黃 根

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 北京 100083）

我國的煤炭資源比較豐富，但油氣資源短缺，長期以來，煤炭一直是我國的主要能源。近年來，隨著“碳達(dá)峰”和“碳中和”的提出以及對環(huán)境保護(hù)的日益重視，新能源技術(shù)得到迅速發(fā)展，在能源結(jié)構(gòu)中的占比也逐漸提高，但短期內(nèi)包括風(fēng)能、水能和太陽能等在內(nèi)的新能源還難以取代煤炭，煤炭仍將是我國的主體能源。煤炭的深加工和潔凈利用是減少燃煤污染的重要途徑，是實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的重要保障，近年來，煤炭的深加工和潔凈利用受到了廣泛的關(guān)注。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）礦物加工工程專業(yè)以煤炭分選和提純?yōu)橹饕厣瑫r兼顧其它礦物資源，如金屬礦、非金屬礦、固體廢棄物資源和二次資源的分選，在專業(yè)方面著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用礦物加工基本方法、技術(shù)和設(shè)備解決各種復(fù)雜物質(zhì)分離、提純和利用的能力。礦物加工工程專業(yè)“礦物加工學(xué)：物理選礦”課程以重力分選為核心，通過系統(tǒng)介紹物理選礦的基礎(chǔ)理論、選礦方法、選礦工藝流程以及物理選礦設(shè)備，在教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理選礦的理論知識，分析并解決煤炭及其它物質(zhì)分選過程中遇到的各種問題的能力。

經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，也對礦物加工工程專業(yè)人才提出了新的要求。當(dāng)前的礦物加工處理對象已不再局限于傳統(tǒng)的煤炭、金屬礦和非金屬礦物的分選，礦山和城市固體廢棄物、廢舊鋰離子電池、電子廢棄物、廢水和廢氣等逐漸成為了礦物加工的重點(diǎn)處理對象。由于礦物加工對象日益復(fù)雜，涉及的專業(yè)較多，因此，在專業(yè)的教學(xué)和人才培養(yǎng)過程中，專業(yè)知識的交叉和融合顯得愈發(fā)重要，礦物加工工程傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式亟需進(jìn)行升級。

在傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)與培養(yǎng)過程中，存在教學(xué)時空受限制、教學(xué)形式較單一、質(zhì)量評價不全面等問題。尤其是近年來受到新冠肺炎疫情的影響，時空限制對教學(xué)的影響更加突出。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的推動下，學(xué)校依托現(xiàn)代信息技術(shù)，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式和人才培養(yǎng)過程與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，打破傳統(tǒng)線下授課的時空限制，拓展育人時空場所，對提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識具有重要意義。

1 線下和線上教學(xué)模式的優(yōu)缺點(diǎn)

線下教學(xué)目前主要采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。課堂上教師可以隨時與學(xué)生進(jìn)行面對面交流，設(shè)置提問、討論、學(xué)生匯報展示等教學(xué)互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生在課堂教學(xué)過程中的參與程度。通過觀察互動環(huán)節(jié)學(xué)生的表現(xiàn)，可及時掌握學(xué)生對知識的把握程度，教師的注視也能使學(xué)生更專注地投入學(xué)習(xí)。線下教學(xué)時，教學(xué)過程比較緊湊，有利于教師更好地按照教學(xué)計劃完成教學(xué)目標(biāo)。但傳統(tǒng)線下教學(xué)過程中更多的是教師的講授，學(xué)生主動思考和參與程度偏少。接受式、被動式的學(xué)習(xí)方式，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。更為重要的是，目前的大學(xué)課堂教學(xué)由于受到學(xué)時數(shù)的限制，教師在教學(xué)過程中難以和學(xué)生深入互動，同時缺乏在線自主學(xué)習(xí)資源，因此，在線課程的建設(shè)成為解決上述問題的關(guān)鍵。

在網(wǎng)絡(luò)時代的大背景下，在線課程是大學(xué)課程教學(xué)的一種發(fā)展趨勢。相比于傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)，在線學(xué)習(xí)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。在線學(xué)習(xí)時間沒有限制性，學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)，通過在線學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生的自主性和主觀能動性。老師利用有限的課堂時間對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗，同時可以轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，增加課堂交流和討論的時間。但線上教學(xué)也存在一定的缺點(diǎn)。線上教學(xué)時，教師難以全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程難以實時督促和管理。學(xué)生的學(xué)習(xí)靠發(fā)揮其自主性，往往具有不可持續(xù)性。教師和學(xué)生缺少面對面的交流，通過網(wǎng)絡(luò)交流效率偏低。

2 “礦物加工學(xué)：物理選礦”課程現(xiàn)狀分析

“礦物加工學(xué)：物理選礦”課程是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）礦物加工工程專業(yè)本科學(xué)生必修的專業(yè)核心課程之一。課程內(nèi)容主要包括物理選礦的基本名詞和概念、礦物的基本性質(zhì)如粒度組成和密度組成分析、煤炭可選性的評價方法、顆粒在空氣介質(zhì)、水介質(zhì)和重介質(zhì)中的分選原理和主要設(shè)備、分選指標(biāo)的評定以及煤炭分選基本工藝等。課程的教學(xué)目標(biāo)是通過介紹物理選礦基本理論、分選方法和分選設(shè)備和工藝流程，使學(xué)生掌握物理選礦基本理論知識，著重培養(yǎng)學(xué)生的知識運(yùn)用能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。

課程目前設(shè)置的學(xué)時數(shù)為48 學(xué)時，采用線下教學(xué)的方式進(jìn)行，教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下問題。①該課程雖然學(xué)時數(shù)為48 學(xué)時，但課程內(nèi)容和設(shè)置的教學(xué)環(huán)節(jié)較多，教學(xué)時，為了轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，將學(xué)生由被動接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃佑懻撌綄W(xué)習(xí)，設(shè)置了較多的討論和師生互動環(huán)節(jié)，但設(shè)置的討論環(huán)節(jié)會占用一定的教學(xué)時間，導(dǎo)致教師講課時間比較緊張，需在兩者之間進(jìn)行平衡。同樣，還需要平衡課堂上設(shè)置的隨堂測試或者提問環(huán)節(jié)的時間；②學(xué)生課前預(yù)先和課后復(fù)習(xí)時間不足。具體表現(xiàn)為上課時學(xué)生的準(zhǔn)備不夠充分，部分學(xué)生對于老師的提問回答不上來；③課程的考核對于過程的評價不足。目前的課程考核主要包括兩個方面，期末考核占70%，平時成績占30%，平時成績主要包括上課時學(xué)生的出勤、課堂上的表現(xiàn)、回答問題和參與討論的情況、平時作業(yè)和階段測試成績等。盡管在平時成績的評定上設(shè)置了很多環(huán)節(jié)，但對于學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核和監(jiān)督仍顯不足，如學(xué)生的學(xué)習(xí)時長和學(xué)習(xí)效果，是主動式學(xué)習(xí)還是被動接受式學(xué)習(xí)；④缺乏在線學(xué)習(xí)資料庫。學(xué)生的學(xué)習(xí)主要是以教材為主，以課本為主的教材在學(xué)習(xí)時比較晦澀，部分相對復(fù)雜的內(nèi)容學(xué)生可能難以理解，亟需建立課程的在線學(xué)習(xí)資料庫和教學(xué)平臺。

3 線上線下混合式教學(xué)的實施

為融合線下教學(xué)和線上教學(xué)兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，筆者將現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，實施線上線下混合式教學(xué)改革。為實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，筆者將部分線下教案制作成網(wǎng)絡(luò)版的在線教案，并錄制成微課視頻，通過將課程教學(xué)課件、特色教材和講義、教學(xué)視頻、現(xiàn)場設(shè)備圖片、課程考核習(xí)題等教學(xué)資料在線數(shù)字化，依托中國礦業(yè)大學(xué)（北京）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺打造了“礦物加工學(xué)：物理選礦”課程自主學(xué)習(xí)平臺（圖1，p120），學(xué)生登陸相關(guān)網(wǎng)頁后即可瀏覽課件PPT和視頻，方便學(xué)生利用碎片時間自主學(xué)習(xí)。

圖1 “礦物加工學(xué)：物理選礦”課程線上課程學(xué)習(xí)平臺

課程的理論性和實踐性較強(qiáng)，課程內(nèi)容較豐富，涉及面廣，信息量大，但課時較緊，一些設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理相對比較復(fù)雜，僅通過單一課堂講授，學(xué)生難以深入理解。針對這一問題，筆者利用學(xué)校課程建設(shè)、教材建設(shè)和教學(xué)改革項目的支持，將部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理制作成動畫演示系統(tǒng)（圖2，p120），學(xué)生觀看時更加直觀，有利于加深學(xué)生對于設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用場景的理解。

圖2 “礦物加工學(xué)：物理選礦”課程部分設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理三維動畫圖

在線學(xué)習(xí)時，可要求學(xué)生提前在網(wǎng)上進(jìn)行預(yù)習(xí)。老師提前安排學(xué)生網(wǎng)上自學(xué)，在課堂上再對學(xué)生自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行考核、答疑和討論，任課老師根據(jù)線下教學(xué)情況以及學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況，檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，管控學(xué)習(xí)過程。線上線下教學(xué)方式相結(jié)合，可有效打破學(xué)習(xí)時間和空間的限制，擴(kuò)展學(xué)生學(xué)習(xí)資源，提升學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和知識獲取能力。

“礦物加工學(xué)：物理選礦”課程大部分作業(yè)要求學(xué)生在線上教學(xué)平臺完成。學(xué)生通過輸入個人賬號和密碼登陸平臺后，在平臺完成課程作業(yè)，可有效杜絕作業(yè)抄襲的現(xiàn)象，同時將作業(yè)保留在系統(tǒng)中，便于后續(xù)查詢。通過在線課程的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，改善了課堂教學(xué)效果，保證了課程作業(yè)質(zhì)量。

4 教學(xué)方式的改革

采用線上線下混合式教學(xué)后，原本課堂教學(xué)過程中講授的相對分散的知識點(diǎn)，通過錄課的方式發(fā)放到線上學(xué)習(xí)平臺，讓學(xué)生在線上進(jìn)行學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)主要以培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力為出發(fā)點(diǎn)，將教學(xué)、生產(chǎn)和科研相結(jié)合，對知識點(diǎn)進(jìn)行融會貫通，提高學(xué)生對專業(yè)知識掌握的靈活性，強(qiáng)化學(xué)生運(yùn)用知識的能力。

進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。由于線上教學(xué)為線下教學(xué)留出了更充裕的時間，同時學(xué)生通過先期的網(wǎng)上預(yù)習(xí)，具備了一定的知識基礎(chǔ)，因此課堂教學(xué)時可采用啟發(fā)式、互動式、案例式等教學(xué)方法，進(jìn)一步提高教與學(xué)的互動。通過課堂與課外有機(jī)結(jié)合的專業(yè)課程學(xué)習(xí)模式，提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率，實現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和思考的習(xí)慣。

在課程考核方面，傳統(tǒng)的線下教學(xué)考核主要包括課堂出勤、課堂提問/討論、課后作業(yè)、階段測試和期末考試等部分。考核更多的是偏向于結(jié)果，采用線上線下混合式教學(xué)后，除原有的結(jié)果考核外，還引入了更多過程考核的指標(biāo)，比如學(xué)生在線學(xué)習(xí)的時長、參與的在線討論和提問等，同時在線學(xué)習(xí)平臺還可有效避免學(xué)生作業(yè)相互抄襲的現(xiàn)象，使課程考核從結(jié)果評價轉(zhuǎn)變成為過程評價，評價更加全面和客觀，也更有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

5 結(jié)論

“礦物加工學(xué)：物理選礦”課程通過線上線下混合式教學(xué)改革，教學(xué)內(nèi)容更加合理，教學(xué)過程更系統(tǒng)，解決了教學(xué)過程受時空限制的弊端，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實踐能力均得到一定程度的提高。