新工科背景下“礦塵防治理論與技術”課程教學改革探討

摘 要 針對“礦塵防治理論與技術”課程教學中存在的問題，課程組結合新工科人才培養的目標，從課程內容設計、教學方法、考核體系三個方面對安徽理工大學安全工程專業“礦塵防治理論與技術”課程教學進行了系統的改革，激勵了學生積極參與課程學習，培養了他們的綜合素質和創新能力。

關鍵詞 新工科；安全工程；礦塵防治；教學改革

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：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

我國煤炭在能源結構中占據主導地位[1]，但是礦山行業作為一個高風險行業，面臨著嚴重的安全挑戰，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，具有引發煤塵爆炸等嚴重安全事故的潛在風險。此外，工人長期暴露于礦塵環境中，可能導致職業性肺病、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和環境保護的關鍵環節備受矚目。“礦塵防治理論與技術”作為安全工程專業礦山方向的必修課程，承擔著培養學生相關專業知識和技能的重要責任。在新工科教育理念的引領下，“礦塵防治理論與技術”課程不斷改革教學內容和方法，進一步提高課程教學質量，以應對當今快速發展的工業化進程和復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轉提供可靠的人才。

1" “礦塵防治理論與技術”課程教學中存在的問題

1.1" 學生自身存在的問題

礦塵防治是一個跨學科的領域，涉及工程技術、環境科學、化學等多個學科。由于學生在相關學科領域的基礎知識可能存在不足，他們往往難以有效地將各個學科的知識有效結合起來。此外，“礦塵防治理論與技術”涉及一些抽象概念和模型，如礦塵的形成機制、擴散模型等，這給學生帶來了學習上的困難。這些復雜的理論內容容易導致學生產生挫敗感，進而影響他們對這門課程的興趣和學習動機，從而導致學習效果不佳。

1.2" 課程內容存在的問題

“礦塵防治理論與技術”課程內容偏向理論化，主要集中在礦塵的形成機制、性質特點、擴散規律、危害評估以及防治的理論基礎和技術方法等方面，缺乏與礦塵防治相關的實際應用案例講解和實踐活動，使學生難以將理論知識與實際工作相結合。同時，部分課程內容滯后于礦業行業的技術發展和實踐需求，無法及時反映行業的最新技術和實踐方法，這可能使學生學習到的知識可能與實際工作不完全匹配，導致知識應用的實用性和針對性不足。

1.3" 教學方法存在的問題

“礦塵防治理論與技術”課程內容較為晦澀難懂，且課堂采用傳統的講授和聽講模式。在這種模式下，教師主導課堂，學生被動地接受知識，導致缺乏師生互動和學生間的互動討論，這使得學生難以主動提問、討論和交流，從而限制了學生學習的深度和廣度。盡管多媒體技術為教學提供了新的可能性，但依賴于PPT等傳統多媒體課件的教學方式容易使得教學內容信息量過大，知識點呈現碎片化，學生難以理清課程的知識脈絡，從而影響教學效果。

1.4" 考核環節存在的問題

目前，“礦塵防治理論與技術”課程的考核方式主要包括傳統的筆試、考勤和課后作業。其中，學生在完成作業或考試后需等待較長時間才能得到反饋，這導致他們無法及時發現和糾正學習中的問題，進而影響學習效果。更為關鍵的是，這種傳統的考核方式不夠全面，缺少與實際工作相關的實踐操作和案例分析，這使得學生過于注重應試技巧，而忽視對課程內容的深入理解和實際應用能力的培養。因此，這種考核方式不能全面地反映學生的真實水平和技能，也不符合新工科人才培養的要求。

2" “礦塵防治理論與技術”課程教學改革舉措

在新工科背景下，結合安徽理工大學安全工程專業學生的實際情況，課程組針對傳統教學模式中存在的問題進行了深入的課程改革。改革的主要方向包括優化課程內容、更新教學方法以及完善考核體系等。

2.1" 優化課程內容

對于“礦塵防治理論與技術”這門理論性較強的課程，首先需要對教學內容進行科學合理的優化，確保內容既深入淺出又緊貼實際，以提高學生的學習興趣和參與度。具體的改革舉措主要包括以下三個方面。

2.1.1" 課程內容模塊化設計，構筑礦塵防治邏輯體系

根據課程教學大綱，課程組將“礦塵防治理論與技術”課程教學內容劃分為礦塵形成與性質、礦塵擴散與監測、礦塵防治技術等幾個關鍵模塊。在每個模塊中，課程組對相關知識點進行了整合，剔除了冗余內容，確保每個概念都有清晰的解釋和論證，并按照從基礎到高級、從理論到實踐的邏輯順序組織了這些知識點，形成了一個連貫的學習路徑，避免了學習過程中的跳躍和不連貫現象。同時，課程組精心設計了模塊間的邏輯銜接和過渡，以確保學生能夠理解各個模塊之間的關聯，從而形成一個完整的知識體系，這不僅有助于學生順利地理解和吸收知識，也有助于教師對教學進度的掌控。

2.1.2" 引入實際案例，實現理論與實踐的有機協同

課程組從山西、陜西、內蒙古、安徽等處典型煤礦井下真實的礦山粉塵防治項目中精選相關案例，涵蓋成功的防治實施案例、遇到的問題及解決方案，以及技術創新等方面。為了有效管理這些寶貴的案例資源，課程組建立了一個案例數據庫，對這些實際案例進行了詳細的整理、分類和儲存，便于教學和學習過程中的快速查找和應用。在課堂教學中，教師有針對性地引入相關實際案例并引導學生對其進行深入分析和討論。通過案例分析，將課堂上的理論知識與實際應用場景相結合，幫助學生在理解理論的同時，更好地掌握其在實踐中的具體應用方法。

2.1.3" 緊隨礦塵防治進展，推動前沿知識的普及

當前，隨著環境保護和健康安全意識的日益增強，礦塵防治技術正在迅速創新和發展，對應的前沿理論和技術也在持續更新。為了使學生能夠緊跟這一領域的發展趨勢，教師可以組織相關的專題講座或邀請行業內的專家來校，向學生介紹最前沿的礦塵防治理論和技術進展。這不僅能讓學生及時了解行業的最新進展，還能拓寬他們的學術視野和提升他們的實踐操作能力。

2.2" 更新教學方法

針對“礦塵防治理論與技術”這類理論性強且內容復雜的課程，單一的教學方法無法全面促進學生的學習。因此，要引入多元化的教學方法，以激發學生主動學習和培養其批判性思維，使他們能夠真正欣賞知識的魅力并將其應用于實踐中[2-4]。

2.2.1" 引入互動式教學法

為了提高學生對“礦塵防治理論與技術”課程內容的理解和應用能力，課程組引入了互動式教學方法，在每個模塊的課程講解后，設置了互動問答環節，通過教師提出問題和學生使用點擊器進行答題的方式，快速公布答案，以提高學生的參與感。同時，鑒于礦塵防治技術的專業性，教師將學生分成小組，學生以小組的形式查找和分析煤層注水、通風除塵、噴霧降塵、泡沫降塵、個體防塵等特定的礦塵防治案例，并在課堂上進行展示和討論，以促進學生之間的交流和分享。在每次小組報告后，教師給出點評和建議，引導學生進行深入的分析和總結。通過這些互動活動，學生不僅能更主動地參與學習，還能增強實際應用能力[5]，從而更好地理解和掌握礦塵防治理論與技術。

2.2.2" 開展信息化教學

課程組積極收集和整理與礦塵防治相關的多媒體資源，如圖片、視頻和動畫，建立了一個綜合的多媒體教學資源庫。這些資源不僅有助于直觀地展示礦塵的形成、傳播和危害，還能生動地呈現防治措施。此外，針對每一教學模塊，課程組還制作了專業的PPT課件，采用清晰的結構和圖表呈現相關知識點，為學生提供了一個邏輯性強、易于理解的學習框架，幫助學生更好地理解內容并跟上教學進度。課件中還融入了動畫和視頻片段，簡化了復雜的工程問題，使學生能夠輕松理解并將其應用到實際中，從而增強學習興趣和記憶效果。此外，課程組還利用模擬軟件為學生提供了一個實際操作的環境，讓他們體驗礦塵擴散、煤塵爆炸等過程，以此加深學生對理論知識的理解和掌握。

2.2.3" 推進活動教學法

為豐富教學內容與提升教學質量，課程組邀請了礦塵防治領域的行業專家和技術人員為學生進行專題講座，讓學生能夠聽取到行業內最新的技術應用、實際工作經驗和發展趨勢，為他們架起了從理論到實踐的橋梁，使他們能夠更好地認識和了解礦塵防治的實際應用和挑戰。其次，課程組組織學生進行了實地考察，通過直接走訪礦山和相關的工作場所，讓學生親身體驗、觀察和了解礦塵防治的實際工作環境和操作流程，與現場工作人員交流互動，進一步加深他們對礦塵防治工作的理解和認識。這些教學活動不僅使學生學到了知識，還增強了他們的實踐能力和團隊合作精神，使教學更加生動有趣和富有成效。

2.3 完善考核體系

“礦塵防治理論與技術”作為一門應用性強的課程，傳統的考核方式已不能適應當前對人才培養的要求[6-8]。為此，課程組對考核評價方式進行了完善，采用了多元化的評估方式，全面評價學生的學習成果。

2.3.1" 強化實踐操作和應用能力考核

除了傳統的理論知識考核，課程組增加了實驗操作和工程案例分析兩個實際操作環節，以全面評估學生在處理礦塵防治實際問題中的能力。學生需要完成礦塵相關的實驗操作，如礦塵監測和防治技術應用等，并完成詳盡的實驗報告，涵蓋實驗設計、操作步驟、數據分析和問題解決策略等內容。此外，學生還需選定真實的礦塵防治項目進行案例分析，提煉關鍵技術和策略，并提出自己的見解和建議。通過考查學生對問題的分析和解決思路，以及他們在匯報和面對教師提問時呈現出的對知識的掌握程度，并結合他們提交的總結報告進行綜合評價。

2.3.2" 優化最終成績評定依據

為培養學生的綜合素質和創新思維，使其更好地適應新工科人才培養的要求，課程組優化了“礦塵防治理論與技術”課程最終成績的評定依據，強調平時表現、知識應用和實踐能力的重要性，而不僅僅是依據期末筆試的成績。具體而言，平時作業占10%，互動問答占10%，案例分析占15%，實驗操作占15%，期末考試成績占50%。通過這種優化后的綜合評定依據，旨在確保學生能夠將所學理論知識轉化為實際應用能力，為他們未來在礦塵防治領域的工作打下堅實的基礎。

3" 結語

“礦塵防治理論與技術”課程是安全工程專業礦山方向的專業必修課，其所涉及的理論知識復雜，實踐應用范圍廣泛，故一直被視為較難的課程之一。本文以安徽理工大學安全工程專業“礦塵防治理論與技術”課程為研究對象，針對當前教學中的存在的問題，結合新工科背景下人才培養的新要求和學生的實際情況，從課程內容、教學方法、考核體系三個方面進行了系統的改革，使課堂教學更富有活力，激發了學生的學習興趣和積極性，促進了學生的知識運用和自主創新能力的提升，為新工科人才的培養注入了新的活力。

基金項目：安徽理工大學引進人才科研啟動基金（2022YJRC113）；安徽省高等學校省級質量工程項目“礦井熱動力災害防治課程教學團隊”（2021JXTD085）。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒2023[M].北京：中國統計出版社，2023.

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

[3] 李明，趙建輝，張延順，等.基于基礎與專業相融合的研究型實驗教學方法探索[J].高教學刊，2024，10（5）：94-97.

[4] 趙彥玲.基于新媒體時代探究大學數學教學方法創新[J].計算機產品與流通，2018（8）：216-217.

[5] 何苗.互動式教學在學科教學中的應用[J].黑龍江科學，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課教學方法研究[J].黑龍江科學，2018，9（8）：19-21.

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

[8] 王超.過程性多元化考核的設計與實踐[J].電氣電子教學學報，2024（1）：45-48.