礦物加工工程專業科創活動驅導《磁重分選》翻轉課堂高效運轉

李乾, 劉建東, 孫靜, 李會娟, 雷治武, 胡鵬飛, 郭志敏

（1.南華大學 資源環境與安全工程學院，湖南 衡陽; 2. 南華大學 礦物加工研究所，湖南 衡陽）

一 引言

為深入貫徹落實黨的十九大精神和全國教育大會精神，堅持立德樹人根本任務，落實“以本為本、四個回歸”的要求，以“四新”建設理念為引領，深化新時代教師隊伍建設改革攻堅行動，引導廣大高校教師積極投身教育教學改革，自覺發揮課程育人功能，落實教師育人職責，不斷提高人才培養質量[1-2]。根據中國高等教育學會《關于舉辦第二屆全國高校教師教學創新大賽的通知》（高學會〔2021〕132 號）文件精神，南華大學于2021 年11 月舉辦了第二屆南華大學教師教學創新大賽。

南華大學礦物加工工程專業是南華大學傳統優勢專業，以鈾礦冶為特色。其前身是1959 年成立的衡陽礦冶工程學院“放射性選礦”專業[3]。2002 年核工業第六研究所并入南華大學，原來從事鈾礦選冶的相關人員、技術和平臺融入了本專業。2005 年，依托我校礦業工程湖南省重點學科，設置了礦物加工工程方向，2009 年獲批“礦物加工工程”專業，2010 年正式招生，2021 年5 月中國工程教育專業認證協會組織專家對本專業進行了專業認證現場考查，效果良好，正式結果預計今年年底公布。

南華大學礦物加工工程專業依托礦業工程一級學科，建設一流“核特色” 礦物加工工程專業，以穩定“傳統選礦”方向，突出“核特色”，拓展“濕法冶金”方向為專業定位[4]。該專業立足核工業系統、面向全國、對接國際，以培養“重德行、樂奉獻、厚基礎、強能力、高素質，具有創新精神、國際視野和較強實踐能力的應用型高級專業人才”為目標，建成優勢明顯、國內唯一的核特色礦物加工本科專業[3-4]。學科是人才培養的依托，高素質人才的培養有賴于高水平學科的建立[5]。本專業所屬礦業工程一級學科擁有“鈾礦冶生物技術國防重點學科實驗室”“極貧鈾資源綠色開發技術湖南省重點實驗室”“核工業溶浸采礦技術部級重點實驗室”等平臺和“鈾礦冶生物技術國防科技創新團隊”，擁有“核安全與核應急技術”“核燃料循環學科”國防特色學科，為培養高素質專業人才提供了有力支撐。近三年在核工業系統就業的學生比例達1/4 左右。近5 年來本專業獲批湖南省教育廳教學研究項目3 項，教育部產學研項目1 項，南華大學校教學研究項目5 項，發表教研論文10 余篇。2021 年5 月教育部工程認證專家組進?？疾?，2019 年獲批南華大學一流本科專業。建設了《礦物加工學》湖南省精品在線開放課程，《溶浸采鈾》南華大學精品課程，獲批南華大學優質課程7 門。近三年參加專業教學、學術會議20 余次。

《磁重分選》是礦物加工工程專業的主干核心課程[6-7]，使學生掌握礦物加工過程中各種磁選、重選基本理論，磁、重、電選選礦加工工藝及相應的機械設備工作原理及其應用實踐。該課程注重理論與實踐相結合，將該專業領域前沿研究成果充實到教學過程中，并注重培養學生分析解決問題的能力，與礦物加工工程專業的學生科創活動及科技作品競賽密切相關[8]。因此，本文側重分析第二課堂第二大模塊“學術科技與創新創業模塊”（簡稱為“科創模塊”）與《磁重分選》課程的關系，以礦物加工工程專業科創活動為契合點，強調構建礦加科創活動驅導的《磁重分選》啟發- 提問式講授課堂與翻轉研討課堂，由被動學習轉為主動學習，以研究的方式來學習，鼓勵創新式探索，充分發揮學生們的鉆研精神與主觀能動性，達到學以致用的目的。

二 問題提出—第二課堂科創模塊與課堂教學如何銜接

根據《南華大學“第二課堂成績單”制度實施辦法》文件，實施“第二課堂成績單”制度是在學校打造一流本科教育工程背景下，構建“三全育人”工作格局、創新人才培養模式的新實踐，是適應學生成長需要、深化教育綜合改革、培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人的重要舉措。南華大學“第二課堂成績單”的內容體系分為6 個模塊：理想信念與道德修養、學術科技與創新創業、課外閱讀與自主學習、社會實踐與社會工作、文化藝術與身心發展、公益勞動與志愿服務，本科生必須修讀第二課堂活動至少10 個學分方能畢業。其中第二大模塊“學術科技與創新創業模塊”，包含參加各級各類學術科技活動、參加創新創業競賽獲獎、發表論文以及取得專利等情況。

作為礦物加工工程專業學生，科創活動主要包括大學生創新創業大賽、全國高等學校礦物加工工程專業學生實踐作品大賽、“互聯網+”創新創業大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽等。參與科創活動對學生畢業與考研都有不可忽視的作用。2018 年實施第二課堂制度以來，礦加專業大部分學生們感到滿足第二課堂學分有很大難度，主要是第二大模塊“學術科技與創新創業”，摸不清頭腦，找不到點子，有的學生感到很迷茫，無法達成第二課堂的畢業要求。主要原因是沒有將學術科技與創新創業模塊貫徹到課堂里來講授與研討，學生無法做到學以致用，第二課堂“學術科技與創新創業”模塊與課堂教學的銜接關系如圖1 所示。因此，第二課堂“學術科技與創新創業”模塊與課堂教學環節如何銜接的問題是一個值得研討的課題。

圖1 問題提出-第二課堂“學術科技與創新創業”模塊與課堂教學的銜接關系

三 《磁重分選》課程與礦加科創競賽的關系

《磁重分選》是礦物加工工程專業的主干核心課程，圍繞選礦學展開教學，使學生掌握礦物加工過程中各種重選、磁選、電選基本理論，重、磁、電選選礦加工工藝及相應的機械設備工作原理及其應用實踐。同時，礦加科創活動，比如礦加實踐作品大賽主要是圍繞選礦工藝與設備開展的學生科創競賽，要求學生通過學習《磁重分選》等課程，發揮創造性思維，改進與優化相關選礦工藝與設備構建實物或3D 模型、申請專利或撰寫論文的方式來參加比賽，因此，礦加科創活動與《磁重分選》課程有不可剝離的關系，《磁重分選》課程與礦加科創競賽的關系圖如圖2 所示。

圖2 《磁重分選》課程與礦加科創競賽的關系圖

四 礦加科創活動驅導《磁重分選》翻轉課堂建設設想

（一） 以礦加科創競賽為驅導，構建《磁重分選》啟發-提問式講授課堂

以礦加科創競賽為驅導，以啟發-提問式講授磁重分選理論、工藝及設備，從而由被動學習轉為主動學習，提高學生積極性與學習興趣。

（二） 以礦加科創作品為契合點，構建《磁重分選》翻轉研討課堂

以所學理論知識為基礎，以礦加科創作品為契合點，構建“學生為主體、教師為主導”的《磁重分選》翻轉研討課堂。首先將班上學生分成4～5 個小組，要求每個小組選擇一個與該課程相關選礦設備，熟練掌握所選設備的結構、分選原理、運行過程、影響因素與調控方式，并進行創新性思考，對所選設備進行改進與優化設想。為此引發學生思考，真正融入課堂，以研究的方式來學習，鼓勵創新式探索，充分發揮學生們的鉆研精神與主觀能動性，達到學以致用的目標。

《磁重分選》課程分成重選、磁電選兩部分，每講授完一部分進行一次翻轉研討課，強化對理論知識的掌握，并為礦加作品大賽做好充足的準備，以上述方式，基本可確保每個小組在即將到來的礦加作品大賽提交1 件作品。

（三） 以《磁重分選》翻轉研討課堂為基點，拓展一系列科創活動

《磁重分選》翻轉研討課堂圍繞礦加科創作品競賽展開，以此為基本點，拓展引導學生參與一系列科創活動。首先結合《磁重分選》理論知識構建實物模型，然后引導學生撰寫科技論文與專利，開發學生的科研思維，參與礦加專業相關的如大學生創新創業大賽、全國高等學校礦物加工工程專業學生實踐作品大賽、“互聯網+”創新創業大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽等一系列科創活動，并以期發表論文或申報專利。

圖3 《磁重分選》啟發-提問式課堂與研討翻轉式課堂運行圖

（四） 礦加科創大賽驅導《磁重分選》翻轉課堂初見成效

本學期（2021 年秋季學期），《磁重分選》翻轉研討課堂已在南華大學本2019 級礦物加工專業本科班試行。通過礦加科創大賽驅導的方式，學生們相當重視，積極討論，開發了思維，變得“會思考了、會問問題了”，很大程度上活躍了課堂氣氛，并且課后討論也極為積極，且一部分小組提出了較為創新的選礦設備構想，為下學期的全國高等學校礦物加工工程專業學生實踐作品大賽奠定了扎實的基礎。

五 結語

在南華大學打造一流本科教育工程、實施“第二課堂成績單”制度背景下，第二課堂科創模塊與課堂教學如何銜接成為了不可忽視的課題。通過分析可見，第二課堂“學術科技與創新創業模塊”與《磁重分選》課程的具有不可剝離的關系。因此，專業教師可通過礦加科創競賽為驅導，構建《磁重分選》啟發-提問式講授課堂；以礦加科創作品為契合點，構建《磁重分選》翻轉研討課堂，并此為基點，拓展一系列科創活動。從而由被動學習轉為主動學習，以研究的方式來學習，鼓勵創新式探索，充分發揮學生們的鉆研精神與主觀能動性，達到學以致用的目的。