移动教学管理平台在矿物加工工程实验室中的应用

王平平，王兆薇

(中国矿业大学(北京)，北京 100083)

1 矿物加工专业实验教学管理的现状与问题

实验教学是高等工程教育教学的重要组成部分，能有效树立学生工程意识，提高其综合素质[1]，是培养学生实践动手能力、创新能力、分析和解决问题能力的重要环节。

中国矿业大学(北京)矿物加工工程专业是国家重点专业学科，面向煤炭加工、矿产资源综合利用与深加工领域培养专业人才，是工程背景很强的专业[2，3]。通过实验实践，才能更直观、透彻地了解矿物加工过程中的基本规律、影响因素，提高专业技术水平；通过实验设计，才能补充和深化理论课堂教学内容，提升专业知识。

但作为传统优势学科，矿物加工工程实验教学及管理延续了旧的实验教学框框条条，目前跟不上高等教育改革发展现状，不能满足对人才培养的需求，主要体现在以下4个方面。

1.1 实验室管理人员有限，无法满足实验教学管理要求

1.2 本科生专业实验课程教学效果得不到有效保障

本校专业本科生实验教学课程一般以30人/班集中授课，64课时/学年，每堂课教授新的实验内容。传统实验教学模式中，教师会在实验室进行30～60 min理论讲解和操作示范，本科生随即进行分组实验操作。

受场地、课时限制，30名初学者围观授课老师讲解示范，往往出现听不清、看不急、理解不深入等情况，对实验操作规范的记忆有大量遗漏[4]，以致实验失误甚至错误，削弱了学生们的实验兴趣。

另外，传统实验教学模式容易造成学生在实验过程、实验报告撰写等方面相互借鉴和抄袭[5]，对于小部分学生而言，不能得到预期的实验教学效果。

1.3 实验室开放需求增多，对教学管理提出新的挑战

实验室开放共享是高校实验室管理的重要课题。开放实验室既有利于提升实践教学质量，也有利于培养创新型科技人才[6，7]，提高实验室场地、仪器的利用率，最大限度地发挥教学实验资源的效益[8]。

除实验教学以外，目前本校专业实验室还承担了矿物加工课程设计、大学生创新实验、实践作品大赛等多项实践教学任务，本科生进入实验室需求越来越多；研究生也经常需要借用大型仪器设备，辅助课题研究。传统的PC端实验室预约流程已经满足不了如今全天候的开放需求。

1.4 安全隐患多，实验室准入制度有待规范

实验室的安全是教学和科研工作正常开展的基本前提。实验室是大量仪器设备、实验材料及师生相对集中的地方，潜伏着各种各样的安全隐患，随时可能发生安全事故[9，10]。

矿物加工实验室开放需求高、使用人数多、管理人员少，稍有疏忽或操作不慎就会造成人身事故或实验仪器损坏。而实验过程中涉及大型机械设备(破碎机、磨机、泵等)、高温设备(马弗炉、烘箱等)，并有部分腐蚀性化学药品(氯化锌等)[11]，安全隐患不容忽视。更严格有效准入制度的保障，才能杜绝一些没有专业知识和安全素养的人进入危险环境[12]。

2 移动教学管理平台的探索与研究

2.1 移动教学管理平台的发展趋势

随着移动终端技术和宽带无线技术的发展，截至2020年3月，我国网民使用手机上网比例达到99.3%，而使用笔记本电脑上网仅占35.1%[13]。基于这些趋势，在线实验教学管理由PC端往移动端迁移势在必行。移动终端的应用必将对高校实验教学管理产生一定的影响。

移动互联网服务平台给高校教学提供了广泛的平台，其中微信公众平台是在微信基础上的新增模块，为移动教学管理提供了一种基于图文信息推送的新型信息获取方式。腾讯微校《2019校园新媒体观察报告》数据显示，全国各大高校所持有的公众号总量已超过45万个，内容聚焦目标受众，传播趋向精准化[14]，在各个学科的教学中已得到应用。

2.2 微信公众平台的应用与特点

在分析了矿物加工专业实验室教学管理特点和实际困难的基础上，尝试利用移动平台来优化实验室教学管理工作。在实践中，微信公众平台体现出以下特点和优势：

(1)移动化、广泛性，其一对多的传播方式，可以直接将信息推送到师生手机，实现师生文字、图片、语音、视频信息的全方位沟通互动[15]。

(2)智能化、互动性，其自动回复与自定义菜单等功能，实现了部分功能智能互动、自动化管理；线上互动学习形势也深受年轻学生喜爱[16]。

(3)碎片化、便捷性，微信公众平台的引入，云端信息24 h在线，便捷及时让移动办公和学习通过随身携带的手机即可完成，提高了教学和办公效率。

3 矿物加工工程实验室公众平台的构建与应用

3.1 矿物加工工程实验室公众平台的构建

微信公众平台为移动教学提供了一种基于图文信息推送的新型信息获取方式[3]。结合本校矿物加工工程专业实际，笔者申请了“矿物加工工程实验室”微信公众号，按功能划分为实验预约、实验设备、实验教学菜单内容，图1为公众平台内容的主要架构。

图1 矿物加工实验室公众平台菜单

实验预约：功能菜单分为“实验室申请”“安全教育考试”2个子菜单，通过该功能，在校学生可以进行实验室的申请、实验室安全教育的学习和考核。

实验设备：功能菜单细分了五大类实验设备(浮选、重选、磁电分选、破碎筛分、化验检测)，学生可点击各子菜单总览实验室现用设备，获取设备使用说明书、实验注意事项及相关实验标准。也可以通过输入具体设备编号/名称等方式获取该设备的详细信息。

实验教学：功能菜单服务于专业实验课集中教学管理，利用微信公众号优良的图文兼容性，将相关讲义课件及实验标准等教学内容进行碎片化整理，直接推送到学生手机。并可实现当堂实验数据在线提交、师生互动等具体功能。

3.2 矿物加工工程实验室公众平台的应用实践

3.2.1 完善实验室预约及准入制度

实验室原则上是不允许随便进入的，有序的实验室准入制度是保障实验室安全高效运行的前提。这就要求平台具有完善便捷的仪器预约功能，并有准入制度的保障。

“实验室申请”功能菜单融合了学院2016年建立的实验室开放管理的信息管理平台，如图2所示。

图2 实验室申请登录界面

“实验室申请”功能菜单融合了学院2016年建立的实验室开放管理的信息管理平台，如图2(左)；学生可通过手机自助注册及申请所需要的实验设备及房间；实验室管理人员也可以通过手机审核/修改学生申请，如图3所示，有效地进行了实验室开放管理，提高了实验室利用效率。

图3 开放实验室申请内容页

“实验室安全考试”功能融合了本校资产与实验室管理处2018年建立的实验室安全教育与考试系统，如图4所示，学生通过安全考试后可取得实验室准入资格。

图4 安全教育考试登录界面

预备申请实验的学生可通过安全教育与考试系统(图5)，进行相关课件资料、规章制度的学习及自测，也会收到系统分配的考试任务(一般100道题目随机出题，正确率90%为合格)，考试合格取得电子准入凭证。

图5 安全教育考试内容页示意

管理人员在后台可以设置课件及考试内容，也可以看到学生的学习及作答情况。有效保证学生在进入实验室做实验前具备足够的安全意识和必要的安全常识。

3.2.2 促进学生自主学习仪器设备操作规程

仪器设备的正确使用是保障实验室安全高效运行的关键。共享仪器设备的同时，如何确保仪器设备保持最佳运行状态，是高校急需解决的重要课题[17]。认真查阅设备使用手册尤为重要。【仪器设备】功能菜单，便于师生随手查阅设备详情和使用说明书，有效保障实验设备使用安全。

例如，某生申请使用实验室马弗炉对实验样品进行灰分测定。学生在通过安全考试、进入实验室后，发送设备名称“马弗炉”到公众号，获得相关设备信息(如图6)，包括灰分测定仪的使用说明、该仪器相关指标测定国家标准等。学生对这些进行全面学习后，经导师批准，才可以独立使用该设备。

图6 设备信息内容页

目前，该项功能已覆盖矿物加工实验室大部分设备，包括浮选机、破碎机、过滤机、烘箱、马弗炉、振筛机、磁选机、离心机、天平、接触角测定仪等。掌握这些设备的使用方法，赋予学生更多的施展空间。他们不仅可以更好地完成验证性实验，还可以主动设计探索性实验，有利于学生自主学习和创新能力的培养。

3.2.3 提高专业实验课集中教学课程质量

实验实践集中教学是学校实验室的基本功能之一。通过【实验教学】功能的使用，改进了传统实验教学模式，让每位同学可以收到清晰的实验讲解，在有限时间内，系统、全面、反复地观摩学习，随时预习和复习，提高了实验课程质量。

另外，利用微信公众平台的留言和消息管理功能，要求学生将重要实验环节数据当堂记录提交(如图7)，图文计入实验课程考勤，有效杜绝了部分学生课后串改、抄袭实验数据的现象，端正了其学习态度，提高了实验教学效果。

图7 实验课堂数据记录

此外，学生在课后如有疑难问题，也可以通过公众号留言方式提问，实验教师后台会收到提示并可与学生进行线上互动，建立了良好的课上课下沟通渠道。

4 结 语

移动教学管理平台在矿物加工专业实验室教学管理中的适当应用，融合了原有的实验室预约、准入制度，简化了实验教学管理流程，激发了学生实验学习兴趣，提高了实验课堂教学质量，具有投入小、成效大的特点。

在使用了微信公众号辅助实验室教学管理后，笔者随机对4个年级60名本科生及研究生进行调查，了解学生的体验感受。41.7%的学生表示非常喜欢，实验学习更加便捷了；51.7%的学生表示比较喜欢，更有动手实验的兴趣。实验管理人员也实现了移动办公，提高了教学办公效率，实验教学质量得到有效提升。