地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下1万米，目前世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米，而我国大多小于500米，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。”国土资源部印发的《国土资源“十三五”科技发展规划》明确提出，要向地球深部进军，大力推进地球深部探测，开展深部能源快速高效勘查评价，推进重要矿产资源勘查与高效利用，强化地质灾害防治和地质环境保护。习近平总书记的讲话和国土资源部印发的发展规划不仅给出了矿业的发展目标和方向，而且为采矿工程专业学生发展指明了道路。凿岩爆破课程讲述采矿工程未来的发展方向，既拓宽了学生的学习视野，又了解了国家相关政策。在了解与矿业有关的社会、健康、安全、法律及文化方面的知识和政策的过程中，引导学生积极投身于矿业这个艰苦专业，为本专业的发展提供新生力量，为社会主义建设添砖加瓦。

3  基于经典著作的课堂实时答题

借助“学习强国”学习平台，查阅《马克思恩格斯全集》《资本论》《毛泽东选集》《毛泽东文集》《邓小平文选》《江泽民文选》《胡锦涛文选》《习近平谈治国理政》《论坚持推动构建人类命运共同体》《习近平谈“一带一路”》《论坚持全面深化改革》等理論著作，挑选其中的部分内容做成选择题，在课堂测验中作为附加题进行现场测验，加强学生对理论著作的学习和了解；选取中国传统文化中的名人名句和典故与凿岩爆破课程相结合，在授课过程中传播中国文化，激发学生的学习兴趣，丰富学生的知识储备，提升学生的文化自信心和人文修养。

（二）  基于PBL的课堂教学方法设计

1  问题设计

基于PBL的课堂教学中问题设计是关键，教师需要选择难度合适的问题，既不能太难也不能太容易，太难了学生通过努力不能解决，起不到学习的作用；太简单了学生不经思考就解决了，起不到锻炼的效果。问题的设计需要能引出这节课讲解内容的概念、原理和方法，通过层层递进的方法由浅入深地引导学生学习这节课程的知识点，理解重点和难点，促使学生更加容易地进入学习状态，激发学生的学习兴趣和求知欲望，通过解决一个个问题，获得成就感和满足感，培养学生独立思考能力。

为了将思政元素融入教学过程中，在问题设置阶段，教师就需要从素材库中选取合适的素材，如果没有和这节课程内容相关的素材就暂时不进行融入，要不然容易造成生硬的融入，学生学起来会有跳出课堂的感觉，反而不利于教学过程的连续，因此，为了让学生接受更多思政教育，需要教师搜集尽可能多的素材。

2  学生主观能动性

在教师设置完问题之后，学生需要根据分组针对不同的问题开展研究，通过主动搜集资料、汇总资料和分析讨论问题，探索问题的解决途径，在这个过程中充分发挥学生的主观能动性，培养学生自学能力和资料的搜集、提取能力。课程思政素材库的建立也可以借助学生的力量，通过布置作业的方式，让学生课下去搜集矿业领域专家的典型事例。在这个过程中不仅能让学生参与到素材库的建立，提高学生在教学过程的参与度，而且能够让学生在搜集资料的过程中了解到这些前辈学者们的事迹，获得更加真实的体验和认知。

3  教师辅助作用

虽然在PBL教学法中，学生是主体，教师起辅助作用，但是不意味着教师就能轻松，尤其是把课程思政融入到教学过程中之后，教师不仅需要设计合适的问题，而且需要把握思政素材和教学内容的有机融合，这对教师的教学能力提出了更高的要求。凿岩爆破课程具有实践性强的特点，这就要求教师需要积极为学生创造实习和实践机会，夯实学生的理论基础和专业技能，为未来从事设计工作和现场凿岩、爆破工作创造条件。

（三）  线上线下相结合的教学手段设计

1  基于微信群和QQ群的线上教学

目前课程微信群和QQ群为教学工作带来了众多便利，不仅为教师和学生提供了实时交流平台，而且成为课件、作业等学习资料的发布平台。因此，在教学过程中需要更好地借助这两个平台开展线上和线下相结合的教学，充分发挥其实时交流和内容会聚的作用。教师应该根据授课内容在QQ群里及时更新课堂讲义和PPT，让学生提前预习；及时发布课后复习资料，让学生有充足时间完成课后作业；及时发布和课堂教学内容相关的课外资料，为学生课外学习提升提供素材，激发学生课外学习的动力，拓展学生的视野，丰富其知识储备。

2  基于雨课堂的课堂线上测验

目前清华大学开发的雨课堂软件被广泛应用于线上教学，凿岩爆破课程主要利用雨课堂的课堂签到和线上答题功能，通过课堂签到能够统计出勤人数，免于占用课堂时间进行现场点名。线上答题功能主要设置单选题、多选题和判断题，用于考察学生对知识点的掌握程度，通过实时反馈，教师可以实时调整教学进度和计划，针对学生掌握不牢的知识点进行再次讲解。应用现代信息技术将课堂测验和党史学习结合，帮助学生回顾党史，加强其记忆。在每次知识点的答题结束之后，设置3～5道思政相关的选择题，作为测试的附加题，让学生现场答题，考察学生对思政内容和时事政治的了解和掌握，活躍课堂气氛和激发学生学习兴趣。

3  基于模型试验的线下实践教学

针对凿岩爆破课程缺乏实验室试验的问题，考虑利用模型试验的方法，加深学生对课堂讲授内容的理解。目前3D打印技术日趋成熟，教师可根据教学内容设置模型设计问题，让学生利用软件设计模型，然后利用3D打印机制作可拆卸的模型，通过打印模型验证设计思路的正确性，锻炼学生动手能力，培养学生分析问题解决问题的能力。

二  基于PBL理念的凿岩爆破课程思政实践

由于爆破天然具有危险性，因此，如何在控制爆破危害的前提下达到爆破效果成为爆破专家和科研人员重点解决的问题，在研究的过程中涌现出了众多具有科学家精神和工匠精神的学者和专家，因此本门课程通过深挖凿岩和爆破领域前辈们可歌可泣的故事来丰富课堂思政的元素和案例，深挖矿业领域在面向国家经济主战场方面能够提供的力量，增强学生的专业自豪感和认可度，进而为国家的矿产资源开发产业作出贡献。按照基于PBL理念的凿岩爆破课程思政设计，从课堂教学和课后实践两方面开展凿岩爆破课程思政实践。

（一）  基于现代教育技术与PBL教学法深度融合的混合式课堂教学

1  课前预习

上课前教师通过QQ群发送PPT和讲义让学生提前预习，上课之后利用雨课堂的课堂测验功能，让学生通过手机限时作答，教师基于反馈的问题有针对性地进行授课。为了传承和发扬东北大学“五四煤”精神，挖掘老教授们敬业、精益求精和专注创新的典型案例，为学生布置案例收集的任务，让学生在课下搜集资料，整理案例。同时课前预习阶段发一个两分钟的课程思政小视频让学生观看。

2  课堂讲解和讨论

借助雨课堂，进行学生微信签到，保证出勤率；每次讲完一个知识点，进行课堂测验，学生通过手机限时作答，根据答题情况现场反馈学生对知识点的掌握情况和问题，进行针对性的重点讲解。在课堂测验最后附加3～5道党史、时事政治、名人名言和传统文化等方面的选择题，用于调节课堂气氛和加强学生对党史的学习，同时传承中华优秀传统文化。

根据课堂讲授内容，将矿业工程领域老教授们的事迹和专业课程的讲授结合起来，在课程讲授过程中传递家国情怀、社会责任和专业情感，感受采矿人的科学家精神和工匠精神。岩石的可钻性表示钻头在岩石上钻孔的难易程度。它是合理选择凿岩方法、钻头规格和凿岩参数的依据，也是制定凿岩计划和任务、考核生产效率和计算成本消耗的根据。目前岩石的可钻性分级方法有压入硬度法、微钻头钻进法、钻速方程反求法、岩屑硬度法和凿碎比功法等，其中凿碎比功法是由东北大学提出的，依据凿碎比功和钎刃磨钝宽度的岩石可钻性分级方法。采用的两个指标，其一是凿碎比功，即凿碎单位体积岩石所需要的功，用来表示岩石钻凿的难易程度；其二是钎刃磨钝宽度，反映岩石的磨蚀性。这两个参数的提出是东北大学采矿工程专业前辈徐小荷教授通过大量的试验结合现场调研测试得到的。为了有一个统一的测量设备，徐小荷教授发明了岩石凿测器，并制定了测试的方法和标准，在研发的过程中展现徐教授勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神。

专业知识与课外拓展的结合，党史答题作为附加题。结合课堂预习阶段布置给学生查阅和搜集矿业工程领域典型人物和事例的任务，在课堂上开展典型人物和事例讲解与讨论，一组学生介绍他们搜集的案例，其他学生在听讲的过程中分析其中体现的科学家精神和工匠精神，通过学生之间的讨论和交流，亲自归纳和总结其中蕴含的艰苦奋斗、追求真理和勇于创新等科学家精神，不仅可以提升学生归纳总结能力，而且通过自己亲自挖掘更加能够感动自己和其他同学，更加真实可信。

3  课后作业

课后作业不仅是课堂知识点的复习与巩固，更是知识拓展和提升的重要途径。结合课堂讲授内容布置习题是基本的教学操作，通过这个过程加深学生对知识点的理解和掌握。更重要的是，教师可以借助课后作业这个途径，分小组布置一些文献的查阅工作。例如，国家新发布的矿业相关政策、国家矿山安全监察局发布的矿山事故数据、最近五年的铁矿石价格波动数据和国际铁矿石贸易等，通过查阅这些资料，让学生结合国家政策和世界经济变换谈谈对矿业发展的认识等，不仅可以扩大学生的知识面和知识储备，而且可以让学生了解国家政策、行业资讯，加深对所学专业的认识，激发学习的兴趣和动力。

（二）  课后实践训练

基于已经建设的本科教学实验室——凿岩爆破模型室，开展模型试验教学；其次，根据已有模型让学生亲自动手制作3D打印模型，培养学生的动手能力，加深对所学知识的理解和认识。

三  结束语

基于PBL理念的凿岩爆破课程思政探索和实践，以问题为导向，以思政教育有机融入专业教育为目标，从课程思政素材库建设、基于PBL的课堂教学方法设计和线上线下相结合的教学手段设计开展理论研究和课程设计，实现基于现代教育技术与PBL教学法深度融合的混合式课堂教学和课后实践训练，实现高效的专业教育和强效的思政教育。

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基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目“黏弹性波传播与其诱致岩石损伤演化的相互作用机理”（51904056）

第一作者简介：牛雷雷（1987-），男，汉族，河南洛阳人，博士，副教授。研究方向为凿岩爆破。