“互联网+”视角下安全工程专业采矿工程概论课程教学方法改革

郭海军 吴昱辰 王凯 唐寒露 徐超

摘  要：进入二十一世纪，矿业特色高校需要培养新时代走在产业前沿且具备创新性的高素质复合型矿业类科技人才。因此，采矿类课程教学改革面对的挑战必然是艰巨深重的。采矿工程概论是具有矿业特色高校安全工程专业的基础课程，是搭建理论与实践的桥梁。该文基于“互联网+”技术发展趋势，分别从该课程开设的意义和必要性、传统教学模式存在的问题以及“互联网+”教学平台的应用等方面展开讨论，分析“互联网+”视角下该课程教学方法改革和优化设计的可行性，提出该课程教学改革的具体实施措施。

关键词：采矿工程概论；教学方法改革；“互联网+”技术；优化设计；矿业特色高校

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）19-0148-04

Abstract： In the 21st century， colleges and universities with mining characteristics need to cultivate high-quality compound mining scientific and technological talents who are at the forefront of industry and innovative in the new era. Therefore， the teaching reform of mining courses must face arduous and profound challenges. Introduction to Mining Engineering is a basic course of safety engineering major in colleges and universities with mining characteristics. It is a bridge between theory and practice. Based on the development trend of "Internet plus" technology， the significance and necessity of this course， the problems in traditional teaching mode and the application of "Internet plus" teaching platform were discussed， and the feasibility of the teaching method reform and optimal design of the course from perspective of "Internet plus" was analyzed. On this basis， the specific implementation measures of the teaching reform of the course were put forward.

Keywords： Introduction of Mining Engineering; teaching methodology reform; "internet plus" technology; optimal design; universities with mining characteristics

自进入二十一世纪以来，日新月异的发展，全产业链的升级，经济的迅速腾飞，对于我国各种能源的需求提出了更高的要求[1]。新阶段高等院校需要培养更多走在产业前沿和具备创新性的优秀工程科技人才，因此，采矿类课程教学改革面对的挑战必然是艰巨深重的。采矿工程概论是安全工程专业开设的基础理论课程，体现了矿业类高校的特色和优势。通过该课程内容的讲授，可使学生熟悉采矿工程的系统框架和核心原理及概念，也可使其全面认知相关的研究领域和发展方向，同时让学生清楚如何发挥所学专业在企业日常生产建设中的作用，搭建理论与实践的桥梁，建立起具有采矿特色的专业课程教学体系，培养学生应用能力，并且调动学生的创新积极性。但采矿工程概论是实践性很强的课程，仅仅沿用单一的授课模式和旧的知识框架无法展现新一轮的技术创新和企业生产发展现状。在当前社会发展的趋势下，迫切需要院校对该课程进行改革，培养适应智能矿井发展和采掘信息化的专业人才。

“互联网+”技术的迅速发展推动了经济社会转型，利用云计算、VR技术、人工智能等现代化信息技术与传统行业相结合对产业进行升级可推动行业发展的新生态[2-3]。而“互联网+”技术渗透到课堂，将会促成素质教育发展新格局，高校人才输出质量更高。为了将构建学习型社会与教育现代化有机融合，教育部提出要利用信息化扩大优质教育资源，将信息技术更为深入地应用于教学，推动教育理念变革，引领资源共建共享，提高教育质量[4-6]。在新的教学模式下，利用“互联网+”技术可以有效改观传统工科类专业死记硬背的学习方法。对采矿相关专业来说，由于整个矿井生产系统井巷纵横交贯，传统的课堂很难把整个复杂的三维系统展现出来，学生的理解往往会因此而受到限制。“互联网+”技术可把传统的采矿工程概论教学以虚拟仿真的方式呈现，课堂教学将会更加直观，打破了空间的限制，老师可以结合影像进行讲解，细节知识一步到位。另一方面，“互联网+”技术使学生提升了认知水平，不再是凭空想象，这对于优化采矿工程概论课程教学模式具有重要的意义。

作为学生进入社会的缓冲阶段，大学是学生储备专业知识与實践技能的黄金期，如何依托“互联网+”平台，更好地为国家工业体系输送优质人才，这是每一个高校教师都该思考的问题。因此，本文结合“互联网+教育”模式，对采矿工程概论课程教学改革进行了探索。

一  课程教学中存在的问题

在当前我国工科专业教育体系改革的大背景下，傳统采矿工程概论课程教学存在诸多弊端，主要如下。

（一）  教学内容冗杂

采矿工程概论课程包含的内容丰富，基本概念和专有名词繁多，还涉及到诸多特殊工程设备，这对学生的工程实践基础要求较高。再比如一些复杂的通风系统图和采掘平面图，如果没有安排充足的学时对图形知识进行学习，学生很难把所有知识都融会贯通。另一方面，传统的采矿工程概论课程教学主要以传授知识点为主，授课过程缺乏形象化和生动化，导致学生仅局限于识记名词定义和公式机理，对知识点的应用性和延展性掌握的不够深入。这种以教师单向灌输和学生被动接受为主的“填鸭式”教学方法缺乏师生之间互动交流，很难调动学生的积极性，导致学生心不在焉、学习效率低下。

（二）  教学实践脱节

采矿工程概论课程涉及多学科专业知识及复杂图形空间关系，对于没有任何专业知识储备且未参加过煤矿实习的安全工程专业学生来说，理解起来会非常困难。而如果该课程教学过程中缺乏相匹配的实践性环节，就不能给学生展现当今安全高效的智能化煤矿的真实情况，且学生对于该课程知识的了解也只能浮于表面，更重要的是无法让学生了解如今煤矿发展的新方向、新需求。而且只注重考试成绩会让许多学生只偏重理论知识学习，缺乏应用能力，很难对现有技术进行创新，也无法解决生产实践出现的一系列问题。

（三）  教学方式僵化

传统的课堂授课过程中，学生只是被动接收知识的载体，缺乏独立思考的空间，老师与学生很难步调一致，往往在一个知识点讲完后，学生还没有真正理解其原理，老师就开始了下一个章节。这种模式下，学生的课堂参与度低，无法将知识点串联在一起，教学效果不理想。特别是在教学时长不足的情况下，教师往往只注重讲授内容的多和全，课堂时间利用比较充分，无暇顾及学生的掌握程度。师生之间缺少沟通和答疑，无法营造一个轻松活跃的学习氛围，不利于学生的个性培养，也不利于维系师生之间的情感纽带。

（四）  考核方式单一

目前，采矿工程概论课程对学生的考核评估主要以线下的闭卷考试为主，而且需到学期末才进行，导致教师不能针对学生的学习情况及时采取相应措施。虽然期末考试一定程度上可以作为检验学生学习成果的方式，但这种以记忆为主，偏论述性的考核方式有很大不稳定性，许多人可能对知识点一知半解，或者只是靠临阵抱佛脚的复习就能取得不错的分数。因此，该考核方式只是片面地反应学生的部分基础水平、很难暴露其薄弱之处，更无法检验其对知识的应用能力。而且也无法提升老师的教学水平，其很难针对学生的问题“对症下药”。此外，这种应试化的考核机制与现有的煤矿多元化发展脱钩，题材不够新颖，一问一答的考核机制，让学生无法发挥自己的想象空间和创造能力。

二  课程教学改革实施方案

针对采矿工程概论课程教学中存在不足之处，笔者提出基于“互联网+”的教学模式。基于“互联网+”平台的教学模式与传统教学模式相比较，大致有三个方面的转变。第一是角色转变，“互联网+”教学平台是以学生作为课堂教学的主人公，老师更多的时候充当引路人的角色[7]。第二是教学方法转变，借助各种互联网渠道搭建的学习平台，使得课堂教学手段更加有效，全方位的教学体系使得教学效果立竿见影，教学工作的完成有了更多可能。第三是教学媒介的改变，借助“互联网+”平台，无论是教学内容的发布还是教师与学生的探讨，拥有了更多形式的载体，可将知识更生动形象地传递给学生。“互联网+”教学平台的应用使得教育发生了翻天覆地的变化，隔绝了时空因素的干扰，对教学手段、学习手段、教育体系的评估等方面均具有重要的现实意义。

（一）  课前评估，确定课程重难点

1）教师在课前准备阶段要把握采矿工程概论课程的教学大纲，明确教学目标，在“互联网+”教学平台上整理推送教学资源。此外，要根据采矿工程概论教学大纲要求制作PPT，并插入简单易懂的动画解读一些力学过程，要确保思路清晰、逻辑缜密，并提前通过利用“互联网+”教学平台推送课件，让学生及早了解章节的重点，在老师讲授的时候能够带着疑问找寻答案，达到了自主学习的目的。

2）教师在课件中可以插入一些与知识点相关的案例或思考题，帮助学生进行发散思考。易混淆或者琢磨不透的知识点可以通过“互联网+”教学平台反馈给老师，授课教师能够对学生的掌握程度做到心中有数。

3）教师根据学生反馈的知识难点重新调整授课的时间安排，并通过学前评估适当加入有利于理解的参考资料。这既拓宽了学生的视野，又能把知识点揉碎融入实际中，促进学生的理解。通过课前评估，教师在授课过程中能更具针对性，充分了解学生的误区所在，授课效率显著提高。

（二）  师生互动，学习方式灵活多变

构建“互联网+教学”的教育模式，学生提前对知识框架有了大致了解，缓解了正式授课的压力。老师可以利用“互联网+”教学平台进行答题接龙，组队得分等互动环节，营造轻松愉悦的教学氛围，加强了学生上课的热情。同时利用“互联网+”教学平台采集的数据分析，更直观全面地检验各项课堂指标，比如学生的参与程度以及答题错误率，为下次授课做好充分准备。另外，“互联网+”教学平台中的教学内容不再局限于某一指定教材，教师可结合教学计划和教学目标，有针对性地从互联网上筛选与学科知识、社会发展密切相关的信息，制成专题微课，让学生在学习中与时俱进，从而培养既具有专业素养又具备时代责任感的高素质专业化工程人才。

（三）  随堂复习，巩固知识网络

在课堂教学过程中，每个章节讲解结束后，教师可通过“互联网+”教学平台推送若干练习题，学生通过练习将所学知识融会贯通，教师也可通过“互联网+”教学平台反馈的数据及时查看学生对课堂知识的掌握程度，随时调整教学策略，并对易混淆内容进行梳理，针对突出问题进行答疑，或者专题讲解。这种即讲即练的授课形式，可以加深学生对知识点的理解。另外，教师还可根据最新研究成果对课本内容进行补充，并通过“互联网+”教学平台进行发布，学生对前沿知识进行深入研习，拓展学科相关研究。另一方面，学生亦可通过在“互联网+”教学平台发私信、评论区讨论等方式进行交流，教师可根据“互联网+”教学平台中学生反馈的信息，及时答疑，并发现教学中存在的问题，分析原因，适时调整，提高整体课程教学水平。

（四）  过程考核，评价机制多元化

“互联网+”教学模式将学生日常的预习率、随堂成绩等均纳入最终评定的范畴中，囊括了学生学习周期的所有行动，注重学生的全方位发展。同时学生对不理解的章节可以进行标注，数据可以同步呈现到云课堂的后台，老师能更精准地把握教学中需要突出的知识点。如此以来，基于“互联网+”技术的采矿工程概论课程考核方式可以更真实、更直观地反映出学生对该课程的把握情况。采用“互联网+”教学平台与线下教学相结合的模式，覆盖了教学的各个角度，从教师对学生评估和学生对教师评价两个方向，对教与学进行双向成效反馈。

三  互联网教学改革的考验

（一）  对高校的考验

“互联网+”时代的到来，让众多高校都深刻感受到了在线教学的优势。尤其在疫情防控时期的巨大压力下，云课堂的建立让学生有了更多学习实践的空间。院墙之外的论坛研讨及各种丰富的创新实验都可以利用互联网技术得以呈现。但这对学校在诸多硬件设备和人员培训，时间管理，资金投入等方面提出了新的考验。从大局考虑，国内外的互联网教学改革都且处于初步探索阶段，教育理论及课程实施都尚未成熟。所以学校在改革阶段难免会遇到许多严峻挑战，很多问题是无法预知的，这需要学校教务以及管理机构能密切关注改革的实行，结合高校的学情，妥善应对不达标、不合理的教学措施，形成正向反馈[8]。还有一点是学生端可能会因为网络因素或者其他不可控的技术原因导致观看时状况百出，也会削减学生学习的欲望。所以针对教学平台的搭建，学校对其维护和优化要精益求精，加强云课堂的均衡性，使高校教学规划与互联网教学平台能够相契合。

（二）  对教师的考验

象牙塔里老师就好比园丁，而学生就是等待灌溉的花草，显然教师对高校培育人才的作用是至关重要的。所以，教学改革的关键是教师能否应对挑战，达到教改要求的水准，搭建好课堂与学生之间的桥梁。新的教学模式下，教师无疑要面临身份的转变，并且教师要投入大量的时间积极学习互联网技术，整合处理纷杂的学术信息，取其精华去其糟粕[9-10]。所以互联网教改不仅仅是单纯把黑板从实体搬到了线上，其要求教师能够丰富教学的内容，教师需要提升专业技能，熟练使用教学软件和模拟软件，而且能从不同的角度将知识点立体化、层次化，使学生易于理解。同时教师对网课的设计要适应学习规律，激励学生提高参与度，这对于老师不仅仅是能力的考验，也要求教师能够保持开放包容的心态，乐观应对教学与科研的共同挑战，积极转变[11]。

（三）  对学生的考验

互联网支撑下的教学改革极大地转变了授课手段，教学变得灵活的同时，学生的自我管理、自我约束能力得到了极大考验。很多学生还习惯于传统的授课模式，自身比较懒散，很难做到课前预习。而且互联网教学的模式因为其便捷性，可以存储大量学习资料，虽然更加翔实和细致，但学生在自我学习的时候可能会花费大量时间去研究，对其认知水平造成较大压力[12]。学生自我空间的提升很有可能导致部分学生对学习任务敷衍了事，其积极性不高就很难发掘自身潜力，对知识点的把握很难得到提高。和传统课堂不一样的是，教师不能随时注意到学生的状态，缺少教师的鞭策大部分学生的课堂表现可能会不令人满意，玩手机开小差的行为很难杜绝。这要求学生能够学会自强，督促自我做好日常课程规划，利用好互联网平台的优越性，参与师生之间交流互动，拓宽自己的知识面，加强实践应用的学习思维[13-14]。学生要主动适应互联网教学的新模式，精进不休实现自我的超越。

基于“互联网+”技术的教学模式能够顺利实施并取得良好成效，需要学校、老师和学生三方面相互协调，积极配合。这对教师的专业素养和学生的自我约束都是一个全新的挑战。因此，在新的历史时期，教师和学生应齐心协力，共同进步。教师应做好学生的榜样，潜心钻研，无论是在学科发展还是新形势下的教学方针方面均要与时俱进。基于“互联网+”技术的教学模式是一种更加精细化的教学模式，教师在推行的过程中要因势利导、循循善诱、不急不躁。另一方面，学生在学习过程中也要克服“心猿意马”的不良习惯，充分利用“互联网+”技术平台的优点，博学笃志、积极进取，为新时代国家采矿工业的发展贡献自己的力量。相信只要师生向着一个共同的目标齐心戮力，采矿工程概论课程的教学水平一定能跟上时代的步伐，跨入一个新台阶。

四  结束语

随着国家生产体系的迅速发展，社会对高素质工程科技人才的需求越來越高。作为安全工程专业学生了解和学习采矿知识的基础课程，采矿工程概论课程对于培养高素质复合型矿业类科技人才具有重要现实意义。本文基于信息化教学改革要求，总结了采矿工程概论课程的特点及教学过程中的问题，提出了利用“互联网+”技术进行该课程教学改革的举措。“互联网+”教学模式不仅有助于传授学生专业知识，还可提高其实践技能及创新创造能力，更能促进教学理念的进步。利用“互联网+”教学平台集中优质教育资源，建立灵活多样的互动渠道，使学习的灵活度提升，可激发学生的学习热情，形成新型的学习文化。在此基础上，矿业特色高校也可结合现代高素质工程科技人才培养方案，整合安全工程专业课程教学体系，建立良好的信息化教学平台，实现“互联网+”技术与教学内容的完美融合。

参考文献：

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基金项目：煤炭行业高等教育研究课题“‘互联网+视角下安全工程专业产教融合育人机制研究”（2021MXJG128）；中国矿业大学（北京）本科教育教学改革与研究项目“基于‘互联网+的《采矿工程概论》课程教学改革研究”（J200208）；中国矿业大学（北京）研究生教育教学改革项目“安全学科类专业实践教学过程管理与质量保障研究”（YJG202110101）

第一作者简介：郭海军（1988-），男，汉族，河南商丘人，博士，副教授，副所长。研究方向为安全科学与工程。