“双一流”建设背景下矿井火灾防治课程线下教学实践探索

2024-03-27王凯邓军翟小伟张嬿妮

高教学刊 2024年7期

王凯　邓军　翟小伟　张嬿妮

摘要：围绕当前线下一流课程建设中存在的难题，以具有煤矿安全特色的西安科技大学安全工程专业矿井火灾防治课程为例，分析课程教学面临的主要问题，探讨教学改革的必要性及相关举措成效，提出课程发展新思路。研究实践发现，课程教学应在传统理论内容建设基础上，通过融入思政元素与科研创新训练，把专业知识与科学精神的培养相结合，加强课程内涵建设，培养学生分析和解决矿井火灾问题的能力，以适应“双一流”建设新形势下的人才培养需求，为我国煤炭行业培养“留得住、用得上、干得好”的高层次研究、技术和管理人才。

关键词：新工科；科教融合；线下一流课程；教学改革；矿井火灾防治

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）07-0025-04

Abstract： In the light of the challenges existing in the current offline first-class curriculum construction， taking the "Mine Fire Prevention" course of Xi'an University of Science and Technology majoring in safety engineering with coal mine safety characteristics as an example， the main problems faced by course teaching are analyzed. Discussing the necessity of pedagogical reform and the outcomes of measures taken， new ideas for curriculum development are proposed. Research and practice have found that course teaching should be based on the construction of traditional theoretical content， further integrate ideological and political elements， and scientific research and innovation training， combining professional knowledge with the cultivation of scientific spirit， strengthening the construction of course connotation， and cultivating students' ability of analyzing and solving mine fire problems. It complies with the needs for talent training under the new situation of "double first-class" construction， which cultivates "retain longer， come in handy， and do well" high-level research， technical and management talents for China's coal industry.

Keywords： new engineering; science and education integration; offline first-class course; teaching reform; Mine Fire Prevention

2015年8月18日，中央全面深化改革領导小组第十五次会议审议通过《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，推动实现我国从高等教育大国到高等教育强国的历史性跨越。科技创新和高层次人才培养是“双一流”建设的核心目标[1]，而一流本科教育是“双一流”建设的重要基础和核心任务。在本科教学中，作为人才培养的基础要素之一，专业课程建设是重中之重，应满足“双一流”建设要求，通过积极开展教育教学改革，重点解决课程建设面临的难题，以提升人才培养质量。

安全工程专业是一个综合性和实践性较强的多学科交叉的新工科专业[2-3]。西安科技大学作为应急管理部和陕西省人民政府共建高校，坚持服务地方经济发展和服务煤炭行业经济发展有机结合，提升专业人才与煤炭产业发展的契合度，尤其是在我国安全工程领域煤火灾害防治方向特色优势明显，其煤火灾害防治教育创新团队于20世纪90年代初由已故知名学者徐精彩教授创建，经过三十年的开拓创新，进一步凝聚形成了特色鲜明、朝气蓬勃、具有国际影响力的科研与教学团队，为国家培养了大批学术及工程技术高级专业人才。矿井火灾防治是西安科技大学国家一流专业安全工程专业的主干课程之一，是安全工程专业开设较早的矿山方向本科必修课程之一，课程内容依托已有科研优势，主要面向我国煤炭资源开发过程中的火灾事故防治重大需求。通过本课程理论、实践与实验教学的学习，学生应掌握矿井火灾的灾害类型、特点及发火规律，矿井火灾的监测预报、防治技术等，达到理论与技能培养相结合，使学生具备分析和处理矿井火灾问题的基本能力。因此，在“双一流”建设总体目标指引下，本文结合西安科技大学安全工程专业矿山安全方向课程体系建设的要求，坚持专业特色，剖析了矿井火灾防治课程线下教学存在的问题，探讨了近年来的改革思路与建设实践，为提升教学质量和适应新形势下的人才培养提出了一些探索经验与思考。

一矿井火灾防治课程教学前期存在的问题

（一）师资队伍

前期矿井火灾防治课程教学任务主要由安全工程系3名教师组成的教学团队承担，其中教授2人、讲师1人，所有教师均获得工学博士学位，且均具有煤田火灾或矿井火灾领域的科研经历和工程背景。教学团队教师在煤矿火灾防治领域取得了丰富的科研成果，已获得国家科技进步二等奖2项、省部级奖励20余项，为课堂教学积累了丰富的基础研究与工程案例。依据课程教学大纲，教师依托相关科研与工程案例设计课程教学内容，但丰富的案例未能形成案例库，达不到案例共享，同时教学过程缺乏专职实验教学教师，无法有效开展创新性实验，且未能形成中青年教师梯队。

（二）教学模式

西安科技大学安全工程专业矿井火灾防治课程主要是采用传统的线下讲授模式，将板书与多媒体课件结合。案例教学过程中借助多媒体方式，更多地以图片、视频或动画的形式展示煤矿实际灾害情景，有助于增强学生对矿井火灾的感性认识，同时能够将最新的研究成果进行演示，提高学生的理解力。但这种传统的“以教师为中心”的线下教学模式使得学生在学习过程中缺乏自觉性、主动性和积极性[4]，学生也无法在短时间内接收大量专业知识信息，学生学习的效果不佳。

（三）教学内容

本课程教学内容分为绪论、煤火灾害基础、煤的自燃及其特性、矿井火灾预测预报、煤自燃防治技术、矿井外因火灾防治和火区封闭与启封等部分，共32学时，以理论教学为主（28学时），实验教学包含煤自燃指标气体测试与阻化性能测试（4学时）。教学实验为传统演示性实验，教学时间短，不利于培养学生的实践与创新能力。在课堂讲授过程中，最新科研案例未能及时有效融入课堂，同时课程案例以工程实例为主，基础研究案例明显较少，培养出的学生在科研创新能力方面仍有不足。此外，课程思政作为“双一流”建设的重要组成部分[5]，在课程教学中思政元素融入不足，无法满足“双一流”建设需要。

（四）教学考核

本课程教学的考核方式采用传统的“平时+实验+期末”的形式，其中，平时占20%，实验占10%，平时成绩会以量化的方式进行分数计算，期末考试占比为70%，且期末试卷考核以传统名词解释、简答、论述等题型为主，此考核方式总体上能够考核出学生的理论知识水平。但这种传统的考核方式并不利于培养学生的创新与实践能力，一方面，期末考试成绩的比重较高，学生更多将精力放在考试前的突击复习，这种方式使得学生无法真正理解掌握理论知识，更不能运用专业知识解决矿井火灾防治问题，未能达到高质量人才培养要求；另一方面，期末考试试卷题型更多重视理论知识水平，没有考查学生对理论知识的应用能力。

二课程建设改革与实践

（一）构建教学团队，优化师资结构

本课程在前期教学团队基础上，组建了安全工程系矿井火灾防治课程组，课程组负责人为教育部长江学者特聘教授，同时是西安科技大学安全工程国家一流专业负责人、煤火灾害防治教育部创新团队负责人及全国首批高校双带头人、党支部书记工作室负责人。课程组现有专任教师8名，包括教授3人、副教授2人、讲师1人及2名专职实验教师，教学队伍中30%以上教师具有海外留学经历，与国际接轨程度高，可以逐步开展双语教学实践。通过师资队伍的结构优化，一方面将学科交叉研究领域与矿井火灾防治研究背景的教师组成团队，合作建设课程，撰写煤火灾害防控相关基础研究与工程应用案例，完善课程教学体系；另一方面，形成中青年教学梯队，补充青年教师队伍，目前课程组中青年教师占比为50%，师资结构更加合理。

（二）创新教学模式，激发学生活力

在传统教师讲授的基础上，开展“以学生为中心”的新模式改革，改变以往“以教师为中心”的教学方式，目前课程教学已采用小班模式，课程正在开展以学生为中心的探讨型线下教学改革，打造特色教学设计，创新课堂教学方法，优化课堂教学过程，提高课堂教学效益，从教学内容和教学方法两个途径共同解决，同时积极进行新课程下的课堂教学模式研究，打破以往授课的基本程序。新的教学程序为，设置问题情境—学生自主探究学习—全员互动，交流合作—教师精讲点拨，知识整合—联系实际，学以致用。由学生自主探究实际矿井火灾案例中的一系列致灾因素，课堂小组讨论矿井火灾治理难题与方法，教师与学生之间、学生与学生之间相互讨论，就某一案例的具体问题进行针对性的分析，学生在讨论过程中有足够的思考时间，并能保证全员参与，提高学生的学习主动性。此外，结合新冠感染疫情防控现实要求，课程尝试采用慕课、微课、翻转课堂等教学形式，通过线上答疑辅導、作业提交及考核等，提高教学培养质量。

（三）更新教学内容，优化教学环节

教学采用课堂讲授与研讨、实验操作形式，并结合课后创新实验方式，有效发挥科研优势，提升安全工程专业本科生的科研创新能力。在教学安排上，适当调整理论课时量或理论课时教学方式，增加实验课时，保证学生能够真正独立全程参与实验操作，提升学生的动手能力。发挥科研案例优势，更新教学内容，注重跟踪新技术的发展，及时更新反映在教学内容中；打造课程教学案例库，根据科研项目及时补充教学案例；增加创新实验内容，建设创新型实验课程[6]，鼓励学生选修参与教师的研究型课题，引导学生制定实验方案，选取实验方法，准备实验仪器或研发实验装置等，多角度提升学生创新实践能力，综合完善理论、实验与实践教学体系。同时，采用案例教学方法，有效融入课程思政元素，如在“‘一带一路下孟加拉国巨厚煤层开采自燃火灾防控的中国方案”的案例讲授中，讲述课程组教师与国内专家团队在孟加拉国多灾种复杂开采条件下的技术指导过程，让学生在潜移默化中感受中国特色社会主义制度的优越性；在课程教学中讲述我校因公殉职的徐精彩教授灭火工程案例，学习和发扬“爱岗敬业、追求真知、艰苦奋斗、无私奉献”的徐精彩精神。

（四）改革考评方式，突出过程考核

基于OBE理念，建立成果导向的考评体系，改进传统的以期末考试为主的考核方式，提出以考核促进人才培养的新思路，深化过程教学，弱化期末理论考试，以过程考核作为教学手段融入到教学过程中。将期末考核的比例适当调整到教学过程中的讨论、案例分析（大作业）及创新实验实践环节，综合评判学生在讨论课上的参与度、问题分析能力及实践能力。课程采用综合考核方式，成绩原则上按期末成绩占60%，平时成绩占40%计算，其中平时考勤占10%，实验操作10%，课堂研讨与作业20%。学期内学生平时成绩（包括考勤、学习态度、作业、实验、课堂研讨、平时测验和技能测试等方面）有三分之一未交者或缺课三分之一者不得参加该课程的考核，该课程成绩以0分记。教师在开课时向学生公布课程的考核方法及成绩评定方法。课程期末考核方式为闭卷考试，笔试时间为120分钟，笔试难度以大多数学生在规定时间内答完为宜。笔试课程实行教考分离，本课程任教教师将试题库及评分标准交教务处，统一抽题进行考试。同时，拟定三套试卷（即A、B卷与C卷），同时制定评分标准，A、B卷作为考试卷，C卷为补考卷。考试试卷采用煤矿实际案例，取代以往理论知识点，案例中包含矿井实际开采条件，考核题目围绕矿井需要解决的实际问题展开，如火灾危险性分析、火灾监测预警、防治技术及应急技术等，重点考核学生对掌握理论知识的应用能力，也考查学生对矿井火灾防治新技术的掌握程度。

三课程建设成效

通过教学研究与教学改革，开展大量的实际案例分析，与学生进行讨论，拓展学生思维，解决传统教学弊端；与创新创业相结合，注重学生实践能力、创新能力培养。学习内容与我国新技术标准和行业规范相结合，理论知识与工程实践相结合，在教学方法上体现先进性、创新性、适用性，着力培养本科生综合应用所学理论知识解决实际问题的能力。

主要取得了以下几个方面的建设成效。

（一）紧跟科学前沿，更新教材内容

课程自编教材与案例集充分依托已有科研优势，体现了国家的重大需求及行业发展的最新趋势，将课程组教师承担的国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目成果以及取得的省部级以上科技奖励等重大科研成果融入课堂教学，激发学生学习与科研兴趣，不断对教材内容进行更新，完善课程特色工程案例集，提高课堂情景模拟研讨效果。

（二）融入思政元素，激发创新意识

深入挖掘课程案例中的思政元素，充分利用安全工程系党支部全国党建工作平台，以党建为引领，将“西迁-胡杨-精彩”精神融入课程教学[7-8]，在“一带一路”下孟加拉国巨厚煤层开采自燃火灾防控的中国方案讲授中，潜移默化加强学生对中国特色社会主义制度的认同感，并加深学习对矿井火灾现象和问题的深刻理解；课程内容与大学生创新创业相结合，依托课程内容引导学生开展创新研究与创业训练，课程组教师指导学生在挑战杯、创新创业大赛及全国高校安全与实践创新作品大赛等比赛中获得国家级奖项3项、省部级奖项10项，显著提升了本科人才培养质量。

（三）提升教师水平，打造一流课程

通过改革实践，近年来学评教分值均达到90分以上，课程已入选煤炭高等教育“十三五”规划教材，课程组负责人获批建设陕西省高等教育教学改革项目1项，案例集建设入选校级规划教材，课程入选校级一流课程。基于课程建设成果，1项教学案例入选陕西省工程类硕士研究生教学案例库，部分成果支撑课程负责人获得陕西省高等教育教学成果特等奖。团队成员获得校级以上教学比赛奖励4次，其中1人获得全国高校安全科学与工程青年教师教学大赛二等奖。

四课程建设发展新思路

为持续建设好矿井火灾防治课程，贯彻落实习近平总书记提出的“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”的讲话精神[9]，提出持续性建设的新思路。

（一）持续建设一流教学内容

在课程教学中不断融入习近平总书记关于安全生产与应急管理的重要论述，深入挖掘教学案例中的思政元素，将社会主义核心价值观和矿井火灾防治专业知识讲授相融合，将学生的人生价值实现与国家安全生产及应急管理事业发展重大需求相结合，达到专业课程知识传授与思政教育同频共振的教学效果。

（二）创新一流教学方式

不断探索教学方法改革创新，持续推动研讨式课堂教学模式，力求用学生乐于接受的逻辑和形式吸收教学内容，提升学生分析与解决问题能力。依托多样化教学资源，探索线上线下混合式教学方法[10]，建立课程学习网站或教学平台，将教学大纲、教案、习题、实验指导和创新创业题目等在线开放，实现资源共享，进一步提升课堂教学质量。同时，解决课程建设过程中存在的网络资源建設、网络教学的硬件环境以及学习资源挖掘不充足等问题。

（三）打造一流教学管理

以对学生的知识、能力、素质综合考核为目标，持续建立科学合理的考评体系，培养学生自主学习与思考问题的能力，提高自身综合运用知识的能力和科技创新能力，从获取知识量向知识应用、能力、综合素质的评价转移。课程改革将紧跟OBE成果导向理念，处理好教学策略和教学设备资源等问题，持续强化课程建设的基础工作，加强原始记录，丰富课程内涵建设。

五结束语

本文系统分析了西安科技大学安全工程专业矿井火灾防治课程建设中存在的师资队伍、教学模式、教学内容及考核方式等方面的问题，面向国家能源安全及应急管理事业发展的重大需求，以“双一流”建设要求为指导，探讨了本课程的教学改革实践与发展新思路。通过优化师资队伍、创新教学模式、更新教学内容及改革考评方式等措施，使现有课程教学体系得到改造与升级，在教材内容更新、思政元素融入、创新能力培养及教师队伍提升等方面取得了显著成效。从“建设一流教学内容、创新一流教学方式、打造一流教学管理”三个层面提出了课程建设发展的新思路，为“双一流”建设背景下的相关专业课程建设提供了一套可借鉴的经验。

参考文献：

[1] 江阳，张莉.“双一流”背景下西部高校基础学科建设与研究生教育协同发展机制思考[J].高教学刊，2022，8（24）：27-30.

[2] 杨轶芙，高玉坤，欧盛南.安全工程专业“研究方法训练”课程创新与实践[J].教育教学论坛，2022（15）：49-52.

[3] 汤研.安全工程专业课程思政教学设计与实践[J].教育教学论坛，2022（37）：5-8.

[4] 辛海会.矿井火灾防治专业课程建设的“动力中国·课程思政”教学实践探究[J].科教文汇（下旬刊），2021（5）：51-52.

[5] 赵祥辉.高校“以学生为中心”教学改革理念：意义、困境与出路[J].中国高等教育评论，2020，13（2）：54-65.

[6] 仲晓星，李增华，裴晓东，等.传统行业安全工程专业创新实践能力培养模式改革与实践[J].高教学刊，2018（12）：33-34，37.

[7] 王树国.立德树人先“铸魂”[J].陕西教育（高教），2022（1）：5-6，2.

[8] 刘光林.西安科技大学精神核心内涵探究[J].高教学刊，2018（2）：42-44.

[9] 颜新跃，戴联华，仉慧卿，等.“协同”维度下高校各类课程与思想政治理论课同向同行的原则研究[J].吉林省教育学院学报，2020，36（3）：95-99.

[10] 黃曌，龙永红，梁建华，等.“双一流”背景下混合式教学探究与实践——以模拟电子技术课程为例[J].高教学刊，2022，8（22）：28-31，37.

基金项目：陕西本科和高等继续教育教学改革研究项目“多元协同，德能双育的新时代应急技术与管理专业教学体系构建”