新工科多元融合实习教学模式探索——以中国矿业大学矿物加工工程专业为例

廖寅飞，贺琼琼，马子龙

（中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116）

近年来，新工科成为我国高等工程教育探索的热点和焦点议题［1］。新工科要求把新理念、新结构、新模式、新方法和新质量等元素融入工科建设，旨在大力培养工程科技创新和产业创新及应用型的人才［2］。中国矿业大学矿物加工工程专业为我国煤炭行业培养了大批应用型科技人才。实习实训是矿物加工工程专业教学的重要组成部分，是培养学生创新和实践能力的关键环节，直接影响人才培养质量。为培养煤炭行业发展急需的高水平应用型人才，我校矿物加工工程专业采取了一系列措施［3］，提高实习教学效果。

目前，新工科主要包括两种形式：一种是推动前沿科学发展的新型工科专业，如人工智能、大数据等智能制造专业；另一种是推动传统工业升级转型的工科专业［4］。长期以来，矿物加工工程专业实习采用线下教学模式。随着现代先进教学技术的发展和普及，同时线下实习易受现场安全等问题的影响，因此国内不少矿物加工工程专业采用腾讯会议等云平台开展了线上实习［5-6］。线下实习教学和线上实习教学都存在各自的优缺点，而“线下+线上”混合实习教学能够扬长避短、优势互补［7］，但目前线下与线上之间的有机融合、内容板块和考核体系都有待优化。

因此，矿物加工工程专业实习教学改革必须精准把握新工科教育的要求，设计多层次、多阶段和多维度深度融合的实习教学模式。本文针对矿物加工工程专业实习教学现状和存在的问题，结合新工科的要求提出了多元融合的实习教学模式改革思路，总结了围绕该改革思路开展的教学探索和实践。

一、传统实习教学存在的问题

（一）实习无法有效开展

传统线下实习存在的问题包括：（1）传统专业知识结构陈旧。大多数高校在课程设置上遵循一定的模式，内容仅局限于常规教材，知识内容陈旧，导致本科专业的学习与地方经济发展脱节。（2）企业接纳实习的积极性降低。企业考虑安全和生产进度等因素，对学生实习的接纳积极性显著降低，高校联系实习企业的难度增大。（3）学生实习的积极性较低。实习初期学生出于好奇心能够保持较好的积极性，而后期由于环境和知识理解等因素产生疲劳感，实习积极性大打折扣。（4）企业选择影响实习质量。企业的生产规模、工艺流程、设备设施和人文环境等直接影响了学生将理论知识联系生产实际的效果。（5）实习管理存在限制和困难。实习过程要求学生服从企业管理，限制了学生个性和创造性的发挥，而且车间噪声、震动较大，严重影响教学效果。

（二）单一线上实习教学效果较差

线上实习打破了时空的界限，避免了线下实习存在的安全风险，使得新工科下的实习教学能够有序开展。但单一线上实习教学模式也暴露出了许多问题：（1）原有教学计划不能正常实施。原有教学计划是根据线下实习任务安排的，切换到线上实习后很多原定的教学环节无法正常实施。（2）生产现场网络条件不稳定。现场网络通信存在不稳定等问题，容易遇到卡顿延迟和掉线等现象，影响教学的流畅性。（3）线上实习教学资源不够丰富。当前可利用的线上实习教学资源有限，有些环境只能理论讲授，不利于培养和提高学生的实践能力。（4）实习过程无法进行有效监督管理。线上实习过程中，学生和教师无法面对面交流和互动，不能对出勤进行有效考查，存在“挂课”等现象。（5）缺乏对生产现场的直观感受和体验。学生无法亲眼观察车间的环境、设备和工艺流程，不利于理论知识联系生产实践。

（三）“线上+线下”混合实习亟待优化

基于线上实习和线下实习的优缺点，部分学者提出了“线上+线下”混合实习教学模式，但现有的“线上+线下”混合实习教学模式多数是两者的简单组合或两者的适时切换。例如，有些“线上+线下”混合实习是根据认识实习、生产实习和毕业实习的特点分别采用线下或线上教学，实践能力要求较低的采用线上教学，实践能力要求较高的采用线下教学；另一些“线上+线下”混合实习则是根据企业现场的安全形势的严峻程度分别进行线下或线上教学，即企业现场生产安全形势严峻时采用线上教学，安全形势宽松时采用线下教学。很显然，现有的混合模式中线上和线下融合度不够，没有根据实习目标、教学任务和知识点进行模块化设计，缺乏对模块内容、实施顺序和组合关系的系统构建。

二、新工科多元融合实习教学模式的构建

（一）课程思政

在构建物加工工程专业实习教学模式时充分融入课程思政理念。在实习开始阶段，将劳动教育作为课程思政的重要着眼点，突出学以致用、崇尚劳动、热爱创造的实习教学内涵，选择矿物加工行业生产一线、工程设计和技术研发等领域的劳动模范事迹作为案例，重点讲解工匠精神、社会责任感、人文素养和科学家精神，坚定学生努力成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的伟大理想。在实习教学过程中，结合中国矿业大学矿物加工工程专业致力于煤炭清洁高效利用的专业特色，面向国家“双碳”目标和可持续发展战略，针对选煤厂存在的技术难题提出解决方案，同时在分析选煤厂寻求最高技术经济指标时，强调节约资源与保护生态环境，牢固树立“绿水青山就是金山银山”理念。

（二）安全教育

“安全责任重于泰山”，安全教育的意义不言而喻。我们将安全教育及安全考查贯穿实习教学全过程，提高学生的安全意识与素养。将安全教育作为实习教学的第一堂课，通过线上或线下方式介绍实习安全的重要性，以及往返途中和实习期间的安全注意事项，然后通过虚拟仿真平台进行选煤厂安全教育和测试，测试合格者才能进入后续实习环节。在学生进入选煤厂实习前，邀请选煤厂安全教育专员进行入厂安全教育，结合选煤厂具体设备、工艺和环境的学习，重点讲解进入选煤厂的安全知识和注意事项，然后进行安全教育考核，考试合格者才能进入选煤厂实习。在顶岗实习之前，针对特定岗位的安全知识与操作规程进行学习与测评，考核通过者才能进入顶岗实习环节。

（三）线上教学

（1）整合实习教学内容。根据三大实习课程质量标准，将实习内容划分模块并整合优化，保证线上教学内容板块有力支撑课程目标的达成。（2）建设实习教学资源。打破空间对企业选择的限制，扩宽企业的地域范围和技术领域范围，新增陕西省、内蒙古自治区等地区的矿企作为线上实习基地；根据企业规模和工艺代表性进行分级分类，分别对应三大实习和不同教学班级（普通班、卓越班和国际班）；根据企业技术先进性和经营管理水平，深度挖掘企业优势技术领域和特色生产环节，建设特色线上教学资源。（3）丰富实习教学形式。运用在线实习课堂、生产现场直播、企业技术人员讲座和师生交流互动等多种教学形式保障实习质量。

（四）线下实训

（1）与线上教学紧密衔接，组成“预习—实训—复习”的实习闭环回路。在线上预习的基础上，深入代表性企业实训，再通过线上测试和特色教学资源复习巩固。（2）实施双导师制，发挥校企联合育人优势。采用双导师制，让校内指导教师和现场指导教师共同指导实训工作。（3）实训过程分段式管理，分阶段布置实习作业。将实习分为若干个阶段并设置作业，让学生带着问题实习，既不会太枯燥也有一定的压力，教师及时点评和答疑，提高实习效率。（4）加强校企互动和技术交流，促进校企合作。在实训前半段和实习结束前各设置一次学生与现场技术人员的互动和技术交流，既解答学生遇到的困惑，又为现场提出一些可行的建议，在检验学生实训效果的同时促进企业发展，增进校企友谊。

（五）虚拟仿真

基于实习课程质量标准和理论课授课情况，开发了一套选煤厂虚拟仿真实习平台，包括选煤厂概况、安全注意事项和操作规程、原煤系统、主洗系统及选煤厂工艺设计等。通过虚拟仿真平台，学生可以随时走进“选煤厂”，随时随地对设备和流程进行操作、回顾和复习，提高学生的学习效率和积极性，且虚拟仿真平台对设备原理、车间布置和工艺流程的介绍更加全面具体，给学生更清楚直观的认识。另外，虚拟仿真平台可以与安全教育、线上教学、线下实训有机融合，一方面可以采用线下教学，即教师指导学生进行仿真练习熟悉系统使用方法；另一方面，虚拟仿真实习平台作为安全教育的载体、线上预习的平台及测验复习的工具，可有力配合线上教学和线下实训。

三、新工科多元融合实习教学模式的实施与应用

如图1所示，多元融合实习教学模式是基于新工科的特点，紧密结合新工科教育和工程专业认证要求而进行构建和实施的。通过优化实习教学目标和指标点，形成了线上教学、线下实训、课程思政、安全教育和虚拟仿真五大模块，线上教学注重实习“宽度”而线下实训强调实习“深度”，线上教学和线下实训组合的形式与比例根据企业现场安全生产环境的变化进行灵活调整，课程思政、安全教育和虚拟仿真穿插于线上教学和线下实训过程，促进五大模块之间的有机融合，建立“五位一体”的多元融合实习教学模式。2021年和2022年暑期实习应用实践表明，多元融合实习教学模式丰富的线上资源和灵活的教学方式，可以有效激发学生对专业的学习兴趣，有效提升学生的精神面貌、认真程度和综合能力，达到了实习教学的预期目标，为实现实习教学质量“不打折”提供了坚实保障。

图1 多元融合实习教学模式的实施流程

结语

为保障新工科背景下的矿物加工工程专业实习教学质量，中国矿业大学实习教学团队总结了实习教学现状和存在问题，探索构建了课程思政、安全教育、线上教学、线下实训和虚拟仿真“五位一体”的多元融合实习教学模式。与传统模式相比，多元融合实习教学模式能够有效激发学生对专业的学习兴趣，提升学生的精神面貌、认真程度和综合能力，促进产教融合和校企合作协同育人，对新工科教育和工程专业认证背景下的教学改革具有借鉴意义。