基于虛擬教研室的校企共建式礦井熱害防治課程建設(shè)

易欣 王興 李煜晗

摘?要：近年來礦井開采向深層擴展，高溫地熱問題逐漸凸顯出來，這對井下工人有嚴重的危害，高校安全工程專業(yè)如何高效培養(yǎng)礦井熱害防治專業(yè)人才是現(xiàn)階段亟須考慮的一個問題。“雙培計劃”項目打破了傳統(tǒng)教育固定地點、時間、人物的局限性，讓學生的學習不再局限于坐在課堂學習知識，既有利于學生拓寬專業(yè)視野，也有利于各學校之間的優(yōu)秀資源共享。推動虛擬教研室的建設(shè)，建立符合礦井熱害防治課程需求的校企共建式特色課程，最終提高教學質(zhì)量是現(xiàn)階段的重點研究對象。

關(guān)鍵詞：礦井熱害防治；虛擬教研室；校企共建；課程建設(shè)

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

近年來我國煤礦行業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)快速提高，開采也隨之向更深井煤礦發(fā)展。隨著煤礦開采深度的增加，機械散熱和高溫地熱等熱害問題也逐漸凸顯出來［1］。深層礦井高溫高濕環(huán)境極易引發(fā)相應(yīng)的職業(yè)病，降低作業(yè)人員的工作效率［2］，因此如何培養(yǎng)熱害防治方面的專業(yè)技術(shù)人才是現(xiàn)階段安全工程教學亟須考慮的問題之一。而我國傳統(tǒng)教育有非常大的局限性，在一個特定的地區(qū)特定的老師開展固定的教育活動，這阻礙了學生多方面了解該課程的路徑，難以讓學生多層次、多角度、多方面地學習，對于教師而言，難免會出現(xiàn)教育方式固定化、單一化的現(xiàn)象［3］。網(wǎng)絡(luò)擴大了教研活動由線下轉(zhuǎn)為線上發(fā)展的可能，教學多改為線上，因此虛擬教研室的建立應(yīng)運而生。這種教研模式不局限于傳統(tǒng)的課堂教學，而是充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源的開放性、高效性，將學習資源上傳至互聯(lián)網(wǎng)上，令網(wǎng)絡(luò)成為打破地域、學校界限實現(xiàn)教學資源共享與交流的一把“利劍”。

2015年北京啟動“雙培計劃”，依托各中央高校百余個優(yōu)勢專業(yè)按“3+1”“1+2+1”等方式培養(yǎng)學生［4］。自該通知發(fā)布后，北京信息科技大學、北京交通大學、北京工業(yè)大學等積極參與，進行校間訪問、建立虛擬教研室、推動課程建設(shè)［5］。2022年教育部辦公廳分別于2月和5月公布兩批共計657個虛擬教研室建設(shè)試點，令虛擬教研室的建設(shè)進程有了質(zhì)的飛躍。現(xiàn)在高等教育處于全面深化改革的重要時期［6］，虛擬教研室是信息化時代新型基層教學組織建設(shè)的重要探索。因此，本文以礦井熱害防治課程舉例，探討建立一種適合本課程的虛擬教研室模式，從理論條件和實際基礎(chǔ)上進行開發(fā)與實踐，為后續(xù)建成更完善的課程提供可行的思路。

1?礦井熱害防治課程現(xiàn)狀

礦井熱害防治是安全工程專業(yè)的一門綜合性課程，它涉及采礦、通風、環(huán)境、安全等專業(yè)性領(lǐng)域，旨在讓學生了解并掌握礦井熱害的形成機理、風流的熱濕計算、礦井熱環(huán)境評估、礦井熱害防治措施、降溫系統(tǒng)及效果等礦井熱害相關(guān)知識。礦井熱害防治在國外已經(jīng)有了悠久的研究歷史，已經(jīng)有一套完善的科學研究及教學體系。我國對礦井熱害防治的研究起步較晚，最初始于20世紀50年代，之后長期依附礦井通風專業(yè)，到1998年后成為安全工程的一個方向［7］。目前各學校側(cè)重方向不同，課程的教授方式和教學材料也有所出入，這在很大程度上對形成一套完整完善的課程教學體系產(chǎn)生了阻礙。因此，利用虛擬教研室來構(gòu)建一個合理完善的礦井熱害防治課程教學體系就非常重要。

2?基于虛擬教研室的課程建設(shè)

西安科技大學礦井熱害防治課程是安全科學與工程學院為安全工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)課，共32學時。該課程涉及基礎(chǔ)理論知識多、實踐性強，學生又因無法深入現(xiàn)場直觀感受課程相關(guān)內(nèi)容，易產(chǎn)生理論與實際脫節(jié)、學習熱度下降等問題，無法達到課程目的。根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中2035年總體實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的目標，加快信息化時代教育變革，針對現(xiàn)在課程所存在的缺點，提出一種基于虛擬教研室的課程模式。

除正常的線下教學外，與有相似課程的名校名師建立聯(lián)系，定期開設(shè)外校名師課堂，拓寬學生學習面。依托本校安全與礦業(yè)方面的優(yōu)勢，與優(yōu)秀企業(yè)相互交流，邀請企業(yè)礦井熱害防治方面專家開展講座，帶領(lǐng)學生前往一線參觀，從實際出發(fā)讓學生了解專業(yè)現(xiàn)狀與知識。此外，由于井下環(huán)境危險系數(shù)高，無法現(xiàn)場感受實際情況，因此學校與企業(yè)還可以共同開發(fā)虛擬仿真實訓(xùn)平臺，讓學生可以將課堂學到的知識應(yīng)用于實際工作。在學期中，通過虛擬仿真實訓(xùn)學習實踐，不斷將課堂理論與實際應(yīng)用結(jié)合，進行中期大作業(yè)的考核。在考試結(jié)束后進行教學互評［8］，作用于備課環(huán)節(jié)，形成一個不斷改進的良性循環(huán)（如圖1）。該模式具有一條主線、兩面結(jié)合、三方共建、多平臺一站式服務(wù)等特點，努力將礦井熱害防治課程建設(shè)為具有專業(yè)特色的一流本科課程。以下是對這幾個特點的介紹。

2.1?一條主線

一條主線是指以礦井熱害防治課程培養(yǎng)該方面專業(yè)人才為目的主線。虛擬教研室的建設(shè)本質(zhì)上就是輔助教學提高教師教書育人能力，為培養(yǎng)高質(zhì)量專業(yè)人才打好基礎(chǔ)。目前本課程已有完整的線下課程培養(yǎng)模式，通過實驗、平時、考試三方面綜合考查學生，其中實驗占10%、平時占30%、考試占60%。根據(jù)往年評估來看能較好完成課程培養(yǎng)目標，對完成主線目標筑牢一定基礎(chǔ)。

2.2?兩面結(jié)合

兩面結(jié)合是指將虛擬教研室的“虛”與培養(yǎng)專業(yè)人才的“實”結(jié)合起來。在整個教學模式中需確定虛擬教研室如何建、建什么、為誰建的問題。虛擬教研室建設(shè)最重要的一點在于利用網(wǎng)絡(luò)平臺將優(yōu)質(zhì)資源集中，讓學習不限制于課堂。網(wǎng)絡(luò)作為一種學習平臺，其內(nèi)容儲存量巨大，需針對性地挑出與所學知識相關(guān)且易吸引學生學習的內(nèi)容，形成一站式資源導(dǎo)航平臺。最后結(jié)合已有的線下教學模式，在保證學生掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，提供學生進一步學習的資源，讓學生可以個性化提升自己的知識水平，以達到人才培養(yǎng)目標。

2.3?三方共建

目前大部分學校建立的虛擬教研室都是校與校之間的，通過名校名師名課堂的網(wǎng)絡(luò)授課方式進行，雖然學生完成了課程任務(wù)，但卻無法將自己的知識消化，用于實際環(huán)境。以礦井熱害防治課程舉例，在虛擬教研室的建設(shè)過程中，本校提供對資源的整理以及對整體的牽頭作用，外校提供優(yōu)秀教學資源，企業(yè)提供系統(tǒng)維護及課程內(nèi)容相關(guān)實際經(jīng)驗與實踐機會。通過校—校—企共同建立的虛擬教研室，在理論知識層面上加入實踐知識，將虛擬教研室的作用不限制于教學，為從針對性培養(yǎng)社會所需人才到科研轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)做出一定貢獻。

2.4?多平臺一站式服務(wù)

多平臺一站式服務(wù)指將不同類型的資源整合分類，打造一站式便捷搜索服務(wù)。目前網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)量多且非常復(fù)雜，多數(shù)情況下學生或者老師都無法迅速找到目標資源。在虛擬教研室的建設(shè)中，以為學生提供最優(yōu)質(zhì)服務(wù)為宗旨，將所有資源整理分類，方便學生搜索，打造一站式服務(wù)。在該平臺上，主要體現(xiàn)內(nèi)容齊全、質(zhì)量優(yōu)秀、搜索便捷、形式新穎等特點。從管理角度來看，一站式平臺方便管理、降低成本、提高工作效率，解決了從建設(shè)到運行的一系列難題。

3?虛擬教研室結(jié)構(gòu)

虛擬教研室的搭建需要充分利用網(wǎng)絡(luò)所帶來的便利性。例如，南開大學所建設(shè)的結(jié)構(gòu)化學國家精品課程將結(jié)構(gòu)化學量子化學等課程的課堂視頻、電子課件、課后練習等內(nèi)容上傳至網(wǎng)站，方便了對線下課程內(nèi)容掌握不完善的學生再次溫習課程，完善了學生的學習方式。此外，虛擬教研平臺的搭建可以利用制作手機APP的方式，允許合作的學校老師分享尋找資料，也可以讓學生隨時隨地對不理解的知識進行學習。企業(yè)也可以從中培訓(xùn)員工，了解最新行業(yè)政策。但這樣搭建的一站式資源共享平臺相對復(fù)雜，需要投入更多的人力、物力、財力，因此接下來將對虛擬教研室進行以下方面的簡化（如圖2）。

3.1?線上培訓(xùn)平臺

線上培訓(xùn)平臺作為主要的虛擬教研方式，其形式可分為錄播課、直播課、線上問答、討論論壇等多種多樣。在開課前期籌備工作中，會根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度和對應(yīng)特點，確定線上或線下授課，確定不同的授課形式，并在官方平臺公布課程表。期間可邀請名校老師為所有學生共同教授公開課，也可以邀請企業(yè)專業(yè)人士為學生對詳細的專業(yè)內(nèi)容開設(shè)講座講解。上課的方式也不局限于騰訊會議、騰訊課堂、慕課平臺等，短視頻網(wǎng)站也可進行上課直播或錄課上傳至網(wǎng)站。對于較難把握的知識點，老師抽空進行線上問答，對于沒有涉及的問題，學生可以在平臺提出問題，師生共同進行討論。

3.2?資源共享平臺

對學生而言，獲取自己需要的專業(yè)知識內(nèi)容是比較困難的，尤其是專業(yè)性較強的知識。因此在虛擬教研室搭建時可建立數(shù)據(jù)庫，將教材、視頻、PPT、實驗視頻、案例等內(nèi)容上傳至平臺，方便學生快速尋找并學習。同時對于一些外部資源，可優(yōu)選整合在一起提供鏈接，免去了資源尋找的麻煩，也同時降低了平臺搭建的難度，以建立一種跨班級、跨學校、跨區(qū)域的一站式資源共享平臺［9］。

3.3?仿真實訓(xùn)平臺

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過學校合作共同建設(shè)虛擬仿真實驗平臺，使學生有再次溫習實驗過程和不斷試錯的機會。該實驗平臺只要建設(shè)完成，除了可以用于教學方面外，也可以輔助各高校的科研工作。也可與企業(yè)共同合作建設(shè)虛擬仿真實訓(xùn)，利用學校科研能力及企業(yè)經(jīng)濟能力建設(shè)，將仿真實訓(xùn)不僅僅用于教學工作，在企業(yè)安全培訓(xùn)方面也能起到一定作用。

4?虛擬教研室的優(yōu)勢

本門課程所建設(shè)的虛擬教研室具有以下四個優(yōu)勢：

（1）形式創(chuàng)新。積極運用移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)，突破時空限制，通過“線上+線下”相結(jié)合的教研模式，形成基層教學組織建設(shè)管理的新思路、新方法。打破傳統(tǒng)的單一教學模式，提高教學質(zhì)量，讓教研工作更加動態(tài)、開放，不受時間、空間和地域限制，實現(xiàn)教學主體多元化、教學手段多樣化、教學方式的現(xiàn)代化。

（2）交互教學。不同于以往老師灌輸知識，學生填鴨式學習的傳統(tǒng)教學，在虛擬教研室中課堂互動的教學模式可以讓學生在愉快的環(huán)境中學習，通過師生的參與，對專業(yè)知識進行探討，鍛煉學生的自學能力，在學習過程中學會合作與交流。同時也能推動教師對專業(yè)建設(shè)、教學內(nèi)容、教學方法與手段等方向的改革探索研究，提升教學研究意識。

（3）資源豐富。傳統(tǒng)教育模式最大的缺點是模式固化、資源不能共享。而虛擬教研室的建立旨在通過網(wǎng)絡(luò)來使資源共享，廣泛開展教育教學研究交流活動，實現(xiàn)資源利用最大化，從而增強教學工作者將現(xiàn)代信息化技術(shù)與教育教學深度融合的能力。在不顛覆傳統(tǒng)教學模式的情況下，將不同學校、不同數(shù)據(jù)庫優(yōu)質(zhì)教育教學資源、優(yōu)秀教學案例、仿真訓(xùn)練系統(tǒng)共享，實現(xiàn)各大高校間的互聯(lián)互通、共建共享。

（4）虛擬實驗。在學習過程中，實驗是必不可少的一部分，然而實際上由于經(jīng)費不足、配套設(shè)備不完善、實驗條件要求過高等實際性問題，很多實驗無法到達預(yù)期效果甚至難以開展實驗，從而導(dǎo)致學生無法將理論與實際聯(lián)系在一起。通過構(gòu)建虛擬仿真實驗平臺，進行實驗?zāi)M，以便在面對實際情況時能夠利用所學內(nèi)容解決問題，其安全可靠性是實際實驗所不能擁有的，哪怕在培訓(xùn)過程中出現(xiàn)失誤，也不會帶來人身傷害和環(huán)境傷害。同時虛擬實驗可多人多次進行，能夠?qū)崿F(xiàn)用更短的時間和更少的成本培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

結(jié)語

虛擬教研的重點不在于虛，而在于教。借助虛擬教研室來增強教師授課能力，集中優(yōu)秀的師資力量和優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)資源輔助正常課程，以提高教學質(zhì)量。礦井熱害防治課程本就是聯(lián)系實際較多，通過校—校—企這種模式建立的虛擬教研室，學校與企業(yè)共同參與建設(shè)，既有利于企業(yè)提高員工素質(zhì)、吸收專業(yè)人才，也有利于學校授課聯(lián)系實際、減輕課程建設(shè)壓力，使教育在立足于實際需求的基礎(chǔ)上向更高層次發(fā)展。

參考文獻：

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［3］李永壯.虛擬教研平臺對推動教師共同體協(xié)作發(fā)展的時效性研究［J］.教育教學論壇，2010（27）：134.

［4］邸建紅，胡曉娟，趙南，等.依托軌道交通信號與控制虛擬教研室推進專業(yè)建設(shè)［J］.教育教學論壇，2020（45）：225226.

［5］王玉山.“十四五”時期高水平創(chuàng)新型人才跨校培養(yǎng)優(yōu)化研究——以部屬高校“雙培計劃”項目實施為例［J］.北京教育（高教），2022（03）：7477.

［6］王君，董明利，婁小平，等.基于虛擬教研平臺的協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究［J］.教育教學論壇，2017（13）：161162.

［7］肖知國，袁東升，程磊.高校能力導(dǎo)向型礦井熱害防治方向課程構(gòu)建［J］.安全，2015，36（4）：7072.

［8］李永壯.虛擬教研平臺對推動教師共同體協(xié)作發(fā)展的時效性研究［J］.教育教學論壇，2010（27）：134.

［9］徐鳳婷，曹衛(wèi)真.網(wǎng)絡(luò)學習空間的研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展［J］.教育教學論壇，2021（29）：2528.

基金項目：陜西省自然科學基金資助項目“煤矸石山自燃火區(qū)熱—氣遷移規(guī)律及移熱關(guān)鍵參數(shù)研究”（2018?JM5071）

作者簡介：易欣（1978—?），女，漢族，湖北人，博士，副教授，研究方向：煤自燃、礦井熱害防治。