项目研究法在《矿山安全系统工程》课程教学中的应用

王兰云，徐永亮，张飞燕

（河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000）

项目研究法在《矿山安全系统工程》课程教学中的应用

王兰云，徐永亮，张飞燕

（河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000）

《矿山安全系统工程》是专门针对来自煤矿单位学生设置的安全理论课程。为提高教学质量和课堂效果，需调动学生课堂学习和理论联系实际的积极性。本文采用项目研究法，以煤矿生成系统为背景，将课程各部分有机结合，启发学生思考每章知识内部相关性，深入理解课程的精髓，有助于应用创新型煤矿单招人才的培养。本文以煤矿采煤工作面瓦斯爆炸危险性评价项目为例，简单介绍了项目完成的情况，该法在课程教学过程中效果显著。

矿山安全系统工程；项目研究法；教学质量

从以往的教学经验来看，本课程概念较多，内容较为枯燥，某些计算流程复杂，学生不易理解，因此教学效果不尽人意。本文将项目研究法引入课程，希望能够通过这一教学方法改革实现对学生实践能力的锻炼和创新精神的培养。

一、项目研究法

1.通常方法存在的问题。[1-3]通常采用的教学方法包括案例教学法、启发讨论式教学、情景模拟法、开设网络交流平台、开设企业专家专题讲座、进入企业参观学习、开设课程设计等类型教学方法。案例教学法对于理论性较强的课程是最常用的比较受学生欢迎的方法，但是该法缺乏对课程整体的把握，学生不能将课程内容有机结合起来理解。启发讨论式教学虽然形式自由，但是不排除有学生浑水摸鱼，在学生中并没有取得很好的效果；提供英文原版资料的双语教学对一些英文较差的同学尤其是煤矿单位进修学生来讲困难较大，而且对教师英文水平要求较高。所以，教学效果并不十分理想。其它如建立网络交流平台，学生参与热情较低，学生尚不清楚可在网络上交流的内容，而且惧怕增加课程负担；情景模拟法则比较适合文科课程采用；开设课程设计是比较合适的系统教学方法，但是多数学生依赖于以往案例、相关教程及其他学生的设计，不能有效体现自己的思路，因此不能培养学生自主创新的能力。进入企业现场参观和聘请企业专家开设专题讲座比较受学生欢迎，能够给学生比较深刻的印象，但是受课外时间及内容范围限制。

2.项目研究法概述。[4-6]项目教学法，也叫研究型学习法，属于行为导向型教学模式，其主要内容来自于工程实践。项目的主题与真实世界、工程实际密切联系，使学习更加具有针对性和实用性。该法实施过程中教师由“教”改为“导”，内容由教材改为项目，场地由教师改为实训室。在项目教学活动中，教师根据教学内容，结合专业特点和行业的实际，设计一个或多个学生能用所学技能和知识解决的项目，交给学生去完成。学生以个人或小组的工作方式，按照实际工作的程序，共同制订计划，协同或分工完成整个项目。在这一过程中，老师给予适当的指导。学生根据自己的兴趣、爱好，以及自己对知识、技能的掌握、理解情况，自行设计完成方案，运用自己认为合适的、有效的方式去完成项目。

二、《矿山安全系统工程》课程基本情况

《矿山安全系统工程》课程内容以矿山安全生产为背景，主要内容包括系统安全分析方法，包括安全检查表法、预先危险性分析、故障模式和影响分析、事件树分析和事故树分析等常用的系统安全分析方法；在对系统安全评价概述的基础上，主要介绍安全检查表法、作业条件危险性评价法、MES和MLS等定性评价方法，道化学火灾、爆炸指数评价法、概率危险评价技术、化工生产危险性评价、模糊数学综合评价法和危险度评价法等定量化评价方法；最后，简要介绍了部分安全决策方法。该课程对于指导矿山安全生产和管理具有重要意义[7，8]。采用项目研究法进行辅助教学，选取相关项目课题，使学生体会到安全评价的重要性，并且让学生能够将所学知识融会贯通，有利于把分散的知识点综合起来并应用于实践，体现了课程整合的原则。

三、项目研究法在课程中的具体应用

（一）工程项目的设计

在具体的教学中，针对具体厂矿、生产流程中需要进行安全评价的重点区域，从煤矿井下五大生产系统涉及的通风系统、压风系统、提升运输系统、供排水系统以及供电系统中选择项目，涵盖压力容器安全、电气安全、工业防毒、防火防爆等领域。这些课题来源于企业提供的实际项目及教师结合科研设计出的题目内容。给出题目后，教师根据科研实践，以其中一个项目为例，讲解该项目安全分析评价完成的程序、所要进行的内容和提交的报告形式。然后学生自由选择工程项目开始实施。

（二）具体的实施步骤

1.学生分组阶段。本门课程在安全单招方向开设，共有两个班级，每班二十六人，直接采用自然班级的形式进行分组，分成四组，10～13人一组，这样有利于同班同学团结合作。

2.信息搜集阶段。教师根据每个项目具体情况，讲解每个小组的工作任务，交待注意事项，并对相关重点、关键知识进行回顾与提示。小组成员按课上教师提出的项目，查阅相关资料和内容。比如从课程的开始阶段，可以要求学生分析项目所属行业历史事故，涉及的相关危险源和危险等级；第二阶段要求学生针对所负责项目的行业特点和所处阶段选择合适的安全分析法对生产现状进行危险分析，确定危险等级，并初步提出整治措施；第三阶段根据项目性质采用合适的安全评价方法进行安全评价；第四阶段根据项目所处的不同阶段编制安全预评价、安全现状评价或安全验收评价报告。

3.各小组制订工作计划。各小组根据本组工作任务，制订详细的实施方案，分配具体工作到个人，每天进行工作汇总和心得分享。

4.实施阶段。小组成员根据已搜集的信息，按项目内容要求，对教师提供的项目资料进行以下工作：①安全分析找出系统中的危险源；②定性或定量对危险源危险性排序；③定性/定量安全评价；④根据分析评价结果提出预防措施、整治方案；⑤根据不同种类评价要求编制安全评价报告。

5.检查阶段。小组成员互相讨论，对自己所设计的内容或得出的结论进行分析，考查设计和分析的合理性。这里可以针对自己提出的方案进行论证。小组成员之间进行交流，相互查找问题，指出不足，提交项目研究报告。

6.汇报、答疑阶段。利用课堂时间，由每组推荐一名学生通过PPT展示讲解的形式，将该组所做工作内容、步骤、结果、尤其是该组项目的关键问题进行汇报，同时其它组同学对该组汇报作质疑和建议，该组全体同学回答其它组同学提出的疑问，如有不当之处予以改正。

7.点评阶段。教师对各组的工作情况进行点评，好的给予积极肯定，对不足方面提出建议，并指导学生修改。对于有创新的内容予以表扬，并召集全体同学共同学习和讨论。教师根据工程项目完成情况，予以打分，作为期末总成绩的组成部分。

（三）应用实例

本文以某组同学所作煤矿井下某工作面瓦斯治理项目为例，简单列出项目教学法的关键步骤：

1.分组搜集资料：将该组同学分为五小组，每组2～3名同学，全体参与搜集各煤矿瓦斯事故、防治措施资料

2.安全分析阶段：第一组同学负责利用安全检查表法检查采煤工作面可能存在的事故，发现有可能发生上隅角瓦斯爆炸事故、采空区煤自燃火灾；第二组同学利用预先危险性方法寻找瓦斯爆炸、采空区煤自燃事故发生的起因，并对危险源危险性进行分级；第三组同学对工作面采煤机、刮板运输机进行故障类型与影响分析，提出防止设备故障的建议措施；第四组同学利用事件树分析法分析瓦斯爆炸、煤自燃火灾事故发生过程，确定主要环节；第五组同学利用事故树分析对瓦斯爆炸、煤自燃火灾事故的最小割集和最小径集，以及各基本事件结构重要度，有针对性提出预防措施；

3.安全评价阶段：全体参与系统安全评价，利用定量化的安全检查表法对煤矿工作面瓦斯治理效果进行评价，利用LEC法对工作面瓦斯火灾对工人的危害等级进行评估，利用DOW火灾爆炸指数法对瓦斯爆炸范围、造成经济损失进行评价；

4.制定措施阶段：根据评估结果，结合安全分析得出的危险源等级和最小径集、最小割集制定瓦斯防治措施；

5.检查工作：全体小组成员互相讨论，对自己所设计的内容或得出的结论进行分析，考查设计和分析的合理性，相互交流，提出质疑和解决办法。

6.汇报答疑阶段主要记录如下：

问题1：故障类型与影响分析用在该项目是否合适？回答：该方法从设备故障类型出发，分析故障对系统的影响。采煤工作面设备较多，包括采煤机、运输机、液压支柱等大型设备，在运作的过程中，若发生严重故障，如摩擦火花、静电等，将引发瓦斯爆炸。另外，采煤机的喷雾系统故障将导致工作面粉尘浓度增加，对工人健康威胁较大，甚至可能发生煤尘爆炸事故。

问题2：利用预先危险性分析法辨识工作面危险源是否多余？回答：预先危险性分析法在项目设计阶段就可使用，来寻找可能导致事故的原因。该方法的特点是能够找出事故发生的主要原因，便于采取有针对性的措施。但是该方法无法有效辨识多种危险因素相互作用时的情况，如瓦斯治理时采空区抽采瓦斯将导致漏风增加，从而导致采空区煤自燃火灾发生，而明火进入上隅角，又将引发瓦斯爆炸。所以本组在预先危险性分析之后，又采用事件树、事故树分析法对危险源相互作用时的危险情况进了分析。几种方法相互结合，使得分析结果更加准确。

问题3：道化学火灾爆炸指数法在煤矿井下瓦斯爆炸评价是否合适？回答：该方法主要针对化工企业使用，很多评价过程中涉及的参数无法确定，所以本组采用该方法来评价井下瓦斯爆炸存在不妥之处。

7.点评阶段：该组同学采用多种方法相结合的办法认真辨识了煤矿井下工作面各种危险源，并利用多种评价方法从不同方面对井下瓦斯火灾危险性进行了评价，工作量较大，评价结果符合实际。但是道化学火灾指数法用在煤矿井下确实存在弊端，无法正确评价出爆炸的伤害范围，建议建立煤矿井下瓦斯爆炸物理数学模型，结合相关模拟软件进行伤害范围的计算。

四、分析及评价

本课程以煤矿井下瓦斯治理为例，引导和鼓励学生采用所学安全分析方法和安全评价方法对煤矿瓦斯进行安全分析评价，学生在完成项目过程中思考各种分析评价方法的适用性和优缺点，从而选择合适的方法进行安全分析评价。分析评价结果与学生对系统的熟悉程度和知识水平有关，因此得出的分析评价结果带有明显的差异。但是，通过该项目的完成，学生掌握了矿山安全系统工程的基本理论知识和应用方法，这就达到了煤矿单招学生安全工程课程讲授的目的，学生在自己熟悉的领域应用课堂知识解决问题，学习过程也非常愉快，不再枯燥无味。教师的主要任务不是传统地“填鸭式”的教会学生如何做，而是创建项目，引导学生如何去解决问题[5，6]。学生与教师在完成项目的过程中相互学习、相互促进，对课程的理解不断升华，圆满完成了该课程的教学任务，也起到了培养煤矿应用创新人才的作用。

五、结论

提高《矿山安全系统工程》的教学效果对提高煤矿对口单招安全工程专业学生的培养质量至关重要。采用恰当的教学方法是提高教学效果的重要途径之一。本文提出了适用于《矿山安全系统工程》的项目研究的教学方法，有效提高了该课程的教学效果。应用项目研究法辅助教学可以综合本课程所学的知识，培养学生对安全评价知识的应用能力，使其能够将安全生产知识与其本专业的知识融会贯通，更好地实现本课程的教学目的。

[1]张皓明.职业技术教育中行动导向教学模式的研究——中德职教现状对比及其启示[D].华东师范大学，2006.

[2]汪静.德国行动导向职业教育教学法研究[D].天津大学，2007.

[3]韩颖梅.“三明治”教学法在法学教学中的应用[J].黑龙江高教研究，2011，（9）：209.

[4]何志勇.项目教学法及其在中职技能教学中的应用[D].华东师范大学，2010.

[5]薛清.项目教学法在中职药剂专业教学中的应用研究[D].南京师范大学，2009.

[6]耿晓伟.项目研究法在培养学生创新素质中的应用[J].辽宁工程技术大学学报（社会科学版），2010，12（6）.

[7]宫运华，樊建春，马庆春.安全管理学课程多类型教学方法研究[J].中国安全生产科学技术，2012，8（5）.

[8]高光发，袁树杰.《安全科技概论》课程教学改革探讨[J].中国安全生产科学技术，2010，6（2）.

G642.4

A

1674-9324（2014）30-0191-03

河南理工大学教改项目2012JG040《安全学原理》双语课程建设与实践。

王兰云（1983—），女，江苏泰州人，博士，讲师，研究方向：主要从事安全工程教育和研究工作。