“礦井通風(fēng)”組合式教學(xué)探索

王兵建　南華

摘 要：“礦井通風(fēng)”是采礦工程專業(yè)的一門核心課程。文章從“礦井通風(fēng)”課程的特點與教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，提出了“礦井通風(fēng)”課程的組合式教學(xué)策略，即注重設(shè)疑式教學(xué)、啟發(fā)研討式教學(xué)、自由探索式與實驗比對教學(xué)、紙質(zhì)“黑板報”自學(xué)輔助教學(xué)等的綜合適用。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)；組合式教學(xué)；策略

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）09-0010-02

一、“礦井通風(fēng)”課程的性質(zhì)與特點

“礦井通風(fēng)”是采礦工程必修的一門專業(yè)課程，通過系統(tǒng)地闡述礦井通風(fēng)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律、系統(tǒng)設(shè)計原理，礦井空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，以及國內(nèi)外礦井通風(fēng)工程技術(shù)方面的最新科技成果，學(xué)生掌握了礦井通風(fēng)工程技術(shù)的基本理論和方法；掌握了通風(fēng)設(shè)備的使用與選型計算，進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)計與日常通風(fēng)管理；掌握了常規(guī)通風(fēng)參數(shù)的測試儀表與測試方法，為從事礦井通風(fēng)及其他行業(yè)通風(fēng)工程設(shè)計、安全生產(chǎn)技術(shù)管理及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。該課程實踐性也較強(qiáng)，因此，在“礦井通風(fēng)”課程教學(xué)中，要以課堂講授為主，注意理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，多結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用案例進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析、解決問題的能力，達(dá)到學(xué)以致用，學(xué)有所用，學(xué)用結(jié)合的目的。但是，教學(xué)過程中卻發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的聽課和自主學(xué)習(xí)積極性不高，課程教學(xué)效果并不理想，這在畢業(yè)設(shè)計中的礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計部分反映最為充分。

教學(xué)是教師指導(dǎo)下的學(xué)生主動掌握知識、技能，發(fā)展智力與體力，并形成一定思想品德的過程。它具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系。在這一結(jié)構(gòu)體系中，教學(xué)方法則是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。教學(xué)論認(rèn)為，教學(xué)方法作為無形的紐帶，維系著教師的教和學(xué)生的學(xué)，并直接影響著教學(xué)水平能否提高和教育目的能否實現(xiàn)。在“礦井通風(fēng)”課程教學(xué)中，合適與否的教學(xué)方法組合，同樣決定著課程教學(xué)效果的優(yōu)劣。因此，筆者采用設(shè)疑式教學(xué)法、研討式教學(xué)法、自由探索式教學(xué)法、實驗比對教學(xué)法、紙質(zhì)“黑板報”自學(xué)輔助教學(xué)法和隨堂測試法等組合式教學(xué)法，希望能夠?qū)μ岣叩V井通風(fēng)課程授課效果有幫助。

二、“礦井通風(fēng)”教學(xué)方法的優(yōu)化組合策略

（一）運用設(shè)疑式教學(xué)

“授人以魚，只供一飯之需；教人以漁，終生受用無窮”，這句至理名言正在成為當(dāng)代教學(xué)方法改革的座右銘[1]。筆者在“礦井通風(fēng)”授課過程中，通過提出礦井通風(fēng)需要解決的問題進(jìn)行設(shè)疑，進(jìn)而分析教學(xué)目標(biāo)，把總目標(biāo)細(xì)分成一個個的小目標(biāo)，形成目標(biāo)框架，并把每一個學(xué)習(xí)模塊的內(nèi)容細(xì)化填充到目標(biāo)框架中，通過每個模塊任務(wù)的完成來實現(xiàn)總學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。課程緒論中，提出一系列問題。

1.礦井通風(fēng)的基本任務(wù)和達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

2.風(fēng)流流動的根本原因是什么？

3.風(fēng)流在井巷流動過程中遇到的阻力是如何產(chǎn)生

的，如何減少阻力？

4.如何實現(xiàn)風(fēng)流在礦井井巷內(nèi)的定量和定向流動？

5.通風(fēng)流動過程中，必定遵循什么樣的客觀規(guī)律？

6.如何實現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和風(fēng)量調(diào)節(jié)？

事實上，每個問題的解答就是一章完整的學(xué)習(xí)內(nèi)容和模塊，這些問題也就貫穿到整個課程的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中。通過設(shè)疑，學(xué)生可以明確自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，在任務(wù)的驅(qū)動下進(jìn)行自主探索和實踐，逐步掌握和完成各部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，最終完成總的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在課程結(jié)束后，緊接著輔以“礦井通風(fēng)”課程設(shè)計，使學(xué)生對上述問題的理解，在課程設(shè)計實踐過程中加深體驗，在獲取知識與技能的過程中，獲得成就感，通過相互協(xié)作，學(xué)會和掌握自主學(xué)習(xí)的方法，同時，也有助于教師了解學(xué)生領(lǐng)會、掌握和運用知識的程度。

（二）突出研討式教學(xué)

研討式教學(xué)模式是從實踐中發(fā)展起來的一種新的課程形態(tài)，目的在于為學(xué)生提供思考問題和討論問題的機(jī)會，在學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)設(shè)一種有助于探索研究的開放的情景和途徑，使學(xué)生圍繞某一主題主動地搜索、選擇、加工處理信息，并應(yīng)用知識解決問題。它不僅能使學(xué)生增長知識、開闊視野，而且有助于學(xué)生綜合能力的提高。

筆者在講解《掘進(jìn)安全技術(shù)裝備系列化》一節(jié)內(nèi)容時[2]，嘗試了采用研討式教學(xué)模式，對教學(xué)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了如下安排：首先進(jìn)行設(shè)疑，提出“掘進(jìn)工作面為何容易發(fā)生瓦斯爆炸事故”的問題；其次，組織討論，原因分析，讓學(xué)生了解了掘進(jìn)工作面易發(fā)生瓦斯爆炸事故的特點，然后，給出瓦斯爆炸必須具備的條件，引導(dǎo)學(xué)生掌握分析掘進(jìn)工作面瓦斯爆炸防治的基本思路和方向，根據(jù)瓦斯防治技術(shù)的改革方向（瓦斯防治的三個條件即為三個方向），要求學(xué)生分組并在課后收集、整理目前所采用的瓦斯爆炸防治技術(shù)，在課上各組共享成果；再次組織研討；最后，引出和總結(jié)結(jié)論，掘進(jìn)安全技術(shù)裝備系列化是防治掘進(jìn)工作面瓦斯、煤塵爆炸與火災(zāi)等災(zāi)害的行之有效的綜合性安全技術(shù)措施，對于保障掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全可靠性的重要意義，完成該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。通過這種教學(xué)方式，學(xué)生既提高了對掘進(jìn)工作面瓦斯防治的認(rèn)識，又掌握了掘進(jìn)安全的保障技術(shù)，綜合能力和安全素養(yǎng)也得以較大提升。

（三）強(qiáng)化自由探索式教學(xué)

顯然，教學(xué)方法既包括教師的教法，也包括學(xué)生的學(xué)法，教學(xué)方法是教法和學(xué)法的統(tǒng)一體，學(xué)生學(xué)習(xí)方法對教學(xué)活動過程和教學(xué)任務(wù)的達(dá)成同樣具有重要的影響。結(jié)合學(xué)生學(xué)法的思考，筆者同時采用了自由探索法。

筆者在完成《掘進(jìn)安全技術(shù)裝備系列化》部分的授課后，鼓勵學(xué)生大膽探索，思考解決掘進(jìn)工作面瓦斯防治難題的新思路。課后，就有學(xué)生通過逆向思維，提出了解決高瓦斯掘進(jìn)工作面無氧通風(fēng)的新思路，采用的基本原理和思考出發(fā)點是：通過調(diào)壓氣室，對掘進(jìn)工作面形成封閉空間；通過封閉空間內(nèi)氧氣濃度，向封閉的掘進(jìn)工作面內(nèi)注入惰性氣體，消除掘進(jìn)工作面氧氣達(dá)到支持瓦斯爆炸的基本條件，進(jìn)而實現(xiàn)瓦斯爆炸的防治。同時，提出掘進(jìn)工作面聚集高濃度瓦斯抽排利用的新方法。當(dāng)然，自由探索式教學(xué)方法可能僅在某些學(xué)生身上有效果，也應(yīng)該給學(xué)生大膽自由探索，勤于思考的精神以鼓勵，筆者把獎勵平時成績滿分的做法，作為對學(xué)生探索成果的肯定。

（四）采用實驗比對教學(xué)

歐陽廷南認(rèn)為，課程安排與學(xué)習(xí)環(huán)境若無法將理論講授與自主分析充分結(jié)合，那么，易造成學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，以義務(wù)或敷衍了事之態(tài)度學(xué)習(xí)[3]。筆者亦有同感，并且在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，真正幫助學(xué)生掌握知識，提高知識認(rèn)知和使用水平的，仍是實踐環(huán)節(jié)。實踐能力的培養(yǎng)要求教師能夠?qū)局R與現(xiàn)實生產(chǎn)需求聯(lián)系起來，融會貫通，幫助學(xué)生感受書本知識學(xué)習(xí)的意義和作用，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，明確學(xué)習(xí)的責(zé)任和價值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，變枯燥無味又必須完成的任務(wù)為樂在其中的有趣活動。比如，井巷摩擦阻力系數(shù)是影響礦井通風(fēng)阻力計算的主要因素之一，現(xiàn)場測試的條件很難得以提供和滿足，因此，實驗室實驗成為認(rèn)識摩擦阻力系數(shù)重要性的關(guān)鍵實踐環(huán)節(jié)。

目前，采礦工程專業(yè)學(xué)生一屆多達(dá)300人，實驗條件有限，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式還無法突破，仍以課程理論的實驗驗證為主。常見做法是，實驗準(zhǔn)備教師預(yù)備好實驗器材，實驗教師在實驗前講解實驗?zāi)康摹⒎椒ā⒃敿?xì)步驟和注意事項等，學(xué)生只需要對實驗思路進(jìn)行驗證，并且，多數(shù)屬于分組協(xié)助形式，以“摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測定”實驗為例，以測量風(fēng)道斷面積、壓差讀數(shù)、數(shù)據(jù)記錄等功能劃分為分組依據(jù)，每組人數(shù)為5人，分別負(fù)責(zé)測量和記錄數(shù)據(jù)，通過實驗后相互交換實驗數(shù)據(jù)，完成實驗內(nèi)容。

通過考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實驗的理解并不理想，因此，筆者提出實驗比對教學(xué)法，即在授課過程中，先設(shè)置 “如何測算風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)”的問題，然后，結(jié)合真實的實驗條件給學(xué)生以引導(dǎo)，讓學(xué)生先行設(shè)計摩擦阻力系數(shù)測算方案，完成實驗方案初步設(shè)計后，再允許學(xué)生參加真實實驗，這樣，實驗室實驗就變成了對學(xué)生設(shè)計方案的驗證，通過對比學(xué)生設(shè)計的實驗方案與實驗教師給出的真實實驗方案，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。因為，學(xué)生親自驗證自行設(shè)計方案的合理性，設(shè)計有付出，驗證有收獲，就愿意主動投入精力做好實驗和對應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，所以，學(xué)習(xí)效果得到了進(jìn)一步提高。

（五）應(yīng)用“黑板報”自學(xué)輔助教學(xué)

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展知識面，利用所學(xué)分析現(xiàn)實生活、工作中存在的類似問題，提高對礦井通風(fēng)課程的興趣，借鑒黑板報的形式，指導(dǎo)部分學(xué)生制作了“礦井通風(fēng)”課外擴(kuò)展閱讀材料，免費發(fā)給學(xué)生擴(kuò)展閱讀，比如一通三防案例分析專欄，就引發(fā)了學(xué)生對事故的認(rèn)識，增強(qiáng)了學(xué)生對生命的尊重意識，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和責(zé)任感。同時，針對學(xué)生學(xué)習(xí)中的集中問題，采用觸類旁通的方法，利用疑難解答、習(xí)題分析、案例設(shè)計和分析、自學(xué)園地等欄目，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識分析和尋求自我解答，該形式不僅調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生較好地掌握教學(xué)內(nèi)容中的重點、疑難點，同時，學(xué)以致用，學(xué)有所有，還能幫助他們在學(xué)習(xí)中發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，自覺地培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)能力。

（六）開展隨堂測試

傳統(tǒng)教學(xué)以語言、文字為傳遞信息的主要媒介，現(xiàn)代化教學(xué)則把幻燈片、錄音、錄像、計算機(jī)仿真、三維動畫、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等等現(xiàn)代化科技設(shè)備和手段應(yīng)用于教學(xué)，使得教學(xué)內(nèi)容更加生動、形象、系統(tǒng)，更富有吸引力、直觀性和科學(xué)性，也容易幫助學(xué)生充分理解知識體系中的難點。采礦工程屬于工程學(xué)科，平面圖繪制、看圖識圖的基本能力仍然是人才培養(yǎng)中的重點，比如采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)構(gòu)筑物的合理布置，在通過視頻、三維動畫幫助學(xué)生認(rèn)識風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)窗、密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物的功能、實體樣式后，重要的是需要學(xué)生掌握在采區(qū)巷道及設(shè)備布置平面圖中的合理位置設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，利用標(biāo)準(zhǔn)圖例繪制通風(fēng)構(gòu)筑物的技能。為此，在內(nèi)容講解完成后，利用flash動畫操作的方法，把采區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物合理布置的操作練習(xí)搬到了課堂上，當(dāng)場驗收學(xué)生對通風(fēng)構(gòu)筑物的理解、認(rèn)識和掌握情況，同時，學(xué)生也自行檢驗了學(xué)習(xí)效果，激發(fā)了聽課和自主學(xué)習(xí)的興趣。

三、結(jié)論

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)致力于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和體驗，讓學(xué)生掌握探究、質(zhì)疑、討論、體驗等不同的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成為在教師指導(dǎo)下主動的、富有個性的過程。“礦井通風(fēng)”課程授課實踐證明，通過課程內(nèi)容的合理組織，采用設(shè)疑—啟發(fā)—研討—自由探索—實驗比對—紙質(zhì)“黑板報”—隨堂測試等組合式教學(xué)方法，能夠有助于激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和聽課的興趣，同時，對于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、獨立思考、分析問題、解決問題的綜合能力和素質(zhì)有較好的幫助。

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