基于虛擬教研室的校企共建式礦井熱害防治課程建設

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，高校安全工程專業如何高效培養礦井熱害防治專業人才是現階段亟須考慮的一個問題。“雙培計劃”項目打破了傳統教育固定地點、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視野，也有利于各學校之間的優秀資源共享。推動虛擬教研室的建設，建立符合礦井熱害防治課程需求的校企共建式特色課程，最終提高教學質量是現階段的重點研究對象。

關鍵詞：礦井熱害防治；虛擬教研室；校企共建；課程建設

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

近年來我國煤礦行業發展迅速，技術快速提高，開采也隨之向更深井煤礦發展。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境極易引發相應的職業病，降低作業人員的工作效率［2］，因此如何培養熱害防治方面的專業技術人才是現階段安全工程教學亟須考慮的問題之一。而我國傳統教育有非常大的局限性，在一個特定的地區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，難免會出現教育方式固定化、單一化的現象［3］。網絡擴大了教研活動由線下轉為線上發展的可能，教學多改為線上，因此虛擬教研室的建立應運而生。這種教研模式不局限于傳統的課堂教學，而是充分利用互聯網資源的開放性、高效性，將學習資源上傳至互聯網上，令網絡成為打破地域、學校界限實現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勢專業按“3+1”“1+2+1”等方式培養學生［4］。自該通知發布后，北京信息科技大學、北京交通大學、北京工業大學等積極參與，進行校間訪問、建立虛擬教研室、推動課程建設［5］。2022年教育部辦公廳分別于2月和5月公布兩批共計657個虛擬教研室建設試點，令虛擬教研室的建設進程有了質的飛躍。現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上進行開發與實踐，為后續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狀

礦井熱害防治是安全工程專業的一門綜合性課程，它涉及采礦、通風、環境、安全等專業性領域，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、礦井熱環境評估、礦井熱害防治措施、降溫系統及效果等礦井熱害相關知識。礦井熱害防治在國外已經有了悠久的研究歷史，已經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，到1998年后成為安全工程的一個方向［7］。目前各學校側重方向不同，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生了阻礙。因此，利用虛擬教研室來構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

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開設的一門專業課，共32學時。該課程涉及基礎理論知識多、實踐性強，學生又因無法深入現場直觀感受課程相關內容，易產生理論與實際脫節、學習熱度下降等問題，無法達到課程目的。根據國務院印發的《中國教育現代化2035》中2035年總體實現教育現代化的目標，加快信息化時代教育變革，針對現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系，定期開設外校名師課堂，拓寬學生學習面。依托本校安全與礦業方面的優勢，與優秀企業相互交流，邀請企業礦井熱害防治方面專家開展講座，帶領學生前往一線參觀，從實際出發讓學生了解專業現狀與知識。此外，由于井下環境危險系數高，無法現場感受實際情況，因此學校與企業還可以共同開發虛擬仿真實訓平臺，讓學生可以將課堂學到的知識應用于實際工作。在學期中，通過虛擬仿真實訓學習實踐，不斷將課堂理論與實際應用結合，進行中期大作業的考核。在考試結束后進行教學互評［8］，作用于備課環節，形成一個不斷改進的良性循環（如圖1）。該模式具有一條主線、兩面結合、三方共建、多平臺一站式服務等特點，努力將礦井熱害防治課程建設為具有專業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該方面專業人才為目的主線。虛擬教研室的建設本質上就是輔助教學提高教師教書育人能力，為培養高質量專業人才打好基礎。目前本課程已有完整的線下課程培養模式，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%。根據往年評估來看能較好完成課程培養目標，對完成主線目標筑牢一定基礎。

2.2?兩面結合

兩面結合是指將虛擬教研室的“虛”與培養專業人才的“實”結合起來。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。虛擬教研室建設最重要的一點在于利用網絡平臺將優質資源集中，讓學習不限制于課堂。網絡作為一種學習平臺，其內容儲存量巨大，需針對性地挑出與所學知識相關且易吸引學生學習的內容，形成一站式資源導航平臺。最后結合已有的線下教學模式，在保證學生掌握基礎知識的基礎上，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絡授課方式進行，雖然學生完成了課程任務，但卻無法將自己的知識消化，用于實際環境。以礦井熱害防治課程舉例，在虛擬教研室的建設過程中，本校提供對資源的整理以及對整體的牽頭作用，外校提供優秀教學資源，企業提供系統維護及課程內容相關實際經驗與實踐機會。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，為從針對性培養社會所需人才到科研轉化為產業做出一定貢獻。

2.4?多平臺一站式服務

多平臺一站式服務指將不同類型的資源整合分類，打造一站式便捷搜索服務。目前網絡平臺數量多且非常復雜，多數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中，以為學生提供最優質服務為宗旨，將所有資源整理分類，方便學生搜索，打造一站式服務。在該平臺上，主要體現內容齊全、質量優秀、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，解決了從建設到運行的一系列難題。

3?虛擬教研室結構

虛擬教研室的搭建需要充分利用網絡所帶來的便利性。例如，南開大學所建設的結構化學國家精品課程將結構化學量子化學等課程的課堂視頻、電子課件、課后練習等內容上傳至網站，方便了對線下課程內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。企業也可以從中培訓員工，了解最新行業政策。但這樣搭建的一站式資源共享平臺相對復雜，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?線上培訓平臺

線上培訓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，會根據課程內容的難易程度和對應特點，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，也可以邀請企業專業人士為學生對詳細的專業內容開設講座講解。上課的方式也不局限于騰訊會議、騰訊課堂、慕課平臺等，短視頻網站也可進行上課直播或錄課上傳至網站。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知識內容是比較困難的，尤其是專業性較強的知識。因此在虛擬教研室搭建時可建立數據庫，將教材、視頻、PPT、實驗視頻、案例等內容上傳至平臺，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、跨區域的一站式資源共享平臺［9］。

3.3?仿真實訓平臺

利用虛擬現實技術通過學校合作共同建設虛擬仿真實驗平臺，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。也可與企業共同合作建設虛擬仿真實訓，利用學校科研能力及企業經濟能力建設，將仿真實訓不僅僅用于教學工作，在企業安全培訓方面也能起到一定作用。

4?虛擬教研室的優勢

本門課程所建設的虛擬教研室具有以下四個優勢：

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

（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境中學習，通過師生的參與，對專業知識進行探討，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建設、教學內容、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絡來使資源共享，廣泛開展教育教學研究交流活動，實現資源利用最大化，從而增強教學工作者將現代信息化技術與教育教學深度融合的能力。在不顛覆傳統教學模式的情況下，將不同學校、不同數據庫優質教育教學資源、優秀教學案例、仿真訓練系統共享，實現各大高校間的互聯互通、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，然而實際上由于經費不足、配套設備不完善、實驗條件要求過高等實際性問題，很多實驗無法到達預期效果甚至難以開展實驗，從而導致學生無法將理論與實際聯系在一起。通過構建虛擬仿真實驗平臺，進行實驗模擬，以便在面對實際情況時能夠利用所學內容解決問題，其安全可靠性是實際實驗所不能擁有的，哪怕在培訓過程中出現失誤，也不會帶來人身傷害和環境傷害。同時虛擬實驗可多人多次進行，能夠實現用更短的時間和更少的成本培養高素質人才。

結語

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，集中優秀的師資力量和優秀的網絡資源輔助正常課程，以提高教學質量。礦井熱害防治課程本就是聯系實際較多，通過校—校—企這種模式建立的虛擬教研室，學校與企業共同參與建設，既有利于企業提高員工素質、吸收專業人才，也有利于學校授課聯系實際、減輕課程建設壓力，使教育在立足于實際需求的基礎上向更高層次發展。

參考文獻：

［1］王燕華.礦井熱害產生原因及防治措施［J］.現代礦業，2019，35（07）：274275+277.

［2］于東業.礦井熱害的來源及其防治措施［J］.內蒙古煤炭經濟，2017（5）：7576.

［3］李永壯.虛擬教研平臺對推動教師共同體協作發展的時效性研究［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建設［J］.教育教學論壇，2020（45）：225226.

［5］王玉山.“十四五”時期高水平創新型人才跨校培養優化研究——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同創新能力培養模式研究［J］.教育教學論壇，2017（13）：161162.

［7］肖知國，袁東升，程磊.高校能力導向型礦井熱害防治方向課程構建［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作發展的時效性研究［J］.教育教學論壇，2010（27）：134.

［9］徐鳳婷，曹衛真.網絡學習空間的研究現狀與未來發展［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“煤矸石山自燃火區熱—氣遷移規律及移熱關鍵參數研究”（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。