我國礦井瓦斯災(zāi)害防治課程現(xiàn)狀及改革路徑探索

摘"要：為探究礦井瓦斯災(zāi)害防治課程教改現(xiàn)狀，基于CiteSpace可視化技術(shù)，對2001年以來的CNKI數(shù)據(jù)庫中礦井瓦斯災(zāi)害防治課程教改的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析。研究表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)效果和課程思政等一直以來是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革中的重要內(nèi)容。該文以礦井瓦斯災(zāi)害防治課程為例，提出以“實(shí)驗(yàn)教學(xué)—教學(xué)方法—課程內(nèi)容—虛擬仿真聯(lián)合—課程思政貫穿”為改革路徑的建議，促進(jìn)安全工程、礦業(yè)工程等領(lǐng)域人才的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：瓦斯災(zāi)害防治課程；課程現(xiàn)狀；教學(xué)改革；可視化；路徑探索

中圖分類號：G642"""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）01-0146-05

Abstract：InordertoexplorethecurrentsituationoftheteachingreformofMineGasDisasterPreventionandControlcourse，basedonCiteSpacevisualizationtechnology，theliteratureontheteachingreformofMineGasDisasterPreventionandControlcourseinCNKIdatabasesince2001wasanalyzedbybibliometrics.Theresearchshowsthatexperimentalteaching，teachingmethods，teachingmode，teachingeffectandcurriculumideologicalandpoliticaleducationhavealwaysbeenimportantcontentsinthecurriculumreformofminegasdisasterpreventionandcontrol.TakingthecourseofMineGasDisasterPreventionandControlasanexample，thispaperputsforwardsomesuggestionsonthereformpathof\"experimentalteaching-teachingmethod-coursecontent-virtualsimulationjoint-courseideologicalandpoliticalpenetration\"，whichpromotesthehigh-qualitydevelopmentoftalentsinthefieldsofsafetyengineeringandminingengineering.

Keywords：MineGasDisasterPreventionandControlcourse;statusofthecourse;teachingreform;visualization;pathexploration

礦井瓦斯災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中的一項(xiàng)主要危險(xiǎn)源，它給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了極大的威脅[1-2]。為了更好地預(yù)防和避免礦井瓦斯災(zāi)害的發(fā)生，礦井瓦斯災(zāi)害防治的研究和課程改革顯得尤為重要[3]。目前，國內(nèi)礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的研究較為豐富。范育青等[4]基于OBE理念提出了礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的改革路徑；王林等[5]提出了關(guān)于礦井瓦斯災(zāi)害防治課程建設(shè)的思考；劉震等[6]提出了礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系探索。但研究發(fā)現(xiàn)，對礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的研究缺乏基于可視化技術(shù)的分析。

鑒于此，有必要對礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革進(jìn)行可視化分析。基于CNKI數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)源，通過對數(shù)據(jù)和信息的可視化呈現(xiàn)，綜合分析礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的改革現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并提出未來礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的可行途徑。該研究以期為促進(jìn)礦業(yè)工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)提供借鑒。

一"數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）"數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于CNKI數(shù)據(jù)庫，以礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的相關(guān)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源，時(shí)間段為2001—2023年，基于數(shù)據(jù)的精確性和文獻(xiàn)計(jì)量的科學(xué)性考慮，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理篩選，刪除會議論文、報(bào)紙、成果等，最終得到167篇文獻(xiàn)作為本文的研究對象。

（二）"研究方法

信息化社會帶來了數(shù)據(jù)分析的變革與進(jìn)步，科學(xué)知識圖譜是分析文獻(xiàn)的重要工具。科學(xué)知識圖譜是一種通過數(shù)據(jù)挖掘、科學(xué)計(jì)量、信息分析及圖形繪制等多種手段，將復(fù)雜的知識領(lǐng)域以可視化的圖譜形式展示出來的現(xiàn)代理論。其中CiteSpace是一款基于Java語言開發(fā)的信息可視化軟件，其能夠通過繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)詞網(wǎng)絡(luò)圖、聚類分析圖和關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖等客觀地呈現(xiàn)出某個(gè)研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從而為該研究提供一個(gè)全新視角，已廣泛應(yīng)用于安全工程、礦業(yè)工程領(lǐng)域[7-8]。本文借助CiteSpaceV.6.2.R2可視化分析工具，通過科學(xué)計(jì)量方法對國內(nèi)近23年來關(guān)于礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行知識圖譜解讀。

二"礦井瓦斯災(zāi)害防治課程現(xiàn)狀研究

礦井瓦斯災(zāi)害是礦井安全生產(chǎn)的一大難題，礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的開設(shè)與實(shí)施對于提高礦工的安全生產(chǎn)意識和能力具有非常重要的作用。目前國內(nèi)一些高校和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)已經(jīng)開設(shè)了相關(guān)的課程，課程內(nèi)容包括瓦斯形成及危害、瓦斯檢測及監(jiān)測、瓦斯防治技術(shù)和瓦斯事故處理等方面，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，包括授課、實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場考察和案例分析等教學(xué)形式[9-10]。隨著我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的改革也在不斷完善和提高，為保障煤礦工人的生命安全提供了重要的保障。

（一）"礦井瓦斯災(zāi)害防治課程研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類分析

基于CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)演化圖譜如圖1所示。從圖1中節(jié)點(diǎn)的大小、節(jié)點(diǎn)間的連線和網(wǎng)絡(luò)繁密程度可以看出，網(wǎng)絡(luò)相對負(fù)責(zé)，這說明我國對礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的研究已經(jīng)形成了一定規(guī)模。此外，核心關(guān)鍵主題集中在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法、教學(xué)改革、瓦斯地質(zhì)、安全工程、虛擬仿真和課程思政等。

基于CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖譜如圖2所示。由圖2可知，關(guān)鍵詞聚類主要聚焦于實(shí)驗(yàn)教學(xué)（#0）、瓦斯防治（#1）、教學(xué)方法（#2）、教學(xué)模式（#3）、教學(xué)效果（#4）和課程思政（#5）六大模塊。其中，聚類#0在2001—2023年范圍均有分布，包括有虛擬仿真、瓦斯抽采、科研成果、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、課堂討論和效果考核等關(guān)鍵詞；在聚類#1中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要包括煤礦、煤礦瓦斯、課程建設(shè)、教學(xué)改革、課程內(nèi)涵、精品課程、課程建設(shè)、專業(yè)技能和高等教育等；在聚類#2中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要包括教學(xué)實(shí)踐、礦井通風(fēng)與安全、教學(xué)內(nèi)容、模型、發(fā)展構(gòu)想和案例分析等；在聚類#3中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要包括討論式、翻轉(zhuǎn)課堂、引導(dǎo)式和自主學(xué)習(xí)等；在聚類#4中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要包括效果、課程特點(diǎn)和教學(xué)要求等；在聚類#5中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要包括實(shí)踐路徑、思政元素、思政建設(shè)和高等教育等。

基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)空演化圖譜和關(guān)鍵詞聚類圖譜，得到了我國礦井瓦斯災(zāi)害防治課程教改的發(fā)展現(xiàn)狀。從圖1和圖2中可以看出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)效果和課程思政等一直以來是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革中的重要內(nèi)容，不論是過去、現(xiàn)在還是未來都將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展。

（二）"前沿分析

基于圖1、圖2關(guān)鍵詞聚類的基礎(chǔ)，在Burstness模塊進(jìn)行突現(xiàn)詞檢測，結(jié)果如圖3所示。其中，粗黑色部分表征了關(guān)鍵詞突現(xiàn)的年份，即活躍狀態(tài)的年份。突現(xiàn)詞在該階段受到研究人員的廣泛關(guān)注，圖3中通過對每個(gè)高頻詞的突現(xiàn)強(qiáng)度、年份起止展開跟蹤與歸納。

由圖3可知，突現(xiàn)時(shí)間較早的關(guān)鍵詞主要有瓦斯爆炸、方法、教學(xué)方法和效果等。瓦斯爆炸一直是礦井安全領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻問題，因此在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革研究中，瓦斯爆炸這個(gè)關(guān)鍵詞占據(jù)比重較大。如何有效預(yù)防和應(yīng)對瓦斯爆炸，提高學(xué)生的安全意識和技能，是當(dāng)前礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的核心目標(biāo)之一。方法（教學(xué)方法）是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程研究中的重點(diǎn)方向。礦井瓦斯災(zāi)害防治課程教學(xué)需要有一整套嚴(yán)密的方法論，包括如何制定預(yù)防瓦斯爆炸的策略、如何組織應(yīng)急救援以及如何實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)管理的常態(tài)化等。與此同時(shí)，也需要注重教學(xué)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新。采用先進(jìn)的教育技術(shù)手段，可以更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效果和學(xué)習(xí)興趣。效果是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程研究的重要評估指標(biāo)。在課程教學(xué)和實(shí)踐教育中，必須注重取得的教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，更好地滿足社會對礦井災(zāi)害防治人才的需求。

同樣，最近幾年突現(xiàn)的關(guān)鍵詞主要有教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、虛擬仿真和課程思政。教學(xué)改革的出現(xiàn)表明，礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等方面正在進(jìn)行變革和創(chuàng)新。教學(xué)改革旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和合格率，更好地滿足社會對礦井災(zāi)害防治人才的需求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種重要的教學(xué)方式，可以幫助學(xué)生更好地理解理論知識，并為實(shí)際工作提供更好的支持。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。虛擬仿真是近年來被廣泛應(yīng)用的一種新型教學(xué)方法。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，虛擬仿真可以提供高度逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并且可以降低實(shí)驗(yàn)成本和風(fēng)險(xiǎn)，更好地提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維能力。而課程思政是中國特色的教育理念之一，其核心是要通過課程來引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，課程思政可以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感、使命感和奉獻(xiàn)精神，更好地推進(jìn)礦井災(zāi)害防治工作的發(fā)展。

三"礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革路徑

隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，礦井瓦斯災(zāi)害防治工作越來越受到重視。礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的開設(shè)對于礦工安全生產(chǎn)至關(guān)重要。根據(jù)上文分析結(jié)果并結(jié)合關(guān)鍵詞聚類時(shí)空演化圖譜（圖4），從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法、課程內(nèi)容、虛擬仿真聯(lián)合和課程思政貫穿等方面探討礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革途徑。

（一）"實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的重要組成部分，能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和判斷能力。首先，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)器材的配備。實(shí)驗(yàn)器材的配備至關(guān)重要，應(yīng)該根據(jù)礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的教學(xué)目的和需要，選擇和購置適合的實(shí)驗(yàn)器材。同時(shí)，要保證實(shí)驗(yàn)器材的安全和運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法應(yīng)該創(chuàng)新和改進(jìn)，注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)和知識轉(zhuǎn)化。應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解和引導(dǎo)，注重師生互動，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再次，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)體系。建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)體系，可以評估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐操作能力、判斷能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力。可以通過建立實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)討論等形式，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行評估。

（二）"教學(xué)方法改革

教學(xué)方法是教學(xué)中最基本的環(huán)節(jié)，是學(xué)生獲取知識和技能的關(guān)鍵。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，可以采取多種教學(xué)方法，如講授、討論、案例分析和模擬演練等。首先，講授法是傳統(tǒng)教學(xué)方法，具有直觀、簡便、快速的特點(diǎn)。講授礦井瓦斯災(zāi)害防治的相關(guān)知識可以幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和基本技能。但是，僅僅依靠講授往往會導(dǎo)致學(xué)生理解不深刻，記憶不牢固。其次，討論法可以增強(qiáng)學(xué)生的參與感和思維能力，促進(jìn)學(xué)生對知識的深入理解。可以通過討論案例，讓學(xué)生掌握在礦井瓦斯災(zāi)害發(fā)生時(shí)應(yīng)該做出的反應(yīng)和行為。然后，案例分析法能夠幫助學(xué)生掌握實(shí)際礦井瓦斯災(zāi)害事故的處理方法，并能夠?qū)W(xué)生的應(yīng)變能力進(jìn)行檢查和評估。案例分析的目的是讓學(xué)生在案例中找到自己能夠掌握的知識點(diǎn)，并反思自己在解決問題中可能存在的局限性和不足。最后，模擬演練法是一種把理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的方法。通過模擬演練，學(xué)生可以在實(shí)戰(zhàn)中學(xué)習(xí)、實(shí)踐、應(yīng)用理論知識，提高應(yīng)對突發(fā)情況的能力。模擬演練中，可以模擬礦井內(nèi)空氣濃度的變化情況，模擬礦井瓦斯爆炸的突發(fā)情況等等。

（三）"課程內(nèi)容改革

課程內(nèi)容是礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中的重要組成部分。需要根據(jù)不同的層次、專業(yè)和培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。首先，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)是掌握任何一門課程的核心，其重要性不言而喻。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)非常重要。包括礦井瓦斯爆炸的特征、瓦斯?jié)舛鹊臋z測、礦井內(nèi)部安全操作等基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。其次，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。礦井瓦斯災(zāi)害防治課程需要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，包括現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)習(xí)、技能操作訓(xùn)練等。通過實(shí)踐教學(xué)，能夠增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和判斷能力，提高對突發(fā)事件的應(yīng)對能力。可以安排多項(xiàng)實(shí)踐任務(wù)，如礦井內(nèi)部安全操作、礦井環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急處理等。其次，強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)用性。礦井瓦斯災(zāi)害防治課程應(yīng)該以實(shí)用性為重點(diǎn)，建立與實(shí)際工作緊密結(jié)合的課程框架。可以邀請礦業(yè)企業(yè)的工作人員參與授課，親身分享自身經(jīng)驗(yàn)與技巧，使課程更加貼近實(shí)際工作環(huán)境和任務(wù)。最后，注重課程的更新與拓展。隨著礦井瓦斯災(zāi)害防治工作的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，課程的內(nèi)容也需要不斷更新和拓展。可以引入新的技術(shù)和理論，例如現(xiàn)代化礦井的瓦斯監(jiān)測與控制技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)等，使課程內(nèi)容更加豐富多樣。

（四）"虛擬仿真聯(lián)合

虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，可以在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中進(jìn)行改革和創(chuàng)新。首先，采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行礦井瓦斯災(zāi)害的模擬。可以通過虛擬仿真技術(shù)制作出礦井瓦斯災(zāi)害的場景，對學(xué)生進(jìn)行模擬演練，提高應(yīng)對突發(fā)情況的能力。其次，采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行安全操作的模擬。可以將礦井內(nèi)部的安全操作制作成虛擬仿真模型，進(jìn)行模擬演練，使學(xué)生更加熟悉礦井內(nèi)部的環(huán)境和操作流程，提高實(shí)踐技能。然后，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行知識點(diǎn)的教學(xué)。可以制作出形式多樣的虛擬場景和虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更好地理解和掌握礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中的各項(xiàng)知識點(diǎn)。通過虛擬仿真技術(shù)，可以更加生動直觀地展示礦井內(nèi)部的工作流程和操作細(xì)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)的實(shí)用性。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)該緊密結(jié)合實(shí)際工作場景和任務(wù)，設(shè)計(jì)出適合實(shí)踐操作的虛擬場景和實(shí)驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合。同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)和應(yīng)用實(shí)踐操作，提高學(xué)生的虛擬操作技能。

（五）"課程思政貫穿

課程思政是教育教學(xué)中的一項(xiàng)重要工作，其目的在于通過課程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思想品德和社會責(zé)任的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和健康成長。在礦井瓦斯災(zāi)害防治課程中，可以充分結(jié)合當(dāng)前形勢，著重在防治意識、安全意識和責(zé)任意識的培養(yǎng)上，使學(xué)生從根本上認(rèn)識瓦斯災(zāi)害的危害，并形成預(yù)防為主、綜合治理、以人為本等安全頂層設(shè)計(jì)，最終提高個(gè)人職業(yè)素養(yǎng)。

四"結(jié)束語

針對礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革的研究，通過可視化分析發(fā)現(xiàn)，目前該領(lǐng)域的關(guān)注度較高。礦井瓦斯災(zāi)害防治課程的改革途徑應(yīng)該立足于提高教學(xué)方法質(zhì)量、優(yōu)化課程內(nèi)容、豐富教學(xué)手段和強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面，并且應(yīng)該注重引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)理念和技術(shù)手段，全面提升教學(xué)水平和師資隊(duì)伍建設(shè)。總之，礦井瓦斯災(zāi)害防治課程改革途徑無論是教學(xué)方法、課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是虛擬仿真技術(shù)方面，都需要本著實(shí)用性和實(shí)踐性的原則進(jìn)行改革和創(chuàng)新。只有不斷探索并吸收最新的教學(xué)方法和技術(shù)，才能夠更好地提高課程的質(zhì)量，從而在礦井安全生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

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基金項(xiàng)目：2021年度國家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)項(xiàng)目“貴州大學(xué)安全工程專業(yè)”（教高廳函〔2022〕14號）

第一作者簡介：田世祥（1988-），男，苗族，貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)人，工學(xué)博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)榈V井瓦斯災(zāi)害防治。