浅析矿井瓦斯防治课程实验教学与创新人才培养*

◆王亮 程远平

1 前言

在现代教学中，为了加强对学生创新能力的培养，许多学校尤其是高等院校都非常重视在平时的教学过程中让学生更多地设计和实施实验，这就是通常所说的实验教学法。近年来，国家在高校实验教育教学改革和促进实验教育教学培养人才方面的巨大推动作用，使得教育工作者对该类教学方法越来越重视，他们更多地将注意力集中在培养学生的创新能力和实践能力方面[1-3]，而不是仅仅以实验验证理论、加强学生实验技能。这样不仅可以让学生把实际知识同书本内容联系起来，实现理论与实际相结合，而且能够培养学生的独立探索能力、实验操作能力和对科学研究的兴趣[4-5]，同时可以提高相关学科的教学质量[6-8]。

本文结合中国矿业大学矿井瓦斯防治课程的专业特点，通过分析传统教学模式中存在的不足之处，对实验教学的意义、实现机制以及考核制度等多方面内容进行研究和探讨。

2 传统教学中存在的弊端

进入新世纪，知识更新换代的周期大大缩短，对人才的培养提出更高的要求[9-11]。传统的教学模式越来越显示出其不足之处，以中国矿业大学矿井瓦斯防治课程为例，主要存在如下弊端。

只注重课堂教学，实验方面相对匮乏 目前，中国矿业大学矿井瓦斯防治课程一共有64学时，其中实验教学只有10学时，其比例仅占15%。大部分时间都是教师在课堂上讲解，在学生看来既枯燥又乏味，尤其是遇到一些与现场实际结合比较紧密的内容更是一头雾水，渐渐地，学生失去学习的兴趣和动力。

实验内容的设定不尽合理，不能充分利用实验设备在现代科学发展过程中，实验是必不可少的环节，因此，充分利用好实验室是科学教学的重中之重。目前，学校有相当多的仪器设备可供使用，但是如今的实验课程内容仅仅局限于基础部分，不能充分利用一些精密的大型的实验设备，这就束缚了学生的手脚，影响他们创新思维的发展。

师资力量比较匮乏 目前，学校大部分实验教师由理论课任课教师担任，缺乏专业的实验教师队伍，甚至有时候仅仅是一些在读研究生负责指导学生实验。由于专业水平参差不齐，对学生的指导也是千差万别，这就无法给学生营造一个稳定的实验教学环境，直接影响他们实验的主动性和实验教学的效果。

缺少健全的考核方法，难以激发学生做实验的动力目前，评价学生的实验技能时对实验的过程重视程度不够，而仅仅是依据最终的实验报告，这种片面的考核机制不仅打消了学生做实验的积极性，而且长此以往还容易引发他们的懒惰情绪，更不用说培养他们的创新意识和实践能力了。

3 实验教学的必要性和意义

今天，如何培养学生的创新精神和实践能力已经成为素质教育的重点，而以实践性和真实性为基础的实验教学恰恰为此提供了重要途径[12-13]。实践是形成和提升人的素质的关键，而实验教学恰恰不仅仅是一种科学的实践，同时是一种教育的实践[14]。在此类教学方法中，学生一方面要通过直观的、有效的实验去验证和强化理论知识，另一方面也要通过一次次的实验来培养自己的动手能力、团队意识和民主讨论的优良作风。

矿井瓦斯防治课程的最大特点就是立足于现场实际和实验室实验，它是将实际问题定性化，然后通过理论分析并结合现场以及实验室手段找出问题的根源，进而以此为基础，针对相关问题提出切实可行的解决办法，最终将此类解决方法应用于现场工作中去指导生产。举例来说，就像经常提到的煤与瓦斯突出事故，过去的几十年乃至上百年中一次次重特大瓦斯灾害事故带来的血的教训促使瓦斯工作者不断地深入现场实际考察研究，并反复地进行实验室模拟实验，最终使煤矿瓦斯防治科学研究工作取得重大进展，形成一批煤矿瓦斯防治方面的技术标准、规范和管理规定，一步步实现煤矿瓦斯治理的规范化、程序化和制度化，并形成“区域措施先行、局部措施补充”的瓦斯防治新理念。

正是由于矿井瓦斯防治课程鲜明的专业特色，在进行该课程的教学时就无法忽视现场和实验室实验的重要作用。那么，如何让学生更好地理解和掌握矿井瓦斯防治这门课程的内容呢？这就涉及前面所提到的实验教学法。如今，教学实验已经成为科学教育的重要组成部分，它是根据教学目标而组织的教学活动，其价值和意义已被人们公认。因此，在进行矿井瓦斯防治这门课程的教学时，要改变原有的教学思路，更多地立足于实验室，用理论去指导实验，然后再以实验来深化理论。可以说，能否正确充分利用好实验室资源，肯定会成为将来教学质量评估的一大标准。

如今特别强调实验教学的地位，并特别提倡加强对学生创新能力和实践能力的培养，这正符合目前我国基础教育课程改革的要求。倡导将实验教学更广泛地推广开来，一方面是为学生能够独立地发现、思考和解决问题创造良好的物质基础和环境条件，另一方面则是为更好地推动基础教育课程改革贡献力量，为更好地实施新的课程标准奠定坚实的基础。从国内外教育教学发展的经验来看，丰富的实验不但能从感性方面给予学生更多的知识，而且能唤起他们学习科学知识的热情及对科学问题的深入思考。

正如笔者经 常对学生所讲的那样，矿井瓦斯防治这门课就是一门以实验为基础、以现场为依托的课程，教学的最终目的是让学生不仅知其然，更要知其所以然，不仅要授其以鱼，更要授其以渔。就比如在课堂上给学生讲授施工钻孔抽采瓦斯以实现消除突出危险性的目的，这时如果带领他们亲自到施工现场去观察，让他们亲眼目睹具体的施工步骤，亲身感受施工的过程，引导他们多听、多看、多想，鼓励他们尽可能多地从现场实际中发现问题、分析问题并尽力去解决问题，那么肯定会让他们对此类知识有一个极为深刻的理解和掌握。

4 对实验教学的思考和建议

过去的十多年，我国的教育教学已经发生一系列的重大变革，这些变革中最突出的特点是将实验教学提到一个相对较高的层面，对培养学生的创新意识和实践能力的重视度大大加强[15-16]。目前，中国矿业大学在这方面做得工作还不够，尤其是针对矿井瓦斯防治这门专业特色较强的课程。毫无疑问，如今实验教学已经是大势所趋，为了不至于在目前的教学改革中落伍，笔者认为必须对现有的传统教学模式大刀阔斧地进行除旧布新。

1）革除弊端，形成良好的实验教学氛围。这主要包括以下几个方面。

①增加实验课程数量，丰富实验内容，合理利用实验仪器设备。

②增加实验教学的师资投入，建立一个专业性强、素质过硬的实验师资团队。只有实验教师自身具备了较强的专业素质和科研能力，才能够带给学生最前沿的知识和最专业的指导，才能给学生带去最新的科研视野和科研方法。

③建立完善的考核机制。不仅要对学生进行考核，还要对实验教师进行考核；不仅要重视对实验结果的考察，更要重视对实验过程等各方面的综合评价。实验考核的尺度也不能仅仅局限于正确与否，而要更多地考虑实验过程是否合理，实验方法是否具有创新性。

2）实验教学过程中更多地掺入互动交流环节，通过加强学生相互之间的讨论来引导他们去发现问题、分析问题并解决问题，以此来激发学生做实验的积极性和主动性。

3）改进实验教学方法，更多地鼓励学生凭借自己的智慧独立设计和实施实验，加强对学生创新意识和实践能力的培养，多注重开发学生的发散性思维，以此来激发学生探究创造的兴趣。

4）在平时的教学工作中，要对知识的重点和难点进行综合性的整理和归纳，对原有的实验内容进行筛选和整合，设立相应的专业综合性实验。教学时既注重学生对基本概念和基本原理的学习，也要加强他们对深层次知识的理解和掌握。

总之，教师在实验教学时尽可能多地把主动权给学生，让他们自己去查阅资料以了解实验内容、实验原理、实验仪器功能、实验操作规范、注意事项以及后期的数据处理、作图等。同时，尽可能地鼓励学生根据自己的想法设计实验甚至是改造已有的实验方案，以此来培养学生勤于思考的优良作风和探索新知识的兴趣。此方法最难能可贵之处就是，如果学生做自己设计的实验，在实验中去发掘问题并把自己观察到的实验中存在的问题提出来讨论，然后再让他们到实验中去寻求解决问题的方法，就可以让他们在实验中体会学习的有效性和乐趣，使认知水平得到极大的深化和提高。

5 结语

实验教学的规范化和制度化不是一蹴而就的，这是一项长期的改革工程。要成功地探索出一条符合本校实情的实验教学道路，还需要学校领导的大力支持和全体教师的不懈努力。同时，在平时还要加强与国内外同类院校的交流与合作，多学习别人的成功经验，充分发挥本校的优势，最大程度地利用好本校现有的实验设备，建立起科学、规范、有效的以科研促进教学的良好机制。只有将实验教学与科学研究有机地融合在一起，才能有力地推动学生创新意识和实践能力的培养。■

[1]白云,柴钰.加强开放式实验教学 培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索,2010(8):109-112.

[2]黄大明,秦钢年,杨春兰,等.提高实验教学人才培养功能 适应创新人才培养[J].实验室研究与探索,2011(6):126-129.

[3]程永扬,王为,李小昱,等.构建立体化的创新性实验教学体系与模式[J].实验室研究与探索,2008(7):102-104.

[4]杜明辉,叶朝良,刘鹏.国家级实验教学示范中心建设的研究与实践[J].实验技术与管理,2011(7):130-133.

[5]范公广,刘永萍,谢军.国家级实验教学示范中心实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理,2013(2):134-136.

[6]贾晓东.高校实验教学质量管理与评价研究[D].天津:天津大学,2006.

[7]厉旭云,梅汝焕,叶治国,等.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索,2014(3):131-135.

[8]梁上燕.高校开放式实验教学研究[D].兰州:西北师范大学,2002.

[9]张文桂.实验教学示范中心建设的思考与实践[J].实验技术与管理,2008(1):1-4.

[10]张玉英,马军,王晓军.加强实验教学中心建设 提升应用型人才培养质量[J].实验室研究与探索,2011(11):90-94.

[11]刘女兢.“启发—探究”式教学在高中化学实验教学中的应用[D].长沙:湖南师范大学,2012.

[12]潘宏利,卢超.应用型本科院校创新实验教学体系的探索与实践[J].实验室研究与探索,2011(6):254-257.

[13]秦钢年,黄大明,卢福宁,等.构建适应创新型人才培养的实验教学体系[J].实验室研究与探索,2012(1):101-104.

[14]韦化,曾冬梅,秦钢年.实验教学与科研相结合，培养学生的创新能力[J].实验技术与管理,2008(5):31-34.

[15]于兵川,吴洪特.实验教学与科研有机结合 培养学生创新意识和能力[J].实验室研究与探索,2010(2):76-77.

[16]熊宏齐,戴玉蓉,郑家茂.实验教学改革与实验室建设规划的研究与实践[J].实验技术与管理,2008(10):1-4.