立德樹人根本任務(wù)下“智能采礦導論”課程思政建設(shè)探索與實踐

郭兵兵,張 蓓,陳國祥,劉 闖,左秋玲

(1.河南工程學院資源與安全工程學院,河南鄭州,451191;2.鄭州城市職業(yè)學院建筑工程學院,河南鄭州,452370)

一、引言

課程是高等教育過程的起點,是人才培養(yǎng)的主渠道和基本單元,對實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標起著決定性作用。[1]受限于課程特點,礦業(yè)類等理工科的課程思政建設(shè)研究尚處于探索階段。[2]金志遠等人立足應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位,開展了“井巷工程”課程思政建設(shè)研究。[3]黃慶享等人在深入挖掘“礦山壓力與巖層控制”課程思政元素的基礎(chǔ)上,探索實踐了專業(yè)教學與思想政治育人有機融合途徑。[4]姜元勇等人以“礦井通風與安全”為例,從課程定位、課程理論、課程實踐三個方面進行了課程思政的探索與實踐。[5]本文以“智能采礦導論”課程為例,從課程思政建設(shè)目標、課程思政要素挖掘、課程思政教學設(shè)計和實施效果考核評價等方面進行了探索實踐,以期為智能采礦工程的課程思政建設(shè)提供借鑒和參考。

二、課程概述

智能采礦是當今科技發(fā)展趨勢下采礦工程發(fā)展的新階段?！爸悄懿傻V導論”是智能采礦工程的基礎(chǔ)必修課,該課程融合了采礦技術(shù)與新一代信息技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,涉及面廣,知識點多,具有一定的學習難度。同時,作為專業(yè)導論課,該課程承擔著幫助學生形成系統(tǒng)的專業(yè)認識,堅定專業(yè)信心,提高專業(yè)興趣,初步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和科學精神。[6]通過課程學習,使學生掌握采礦基本概念及知識,熟悉礦井生產(chǎn)系統(tǒng),了解采礦技術(shù)的發(fā)展;使學生掌握智能礦山系統(tǒng)的基本概念及組成,掌握智能采掘工作面基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù),了解礦山物聯(lián)網(wǎng),了解數(shù)字孿生與虛擬現(xiàn)實技術(shù),熟悉煤礦機器人,了解露天礦智能開采,為后續(xù)將數(shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決采礦工程領(lǐng)域復雜問題儲備基礎(chǔ)知識。

三、課程思政建設(shè)

“智能采礦導論”課程思政建設(shè)以“初步形成系統(tǒng)的專業(yè)認識,建立專業(yè)意識,鞏固專業(yè)思想;培養(yǎng)科學精神和工匠精神;塑造創(chuàng)新意識;樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀”為主要目標。課程思政要素主要包括:煤炭能源與國家發(fā)展,馬克思主義哲學的基本原理,科學精神和工匠精神,創(chuàng)新意識,世界觀、人生觀和價值觀。教學組織形式主要有:隱性滲透、案例穿插、畫龍點睛、專題嵌入和討論辨析。[7]主要建設(shè)思路如圖1所示。

(一)建設(shè)目標

《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》提出,理學、工學類專業(yè)課程要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結(jié)合起來,提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。工學類專業(yè)課程,要注重強化學生工程倫理教育,培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神,激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。[8]高等學校需要通過不同的教育環(huán)節(jié)完成立德樹人的根本任務(wù),其中課程教學是完成立德樹人任務(wù)的“主渠道”。在立德樹人的根本任務(wù)下,專業(yè)知識和思政知識是課程思政的兩個重要組成部分,不可偏頗。

根據(jù)課程定位,確立課程思政主要目標如下:初步形成系統(tǒng)的專業(yè)認識,建立專業(yè)意識,鞏固專業(yè)思想;培養(yǎng)科學精神和工匠精神;塑造創(chuàng)新意識;樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。其中,初步形成系統(tǒng)的專業(yè)認識,建立專業(yè)意識,鞏固專業(yè)思想為知識維度目標,使學生初步系統(tǒng)地了解智能礦山及智能采礦工程專業(yè),能夠從專業(yè)角度認識國家能源政策,認識煤炭能源及智能采礦專業(yè)的基礎(chǔ)性地位。培養(yǎng)科學精神和工匠精神,塑造創(chuàng)新意識為能力維度目標,是工科專業(yè)課程擔負的目標之一。樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀為價值觀維度目標,主要是牢記科技報國的家國情懷和使命擔當,建立科學世界觀、人生觀和價值觀。

(二)要素挖掘

課程教學內(nèi)容包括:緒論、煤礦地質(zhì)與礦井開拓、巷道掘進、采煤方法與工藝、礦井通風與安全、智能礦山系統(tǒng)、智能綜采工作面、智能掘進工作面、礦山物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生與虛擬現(xiàn)實、煤礦機器人和露天礦智能開采等。[6]結(jié)合課程定位及教學內(nèi)容,主要從“政治素養(yǎng)”“哲學思維”“科學精神”“世界觀、人生觀、價值觀”等方面挖掘和提煉思政元素。

第一,煤炭能源與國家發(fā)展。煤炭是我國能源供給體系中的“頂梁柱”和“壓艙石”,是國家能源安全的“兜底保障”。同時,煤炭工業(yè)關(guān)系到國家經(jīng)濟命脈和社會穩(wěn)定發(fā)展,是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。當前,在國家“雙碳”目標及產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的背景下,煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展更是與國民經(jīng)濟穩(wěn)定息息相關(guān)。煤礦地質(zhì)與井田開拓、露天礦智能開采等內(nèi)容涉及該思政元素。

第二,馬克思主義哲學基本原理。基于馬克思主義哲學的基本原理去分析煤炭的形成、巖石、地質(zhì)作用、巖層移動和礦井動力災害等,深化有關(guān)規(guī)律的認識。涉及的哲學原理包括世界的物質(zhì)性、物質(zhì)和運動的辯證關(guān)系、事物的變化發(fā)展原理、內(nèi)因和外因相互作用、量變與質(zhì)變、認識與實踐、現(xiàn)象與本質(zhì)相互關(guān)系等。

第三,科學精神和工匠精神?？茖W精神是指在科學活動中的基本精神狀態(tài)和思維方式。其主要包括實事求是、理性批判、探索實踐和開拓創(chuàng)新等內(nèi)容。[9]工匠精神是一種職業(yè)精神,是職業(yè)道德、職業(yè)能力和職業(yè)品質(zhì)的綜合體現(xiàn)。其內(nèi)涵包括:嚴謹、卓越、專注、精益和敬業(yè)等。采礦工程屬于傳統(tǒng)的艱苦專業(yè),采礦生產(chǎn)過程中極其需要精益和敬業(yè)的職業(yè)精神,同時智能礦山的建設(shè)過程實際上就是新一代信息技術(shù)在采掘工作中的探索實踐和開拓創(chuàng)新。

第四,創(chuàng)新意識。創(chuàng)新是人們在遵循客觀事物發(fā)展的本質(zhì)規(guī)律的前提下,結(jié)合現(xiàn)實社會的需要和個體生活發(fā)展的需要創(chuàng)造出新的事物、新的價值的活動過程。[10]意識是人腦的機能和屬性,是客觀世界的主觀映像。創(chuàng)新意識是人們在遵循客觀事物發(fā)展的本質(zhì)規(guī)律的前提下,結(jié)合現(xiàn)實社會和個體生活發(fā)展的需要,引起創(chuàng)造新事物、新價值的活動過程或理念的動機,并在創(chuàng)造活動過程中表現(xiàn)出的規(guī)范化的認識、意念、動機、愿望、心理取向或精神狀態(tài),其內(nèi)涵包括創(chuàng)新認識、創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新情感、創(chuàng)新意志和創(chuàng)新動機等。[10]礦山物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生與虛擬現(xiàn)實、煤礦機器人等內(nèi)容需要學生具備一定的創(chuàng)新意識。

第五,世界觀、人生觀和價值觀。世界觀是人們對整個世界(自然界、社會和人的思維)總的根本看法。人生觀是人們對人生問題(人生目的、人生價值、做人標準等)比較穩(wěn)定的觀點和態(tài)度。價值觀是人們對價值問題的根本看法,是使人們據(jù)此采取行動的一些基本原則、基本信念、理想、標準或生活態(tài)度。[11]世界觀、人生觀和價值觀是一個人對人生、世界的認識,形成了他為人處世的基本觀念、基本信念和行為準則?，F(xiàn)階段,要以習近平新時代中國特色社會主義思想、黨中央治國理政新思想新戰(zhàn)略、科技報國的家國情懷和使命擔當為指導,幫助智能采礦專業(yè)學生樹立科學三觀,啟發(fā)他們愛崗敬業(yè),努力實現(xiàn)人生價值。

(三)教學實踐

課程思政教學以主輔結(jié)合、水乳交融、喜聞樂見、潤物無聲為基本原則。課程思政元素要與專業(yè)知識緊密融合,專業(yè)知識內(nèi)容是主,思政內(nèi)容是輔。思政元素的呈現(xiàn)與專業(yè)知識不是簡單疊加、生硬拼接,而是水乳交融、相得益彰,且不影響課程原有的知識結(jié)構(gòu)體系。課程思政教學設(shè)計以學生喜聞樂見的方式出現(xiàn),并充分考慮學生學習動力及學習心理。課程思政教學以“潤物無聲,如鹽入水”的實施效果為最高努力方向,以不著痕跡、潛移默化的方式,培養(yǎng)道德品質(zhì),引領(lǐng)專業(yè)思想,熏陶科學精神和樹立正確三觀。

根據(jù)以上的教學基本原則,課程思政教學可采用的形式有:隱性滲透、案例穿插、畫龍點睛、專題嵌入和討論辨析。

1.隱性滲透

教學過程中尋求專業(yè)知識課程思政教育的隱性結(jié)合。教學中,教師以介紹專業(yè)知識為主,語言中不涉及思政詞匯,但學生能接受到思政教育。

以綜采放頂煤開采技術(shù)(簡稱綜放技術(shù))知識點為例,隱性滲透式教學組織如下。

(1)導入知識點,講解綜采放頂煤技術(shù)原理

(2)介紹綜采放頂煤技術(shù)國外的發(fā)展

20世紀40～50年代,法國、蘇聯(lián)等國家開始應(yīng)用放頂煤采煤法,但沒有取得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標。

(3)介紹綜采放頂煤技術(shù)的引進

1984年,我國引進了綜采放頂煤技術(shù)。1987年,平頂山礦務(wù)局一礦綜放開采試驗取得了良好效果。之后陽泉、潞安礦務(wù)局都取得成功,我國開始大量推廣應(yīng)用綜放開采,此時是綜放開采技術(shù)的“跟跑”階段。

(4)綜采放頂煤技術(shù)的突破創(chuàng)新

經(jīng)過20多年的發(fā)展,我國綜放技術(shù)已經(jīng)走在世界前列。2004年,我國綜放開采技術(shù)和裝備輸出至澳大利亞,建成了澳大利亞第一個綜放工作面。之后,土耳其、俄羅斯等國也開始關(guān)注和引進我國的綜放技術(shù),我國綜放技術(shù)進入“領(lǐng)跑”階段。

(5)教師總結(jié)

通過我國綜放開采技術(shù)的“跟跑”到“領(lǐng)跑”的發(fā)展歷程,啟發(fā)學生思考,引出我國綜采技術(shù)的成功經(jīng)驗:放頂煤技術(shù)的先進性,我國完備的產(chǎn)業(yè)體系及工業(yè)制造水平,煤炭從業(yè)者長期的奮斗及創(chuàng)新精神。

同時,教學過程中教師言傳身教、以身作則、嚴謹認真、精益專注、敬業(yè)愛生也是隱性滲透的重要組成。課堂教學時,教師的守時守約、教學準備和精神風貌、嚴謹仔細對待公式推導和板書表述(課件展示)等細節(jié)都無聲影響著學生。

2.案例穿插

精選跟課程內(nèi)容相關(guān)的、生動鮮活的案例和著名人物,引發(fā)學生思考,激發(fā)學生的共鳴感和代入感。例如,在講解礦山壓力理論時,穿插錢鳴高院士與“砌體梁”理論的案例,激發(fā)學生共鳴。

錢鳴高,中國工程院院士,培養(yǎng)出了煤炭領(lǐng)域第一位碩士和博士。1950年,錢院士考入東北工學院機械系,后聽從號召轉(zhuǎn)入采礦系。對于采場上覆巖層活動規(guī)律,當時國際采礦界提出過“懸臂梁”“壓力拱”“鉸接巖塊”等假說。盡管這些理論假說能在一定程度上解釋礦壓現(xiàn)象,但都沒有完整的力學模型。1962年,錢院士通過多年煤礦現(xiàn)場的實測檢驗,證實采場上覆巖層在開采后破斷形成“砌體梁”模型,把中國煤礦礦山壓力研究推進到國際先進水平。

3.畫龍點睛

教學中涉及課程思政的知識點或技能點,教師微言大義,精準滴灌,引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

例如,在介紹中國煤礦工業(yè)及采礦工程發(fā)展時,插入魯迅先生的求學經(jīng)歷。

1898年,魯迅考入江南水師學堂管輪班學習當水兵。后來,他認為國家當務(wù)之急是開發(fā)礦業(yè),1898年改入礦務(wù)鐵路學堂學習采礦來“實業(yè)救國”。因成績優(yōu)秀,他被公派留學到日本,準備入東京帝國大學工學部采礦冶金系。日本學習期間,魯迅先轉(zhuǎn)學醫(yī)學,動機如他在《〈吶喊〉自序》中說:“我的夢很美滿,預備卒業(yè)回來,救治像我父親似的被誤的病人的疾苦,戰(zhàn)爭時候便去當軍醫(yī),一面又促進了國人對于維新的信仰?！睂W醫(yī)期間,他又因看到日俄戰(zhàn)爭紀錄片而棄醫(yī)從文。點睛總結(jié):魯迅專業(yè)選擇非常曲折,但出發(fā)點始終都是:專業(yè)選擇始終與國家前途和命運聯(lián)系在一起?，F(xiàn)階段,牢記科技報國的家國情懷和使命擔當,努力學習智能開采理論和技術(shù),提高礦山開采智能化水平,就是智能采礦專業(yè)學生的歷史責任。

4.專題嵌入

針對不同的教學內(nèi)容,挖掘相應(yīng)的課程思政教育元素,設(shè)定專題,嵌入其中,培養(yǎng)學生積極的情感與價值觀。例如,在講解礦山災害防治時,嵌入“電磁輻射與礦山動力災害”專題。煤巖體在應(yīng)力作用下,煤巖介質(zhì)發(fā)生變形,變形過程中應(yīng)變能會使得煤巖體中的電子躍遷而產(chǎn)生電磁輻射現(xiàn)象。根據(jù)電磁輻射強度可以對煤礦動力災害危險性進行預警。“大學物理”學習,學生已經(jīng)具備了電子躍遷及電磁輻射的基本知識,將電子輻射用于煤礦動力災害預警,開闊學生眼界,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

5.討論辨析

結(jié)合教學內(nèi)容,設(shè)置主題討論,針對部分學生的模糊認識、錯誤認識和尖銳問題,有理有據(jù)地展開辨析討論,教師進行正確的思想引導。在介紹煤炭的形成時,設(shè)置討論專題“雙碳目標下煤炭行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)”,引導學生辯證思考,理解“雙碳”目標的意義,分析煤炭行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn),了解煤炭行業(yè)的碳排放路徑,培養(yǎng)思辨能力。

根據(jù)主輔結(jié)合、水乳交融、喜聞樂見、潤物無聲課程思政教學基本原則,圍繞課程思政教學目標,并考慮融合課程教學內(nèi)容,課程思政整體教學設(shè)計如表1所示。

(四)實施效果考核評價

課程思政實施效果考核評價是課程教學工作的重要環(huán)節(jié),是檢驗課程思政課育人實效和教學效果的重要手段。

課程思政實施效果考核評價包括過程性評價和結(jié)果性評價(期末考核),考核內(nèi)容涵蓋專業(yè)知識和課程思政。其中過程性評價方式有:課堂提問與討論、課程作業(yè)、課程實驗等。結(jié)果性評價(期末考核)方式有:閉卷考試、課程論文、調(diào)研報告、開放試題和實驗報告等。

課程思政實施效果考核評價堅持融于專業(yè)知識的過程性評價和行為導向的結(jié)果性評價相結(jié)合。過程性評價是依托專業(yè)知識的過程性評價,著重考察學生的學習態(tài)度、思想認識、意志品質(zhì)、學習動力和創(chuàng)新意識等,更多是描述性的反饋評價。結(jié)果性考核對利用課程知識和技能參加相關(guān)社會實踐和科技創(chuàng)新活動的同學設(shè)置特別加分項。如“大學生三下鄉(xiāng)社會實踐活動”“全國高等學校采礦工程專業(yè)學生實踐作品大賽”“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃大賽“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,申報國家專利及發(fā)表學術(shù)論文等。

四、結(jié)語

通過對“智能采礦導論”課程思政建設(shè)的探索實踐,確立了初步形成系統(tǒng)的專業(yè)認識,培養(yǎng)專業(yè)意識,鞏固專業(yè)思想;培養(yǎng)科學精神和工匠精神以及創(chuàng)新意識;樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀的課程思政目標。挖掘了煤炭能源與國家發(fā)展,馬克思主義哲學的基本原理,科學精神和工匠精神,創(chuàng)新意識,世界觀、人生觀和價值觀等思政元素。凝練了主輔結(jié)合、水乳交融、喜聞樂見、潤物無聲的教學基本原則,探索了隱性滲透、案例穿插、畫龍點睛、專題嵌入、討論辨析的教學組織形式。構(gòu)建了融于專業(yè)知識的過程性考核和行為導向的結(jié)果性考核相結(jié)合的考核評價機制。