1 .总体思路
1)实验教学内容推陈出新。基于前期调查研究,提出“规定实验做精,自选实验做新”的内容编排思路。针对教学大纲规定的必做实验,重点向学生厘清这些基础性实验的来龙去脉,讲授前人进行该实验的历程,培育学生的创新意识。对于自选实验,重点依托任课教师承担的国家级科研项目,把最新的研究成果转化为实验资源,确保实验教学内容始终处于本领域的前沿水平。
2)实验教学方式方法改革。确立学生在实验教学中的主体地位,重点启发学生的实验思维能力,根据班级学生的基础和特点,适当增加综合性、探索性实验的比重,增强学生在实验过程中的自主性和独立思考能力,将实验教学从传统的“以教师为主体”的状态真正转变为“以学生为主体、教师为主导”的良好局面,不断推行多样化的实验教学方法与手段,为学生搭建自主式、合作式、开放式实践平台。
3)创新能力课外拓展提升。针对安全工程专业本科生的知识结构和个体发展差异,课外给学有余力的学生设置一批知识面宽、学科交叉性和前沿性强的实验研究课题,指导其申报各级大学生创新训练计划或大学生创新项目,形成课内打基础、课外拓展提升的新模式、新局面,切实提高大学生的创新能力。
2. 实施方案
1)更新实验教学内容。对于已经成熟的规定实验,增加讲授该实验的发展历程及实验背后的有趣故事,提高学生学习专业知识的兴趣和乐趣,培育学生的创新动力和和成功欲。对于自选实验,注重实验内容和方法的更新,充分结合自己的最新科研成果,设计一批原创性的实验项目,用于培养学生的创新思维。
2)改革教学方式方法。根据教学对象知识结构、兴趣和实验项目的不同,拟采取不同的教学方法,主要有:
(1)任务驱动式。对综合设计性实验,在给定设计任务和要求的情况下,给学生最大的发挥空间,培养学生发现问题与解决问题的能力。
(2)个性化培养。实行开放性、弹性实验机制,在完成基础操作型实验项目之后,学生可以自主选择实验项目、研究内容和实验时间。
(3)强化研讨性实验教学。对学生提出的问题加以点拨、引导,鼓励学生思考自己解决问题,实验教师及时引导学生总结实验研究方法和结果,指导学生撰写学术论文,提高学生创新能力。
(4)探究协作式。对创新与前沿性实验,允许学生自行组队,实施开放式管理。每组学生可自主选择实验内容和时间,在教师的指导下,从了解研究背景、学习相关理论知识开始,自主设计、共同完成实验、协作撰写论文式实验报告,研究成果可作为毕业设计的专题部分,激发学生从事研究和创新活动的兴趣和积极性。
3)创新能力课外提升探索。课后布置一批以实验研究为题材的科技创新课题,由学生自主组队,3-5人为一组,积极申报国家级、省级、校级、院级大学生创新训练计划/创新项目,促进学生自主创新能力的培养。在此过程中坚持以下原则:
(1)注重个性发展,呵护学生创新思维。突出创新能力的培养和学生个性发展,即是爱护和培养学生的好奇心、求知欲,帮助学生自主学习,独立思考,保护学生的探索精神,创新思维。同时要让学生感受、理解知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维,重视培养学生收集处理信息的能力,获取新知识的能力,分析问题和解决问题的能力,语言文字表达以及团结协作和社会活动能力。
(2)教师指导与学生自学相结合。自主学习和创造性思维是创新意识和创新能力的重中之重。在加强指导的同时,必须充分发挥学生学习的积极性和主动性,培养学生刻苦自学的精神,引导学生自主查阅文献资料,自主设计实验装置与方案并进行实验,在实验中发现问题并解决问题。使学生主动获取知识的能力、科学思维分析的能力、动手实践操作的能力和独立解决问题的能力得到充分锻炼。
3.条件保障
作者所在的安全科学与工程学科在教育部2012年学科评估中位列全国第一、2016年学科评估中获评A+,所在的安全工程专业首批入选江苏高校品牌专业建设工程A类建设。依托学科、专业优势,建设有煤矿瓦斯治理国家工程研究中心、煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室、矿山瓦斯粉尘灾害技术基础研究国家级专业中心实验室、矿业工程国家级实验教学示范中心安全分中心、安全工程江苏省实验教学示范中心等一批高层次的科研、教学平台。近年来投入充足经费,围绕火灾、粉尘、通风、监测监控、工业除尘与净化、矿井瓦斯等特色方向购置了一批先进的实验仪器,自主建设了一批高水平的特色实验系统(获发明专利多项)。上述学科专业优势和教学科研平台为《安全专业实验》课程教学模式改革创新与实践提供了优越的软硬件条件。