新工科背景下“礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)改革探討

摘 要 針對“礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)中存在的問題，課程組結(jié)合新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、考核體系三個(gè)方面對安徽理工大學(xué)安全工程專業(yè)“礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的改革，激勵(lì)了學(xué)生積極參與課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了他們的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 新工科；安全工程；礦塵防治；教學(xué)改革

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.22.035

Exploration of Teaching Reform in the Course of \"Theory and Technology of

Mine Dust Prevention and Control\" under the Background of New Engineering

ZHAO Shujie， LU Wei， ZHANG Qingsong

（School of Safety Science and Engineering， Anhui University of Science amp; Technology， Huainan， Anhui 232001）

Abstract In response to the problems in the teaching of the course \"Theory and Technology of Mine Dust Prevention and Control\"， the course team has systematically reformed the teaching of the \"Theory and Technology of Mine Dust Prevention and Control\" course in the safety engineering major of Anhui University of Science and Technology from three aspects： course content design， teaching methods， and assessment system， in order to encourage students to actively participate in course learning and cultivate their comprehensive quality and innovation ability.

Keywords emerging engineering education; safety engineering; mine dust prevention and control; teaching reform

我國煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位[1]，但是礦山行業(yè)作為一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，面臨著嚴(yán)重的安全挑戰(zhàn)，特別是礦塵問題，其危害性尤為突出。礦塵作為一種易燃易爆的物質(zhì)，具有引發(fā)煤塵爆炸等嚴(yán)重安全事故的潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，工人長期暴露于礦塵環(huán)境中，可能導(dǎo)致職業(yè)性肺病、呼吸道疾病等多種健康問題。因此，礦塵防治作為保障礦山安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)備受矚目?！暗V塵防治理論與技術(shù)”作為安全工程專業(yè)礦山方向的必修課程，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)專業(yè)知識和技能的重要責(zé)任。在新工科教育理念的引領(lǐng)下，“礦塵防治理論與技術(shù)”課程不斷改革教學(xué)內(nèi)容和方法，進(jìn)一步提高課程教學(xué)質(zhì)量，以應(yīng)對當(dāng)今快速發(fā)展的工業(yè)化進(jìn)程和復(fù)雜多變的安全工作需求，為保障我國礦工生命健康及礦井安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供可靠的人才。

1" “礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)中存在的問題

1.1" 學(xué)生自身存在的問題

礦塵防治是一個(gè)跨學(xué)科的領(lǐng)域，涉及工程技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科。由于學(xué)生在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識可能存在不足，他們往往難以有效地將各個(gè)學(xué)科的知識有效結(jié)合起來。此外，“礦塵防治理論與技術(shù)”涉及一些抽象概念和模型，如礦塵的形成機(jī)制、擴(kuò)散模型等，這給學(xué)生帶來了學(xué)習(xí)上的困難。這些復(fù)雜的理論內(nèi)容容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生挫敗感，進(jìn)而影響他們對這門課程的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。

1.2" 課程內(nèi)容存在的問題

“礦塵防治理論與技術(shù)”課程內(nèi)容偏向理論化，主要集中在礦塵的形成機(jī)制、性質(zhì)特點(diǎn)、擴(kuò)散規(guī)律、危害評估以及防治的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法等方面，缺乏與礦塵防治相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用案例講解和實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生難以將理論知識與實(shí)際工作相結(jié)合。同時(shí)，部分課程內(nèi)容滯后于礦業(yè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐需求，無法及時(shí)反映行業(yè)的最新技術(shù)和實(shí)踐方法，這可能使學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識可能與實(shí)際工作不完全匹配，導(dǎo)致知識應(yīng)用的實(shí)用性和針對性不足。

1.3" 教學(xué)方法存在的問題

“礦塵防治理論與技術(shù)”課程內(nèi)容較為晦澀難懂，且課堂采用傳統(tǒng)的講授和聽講模式。在這種模式下，教師主導(dǎo)課堂，學(xué)生被動(dòng)地接受知識，導(dǎo)致缺乏師生互動(dòng)和學(xué)生間的互動(dòng)討論，這使得學(xué)生難以主動(dòng)提問、討論和交流，從而限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的深度和廣度。盡管多媒體技術(shù)為教學(xué)提供了新的可能性，但依賴于PPT等傳統(tǒng)多媒體課件的教學(xué)方式容易使得教學(xué)內(nèi)容信息量過大，知識點(diǎn)呈現(xiàn)碎片化，學(xué)生難以理清課程的知識脈絡(luò)，從而影響教學(xué)效果。

1.4" 考核環(huán)節(jié)存在的問題

目前，“礦塵防治理論與技術(shù)”課程的考核方式主要包括傳統(tǒng)的筆試、考勤和課后作業(yè)。其中，學(xué)生在完成作業(yè)或考試后需等待較長時(shí)間才能得到反饋，這導(dǎo)致他們無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)習(xí)中的問題，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)效果。更為關(guān)鍵的是，這種傳統(tǒng)的考核方式不夠全面，缺少與實(shí)際工作相關(guān)的實(shí)踐操作和案例分析，這使得學(xué)生過于注重應(yīng)試技巧，而忽視對課程內(nèi)容的深入理解和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，這種考核方式不能全面地反映學(xué)生的真實(shí)水平和技能，也不符合新工科人才培養(yǎng)的要求。

2" “礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)改革舉措

在新工科背景下，結(jié)合安徽理工大學(xué)安全工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，課程組針對傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題進(jìn)行了深入的課程改革。改革的主要方向包括優(yōu)化課程內(nèi)容、更新教學(xué)方法以及完善考核體系等。

2.1" 優(yōu)化課程內(nèi)容

對于“礦塵防治理論與技術(shù)”這門理論性較強(qiáng)的課程，首先需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，確保內(nèi)容既深入淺出又緊貼實(shí)際，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。具體的改革舉措主要包括以下三個(gè)方面。

2.1.1" 課程內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)，構(gòu)筑礦塵防治邏輯體系

根據(jù)課程教學(xué)大綱，課程組將“礦塵防治理論與技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容劃分為礦塵形成與性質(zhì)、礦塵擴(kuò)散與監(jiān)測、礦塵防治技術(shù)等幾個(gè)關(guān)鍵模塊。在每個(gè)模塊中，課程組對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行了整合，剔除了冗余內(nèi)容，確保每個(gè)概念都有清晰的解釋和論證，并按照從基礎(chǔ)到高級、從理論到實(shí)踐的邏輯順序組織了這些知識點(diǎn)，形成了一個(gè)連貫的學(xué)習(xí)路徑，避免了學(xué)習(xí)過程中的跳躍和不連貫現(xiàn)象。同時(shí)，課程組精心設(shè)計(jì)了模塊間的邏輯銜接和過渡，以確保學(xué)生能夠理解各個(gè)模塊之間的關(guān)聯(lián)，從而形成一個(gè)完整的知識體系，這不僅有助于學(xué)生順利地理解和吸收知識，也有助于教師對教學(xué)進(jìn)度的掌控。

2.1.2" 引入實(shí)際案例，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)協(xié)同

課程組從山西、陜西、內(nèi)蒙古、安徽等處典型煤礦井下真實(shí)的礦山粉塵防治項(xiàng)目中精選相關(guān)案例，涵蓋成功的防治實(shí)施案例、遇到的問題及解決方案，以及技術(shù)創(chuàng)新等方面。為了有效管理這些寶貴的案例資源，課程組建立了一個(gè)案例數(shù)據(jù)庫，對這些實(shí)際案例進(jìn)行了詳細(xì)的整理、分類和儲存，便于教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中的快速查找和應(yīng)用。在課堂教學(xué)中，教師有針對性地引入相關(guān)實(shí)際案例并引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行深入分析和討論。通過案例分析，將課堂上的理論知識與實(shí)際應(yīng)用場景相結(jié)合，幫助學(xué)生在理解理論的同時(shí)，更好地掌握其在實(shí)踐中的具體應(yīng)用方法。

2.1.3" 緊隨礦塵防治進(jìn)展，推動(dòng)前沿知識的普及

當(dāng)前，隨著環(huán)境保護(hù)和健康安全意識的日益增強(qiáng)，礦塵防治技術(shù)正在迅速創(chuàng)新和發(fā)展，對應(yīng)的前沿理論和技術(shù)也在持續(xù)更新。為了使學(xué)生能夠緊跟這一領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，教師可以組織相關(guān)的專題講座或邀請行業(yè)內(nèi)的專家來校，向?qū)W生介紹最前沿的礦塵防治理論和技術(shù)進(jìn)展。這不僅能讓學(xué)生及時(shí)了解行業(yè)的最新進(jìn)展，還能拓寬他們的學(xué)術(shù)視野和提升他們的實(shí)踐操作能力。

2.2" 更新教學(xué)方法

針對“礦塵防治理論與技術(shù)”這類理論性強(qiáng)且內(nèi)容復(fù)雜的課程，單一的教學(xué)方法無法全面促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此，要引入多元化的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和培養(yǎng)其批判性思維，使他們能夠真正欣賞知識的魅力并將其應(yīng)用于實(shí)踐中[2-4]。

2.2.1" 引入互動(dòng)式教學(xué)法

為了提高學(xué)生對“礦塵防治理論與技術(shù)”課程內(nèi)容的理解和應(yīng)用能力，課程組引入了互動(dòng)式教學(xué)方法，在每個(gè)模塊的課程講解后，設(shè)置了互動(dòng)問答環(huán)節(jié)，通過教師提出問題和學(xué)生使用點(diǎn)擊器進(jìn)行答題的方式，快速公布答案，以提高學(xué)生的參與感。同時(shí)，鑒于礦塵防治技術(shù)的專業(yè)性，教師將學(xué)生分成小組，學(xué)生以小組的形式查找和分析煤層注水、通風(fēng)除塵、噴霧降塵、泡沫降塵、個(gè)體防塵等特定的礦塵防治案例，并在課堂上進(jìn)行展示和討論，以促進(jìn)學(xué)生之間的交流和分享。在每次小組報(bào)告后，教師給出點(diǎn)評和建議，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的分析和總結(jié)。通過這些互動(dòng)活動(dòng)，學(xué)生不僅能更主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，還能增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力[5]，從而更好地理解和掌握礦塵防治理論與技術(shù)。

2.2.2" 開展信息化教學(xué)

課程組積極收集和整理與礦塵防治相關(guān)的多媒體資源，如圖片、視頻和動(dòng)畫，建立了一個(gè)綜合的多媒體教學(xué)資源庫。這些資源不僅有助于直觀地展示礦塵的形成、傳播和危害，還能生動(dòng)地呈現(xiàn)防治措施。此外，針對每一教學(xué)模塊，課程組還制作了專業(yè)的PPT課件，采用清晰的結(jié)構(gòu)和圖表呈現(xiàn)相關(guān)知識點(diǎn)，為學(xué)生提供了一個(gè)邏輯性強(qiáng)、易于理解的學(xué)習(xí)框架，幫助學(xué)生更好地理解內(nèi)容并跟上教學(xué)進(jìn)度。課件中還融入了動(dòng)畫和視頻片段，簡化了復(fù)雜的工程問題，使學(xué)生能夠輕松理解并將其應(yīng)用到實(shí)際中，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和記憶效果。此外，課程組還利用模擬軟件為學(xué)生提供了一個(gè)實(shí)際操作的環(huán)境，讓他們體驗(yàn)礦塵擴(kuò)散、煤塵爆炸等過程，以此加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握。

2.2.3" 推進(jìn)活動(dòng)教學(xué)法

為豐富教學(xué)內(nèi)容與提升教學(xué)質(zhì)量，課程組邀請了礦塵防治領(lǐng)域的行業(yè)專家和技術(shù)人員為學(xué)生進(jìn)行專題講座，讓學(xué)生能夠聽取到行業(yè)內(nèi)最新的技術(shù)應(yīng)用、實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢，為他們架起了從理論到實(shí)踐的橋梁，使他們能夠更好地認(rèn)識和了解礦塵防治的實(shí)際應(yīng)用和挑戰(zhàn)。其次，課程組組織學(xué)生進(jìn)行了實(shí)地考察，通過直接走訪礦山和相關(guān)的工作場所，讓學(xué)生親身體驗(yàn)、觀察和了解礦塵防治的實(shí)際工作環(huán)境和操作流程，與現(xiàn)場工作人員交流互動(dòng)，進(jìn)一步加深他們對礦塵防治工作的理解和認(rèn)識。這些教學(xué)活動(dòng)不僅使學(xué)生學(xué)到了知識，還增強(qiáng)了他們的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，使教學(xué)更加生動(dòng)有趣和富有成效。

2.3 完善考核體系

“礦塵防治理論與技術(shù)”作為一門應(yīng)用性強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的考核方式已不能適應(yīng)當(dāng)前對人才培養(yǎng)的要求[6-8]。為此，課程組對考核評價(jià)方式進(jìn)行了完善，采用了多元化的評估方式，全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

2.3.1" 強(qiáng)化實(shí)踐操作和應(yīng)用能力考核

除了傳統(tǒng)的理論知識考核，課程組增加了實(shí)驗(yàn)操作和工程案例分析兩個(gè)實(shí)際操作環(huán)節(jié)，以全面評估學(xué)生在處理礦塵防治實(shí)際問題中的能力。學(xué)生需要完成礦塵相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，如礦塵監(jiān)測和防治技術(shù)應(yīng)用等，并完成詳盡的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，涵蓋實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作步驟、數(shù)據(jù)分析和問題解決策略等內(nèi)容。此外，學(xué)生還需選定真實(shí)的礦塵防治項(xiàng)目進(jìn)行案例分析，提煉關(guān)鍵技術(shù)和策略，并提出自己的見解和建議。通過考查學(xué)生對問題的分析和解決思路，以及他們在匯報(bào)和面對教師提問時(shí)呈現(xiàn)出的對知識的掌握程度，并結(jié)合他們提交的總結(jié)報(bào)告進(jìn)行綜合評價(jià)。

2.3.2" 優(yōu)化最終成績評定依據(jù)

為培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維，使其更好地適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)的要求，課程組優(yōu)化了“礦塵防治理論與技術(shù)”課程最終成績的評定依據(jù)，強(qiáng)調(diào)平時(shí)表現(xiàn)、知識應(yīng)用和實(shí)踐能力的重要性，而不僅僅是依據(jù)期末筆試的成績。具體而言，平時(shí)作業(yè)占10%，互動(dòng)問答占10%，案例分析占15%，實(shí)驗(yàn)操作占15%，期末考試成績占50%。通過這種優(yōu)化后的綜合評定依據(jù)，旨在確保學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用能力，為他們未來在礦塵防治領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3" 結(jié)語

“礦塵防治理論與技術(shù)”課程是安全工程專業(yè)礦山方向的專業(yè)必修課，其所涉及的理論知識復(fù)雜，實(shí)踐應(yīng)用范圍廣泛，故一直被視為較難的課程之一。本文以安徽理工大學(xué)安全工程專業(yè)“礦塵防治理論與技術(shù)”課程為研究對象，針對當(dāng)前教學(xué)中的存在的問題，結(jié)合新工科背景下人才培養(yǎng)的新要求和學(xué)生的實(shí)際情況，從課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核體系三個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的改革，使課堂教學(xué)更富有活力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，促進(jìn)了學(xué)生的知識運(yùn)用和自主創(chuàng)新能力的提升，為新工科人才的培養(yǎng)注入了新的活力。

基金項(xiàng)目：安徽理工大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)基金（2022YJRC113）；安徽省高等學(xué)校省級質(zhì)量工程項(xiàng)目“礦井熱動(dòng)力災(zāi)害防治課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”（2021JXTD085）。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局.中國統(tǒng)計(jì)年鑒2023[M].北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2023.

[2] 柏小穎.“雙一流”建設(shè)背景下高校多元化教學(xué)方法探索[J].科教導(dǎo)刊，2019（23）：3-4.

[3] 李明，趙建輝，張延順，等.基于基礎(chǔ)與專業(yè)相融合的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索[J].高教學(xué)刊，2024，10（5）：94-97.

[4] 趙彥玲.基于新媒體時(shí)代探究大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法創(chuàng)新[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018（8）：216-217.

[5] 何苗.互動(dòng)式教學(xué)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2021，12（21）：104-105.

[6] 王慶宇，彭幫保，李忠宇.基于過程性考核的專業(yè)課教學(xué)方法研究[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（8）：19-21.

[7] 肖南，何麗紅，黃阜，等.新工科背景下課程教學(xué)創(chuàng)新及考核改革探索[J].科技風(fēng)，2023（6）：107-109.

[8] 王超.過程性多元化考核的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2024（1）：45-48.