“共同认知式”矿业工程类课程设计教育模式研究

吴仁伦 王璐璐

摘要：根据新时期大学生特点，在遵循教育学、心理学原理基础上，梳理矿业类课程设计教学过程中的新做法、新思路，探讨以师生认知共同成长为途径，以体验式隐性认知矫正与内化为方式的“共同认知式”矿业类课程设计新型教育模式，提升教育效果，打教学特色。

关键词：共同认知；矿业类课程设计；教育模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0080-03

一、研究背景

近年来，大学生体现出一定的阶段性特点，如政治参与热情高，但存在一定的认知误区；人生观念上积极主动、灵活务实，但存在功利主义倾向和厌世情绪；学习上主体意识鲜明，但学习风气有待提高[1]。教学对象特点改变的情况迫切要求这教学教育模式的转变，从而提升教学质量，深入教育改革。同时，根据生产单位、企业的信息反馈，矿业类学生理论基础扎实，但在结合实际生产情况的分析、设计和应对能力相对较弱。目前，涵盖以矿业类为主体专业的多所高校正积极寻找解决办法。基于以上情况，矿业类各门专业课程设计教学模式也随着多领域的技术革新开展了积极探讨，诸如从教学安排上提前布置教学任务，在教学内容上建立选题题库，对学习人员进行团队化建设等方面[2-5]，探索中的多种方法丰富了课程设计教学形式，与传统的告知、任务等教学模式穿插配置，在遵循教育范式的基础上将素质教育理念融入到矿业类专业技术教学之中。本文试结合教育学范式、学习共同体、教育效能、认知心理学、认知疗法等研究方向，以多名学者、教师的教学理念和实践数据为基础，探讨一种以培养某一具体性能力为动机，以师生认知共同成长为途径，以体验式隐性认知矫正与内化为方式的矿业类课程设计教育模式。

二、“共同认知式”矿业类课程设计教育模式结构

（一）基本框架

根据基础心理学原理，动机来自于需要，它促进个体的认知心理活动，同时形成意志能力。认知过程是一个由信息的获得、编码、贮存、提取和使用等一系列连续的认知操作阶段组成的按一定程序进行信息加工的系统。“共同认知式”是以培养某一具体性能力为动机，以师生认知共同成长为途径，以体验式隐性认知矫正与内化为方法的一种认知教育模式分类。其特点在于遵循教师“良师益友”准则下“益友”身份的突出表现，依据大学生认知成长过程的规律，避免教育中“舍本逐末”的尴尬被动情境，体现出教师参与认知的并肩型关系。

（二）科学路径

1.基本假设。“共同认知式”矿业类课程设计教育模式符合认知学、教育学的基本原理，能够解决一定的问题或促进教师在教学过程中的工作实效，是能够建构的。

2.研究方法。采用文献调查法对矿业类课程设计教育模式的研究成果深入了解，采用调查法、经验总结法等“梳理”、“推论”、“概括”、“总结”[6]，针对假设问题进行辩证。

（三）主要内容

1.认知心理学模型应用。根据E. Gagné的“人类信息加工系统的基本元素”[7]，“共同认知式”侧重于教师与学生在课程设计教学实践中以记忆策略的调整增强认知收获的工作记忆，并进一步维护长时记忆和以备提取过程所需（如图1所示）。教师作为共同体参与者，要注意决策课程设计进度，通过对感知、思维、注意、记忆、自知力等元素[8]组成的思想及其认知结构的重构实现矫正，如该门课程内容科普知识的延伸、与多门课程或学科的关联，争取出现认知效果叠加且避免消减，以一定长的时间段和途径逐步实现学生对该门课程认知重构的内化过程。

2.教育学模型应用。实践共同体是诠释情境认知教育观的重要术语[9]，参与实践共同体是教学与学习的有效组织模式，根据共同体的方式划分，教师与学生的关系属于边界内同质性的集中共同体，作为共同体的成员，能够使师生双方更加顺畅地相互介入到彼此的行动中，彼此承认各自都是参与者[9]。单体和共同体的教育效果，在相同认知增长时间内，认识问题的程度是不一样的（如图2所示）。

3.模式建构。依据人本主义理念，人在发展过程中有许多种需要，因为人自身存在惰性心理，当有现成资源能满足需要时，人绝大多数时候不会放弃已有的资源而重新探究，特别是资源寻求难度越高，人就越容易放弃。习惯的常态化是经过长期、逐步而形成的，所以，在寻求改变学生被动接受时也要用长期的主动体验，在日积月累下加深学生主动自发的习惯性，让学生的主动行动成为常态化的习惯。据此，矿业类课程设计教育模式的改革不能仅仅着眼于一周左右的实操阶段，而要将设计的理念融入学习的多个环节，在不大幅度增加学习课时的前提下，多维度拉伸学习时长或打造学习平台。另外，心理建构主义者认为，知识以心理结构的形式存在于学习者的头脑之中，个体通过同化、顺应以及组织这些过程完成对知识的建构[10]。课程设计隶属课堂教学，但其个性特点侧重于对课本知识的外延实践，起到理论与实践的纽带作用。矿业类课程设计模式构建可以考虑从：选题题库、教学任务安排、教学完成方式、成绩判定、教学沟通方式、自主学习团队六个方面具体实施，“共同认知式”课程设计模式构建如图3所示。

4.模块方案。选题与题库建设，充分利用多年来矿业类各专业课程设计所积累的现场实际工程资料进行提炼、加工、整理，建立课程设计选题题库，并将题目根据围岩结构、埋深、采高、瓦斯等条件进行分类。教学任务安排，对课程设计任务的下达时间、开始时间和持续时间进行优化调整，确保合理的开展设计的空间。教学完成方式，对现有课程设计内容中不同部分的完成方式进行重新分配调整，采用手工设计和计算机辅助设计相结合、必选项与自选项相结合。成绩判定，调整各项评判方式所占比重，制定详细的实施方案，兼顾设计过程和设计结果，使成绩判定体系更为科学合理。教学沟通方式，利用近年学生推崇并使用交流平台，组建工作组、选用临时对话等沟通方式。自主学习团队，尊重学生的自我教育能力[11]，教师可以以静止状态的共同体身份等待并观察学生自我教育的反应过程。

三、实施与效果

（一）决策与方法

根据模块方案的指导，采用现有工作总结及文献调查法整理出各个模块中部分代表性实施方法，这些方法将课程设计信息的获得、编码、贮存、提取和使用等一系列连续的认知操作阶段有机结合起来，并按一定程序进行信息加工，体现出“共同认知式”矿业类课程设计教育新模式。

1.选题与题库建设。有课程设计教师针对《矿山压力与岩层控制》建立出题库，其中包含不同开采条件的题目达100余份。课程设计的题目采用随机分配的方法，确保每个学生的题目不重复，每个题目具备特有的地质和开采特征。通过题库的建立，可以实现《矿山压力与岩层控制》课程设计真正结合工程实践，为学生提供独立思考和设计的基础条件。

课程设计教师利用本科生科研训练计划，以课题的形式让学生参与并维护题库，同时对题库在信度和效度方面进行研究，拓展学生研究能力，题库建设与维护流程见图4所示。

2.教学任务安排。参考：南方地区高校围绕南方煤炭产业链的基础研究和技术攻关目标，开展重大技术、关键技术和集成技术研究，针对南方煤层的特殊性，重点在复杂煤层开采技术、软岩动压巷道支护、矿井水害控制等方面积累案例，要求学生回顾和复习相关采煤方法[12]。

参考：利用废弃的老矿井建立专门实习基地，对开拓巷道、某采区的准备巷道、工作面等进行维护，建成实习矿井，共本科、技校学生实习[13]。在实习期间讲解多门课程设计的基本原理，将实习与设计有机结合，变相拉伸了学习时长。

3.教学完成方式。参考：在《矿山压力与岩层控制》课程实验教学中采用CAI等手段提高教学效率，如用数码摄像机对岩层控制实验室开设的试验项目的实验方法与步骤进行示范实例的拍摄，制作成教学光盘。将枯燥的纯步骤讲解转变为生动的实验视频[14]。

4.成绩判定。参考：过程考核，考核侧重点放在学生或团队独立完成课程设计的情况，以及对理论知识的理解程度和运用情况。原有考核方式是根据递交的设计说明书判定成绩，这种方式既无法考核学生是否独立完成设计，更无法考核学生对理论的实际运用能力。为此，在原有考核方式基础上，建立“设计说明书+设计答辩”的考核模式，二者所占成绩分值比例分别为70%和30%。通过学生答辩的环节，可以了解学生对知识的掌握程度和准确运用知识点的情况。

5.教学沟通方式。利用设计教室和通讯平台（微信、QQ、飞信群等），建立现场和在线两种答疑模式，将单个答疑转变为集中答疑，提高指导效率。学生通过在线答疑平台可以反复查询答疑记录，加深对设计难点的理解，指导教师也可有效收集学生在设计过程中普遍存在的问题，及时掌握学生理论知识及实践操作的薄弱点，为后续进一步完善课堂授课和课程设计环节奠定一定基础。

6.自主学习团队。参考：让学生2～3人组建团队共同学习，同时调查学生意愿，提升他们在资料查阅、分析讨论问题等方面的主动性和积极性。自主学习团队在教学任务布置前自由组合，并以邮件的方式提交组队申报表，包含组员情况、对该门课程设计的研究方向的意愿表达等内容，指导教师在申报表收集完成后，在整体把控的基础上尽量将学生感兴趣的选题回发给学生。

（二）分析与评估

在大量的矿业类课程设计研究文献与同专业校际交流中发现，多门矿业类课程设计在采用题库设计、案例教学后，大大缩短了教学情境与现场情境的差距，操作性突出，对培养实用创新型人才作用明显。CAI教学、数值模拟等与教学的有机结合，使学生更易于理解和掌握课程设计的基本原理，增强了工程设计和计算的意识概念，培养了计算机应用能力。多维度的成绩判定方式提高了学生在课程设计环节的出勤率与有效学习效果，获得主动学习学生的支持，同时一定程度上抑制了学生的惰性心理。摒除教师至上而下教学形态，通过建立公邮、QQ、微信群等快捷互动交流平台营造多媒体化学习气氛，将信息资源共享融入到学生的行为习惯中，学生在矿业类课程设计中体现出更多的主动行为。以教育学范式、学习共同体、教育效能、认知心理学、认知疗法等为理论基础构建的“共同认知式”矿业类课程设计教育模式框架，必将为矿业类学生的专业技能提供更加高效且深入的教育效果。

参考文献：

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