“双一流”建设背景下矿井火灾防治课程线下教学实践探索

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，中央全面深化改革领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，通过线上答疑辅导、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。