移動教學(xué)管理平臺在礦物加工工程實驗室中的應(yīng)用

王平平，王兆薇

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京 100083)

1 礦物加工專業(yè)實驗教學(xué)管理的現(xiàn)狀與問題

實驗教學(xué)是高等工程教育教學(xué)的重要組成部分，能有效樹立學(xué)生工程意識，提高其綜合素質(zhì)[1]，是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。

中國礦業(yè)大學(xué)(北京)礦物加工工程專業(yè)是國家重點專業(yè)學(xué)科，面向煤炭加工、礦產(chǎn)資源綜合利用與深加工領(lǐng)域培養(yǎng)專業(yè)人才，是工程背景很強的專業(yè)[2，3]。通過實驗實踐，才能更直觀、透徹地了解礦物加工過程中的基本規(guī)律、影響因素，提高專業(yè)技術(shù)水平；通過實驗設(shè)計，才能補充和深化理論課堂教學(xué)內(nèi)容，提升專業(yè)知識。

但作為傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，礦物加工工程實驗教學(xué)及管理延續(xù)了舊的實驗教學(xué)框框條條，目前跟不上高等教育改革發(fā)展現(xiàn)狀，不能滿足對人才培養(yǎng)的需求，主要體現(xiàn)在以下4個方面。

1.1 實驗室管理人員有限，無法滿足實驗教學(xué)管理要求

1.2 本科生專業(yè)實驗課程教學(xué)效果得不到有效保障

本校專業(yè)本科生實驗教學(xué)課程一般以30人/班集中授課，64課時/學(xué)年，每堂課教授新的實驗內(nèi)容。傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中，教師會在實驗室進行30～60 min理論講解和操作示范，本科生隨即進行分組實驗操作。

受場地、課時限制，30名初學(xué)者圍觀授課老師講解示范，往往出現(xiàn)聽不清、看不急、理解不深入等情況，對實驗操作規(guī)范的記憶有大量遺漏[4]，以致實驗失誤甚至錯誤，削弱了學(xué)生們的實驗興趣。

另外，傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式容易造成學(xué)生在實驗過程、實驗報告撰寫等方面相互借鑒和抄襲[5]，對于小部分學(xué)生而言，不能得到預(yù)期的實驗教學(xué)效果。

1.3 實驗室開放需求增多，對教學(xué)管理提出新的挑戰(zhàn)

實驗室開放共享是高校實驗室管理的重要課題。開放實驗室既有利于提升實踐教學(xué)質(zhì)量，也有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才[6，7]，提高實驗室場地、儀器的利用率，最大限度地發(fā)揮教學(xué)實驗資源的效益[8]。

除實驗教學(xué)以外，目前本校專業(yè)實驗室還承擔(dān)了礦物加工課程設(shè)計、大學(xué)生創(chuàng)新實驗、實踐作品大賽等多項實踐教學(xué)任務(wù)，本科生進入實驗室需求越來越多；研究生也經(jīng)常需要借用大型儀器設(shè)備，輔助課題研究。傳統(tǒng)的PC端實驗室預(yù)約流程已經(jīng)滿足不了如今全天候的開放需求。

1.4 安全隱患多，實驗室準(zhǔn)入制度有待規(guī)范

實驗室的安全是教學(xué)和科研工作正常開展的基本前提。實驗室是大量儀器設(shè)備、實驗材料及師生相對集中的地方，潛伏著各種各樣的安全隱患，隨時可能發(fā)生安全事故[9，10]。

礦物加工實驗室開放需求高、使用人數(shù)多、管理人員少，稍有疏忽或操作不慎就會造成人身事故或?qū)嶒瀮x器損壞。而實驗過程中涉及大型機械設(shè)備(破碎機、磨機、泵等)、高溫設(shè)備(馬弗爐、烘箱等)，并有部分腐蝕性化學(xué)藥品(氯化鋅等)[11]，安全隱患不容忽視。更嚴(yán)格有效準(zhǔn)入制度的保障，才能杜絕一些沒有專業(yè)知識和安全素養(yǎng)的人進入危險環(huán)境[12]。

2 移動教學(xué)管理平臺的探索與研究

2.1 移動教學(xué)管理平臺的發(fā)展趨勢

隨著移動終端技術(shù)和寬帶無線技術(shù)的發(fā)展，截至2020年3月，我國網(wǎng)民使用手機上網(wǎng)比例達到99.3%，而使用筆記本電腦上網(wǎng)僅占35.1%[13]?；谶@些趨勢，在線實驗教學(xué)管理由PC端往移動端遷移勢在必行。移動終端的應(yīng)用必將對高校實驗教學(xué)管理產(chǎn)生一定的影響。

移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺給高校教學(xué)提供了廣泛的平臺，其中微信公眾平臺是在微信基礎(chǔ)上的新增模塊，為移動教學(xué)管理提供了一種基于圖文信息推送的新型信息獲取方式。騰訊微?！?019校園新媒體觀察報告》數(shù)據(jù)顯示，全國各大高校所持有的公眾號總量已超過45萬個，內(nèi)容聚焦目標(biāo)受眾，傳播趨向精準(zhǔn)化[14]，在各個學(xué)科的教學(xué)中已得到應(yīng)用。

2.2 微信公眾平臺的應(yīng)用與特點

在分析了礦物加工專業(yè)實驗室教學(xué)管理特點和實際困難的基礎(chǔ)上，嘗試?yán)靡苿悠脚_來優(yōu)化實驗室教學(xué)管理工作。在實踐中，微信公眾平臺體現(xiàn)出以下特點和優(yōu)勢：

(1)移動化、廣泛性，其一對多的傳播方式，可以直接將信息推送到師生手機，實現(xiàn)師生文字、圖片、語音、視頻信息的全方位溝通互動[15]。

(2)智能化、互動性，其自動回復(fù)與自定義菜單等功能，實現(xiàn)了部分功能智能互動、自動化管理；線上互動學(xué)習(xí)形勢也深受年輕學(xué)生喜愛[16]。

(3)碎片化、便捷性，微信公眾平臺的引入，云端信息24 h在線，便捷及時讓移動辦公和學(xué)習(xí)通過隨身攜帶的手機即可完成，提高了教學(xué)和辦公效率。

3 礦物加工工程實驗室公眾平臺的構(gòu)建與應(yīng)用

3.1 礦物加工工程實驗室公眾平臺的構(gòu)建

微信公眾平臺為移動教學(xué)提供了一種基于圖文信息推送的新型信息獲取方式[3]。結(jié)合本校礦物加工工程專業(yè)實際，筆者申請了“礦物加工工程實驗室”微信公眾號，按功能劃分為實驗預(yù)約、實驗設(shè)備、實驗教學(xué)菜單內(nèi)容，圖1為公眾平臺內(nèi)容的主要架構(gòu)。

圖1 礦物加工實驗室公眾平臺菜單

實驗預(yù)約：功能菜單分為“實驗室申請”“安全教育考試”2個子菜單，通過該功能，在校學(xué)生可以進行實驗室的申請、實驗室安全教育的學(xué)習(xí)和考核。

實驗設(shè)備：功能菜單細分了五大類實驗設(shè)備(浮選、重選、磁電分選、破碎篩分、化驗檢測)，學(xué)生可點擊各子菜單總覽實驗室現(xiàn)用設(shè)備，獲取設(shè)備使用說明書、實驗注意事項及相關(guān)實驗標(biāo)準(zhǔn)。也可以通過輸入具體設(shè)備編號/名稱等方式獲取該設(shè)備的詳細信息。

實驗教學(xué)：功能菜單服務(wù)于專業(yè)實驗課集中教學(xué)管理，利用微信公眾號優(yōu)良的圖文兼容性，將相關(guān)講義課件及實驗標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)內(nèi)容進行碎片化整理，直接推送到學(xué)生手機。并可實現(xiàn)當(dāng)堂實驗數(shù)據(jù)在線提交、師生互動等具體功能。

3.2 礦物加工工程實驗室公眾平臺的應(yīng)用實踐

3.2.1 完善實驗室預(yù)約及準(zhǔn)入制度

實驗室原則上是不允許隨便進入的，有序的實驗室準(zhǔn)入制度是保障實驗室安全高效運行的前提。這就要求平臺具有完善便捷的儀器預(yù)約功能，并有準(zhǔn)入制度的保障。

“實驗室申請”功能菜單融合了學(xué)院2016年建立的實驗室開放管理的信息管理平臺，如圖2所示。

圖2 實驗室申請登錄界面

“實驗室申請”功能菜單融合了學(xué)院2016年建立的實驗室開放管理的信息管理平臺，如圖2(左)；學(xué)生可通過手機自助注冊及申請所需要的實驗設(shè)備及房間；實驗室管理人員也可以通過手機審核/修改學(xué)生申請，如圖3所示，有效地進行了實驗室開放管理，提高了實驗室利用效率。

圖3 開放實驗室申請內(nèi)容頁

“實驗室安全考試”功能融合了本校資產(chǎn)與實驗室管理處2018年建立的實驗室安全教育與考試系統(tǒng)，如圖4所示，學(xué)生通過安全考試后可取得實驗室準(zhǔn)入資格。

圖4 安全教育考試登錄界面

預(yù)備申請實驗的學(xué)生可通過安全教育與考試系統(tǒng)(圖5)，進行相關(guān)課件資料、規(guī)章制度的學(xué)習(xí)及自測，也會收到系統(tǒng)分配的考試任務(wù)(一般100道題目隨機出題，正確率90%為合格)，考試合格取得電子準(zhǔn)入憑證。

圖5 安全教育考試內(nèi)容頁示意

管理人員在后臺可以設(shè)置課件及考試內(nèi)容，也可以看到學(xué)生的學(xué)習(xí)及作答情況。有效保證學(xué)生在進入實驗室做實驗前具備足夠的安全意識和必要的安全常識。

3.2.2 促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)儀器設(shè)備操作規(guī)程

儀器設(shè)備的正確使用是保障實驗室安全高效運行的關(guān)鍵。共享儀器設(shè)備的同時，如何確保儀器設(shè)備保持最佳運行狀態(tài)，是高校急需解決的重要課題[17]。認(rèn)真查閱設(shè)備使用手冊尤為重要?！緝x器設(shè)備】功能菜單，便于師生隨手查閱設(shè)備詳情和使用說明書，有效保障實驗設(shè)備使用安全。

例如，某生申請使用實驗室馬弗爐對實驗樣品進行灰分測定。學(xué)生在通過安全考試、進入實驗室后，發(fā)送設(shè)備名稱“馬弗爐”到公眾號，獲得相關(guān)設(shè)備信息(如圖6)，包括灰分測定儀的使用說明、該儀器相關(guān)指標(biāo)測定國家標(biāo)準(zhǔn)等。學(xué)生對這些進行全面學(xué)習(xí)后，經(jīng)導(dǎo)師批準(zhǔn)，才可以獨立使用該設(shè)備。

圖6 設(shè)備信息內(nèi)容頁

目前，該項功能已覆蓋礦物加工實驗室大部分設(shè)備，包括浮選機、破碎機、過濾機、烘箱、馬弗爐、振篩機、磁選機、離心機、天平、接觸角測定儀等。掌握這些設(shè)備的使用方法，賦予學(xué)生更多的施展空間。他們不僅可以更好地完成驗證性實驗，還可以主動設(shè)計探索性實驗，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.2.3 提高專業(yè)實驗課集中教學(xué)課程質(zhì)量

實驗實踐集中教學(xué)是學(xué)校實驗室的基本功能之一。通過【實驗教學(xué)】功能的使用，改進了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，讓每位同學(xué)可以收到清晰的實驗講解，在有限時間內(nèi)，系統(tǒng)、全面、反復(fù)地觀摩學(xué)習(xí)，隨時預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高了實驗課程質(zhì)量。

另外，利用微信公眾平臺的留言和消息管理功能，要求學(xué)生將重要實驗環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)當(dāng)堂記錄提交(如圖7)，圖文計入實驗課程考勤，有效杜絕了部分學(xué)生課后串改、抄襲實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，端正了其學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了實驗教學(xué)效果。

圖7 實驗課堂數(shù)據(jù)記錄

此外，學(xué)生在課后如有疑難問題，也可以通過公眾號留言方式提問，實驗教師后臺會收到提示并可與學(xué)生進行線上互動，建立了良好的課上課下溝通渠道。

4 結(jié) 語

移動教學(xué)管理平臺在礦物加工專業(yè)實驗室教學(xué)管理中的適當(dāng)應(yīng)用，融合了原有的實驗室預(yù)約、準(zhǔn)入制度，簡化了實驗教學(xué)管理流程，激發(fā)了學(xué)生實驗學(xué)習(xí)興趣，提高了實驗課堂教學(xué)質(zhì)量，具有投入小、成效大的特點。

在使用了微信公眾號輔助實驗室教學(xué)管理后，筆者隨機對4個年級60名本科生及研究生進行調(diào)查，了解學(xué)生的體驗感受。41.7%的學(xué)生表示非常喜歡，實驗學(xué)習(xí)更加便捷了；51.7%的學(xué)生表示比較喜歡，更有動手實驗的興趣。實驗管理人員也實現(xiàn)了移動辦公，提高了教學(xué)辦公效率，實驗教學(xué)質(zhì)量得到有效提升。