模型制作在采矿工程专业教学中的应用

康向涛　邹义怀　吴桂义

摘 要：模型直观、易懂，能构建起专业知识的内部联系与空间形态。模型制作能加深学生对专业知识的理解，是一种教学方法的有益尝试。教师通过课堂引导完成模型制作的选题，在学时较少的课程中，可进行主要概念、知识点的模型制作。在学时较多的课程中，可进行专业知识体系的模型制作，使模型能自成系统。可选派兴趣浓厚的模型制作学生参加全国的采矿工程实践作品大赛，并通过调查问卷等方式反馈模型制作的教学效果，并不断地持续改进，完善模型制作的课程建设。

关键词：模型制作;采矿工程;教学;持续改进;工程教育

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-7615（2019）05-0111-03

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2019.05.019

Application of Model Making in the Teaching in Mining Engineering Major

KANG Xiangtao， ZOU Yihuai， WU Guiyi

（College of Mines，Guizhou University， Guiyang， Guizhou， 550025，China）

Abstract：As the model is intuitive and easy to understand and can build up the internal connection and spatial form of professional knowledge， its making can deepen students’ understanding of professional knowledge and is a useful attempt of teaching methods. Teachers complete the topic selection of model making through classroom guidance. In the course of fewer hours， they can make models of main concepts and knowledge points. In the course with more hours， the model of professional knowledge system can be made so that the model can be self-contained. Students with strong interest in model making can be selected to participate in the national competition for practical works of mining engineering. Through questionnaires and other means of getting feedback of the teaching effect of model making， and continuous improvement is made and the curriculum construction of model making is perfected.

Key words：model making; mining engineering; teaching; continuous improvement; engineering education

采礦工程系地矿类专业，主要研究学习矿床开采的理论和方法，发展矿业新技术。贵州大学采矿工程已通过教育部“工程教育认证”，在工程教育背景下采矿工程专业要能体现“能力本位”的思想，应加强学生多方面能力的综合培养。教学模型是课堂教学中的一种重要工具，可以使抽象概念具体化，复杂问题简单化，在教学中很容易让学生明白知识点的涵义。为此，许多学者开展了相关研究。王天龙等[1]采用“互动-实践”式教学方法进行模型制作，提高了学生的专业技能和实践能力。王黎明[2]等提出模型制作课程的教学思路，合理利用不同类型的模型及模型制作过程的不同阶段，提高学生的综合能力。高思远[3]在教学中总结出“模型制作教学法”，让学生参与到学习活动中进行研究和探索，并按视图来制作模型代替单纯的课堂教学，提高了学生们的职业能力、社会能力和方法能力。谌扬[4]通过模型制作课程的教学实践经验总结，阐述了模型制作课程对空间思维能力培养的重要性。王匡[5]等探讨了模型制作教学法的实效性，证明了模型制作教学法是一种以改变学生行为，行之有效的教学方法。黄信[6]分析了理论指导与自主实践在建筑模型制作课程中的作用，介绍用“理论指导+自主实践”方法进行建筑模型制作课程的教学实例，提出一些建筑模型制作课程的教学建议。赵玉春[7]将园林模型制作作为园林设计课程的一种教学方法，让学生更直观地体会园林设计空间的概念，培养学生浓厚的学习兴趣和创新意识，提高学生的动手能力。因此，模型制作可使学生们充分发挥主观能动性，把主要知识点动手实践做成模型，能做到对知识点的融会贯通，举一反三。为了把抽象、难理解的专业知识模型化，进行互动型的模型制作是一项很有意义的教学尝试。

一、模型制作与采矿工程专业课程特点

1.模型制作

模型直观、易懂，能构建起专业知识的内部联系、空间形态，可以将形式与内容完美地结合起来，以独特的造型展示出立体的视觉形象，起到一目了然的作用。模型设计中布局是否合理、比例是否恰当、造型是否协调等问题都可以通过模型制作来发现。模型制作主要是通过师生互动的教学方式，把专业概念或知识体系动手实践做成知识模型，从而加深对专业知识的理解，达到教学相长的效果。它既能提高学生的动手实践能力，也能培养学生的学习兴趣和创新意识，是一种能改变学生行为，提高学生综合能力的教学方法。比如建筑专业、园林专业等都可以把专业知识动手实践综合成建筑模型、园林模型，用于课堂的教学[6-7]。尤其对一些工科院校的专业课教学，模型制作可以调动学生的学习积极性，能把枯燥专业知识变为制作模型的乐趣，达到对所学知识的理解、消化、吸收与灵活应用。此外，信息获取、动手实践、团队协作、人际交流等能力都可以通过模型制作来实现。

2.采矿工程专业课程特点

采矿工程属于矿业类学科，是一门学科综合性较强的专业，涉及采矿、井巷、力学、机械、管理与制图等多学科的基础知识。专业课程具有概念较多、知识点零碎、知识体系环环相扣的特点，需要有一定的立体思维能力，才能把知识架构的空间关系搞清楚。单纯的课堂教学往往使学生一知半解，而教学模型参观也仅是对知识的一种表象理解，不能从根本上掌握主要知识点的本质关系。专业课程的学习需要学生具有一定的空间想象能力和严谨的逻辑思维能力，而对重要概念的理解和应用一直是采矿工程专业课教学的重点和难点。模型制作则能把一些抽象的专业概念、知识体系构建起来，使知识结构立体化，有助于学生对基础知识的深刻理解。因而，选择模型制作进行采矿工程专业课的教学实践是课程教学方法的一种有益尝试。

二、模型制作在教学中的应用

1.模型制作的课堂引导

在整个教学过程中，如何增加学生对课程的感性认识和学习兴趣，教师对课程的掌控力和对专业知识的熟悉程度是一个关键点。教师应认识到课堂引导的重要性，在模型制作授課中应循循善诱，适时教导。刚开始进行模型制作的学生会毫无头绪、不知所措，此时教师应进行课堂引导，可准备若干个模型制作的选题，讲解一些相关的模型案例，开拓学生的思维;也可安排学生参观教学模型，增强他们对模型的直观感受，使他们认识到模型制作并不难，还有一定的趣味性。其次给他们讲解模型制作的益处，提高他们对复杂空间的表现和认知能力，锻炼他们的动手能力与团队协作精神等。最后将学生分组，1组4～6人为宜，每组设定1名小组长，组长分工明确，组员各负其责，并纳入最终的考核评分中。

2.教学中的模型制作

模型制作过程：首先进行模型的选题，教师准备若干个模型制作的选题，由学生自由选择，也可由学生根据专业课程知识自选课题;选题完成后，模型小组要搜集资料、完成模型设计并绘制方案草图，依据草图绘制出详细的CAD施工图;然后根据选题的不同确定模型制作材料;此后，各小组分别进行模型制作，在此过程中，学生要拍摄具体实施模型制作的关键步骤照片，为下一步小组汇报或上交报告提供素材;最后，各小组将自己制作的模型成品进行展示，各组推选代表进行PPT汇报，师生针对各组的汇报情况进行点评、讨论，教师对最终结果进行考核评分。

模型制作要求：教师应根据课程内容和教学课时，给学生分配模型制作任务，要求模型能自成系统，甚至能简单运转，并符合实际情况。

在学时较少的课程中，可进行专业课中一些主要概念、知识点的模型或模型部件制作，可利用塑料板、纸盒、泡沫板等材料进行模型制作。在以后的教学过程中，如果有学生重复之前的教学模型，则要求学生做出更精细的模型，可添加二极管等电子元件进行电动演示，可改进模型材料使做出的模型更逼真等，要求重复的模型趋于精细化、形象化。

在学时较多的课程中，可进行专业知识体系模型的制作，使学生加深对专业知识体系的理解和应用。根据课程知识点，发挥学生的自主性，探索自己的表现形式。学生如果继续之前的模型，则需要进一步完善模型系统，可借助光电、机械等方法使模型更真实化，易于理解。课程关注的焦点是完成模型制作所获得的成果，以此激发学生的兴趣，培养学生能靠自己和团队做成事情的信心。

3.模型制作的实践竞赛

教师应鼓励学生全员积极参与模型制作，可推荐模型制作兴趣浓厚的学生参加全国的采矿工程专业实践作品大赛。例如，采矿工程2015级学生参加竞赛模型作品，获得了奖项。这些结合专业知识把想法变成模型作品的经历，锻炼了他们的动手实践能力和创新思维能力，增长了见识，增强了他们做成事情的自信心。

4.模型制作的教学反馈与持续改进

模型制作是一门不断摸索前进的课程，需要持续地改进完善。通过合理地设计调查题目，进行匿名的调查问卷形式来获取学生真实的反馈信息。根据第一次的调查问卷结果，学生们提出了比较中肯的建议：模型制作要有一定的经费支持，应有专用的模型制作教室及工具，也可以进行数值模型的制作等。这些意见都是今后模型制作课程建设需要改进完善的地方。

三、结语

模型能形象直观地反映采矿工程专业中抽象难理解的基础知识，模型制作有助于学生们消化、吸收、灵活运用专业知识，也能锻炼他们的动手实践能力和空间想象能力。因而，模型制作在采矿工程专业教学中的应用是一项很好的教学方法尝试。模型制作要由教师课堂引导开拓学生思路，按照学时的差异、学生可分组讨论模型的难易程度确定选题范围，然后收集资料完成模型设计，确定模型材料进行分工协作，完成模型制作，最后教师进行考核评分。对模型制作兴趣浓厚的学生，可以选派他们参加全国的采矿工程专业实践作品大赛。可通过问卷调查等方式反馈模型制作的教学效果，并不断持续改进，完善模型制作的课程建设。

参考文献：

[1] 王天龙，胡传坤，伊松林，等. “模型制作”课“互动-实践”式教学模式的探索[J]. 中国林业教育，2011（6）：61-63.

[2] 王黎明，张颖，刘天祥，等. 模型制作教学与学生专业素质培养[J]. 机电产品开发与创新，2009（2）：77-79.

[3] 高思远. CAXA模型制作教学法实践[J]. 黑龙江科技信息，2013（2）：196.

[4] 谌扬. 浅谈对环境艺术设计专业模型制作课程的空间思维能力的培养[J]. 中国包装工业，2013（10）：80-81.

[5] 王匡，白倩. 模型制作教学法的实践与研究[J].科技与创新，2016（7）：122.

[6] 黄信. 基于“理论指导+自主实践”模式下的建筑模型制作课程教学方法探讨[J]. 科协论坛， 2013（1）：176-177.

[7] 赵玉春. 浅谈模型制作在园林设计教学中的应用[J]. 安徽农学通报， 2013（20）：120-121.

（责任编辑：赵广示）