模型制作在采礦工程專業(yè)教學的應用

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摘要:模型直觀、易懂，能構建起專業(yè)知識的內部聯系與空間形態(tài)。模型制作能加深學生對專業(yè)知識的理解，是一種教學方法的有益嘗試。教師通過課堂引導完成模型制作的選題，在學時較少的課程中，可進行主要概念、知識點的模型制作。在學時較多的課程中，可進行專業(yè)知識體系的模型制作，使模型能自成系統(tǒng)?？蛇x派興趣濃厚的模型制作學生參加全國的采礦工程實踐作品大賽，并通過調查問卷等方式反饋模型制作的教學效果，并不斷地持續(xù)改進，完善模型制作的課程建設。

關鍵詞:模型制作;采礦工程;教學;持續(xù)改進;工程教育

一、模型制作與采礦工程專業(yè)課程特點

1．模型制作

模型直觀、易懂，能構建起專業(yè)知識的內部聯系、空間形態(tài)，可以將形式與內容完美地結合起來，以獨特的造型展示出立體的視覺形象，起到一目了然的作用。模型設計中布局是否合理、比例是否恰當、造型是否協調等問題都可以通過模型制作來發(fā)現。模型制作主要是通過師生互動的教學方式，把專業(yè)概念或知識體系動手實踐做成知識模型，從而加深對專業(yè)知識的理解，達到教學相長的效果。它既能提高學生的動手實踐能力，也能培養(yǎng)學生的學習興趣和創(chuàng)新意識，是一種能改變學生行為，提高學生綜合能力的教學方法。比如建筑專業(yè)、園林專業(yè)等都可以把專業(yè)知識動手實踐綜合成建筑模型、園林模型，用于課堂的教學［6－7］。尤其對一些工科院校的專業(yè)課教學，模型制作可以調動學生的學習積極性，能把枯燥專業(yè)知識變?yōu)橹谱髂Ｐ偷臉啡?，達到對所學知識的理解、消化、吸收與靈活應用。此外，信息獲取、動手實踐、團隊協作、人際交流等能力都可以通過模型制作來實現。

2．采礦工程專業(yè)課程特點

采礦工程屬于礦業(yè)類學科，是一門學科綜合性較強的專業(yè)，涉及采礦、井巷、力學、機械、管理與制圖等多學科的基礎知識。專業(yè)課程具有概念較多、知識點零碎、知識體系環(huán)環(huán)相扣的特點，需要有一定的立體思維能力，才能把知識架構的空間關系搞清楚。單純的課堂教學往往使學生一知半解，而教學模型參觀也僅是對知識的一種表象理解，不能從根本上掌握主要知識點的本質關系。專業(yè)課程的學習需要學生具有一定的空間想象能力和嚴謹的邏輯思維能力，而對重要概念的理解和應用一直是采礦工程專業(yè)課教學的重點和難點。模型制作則能把一些抽象的專業(yè)概念、知識體系構建起來，使知識結構立體化，有助于學生對基礎知識的深刻理解。因而，選擇模型制作進行采礦工程專業(yè)課的教學實踐是課程教學方法的一種有益嘗試。

二、模型制作在教學中的應用

1．模型制作的課堂引導

在整個教學過程中，如何增加學生對課程的感性認識和學習興趣，教師對課程的掌控力和對專業(yè)知識的熟悉程度是一個關鍵點。教師應認識到課堂引導的重要性，在模型制作授課中應循循善誘，適時教導。剛開始進行模型制作的學生會毫無頭緒、不知所措，此時教師應進行課堂引導，可準備若干個模型制作的選題，講解一些相關的模型案例，開拓學生的思維;也可安排學生參觀教學模型，增強他們對模型的直觀感受，使他們認識到模型制作并不難，還有一定的趣味性。其次給他們講解模型制作的益處，提高他們對復雜空間的表現和認知能力，鍛煉他們的動手能力與團隊協作精神等。最后將學生分組，1組4～6人為宜，每組設定1名小組長，組長分工明確，組員各負其責，并納入最終的考核評分中。

2．教學中的模型制作

模型制作過程:首先進行模型的選題，教師準備若干個模型制作的選題，由學生自由選擇，也可由學生根據專業(yè)課程知識自選課題;選題完成后，模型小組要搜集資料、完成模型設計并繪制方案草圖，依據草圖繪制出詳細的CAD施工圖;然后根據選題的不同確定模型制作材料;此后，各小組分別進行模型制作，在此過程中，學生要拍攝具體實施模型制作的關鍵步驟照片，為下一步小組匯報或上交報告提供素材;最后，各小組將自己制作的模型成品進行展示，各組推選代表進行PPT匯報，師生針對各組的匯報情況進行點評、討論，教師對最終結果進行考核評分。模型制作要求:教師應根據課程內容和教學課時，給學生分配模型制作任務，要求模型能自成系統(tǒng)，甚至能簡單運轉，并符合實際情況。在學時較少的課程中，可進行專業(yè)課中一些主要概念、知識點的模型或模型部件制作，可利用塑料板、紙盒、泡沫板等材料進行模型制作。在以后的教學過程中，如果有學生重復之前的教學模型，則要求學生做出更精細的模型，可添加二極管等電子元件進行電動演示，可改進模型材料使做出的模型更逼真等，要求重復的模型趨于精細化、形象化。在學時較多的課程中，可進行專業(yè)知識體系模型的制作，使學生加深對專業(yè)知識體系的理解和應用。根據課程知識點，發(fā)揮學生的自主性，探索自己的表現形式。學生如果繼續(xù)之前的模型，則需要進一步完善模型系統(tǒng)，可借助光電、機械等方法使模型更真實化，易于理解。課程關注的焦點是完成模型制作所獲得的成果，以此激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)學生能靠自己和團隊做成事情的信心。

3.模型制作的實踐競賽

教師應鼓勵學生全員積極參與模型制作，可推薦模型制作興趣濃厚的學生參加全國的采礦工程專業(yè)實踐作品大賽。例如，采礦工程2015級學生參加競賽模型作品，獲得了獎項。這些結合專業(yè)知識把想法變成模型作品的經歷，鍛煉了他們的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力，增長了見識，增強了他們做成事情的自信心。

4．模型制作的教學反饋與持續(xù)改進

模型制作是一門不斷摸索前進的課程，需要持續(xù)地改進完善。通過合理地設計調查題目，進行匿名的調查問卷形式來獲取學生真實的反饋信息。根據第一次的調查問卷結果，學生們提出了比較中肯的建議:模型制作要有一定的經費支持，應有專用的模型制作教室及工具，也可以進行數值模型的制作等。這些意見都是今后模型制作課程建設需要改進完善的地方。

三、結語

模型能形象直觀地反映采礦工程專業(yè)中抽象難理解的基礎知識，模型制作有助于學生們消化、吸收、靈活運用專業(yè)知識，也能鍛煉他們的動手實踐能力和空間想象能力。因而，模型制作在采礦工程專業(yè)教學中的應用是一項很好的教學方法嘗試。模型制作要由教師課堂引導開拓學生思路，按照學時的差異、學生可分組討論模型的難易程度確定選題范圍，然后收集資料完成模型設計，確定模型材料進行分工協作，完成模型制作，最后教師進行考核評分。對模型制作興趣濃厚的學生，可以選派他們參加全國的采礦工程專業(yè)實踐作品大賽?？赏ㄟ^問卷調查等方式反饋模型制作的教學效果，并不斷持續(xù)改進，完善模型制作的課程建設。

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作者：康向濤 鄒義懷 吳桂義 單位：貴州大學礦業(yè)學院