基于教学矿井的课程教学改革探索与实践——以煤矿安全监测监控技术课程为例

吴超

(运城职业技术学院 教务处,山西 运城 044000)

1 当前煤矿安全监测监控课程教学存在的问题

煤矿安全监测监控课程具有针对性强，专业要求高，知识涉及面广的特点，该类课程传统的教学模式也大多基于教室中的多媒体教学和实训室模型认知开展，教学过程存在诸多问题.

(1)教学内容侧重理论，学习难度大

煤矿安全监测监控的课程内容包括井下传感器技术、信号传输与控制、综合数据处理、监测监控系统，涉及煤炭、电子信息、通信工程等多个领域，教师在授课过程中受实践场地和实物教具匮乏的限制，理论教学比重过大[1].

(2)教学手段和资源不足，理实一体教学实现难度大

煤矿安全监测监控课程的授课教师所用到的辅助实训器材和教具存在与现场实际脱节的现象，甚至对煤矿监测监控系统布局、操作方式上产生误导[2-3].

2 教学矿井平台的建立

为了给煤炭企业、高等院校、科研院所提供一个煤矿安全培训、实践教学和煤炭科研真实的大型煤矿生产现场和现代化矿井环境，投资方在运城职业技术学院内建设了一座年生产能力300万吨的教学矿井，投资近2亿元.教学矿井完全按照《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》标准建设，由地下工程、煤矿地面建筑及配套教学生活建筑群三大部分组成.

井巷工程长1900 m，煤矿井巷有主斜井、副斜井、副立井、回风立井、平硐；井底车场、中央变电所、中央水泵房、中央水仓、井下调度站、电机车调度站、井下医疗站、永久避难硐室、爆破材料发放硐室；矿井带式输送机大巷、轨道大巷、总回风巷；盘区皮带巷、盘区轨道巷、盘区回风巷；两个采煤工作面和四个掘进工作面.这完整地展示了现代化煤矿的采煤、掘进、机电、运输、通风、安全、地质、测量、信息自动化、软科学十大系统和煤矿井下安全避险六大系统，如图1所示.

图1 教学矿井示意图

3 课程教学改革的举措

3.1 课程教学改革的总体思路

教学内容的改革，依据岗位(群)-岗位能力-核心能力-核心课程-支撑课程的课程体系构建逻辑关系，明确本门课程的课程定位，确定岗位核心能力及专业基本能力，从而整合原有教学章节，设计了以项目任务为驱动的教学内容[4]，共设计6个教学项目、12个教学任务，如图2-3所示.

图2 教学设计整体思路

图3 教学内容设计

3.2 改革考核方式

改革一卷定分制考核模式，开展以过程考核形式为主的多元评价方式[5-6].以能力本位为指导思想，完善课程考核评价结构，分为素养考核(占比30%)和能力水平考核(占比70%).素养考核主要考核学生“6S”意识(清理、清扫、整理、整顿、素养、安全)和团队协作意识.能力水平考核主要考核学生对煤矿监测监控系统基本工作原理的掌握程度以及现场实操和完成实训项目报告的能力.课程考核注重对学生的形成性评价，做到学一点，考一点.

3.3 改革课程标准与实训设计

改革成以能力培养为主要内容的课程标准，明确课程性质、教学目标、能力要求、考核方式，同时将实训教学具体化、工单化，编制教学指导手册和学生学习手册.这样就能做到把教室搬到教学矿井，将重心放在井下，形成了一个崭新的实用的教学设计，如表1所示.

表1 煤矿安全监测监控技术课程教学设计

3.4 实施3W1H的理实一体教学方法

按照理实一体教学要求，采用 “WHAT学什么、WHERE在哪学、WHO跟谁学、HOW怎么学”的3W1H教学组织体系，如图4所示.

图4 3W1H教学组织体系

4 典型教学过程实施

教学矿井的计算机模拟室、信息调度指挥中心和井下空间是煤矿安全监测监控技术课程的主要授课地点.为了达到良好的教学效果，以授课地点来划分设计步骤，按照教学组织设计进行授课，如图5所示.

图5 教学组织设计

第一步，在计算机模拟室利用多媒体、和利德软件，对教学内容进行讲解，突出重点，结合视频、动画让学生在模拟平台上进行计算机操作，建立感观认识和初步积累，如图6所示.

图6 教学矿井煤矿综合监控系统模拟平台

第二步，完成第一步后，将学生带到信息调度指挥中心，对所要学习的操作台、视频监控、信息调度、通信联络等单元进行真实感触、现场观摩和操作，让学生了解煤矿监测监控系统的功能并掌握实际操作方法，如图7所示.

图7 教学矿井信息调度指挥中心

第三步，在前两步工作的基础上进行井下实践，井下实践过程是最重要的，也是实现高效课堂的关键.这个过程趣味性强，也是最受学生欢迎的环节.在这个过程中，针对学生的学习情况，设计了一个教学矿井的井下“定向游戏”，将学生分为四个小组，每组五人，设组长一名，每小组以任务模式抽签选择路线，然后对井下所有煤矿监测监控设备进行定向搜索，并统计和分类井下所有设备型号、功能、用途和数量，以速度和效率作为现场考核标准.除此之外，结合煤矿特种作业实操仿真考核平台完成模拟考核.如图8-9所示.

图8 井下实操

图9 模拟考核平台

5 教学改革效果

在教学矿井实施“三步教学法”，总体上达到了高效课堂的目标.从现场情况来看，取得了良好的教学改革效果.

一是作业环境和学习环境更加真实，缩短了理论与实践、课堂与现场的距离，提高了专业课的学习效率，加深了学生对本专业、本课程的现场了解;

二是在随后的随机测试中，发现学生对在教学矿井中所学到的知识记忆周期长，印象深刻;

三是在教学矿井中开展定向考核、现场教学激发了学生的学习兴趣、竞争意识和个人表现欲望，这在一定程度上提高了他们学习的主动性和目的性;

四是通过教学矿井的高效课堂，培养了学生的团队合作意识;

五是课程授课经验可供其他相近的涉煤专业借鉴，有现实指导意义;

六是通过教学矿井平台下“高效能课堂”的开展，一方面拓宽了学生的知识面和学习途径，另一方面辅助教师提高教学水平，达到教学相长的目的.