談新建構主義下井巷工程實驗教學改革范文
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摘要：在介紹新建構主義和“井巷工程實驗”的基礎上，按照新建構主義學習理論的七個關鍵詞，通過教學情境構建、工作任務的寫作與交流、成果創新與意義建構對“井巷工程實驗”教學進行改革，將思政教育、文化傳承教育、創新創業教育和井巷工程實驗教學融為一體。實踐表明，取得了良好的效果，對其他相近專業課程實驗教學改革具有一定的借鑒和指導作用。
關鍵詞：新建構主義；“井巷工程實驗”；創新創業；立德樹人；實驗室開放
構建“高質量教育體系”和“以學習者為中心”的教育新生態，是我國在“十四五”規劃和2035年遠景目標中提出的重要內容。以“以學習者為中心”不是淡化教師在教育教學中的地位，反而更加強調教師在伴隨學生健康成長中的指導和合作學習作用。而新建構主義是建立在主客觀統一認識論和主導、主體相結合的學習共同體教育思想基礎上，既重視教又重視學，以教師為主導，學生為主體[1]。因此以新建構主義教育理論為指導對“井巷工程實驗”進行教學改革和構建學習共同體有其重要的現實意義。將思政教育、“雙創”教育、文化傳承教育融入“井巷工程實驗”教學中，探索開展自主式學習和平臺式實踐的“井巷工程實驗”教學模式[2-3]。
1新建構主義學習理論與“井巷工程實驗”簡介
1.1新建構主義學習理論簡介
新建構主義學習理論是由王竹立在維果斯基、皮亞杰和布魯納等人發展出來的經典建構主義學習理論（情境、協作、對話、意義建構）基礎上，針對網絡時代的學習特征而提出來的，其核心理念可用“情境、搜索、選擇、寫作、交流、創新、意義建構”七個關鍵詞來概括，它將學習、應用、創新三個各自分離的階段合三為一，同時提出創新是學習的最高目標、意義建構是整個學習過程的最終目標，因而具有全新的內涵[4]。1.2“井巷工程實驗”簡介“井巷工程實驗”屬于采礦工程專業核心課程“井巷工程”課程的課內實驗，共8學時，四個實驗項目：現代化礦井生產系統認識、普掘工藝認識、綜掘工藝認識、斜井防跑車裝置認識，考核成績計算在課程內，占整個成績的20%。目前存在著思政教育、文化傳承教育、創新創業教育與專業教育幾張皮的現象，常規實驗教學項目和綜合性、設計型、創新型實驗項目融合不好且實驗室開放效果不佳等問題。
2“井巷工程實驗”教學改革
2.1“井巷工程實驗”教學情境構建
從“井巷工程實驗”項目模型講解，引出井巷工程簡史[5]，再到“三祖文化”，結合現代“工程哲學”“人機工程學”“工程倫理”等理念的介紹，滲透學習“四史”實踐教育活動內容，通過校內實景培訓基地實踐以及視頻、實物、自制儀器設備、大學生創新創業訓練計劃項目、“挑戰杯”競賽作品、師生授權專利、論文等實驗室開放成果的展示，結合教學要求從網絡搜索并選擇個人感興趣和解決問題需要的資料，構建“井巷工程實驗”教學情境。如在現代化礦井生產系統認識實驗項目中，讓學生利用手機搜索不同礦井的開拓方式，有立井開拓方式、斜井開拓方式、平峒開拓方式、綜合開拓方式等，并結合地形地質和技術經濟條件分析其優缺點，且要求提出改進方案，把實驗課堂學習中手機干擾因素變為課程教學的有力工具，以最大限度地還原產生知識的真實情境讓學生在真實的情境中發現問題、主動探究，通過實驗室開放學生利用課余時間完成綜合型、設計型、創新型實驗項目，以實現常規實驗教學項目與綜合型、設計型、創新型實驗項目的有機融合；同時結合現代化礦井生產環境保護的內容要求和回采工作面端頭支護單體支柱無報警功能的缺陷，學生利用課后時間和假期完成了“繁峙縣金礦開采對環境影響的調查報告”“煤礦用報警支柱實驗研究”，在全國大學生課外科技作品“挑戰杯”競賽中均獲國家二等獎，將“井巷工程實驗”教學由課內拓展到課外、由校內拓展到校外，學生對井巷工程在采礦工程的作用和地位有了新的認識，深刻理解了“以采促掘、以掘保采、采掘并舉、掘進先行”的采掘方針。領悟了傳統文化、工程哲學、人機工程學、工程倫理等內含的創新、道德、技術、哲學等文化價值，激發學生的創新意識，建立了系統整體思維，樹立了人與自然和諧的工程觀，建構了完整的井巷工程知識、能力、素質體系[6]。
2.2“井巷工程實驗”工作任務的寫作與交流
學生在教師引導和自己搜索構建的教學情境下，結合搜索有針對性地選擇自己對“井巷工程實驗”項目感興趣和對解決問題有用的資料完成積件式寫作。然后通過協作行動和會話語言的交流，以互助的形式交換各自獲得的信息與知識，達到共同完成復雜情境中的學習任務的目的。如在普掘工藝認識實驗項目中，學生通過對光面爆破周邊眼裝藥結構的檢索并分析其優缺點后發明了“一種聚能管裝藥結構”“一種定向劈裂裝藥結構”等，又如學生通過對錨桿支護的學習發明了“爪式錨桿”“可伸縮錨桿”等，再如學生通過分析爆破電源起爆器的缺點，改進制作了“井下安全發爆器”，在全國大學生課外科技作品“挑戰杯”競賽中獲國家三等獎，同時師生共同完成了“巷道掘進通風參數測定裝置”的制作。在綜掘工藝認識實驗項目實驗中，學生分析煤巷錨網聯合支護的優缺點后，利用剛柔結合的原理發明了“錨固用雙E型鋼帶”“錨固用雙B型鋼帶”“錨固用雙S型鋼帶”“錨固用雙0型鋼帶”“錨固用雙X型鋼帶”“錨固用雙C型鋼帶”“錨固用雙Z型鋼帶”等等；在開放的實驗室中通過不斷地進行個性化改寫逐漸使自己的思維清晰化、系統化和個人隱性知識顯性化，最終達到創造性重構，其標志是學生能夠很好地完成涉及多門課程或一門課程的多個知識點的綜合型實驗，解決現場實際問題的設計型實驗，自制實驗設備，改變實驗方法、路徑、內容等的創新型實驗項目，申報了大學生創新創業訓練計劃項目，并獲國家知識產權局授權專利、參加“挑戰杯”“互聯網+”等競賽獲獎、論文發表等等，綜合素質得到提升，開放實驗室的成果主要體現在對人才培養質量的提升上。
2.3“井巷工程實驗”成果創新與意義建構
新建構主義認為，學習不僅僅為了繼承前人知識、并將知識應用于實踐，更強調對知識的創新，建構新的知識體系，且把學習和創新視為一個完整的過程，不唯上、不唯書、不唯師、只唯實地建構個性化知識體系。在斜井防跑車裝置認識實驗項目中，學生搜索斜井防跑車裝置種類，在此基礎上寫出綜述報告，分析其優缺點，并進行創新性學習，且發明了“斜井柔性防跑車裝置”，申報了大學生創新創業訓練計劃項目，獲國家知識產權局授權專利、參加“挑戰杯”“互聯網+”等競賽獲獎等，實現了“井巷工程實驗”成果創新與個人知識體系的意義建構。為了將思政教育、文化傳承教育、創新創業教育與專業教育四張皮擰成一股繩，將常規實驗教學項目和綜合型、設計型、創新型實驗項目融合為一體。依據《深化新時代教育評價改革總體方案》《高等學校課程思政建設指導綱要》《國務院關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》，聚焦學院本科高校教學工作合格評估和特色鮮明高水平應用型本科高校建設兩大任務，通過借鑒其他高校的成功經驗[7-10]，結合自身的實際情況，實施了“井巷工程實驗12345改革方案”。“1”就是一個根本任務，即立德樹人；“2”就是抓好守正與創新兩個平衡，即既要保證常規實驗的正常開展又要在常規實驗的基礎上拓展開發綜合型、設計型、創新型實驗項目；“3”是三個滿足，即滿足學生個人興趣和發展的需求、滿足社會行業企業實際問題的解決和發展需求、滿足學校發展需求；“4”是四項改革，就是解決實驗教學和科研兩張皮，實驗室開放與教學科研矛盾等問題，實現常規實驗與綜合型、設計型、創新型實驗有效融合，實驗室開放與實驗室安全管理相統一；“5”是五個人人，就是人人參與、人人都有成就、人人都是主體、人人都有特色、人人都能創新創造。
3“井巷工程實驗”教學改革效果
3.1促進思政教育和“井巷工程實驗”教學有機融合方面
通過滲透“三祖文化”中的修德文化、和諧文化等核心價值，結合“工程哲學”“人機工程學”“工程倫理”、我國采礦發展史[11]等知識，結合學習“四史”實踐教育活動和學習總書記考察清華大學的講話精神，將這些思政元素根據教育教學情境的變化有針對性和實效性地、有機無痕地融入“井巷工程實驗”課程的教育教學實踐中，拓展學生的視野、激發學生的興趣、引導學生自覺增加主動學習的時間，促進思政教育和“井巷工程實驗”教學有機融合，培養學生學思結合、知行統一、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力，強化工程倫理教育，培養學生精益求精的工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當，達到了立德樹人根本目的。
3.2提高實驗室開放效率與提升人才培養質量方面
采取線上線下、課內課外、校內校外相結合的方式，發揮教師的主導作用和學生的主體作用，積極構建學習共同體，把綜合型、設計型、創新型實驗項目作為“井巷工程實驗”四個常規實驗項目的頂點項目。在教師的引導下，通過開放實驗室、加強對外合作、參與教師的教科研項目研究、課程建設、大學生創新創業訓練項目的實施，并緊密結合生產和社會實際需求進行社會服務研究，使實驗教學上升為實驗教學科學研究。建立政、產、學、研、用、創融合的育人機制，把生產實踐中急需解決的關鍵技術問題、教科研遇到的難題引入實驗教學中，使學生真正參與到實驗教學的全過程中，多方面、多渠道培養學生的綜合能力[12]。學生主動參與實驗室開放的積極性和熱情的提高，對學生創新思維的培養、科研和實踐能力的提升、終身學習能力的形成起到了積極的作用，提高了實驗室開放效率，提升了人才的培養質量。
3.3深化創新創業教育與“井巷工程實驗”教學改革方面
在“井巷工程實驗”的教學過程中，積極滲透“三祖文化”中的創新文化和“工程哲學”“人機工程學”“工程倫理”等知識；展示往屆學生在實驗室開放過程中，由“井巷工程實驗”教學延伸出的課外科技活動作品，如申報的“大學生創新創業訓練計劃項目”，參加“挑戰杯”、互聯網+大學生創新創業大賽作品，以及專利申請、論文撰寫發表等的成果；結合實驗模型通過搜索資料、選擇資料，撰寫實驗項目綜述報告并發現問題、提出解決問題的實施方案，學生通過交流在開放的實驗室對自己提出的方案進行不斷的修改和驗證，使學生在體驗、參與和親身實踐中，激發和增強創新創業意識、精神，提升創新創業能力。實現了創新創業教育與實驗教學的有機融合，深化了創新創業教育與實驗教學的改革，達到了學生對知識理解、應用和創新的意義建構的目的。
4結語
“井巷工程實驗”教學改革的成效直接影響著采礦工程專業人才的培養質量，影響著學生的動手能力和創新能力，影響著學生對學習的精力投入和采礦卓越工程師精神的培養等[13]。因此必須以總書記考察清華大學時的講話精神為指導，按照對教師提出的“三個要求”建設好“井巷工程實驗”教學團隊，對青年提出的“四個要求”引導學生成人成才，對學校提出的“四個要求”進行辦學定位和學科專業建設，充分發揮企業行業專家、學校領導、輔導員、專業課和思政課教師等的作用，聚合各方面的力量形成合力，與時俱進持續不斷地對“井巷工程實驗”進行教學改革，搭建自主式學習實踐的“井巷工程實驗”教學平臺，形成思政教育、文化傳承教育、創新創業教育和“井巷工程實驗”融合發展同向同行的育人格局，助力學生健康成長。
作者：姜有 滑懷田 李全中 張瑤 單位：山西工程技術學院