工程专业教学改革与教学方法创新

摘要：教学不仅是知识的转播，更是个人能力的培养。随着全球矿产资源日趋紧张化，国际型矿业人才的培养显得尤为重要。矿业发达国家，一个高技术人才的工作量是国内工人的数十倍甚至上百倍。这一方面体现在技术的现代化和设备的自动化，另一方面则是个人能力的突出体现。近年来，东北大学采矿工程学科将本专业教学改革与工程专业认证及卓越工程师培养计划相结合，开展以学生能力为核心的采矿工程专业教学改革与教学方法创新建设，并取得了一定成绩。

关键词：个人能力；采矿工程；教学改革；教学创新

着力提高教育质量，推动内涵式发展，是党的十报告对新时期教育改革发展做出的战略部署，也是今后高等教育改革和发展的方向。教学改革与教学方法创新，是教学研究永恒的课题，也是提高教育教学质量的关键。如何在教学过程中实现学生能力的培养，如何在教学改革中注重方法引导，是目前高校提高教学质量的重要课题。东北大学采矿工程专业自办学以来，在实施专业全面建设和发展的同时，一贯注重教学体系与教学方法改革，在改革中，结合采矿工程发展趋势，为我国矿业工程领域培养了大批适应社会需要，基础扎实、能力强和综合素质高的优秀人才。近年来，东北大学采矿工程学科将本专业教学改革与工程专业认证及卓越工程师培养计划相结合，开展以学生能力为核心的采矿工程专业教学改革与教学方法创新建设。以下是建设中的一些核心方法及改革措施，希望这些方法与措施为其他高校采矿专业及工程类专业实施教学改革及教学方法创新提供一些思路。

一、以学生能力为核心的课堂教学改革与教学方法创新

课堂教学是实施高等教育的主渠道，高等教育改革在很大程度上体现在课堂教学改革中。因此，课堂教学改革是专业建设的重要环节。近年来，无论是专业认证对学生毕业要求的达成度还是卓越工程师培养计划，都将工程类学生是否具有解决复杂工程问题的能力作为培养目标和判断标准。而要使学生具备解决复杂工程问题的能力，专业在教学过程中必须实现学生能力的培养，在教学中注重方法的引导。东北大学采矿工程专业，为达到专业认证和卓越工程师对学生的培养要求，对专业课程首先进行以学生能力为核心的课堂教学改革与教学方法创新。首先在课堂教学的改革，鼓励各专业课主讲教师结合科研实践，积极探索参与式、启发式、讨论式和研究式教学，采用案例教学法、实地考察法、模拟训练法等教学方式，在实施基于问题学习（PBL）的教学过程中，教师在课堂上主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用。在研究各课程的教学方法时，因课因内容制宜，采取不同的教学方法。不管是安排自学、讲解重点和难点，还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论，都注重调动学生的积极性，通过让学习者直接参与解决真实性问题，充分调动学生学习的主动性，把“满堂灌”改为在教师引导下师生共同探索，从而学习隐含于问题背后的科学知识，培养解决问题的能力。而在讲授过程中，把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方式。不断完善“以学生为中心、教师为主导”的教学新模式。改革后的课堂教学采用学生参与、师生互动式教学。以专题研讨（Seminar）为主要形式，选择适当的问题，让学生自己查阅资料，配合课堂研讨，撰写小论文，最后每个学生上讲台阐述自己的“研究成果”。这一方法有效调动了学生的学习能动性，并培养其研究、解决问题的能力。互动方式多样化，如针对已讲授的某一内容，布置学生发挥想象力，把这一内容用形象的幻灯片表达出来，以加深学生对教学内容的理解，达到牢固掌握的目的。这种看似平常的方法，实现了教师讲授与学生参与的结合、课本知识与实际问题的结合。这种参与式、互动式教学大大激发了学生的学习能动性，提升了学生对课程内容的理解和掌握程度，同时有效培养了学生独立思考、形象思维、文献查阅、论文写作和口头表达等能力，教学和能力培养效果显著。教学方法改革的另一个重要内容是考核方式的改革。增加学生参与和实践环节在总成绩中的比重，Seminar论文及其宣讲占30%，课外创新实践（具体见后）占20%，考试占50%。课堂教学改革的另一方面，专业要求积极建立数字化技术的教学理念，改变目前采矿工程专业的传统教学模式。通过运用Surpac、Dimine等数字化软件，开发和应用多媒体CAI课件，引入通风软件Ventsim和充填料浆输送模拟软件Fluent，模拟矿井通风和充填管路输送过程，增加教学过程中的直观性与思考性，将理论知识在建立虚拟采矿模型的过程中消化吸收并延伸到实际工程问题中。充分利用“一体化教学”，即在课堂理论教学的同时，配合实验、仪器操作同时进行，并积极促进本科生进实验室，进课题组，参与科研活动，提高学生的动手能力和创新能力。

二、以学生能力为核心的课程与教学资源建设

面向经济社会发展需求，瞄准专业发展前沿，结合卓越工程师培养及专业认证的要求，借鉴国内外课程改革成果，充分利用现代信息技术，更新完善教学内容，优化课程设置，增设《三维采矿设计》和《采矿环境一体化课程设计》，加强实践教学环节的培养，形成具有鲜明特色的专业核心课程群。加强协同开发，促进开放共享，建设完善《采矿学》、《岩石力学》和《资源经济学》等核心课程的网络教学平台，实现优质教学资源的共享，扩大本专业在国内外的影响力，形成与人才培养目标、人才培养方案和创新人才培养模式相适应的优质教学资源。根据本科实践教学的要求，完善建设虚拟现实系统，建成采矿工艺过程（凿岩、爆破、支护、回采）的三维教学平台，并专业录制现场采矿工艺过程录像应用于教学，加强学生对采矿过程的理解，建设采矿工程部级虚拟仿真教学示范中心，并训练学生的采矿设计能力，学以致用。

三、以学生能力为核心的实践教学环节建设

采矿工程为工科专业，工程教育的基本特点之一是实践教育，为突出应用，加强学生工程意识、背景和解决复杂工程问题能力，专业加强实践教育环节的建设，以适应采矿工程“卓越工程师教育培养计划”及专业认证的需要。在专业教学计划中精心设计实践教学体系，增大实践性教学环节的比重，在组织制定实验教学大纲时开设综合性或设计性实验课。充分发挥“211工程”和“985”建设的实验、科研设备优势，完善采矿虚拟现实系统平台、散体流动规律实践教学基地、采矿工艺实践教学基地、数字矿山实践教学平台、岩石破裂失稳与智能控制数字实验室、矿山废弃物综合利用实践教学系统。在实验教学中激发学生的创新意识和创新精神，培养其实践能力和创新能力，鼓励教师将教学与科研结合，激励学生提高创新意识，培养创新能力。充分利用校外教学资源，除与合作单位设立校外实习、实践基地外，通过聘请校外专家授课，采取与科研院所、企业联合培养的方式，建立多元化的工程实践教学基地，增加学生工程实践能力。

四、以学生能力为核心的“双师型”教师队伍建设

构建“双师型”教学团队，提高实践教学的水平。大力引进具有工程实践背景的工程技术人才充实到教师队伍中，打造一支素质、能力优良的“双师型”师资队伍。建立校内专职教师与企业兼职教师相结合的高水平工程教育师资队伍。校内专职教师应具有较高的科学研究水平和学术造诣，并要通过不断的学习具备很强的工程设计能力和工程研发能力。企业兼职教师应聘请高水平或具有丰富实践经验的专家和工程师，参加学校本科学生的专业课程教学，指导学生的毕业设计、企业实习、工程训练等，联合指导学生的企业实习。既鼓励有实践经验、有学术水平的工程师到学校兼职任教，又鼓励专业教师尤其是青年教师到企业兼职，建立专业教师尤其是青年教师接受工程实践锻炼的长效机制。通过学校和现场的紧密结合，在为东北大学培养采矿卓越工程师的同时，也为以后专业对现场工程技术人员培训、提供技术服务和人才培养奠定基础，最终实现学校和企业的双赢。

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作者：王青 顾晓薇 邱景平 胥孝川 张春明 单位：东北大学资源与土木工程学院