高危工科专业课程普遍面临实验落地难、内容迭代慢、个性化教学难以兼顾等现实困境。河南省高等学校教学名师、河南理工大学安全科学与工程学院教授张飞燕领衔的教学团队,以《爆破安全》课程为突破口,坚持思政引领、产教协同、AI赋能,围绕教学内容重构、数智教学资源建设、课堂教学模式革新、多元评价体系构建等方面系统推进改革,走出一条数智特色与安全底色兼具的教学改革之路。本文系2026年度河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目2026SJGLX083和重大项目2026SJGLX010的阶段性成果。 锚定产业需求,重构模块化教学内容体系。课程教学改革首要在于回答“教什么”。在传统模式下,教学内容动态更新机制往往缺失,课程难以及时跟进行业新技术、新规范与新标准,人才培养与行业智能化升级需求之间由此形成落差。要破解这一适配之困,必须把课程置于产业坐标系中重新定位。 教学团队紧扣工程教育专业认证标准,坚持“以学生为中心”,以价值塑造、知识传授、能力培养为主线重塑课程目标,确保思政育人融入教育教学全过程。在课程教学内容上,以爆破工程知识体系为主线,将爆破安全知识融入各章节,对标新工科能力要求,实现教学内容模块化。与之呼应,实验教学内容同步迭代:依据教学大纲,从基础性、综合性、创新性三个层次设计“巷道掘进爆破安全”虚拟仿真实验,内容涵盖课程80%的知识点,并将国家“双碳”战略融入其中,引入爆破碳排放计算与减碳措施探讨。 聚力数智赋能,搭建四维教学资源矩阵。理论层面的重构,需要以资源为支撑方能落地。高危工科专业课程的教学难点,集中表现为抽象难懂、实操受限、学习路径模糊三重困境:爆破器材属于国家严格管控的高危险性物品,依照《爆破作业单位资质条件和管理要求》(GA990—2025),国内高校均不具备真实实验落地的条件,知识的直观呈现与亲身体验长期缺位。 教学团队立足课堂真实教学需要,校企联动开发体系化数智教学资源,构筑起四维资源矩阵。其一,借助AI技术联合企业出版AI版新形态数字教材,教材于2023年获评“全国十大优秀云教材”,修订版于2025年获批河南省“十四五”规划教材立项;其二,利用虚拟仿真技术搭建“巷道掘进爆破安全”虚拟仿真实验平台,突破高危实验落地瓶颈,该课程获批国家级一流本科课程;其三,依托智慧树数智平台构建知识图谱智慧课程,破解知识碎片化、学习路径模糊等问题,实现个性化学习路径规划与差异化教学指导,回应不同层次学生的需求;其四,针对“爆破技术的千年跨越”内容,基于超星数字平台搭建课程虚拟展厅辅助教学,弥补课堂教学图文并茂而身临其境不足、理论讲授而直观体验欠缺的短板,增强课堂趣味性与沉浸感。 创新课堂范式,构建全周期多元评价机制。资源的价值,最终要经由课堂转化为育人实效。教学团队将数智资源深度融入教育教学全流程,构建“虚、实、数”三维协同教学模式,重塑评价机制,推动课堂从“知识传授”向“能力塑造”转型。 在课堂模式上,依据认知进阶逻辑设置三大模块。理论知识模块深度融合SPOC课程(小规模限制性在线课程)、知识图谱智慧课程、虚拟展厅、云教材、云班课等数字资源,构建“线上自主学习+线下深度研讨”的混合式教学;实践创新模块推行校企协同、专兼结合模式,依托线下教学模拟器材开展沉浸式实践教学,专职教师统筹教学设计与课堂把控,思政教师落实立德树人,企业导师强化一线实操教学,多主体协同实现理实交融;研究探索模块以典型爆破工程项目为载体,遵循“能实不虚、虚实互补”原则,采用线上为主、线下补充的混合式教学,涵养解决复杂工程问题的研究能力与创新思维。 评价机制上,依托人工智能技术,基于AI版新形态数字教材、虚拟仿真实验、智慧课程学习数据等,构建过程性考核与结果性考核相结合的多维度、全过程、全周期课程评价体系,实现学习轨迹可追溯、能力提升可量化、教学效果可持续优化。相关实践荣获第六届河南省本科高校教师课堂教学创新大赛产教融合赛道一等奖、第五届河南省本科高校教师课堂教学创新大赛虚拟仿真实验教学赛道特等奖。 凝聚教研合力,扩大教改成果辐射示范效能。教学改革的真正价值,不仅体现在自身成效,还体现在其可复制性与辐射力。教学团队依托河南省安全工程专业省级虚拟教研室,将课程改革成果向外辐射,让个体的探索经验沉淀为团队共享的实践成果。 改革成效首先体现在学生层面,学生从被动学习转向主动探索,实践能力、问题解决能力与创新思维能力显著提升,近三年获国家级、省部级学科竞赛奖项24项;学院连续3年平均考研录取率稳定在50%,授课教师所带班级考研录取率达78.12%,班级获评河南省先进班集体。虚拟仿真实验课程与新形态数字教材已被多所高校相关专业及行业企业广泛应用,课程负责人多次受邀赴省内院校分享建设成果,获得听众一致肯定,改革实践荣获国家级、省部级教学奖项10余项。 技术打破实验壁垒,教育筑牢安全底色。高危工科教学难在实操、贵在求真。河南理工大学安全科学与工程学院张飞燕教学团队以AI为抓手,以课程为支点,把“不能做”的高危实验变成“可体验、可探究”的数智课堂,打通价值塑造、知识传授、能力培养的育人闭环。顺应高等教育数字化转型大势,面向新工科时代浪潮,教学团队将持续深耕产教协同、数智赋能之路,为高危工科专业数字化人才培养输出鲜活实践样本。
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