以學生能力為核心的工程專業教學改革與教學方法創新

王青 顧曉薇 邱景平 胥孝川 張春明

摘要：教學不僅是知識的轉播，更是個人能力的培養。隨著全球礦產資源日趨緊張化，國際型礦業人才的培養顯得尤為重要。礦業發達國家，一個高技術人才的工作量是國內工人的數十倍甚至上百倍。這一方面體現在技術的現代化和設備的自動化，另一方面則是個人能力的突出體現。近年來，東北大學采礦工程學科將本專業教學改革與工程專業認證及卓越工程師培養計劃相結合，開展以學生能力為核心的采礦工程專業教學改革與教學方法創新建設，并取得了一定成績。

關鍵詞：個人能力；采礦工程；教學改革；教學創新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）17-0085-02

著力提高教育質量，推動內涵式發展，是黨的十八大報告對新時期教育改革發展做出的戰略部署，也是今后高等教育改革和發展的方向。教學改革與教學方法創新，是教學研究永恒的課題，也是提高教育教學質量的關鍵。如何在教學過程中實現學生能力的培養，如何在教學改革中注重方法引導，是目前高校提高教學質量的重要課題。

東北大學采礦工程專業自辦學以來，在實施專業全面建設和發展的同時，一貫注重教學體系與教學方法改革，在改革中，結合采礦工程發展趨勢，為我國礦業工程領域培養了大批適應社會需要，基礎扎實、能力強和綜合素質高的優秀人才。近年來，東北大學采礦工程學科將本專業教學改革與工程專業認證及卓越工程師培養計劃相結合，開展以學生能力為核心的采礦工程專業教學改革與教學方法創新建設。以下是建設中的一些核心方法及改革措施，希望這些方法與措施為其他高校采礦專業及工程類專業實施教學改革及教學方法創新提供一些思路。

一、以學生能力為核心的課堂教學改革與教學方法創新

課堂教學是實施高等教育的主渠道，高等教育改革在很大程度上體現在課堂教學改革中。因此，課堂教學改革是專業建設的重要環節。近年來，無論是專業認證對學生畢業要求的達成度還是卓越工程師培養計劃，都將工程類學生是否具有解決復雜工程問題的能力作為培養目標和判斷標準。而要使學生具備解決復雜工程問題的能力，專業在教學過程中必須實現學生能力的培養，在教學中注重方法的引導。東北大學采礦工程專業，為達到專業認證和卓越工程師對學生的培養要求，對專業課程首先進行以學生能力為核心的課堂教學改革與教學方法創新。

首先在課堂教學的改革，鼓勵各專業課主講教師結合科研實踐，積極探索參與式、啟發式、討論式和研究式教學，采用案例教學法、實地考察法、模擬訓練法等教學方式，在實施基于問題學習（PBL）的教學過程中，教師在課堂上主要起到講清思路、突出重點、引導開拓的作用。在研究各課程的教學方法時，因課因內容制宜，采取不同的教學方法。不管是安排自學、講解重點和難點，還是組織課堂討論或在講授中穿插討論，都注重調動學生的積極性，通過讓學習者直接參與解決真實性問題，充分調動學生學習的主動性，把“滿堂灌”改為在教師引導下師生共同探索，從而學習隱含于問題背后的科學知識，培養解決問題的能力。而在講授過程中，把講授的重點由單純講知識本身轉向同時講授獲得知識的方法和思維方式。不斷完善“以學生為中心、教師為主導”的教學新模式。

改革后的課堂教學采用學生參與、師生互動式教學。以專題研討（Seminar）為主要形式，選擇適當的問題，讓學生自己查閱資料，配合課堂研討，撰寫小論文，最后每個學生上講臺闡述自己的“研究成果”。這一方法有效調動了學生的學習能動性，并培養其研究、解決問題的能力。互動方式多樣化，如針對已講授的某一內容，布置學生發揮想象力，把這一內容用形象的幻燈片表達出來，以加深學生對教學內容的理解，達到牢固掌握的目的。這種看似平常的方法，實現了教師講授與學生參與的結合、課本知識與實際問題的結合。這種參與式、互動式教學大大激發了學生的學習能動性，提升了學生對課程內容的理解和掌握程度，同時有效培養了學生獨立思考、形象思維、文獻查閱、論文寫作和口頭表達等能力，教學和能力培養效果顯著。

教學方法改革的另一個重要內容是考核方式的改革。增加學生參與和實踐環節在總成績中的比重，Seminar論文及其宣講占30%，課外創新實踐（具體見后）占20%，考試占50%。

課堂教學改革的另一方面，專業要求積極建立數字化技術的教學理念，改變目前采礦工程專業的傳統教學模式。通過運用Surpac、Dimine等數字化軟件，開發和應用多媒體CAI課件，引入通風軟件Ventsim和充填料漿輸送模擬軟件Fluent，模擬礦井通風和充填管路輸送過程，增加教學過程中的直觀性與思考性，將理論知識在建立虛擬采礦模型的過程中消化吸收并延伸到實際工程問題中。

充分利用“一體化教學”，即在課堂理論教學的同時，配合實驗、儀器操作同時進行，并積極促進本科生進實驗室，進課題組，參與科研活動，提高學生的動手能力和創新能力。

二、以學生能力為核心的課程與教學資源建設

面向經濟社會發展需求，瞄準專業發展前沿，結合卓越工程師培養及專業認證的要求，借鑒國內外課程改革成果，充分利用現代信息技術，更新完善教學內容，優化課程設置，增設《三維采礦設計》和《采礦環境一體化課程設計》，加強實踐教學環節的培養，形成具有鮮明特色的專業核心課程群。加強協同開發，促進開放共享，建設完善《采礦學》、《巖石力學》和《資源經濟學》等核心課程的網絡教學平臺，實現優質教學資源的共享，擴大本專業在國內外的影響力，形成與人才培養目標、人才培養方案和創新人才培養模式相適應的優質教學資源。

根據本科實踐教學的要求，完善建設虛擬現實系統，建成采礦工藝過程（鑿巖、爆破、支護、回采）的三維教學平臺，并專業錄制現場采礦工藝過程錄像應用于教學，加強學生對采礦過程的理解，建設采礦工程國家級虛擬仿真教學示范中心，并訓練學生的采礦設計能力，學以致用。

三、以學生能力為核心的實踐教學環節建設

采礦工程為工科專業，工程教育的基本特點之一是實踐教育，為突出應用，加強學生工程意識、背景和解決復雜工程問題能力，專業加強實踐教育環節的建設，以適應采礦工程“卓越工程師教育培養計劃”及專業認證的需要。

在專業教學計劃中精心設計實踐教學體系，增大實踐性教學環節的比重，在組織制定實驗教學大綱時開設綜合性或設計性實驗課。充分發揮“211工程”和“985”建設的實驗、科研設備優勢，完善采礦虛擬現實系統平臺、散體流動規律實踐教學基地、采礦工藝實踐教學基地、數字礦山實踐教學平臺、巖石破裂失穩與智能控制數字實驗室、礦山廢棄物綜合利用實踐教學系統。在實驗教學中激發學生的創新意識和創新精神，培養其實踐能力和創新能力，鼓勵教師將教學與科研結合，激勵學生提高創新意識，培養創新能力。

充分利用校外教學資源，除與合作單位設立校外實習、實踐基地外，通過聘請校外專家授課，采取與科研院所、企業聯合培養的方式，建立多元化的工程實踐教學基地，增加學生工程實踐能力。

四、以學生能力為核心的“雙師型”教師隊伍建設

構建“雙師型”教學團隊，提高實踐教學的水平。大力引進具有工程實踐背景的工程技術人才充實到教師隊伍中，打造一支素質、能力優良的“雙師型”師資隊伍。建立校內專職教師與企業兼職教師相結合的高水平工程教育師資隊伍。校內專職教師應具有較高的科學研究水平和學術造詣，并要通過不斷的學習具備很強的工程設計能力和工程研發能力。企業兼職教師應聘請高水平或具有豐富實踐經驗的專家和工程師，參加學校本科學生的專業課程教學，指導學生的畢業設計、企業實習、工程訓練等，聯合指導學生的企業實習。既鼓勵有實踐經驗、有學術水平的工程師到學校兼職任教，又鼓勵專業教師尤其是青年教師到企業兼職，建立專業教師尤其是青年教師接受工程實踐鍛煉的長效機制。

通過學校和現場的緊密結合，在為東北大學培養采礦卓越工程師的同時，也為以后專業對現場工程技術人員培訓、提供技術服務和人才培養奠定基礎，最終實現學校和企業的雙贏。

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