基于虚拟教研室的校企共建式矿井热害防治课程建设

易欣 王兴 李煜晗

摘 要：近年来矿井开采向深层扩展，高温地热问题逐渐凸显出来，这对井下工人有严重的危害，高校安全工程专业如何高效培养矿井热害防治专业人才是现阶段亟须考虑的一个问题。“双培计划”项目打破了传统教育固定地点、时间、人物的局限性，让学生的学习不再局限于坐在课堂学习知识，既有利于学生拓宽专业视野，也有利于各学校之间的优秀资源共享。推动虚拟教研室的建设，建立符合矿井热害防治课程需求的校企共建式特色课程，最终提高教学质量是现阶段的重点研究对象。

关键词：矿井热害防治；虚拟教研室；校企共建；课程建设

中圖分类号：G642  文献标识码：A

近年来我国煤矿行业发展迅速，技术快速提高，开采也随之向更深井煤矿发展。随着煤矿开采深度的增加，机械散热和高温地热等热害问题也逐渐凸显出来［1］。深层矿井高温高湿环境极易引发相应的职业病，降低作业人员的工作效率［2］，因此如何培养热害防治方面的专业技术人才是现阶段安全工程教学亟须考虑的问题之一。而我国传统教育有非常大的局限性，在一个特定的地区特定的老师开展固定的教育活动，这阻碍了学生多方面了解该课程的路径，难以让学生多层次、多角度、多方面地学习，对于教师而言，难免会出现教育方式固定化、单一化的现象［3］。网络扩大了教研活动由线下转为线上发展的可能，教学多改为线上，因此虚拟教研室的建立应运而生。这种教研模式不局限于传统的课堂教学，而是充分利用互联网资源的开放性、高效性，将学习资源上传至互联网上，令网络成为打破地域、学校界限实现教学资源共享与交流的一把“利剑”。

2015年北京启动“双培计划”，依托各中央高校百余个优势专业按“3+1”“1+2+1”等方式培养学生［4］。自该通知发布后，北京信息科技大学、北京交通大学、北京工业大学等积极参与，进行校间访问、建立虚拟教研室、推动课程建设［5］。2022年教育部办公厅分别于2月和5月公布两批共计657个虚拟教研室建设试点，令虚拟教研室的建设进程有了质的飞跃。现在高等教育处于全面深化改革的重要时期［6］，虚拟教研室是信息化时代新型基层教学组织建设的重要探索。因此，本文以矿井热害防治课程举例，探讨建立一种适合本课程的虚拟教研室模式，从理论条件和实际基础上进行开发与实践，为后续建成更完善的课程提供可行的思路。

1 矿井热害防治课程现状

矿井热害防治是安全工程专业的一门综合性课程，它涉及采矿、通风、环境、安全等专业性领域，旨在让学生了解并掌握矿井热害的形成机理、风流的热湿计算、矿井热环境评估、矿井热害防治措施、降温系统及效果等矿井热害相关知识。矿井热害防治在国外已经有了悠久的研究历史，已经有一套完善的科学研究及教学体系。我国对矿井热害防治的研究起步较晚，最初始于20世纪50年代，之后长期依附矿井通风专业，到1998年后成为安全工程的一个方向［7］。目前各学校侧重方向不同，课程的教授方式和教学材料也有所出入，这在很大程度上对形成一套完整完善的课程教学体系产生了阻碍。因此，利用虚拟教研室来构建一个合理完善的矿井热害防治课程教学体系就非常重要。

2 基于虚拟教研室的课程建设

西安科技大学矿井热害防治课程是安全科学与工程学院为安全工程专业开设的一门专业课，共32学时。该课程涉及基础理论知识多、实践性强，学生又因无法深入现场直观感受课程相关内容，易产生理论与实际脱节、学习热度下降等问题，无法达到课程目的。根据国务院印发的《中国教育现代化2035》中2035年总体实现教育现代化的目标，加快信息化时代教育变革，针对现在课程所存在的缺点，提出一种基于虚拟教研室的课程模式。

除正常的线下教学外，与有相似课程的名校名师建立联系，定期开设外校名师课堂，拓宽学生学习面。依托本校安全与矿业方面的优势，与优秀企业相互交流，邀请企业矿井热害防治方面专家开展讲座，带领学生前往一线参观，从实际出发让学生了解专业现状与知识。此外，由于井下环境危险系数高，无法现场感受实际情况，因此学校与企业还可以共同开发虚拟仿真实训平台，让学生可以将课堂学到的知识应用于实际工作。在学期中，通过虚拟仿真实训学习实践，不断将课堂理论与实际应用结合，进行中期大作业的考核。在考试结束后进行教学互评［8］，作用于备课环节，形成一个不断改进的良性循环（如图1）。该模式具有一条主线、两面结合、三方共建、多平台一站式服务等特点，努力将矿井热害防治课程建设为具有专业特色的一流本科课程。以下是对这几个特点的介绍。

2.1 一条主线

一条主线是指以矿井热害防治课程培养该方面专业人才为目的主线。虚拟教研室的建设本质上就是辅助教学提高教师教书育人能力，为培养高质量专业人才打好基础。目前本课程已有完整的线下课程培养模式，通过实验、平时、考试三方面综合考查学生，其中实验占10%、平时占30%、考试占60%。根据往年评估来看能较好完成课程培养目标，对完成主线目标筑牢一定基础。

2.2 两面结合

两面结合是指将虚拟教研室的“虚”与培养专业人才的“实”结合起来。在整个教学模式中需确定虚拟教研室如何建、建什么、为谁建的问题。虚拟教研室建设最重要的一点在于利用网络平台将优质资源集中，让学习不限制于课堂。网络作为一种学习平台，其内容储存量巨大，需针对性地挑出与所学知识相关且易吸引学生学习的内容，形成一站式资源导航平台。最后结合已有的线下教学模式，在保证学生掌握基础知识的基础上，提供学生进一步学习的资源，让学生可以个性化提升自己的知识水平，以达到人才培养目标。

2.3 三方共建

目前大部分学校建立的虚拟教研室都是校与校之间的，通过名校名师名课堂的网络授课方式进行，虽然学生完成了课程任务，但却无法将自己的知识消化，用于实际环境。以矿井热害防治课程举例，在虚拟教研室的建设过程中，本校提供对资源的整理以及对整体的牵头作用，外校提供优秀教学资源，企业提供系统维护及课程内容相关实际经验与实践机会。通过校—校—企共同建立的虚拟教研室，在理论知识层面上加入实践知识，将虚拟教研室的作用不限制于教学，为从针对性培养社会所需人才到科研转化为产业做出一定贡献。

2.4 多平台一站式服务

多平台一站式服务指将不同类型的资源整合分类，打造一站式便捷搜索服务。目前网络平台数量多且非常复杂，多数情况下学生或者老师都无法迅速找到目标资源。在虚拟教研室的建设中，以为学生提供最优质服务为宗旨，将所有资源整理分类，方便学生搜索，打造一站式服务。在该平台上，主要体现内容齐全、质量优秀、搜索便捷、形式新颖等特点。从管理角度来看，一站式平台方便管理、降低成本、提高工作效率，解决了从建设到运行的一系列难题。

3 虚拟教研室结构

虚拟教研室的搭建需要充分利用网络所带来的便利性。例如，南开大学所建设的结构化学国家精品课程将结构化学量子化学等课程的课堂视频、电子课件、课后练习等内容上传至网站，方便了对线下课程内容掌握不完善的学生再次温习课程，完善了学生的学习方式。此外，虚拟教研平台的搭建可以利用制作手机APP的方式，允许合作的学校老师分享寻找资料，也可以让学生随时随地对不理解的知识进行学习。企业也可以从中培训员工，了解最新行业政策。但这样搭建的一站式资源共享平台相对复杂，需要投入更多的人力、物力、财力，因此接下来将对虚拟教研室进行以下方面的简化（如图2）。

3.1 线上培训平台

线上培训平台作为主要的虚拟教研方式，其形式可分为录播课、直播课、线上问答、讨论论坛等多种多样。在开课前期筹备工作中，会根据课程内容的难易程度和对应特点，确定线上或线下授课，确定不同的授课形式，并在官方平台公布课程表。期间可邀请名校老师为所有学生共同教授公开课，也可以邀请企业专业人士为学生对详细的专业内容开设讲座讲解。上课的方式也不局限于腾讯会议、腾讯课堂、慕课平台等，短视频网站也可进行上课直播或录课上传至网站。对于较难把握的知识点，老师抽空进行线上问答，对于没有涉及的问题，学生可以在平台提出问题，师生共同进行讨论。

3.2 资源共享平台

对学生而言，获取自己需要的专业知识内容是比较困難的，尤其是专业性较强的知识。因此在虚拟教研室搭建时可建立数据库，将教材、视频、PPT、实验视频、案例等内容上传至平台，方便学生快速寻找并学习。同时对于一些外部资源，可优选整合在一起提供链接，免去了资源寻找的麻烦，也同时降低了平台搭建的难度，以建立一种跨班级、跨学校、跨区域的一站式资源共享平台［9］。

3.3 仿真实训平台

利用虚拟现实技术通过学校合作共同建设虚拟仿真实验平台，使学生有再次温习实验过程和不断试错的机会。该实验平台只要建设完成，除了可以用于教学方面外，也可以辅助各高校的科研工作。也可与企业共同合作建设虚拟仿真实训，利用学校科研能力及企业经济能力建设，将仿真实训不仅仅用于教学工作，在企业安全培训方面也能起到一定作用。

4 虚拟教研室的优势

本门课程所建设的虚拟教研室具有以下四个优势：

（1）形式创新。积极运用移动互联网、大数据、云计算、人工智能等现代技术，突破时空限制，通过“线上+线下”相结合的教研模式，形成基层教学组织建设管理的新思路、新方法。打破传统的单一教学模式，提高教学质量，让教研工作更加动态、开放，不受时间、空间和地域限制，实现教学主体多元化、教学手段多样化、教学方式的现代化。

（2）交互教学。不同于以往老师灌输知识，学生填鸭式学习的传统教学，在虚拟教研室中课堂互动的教学模式可以让学生在愉快的环境中学习，通过师生的参与，对专业知识进行探讨，锻炼学生的自学能力，在学习过程中学会合作与交流。同时也能推动教师对专业建设、教学内容、教学方法与手段等方向的改革探索研究，提升教学研究意识。

（3）资源丰富。传统教育模式最大的缺点是模式固化、资源不能共享。而虚拟教研室的建立旨在通过网络来使资源共享，广泛开展教育教学研究交流活动，实现资源利用最大化，从而增强教学工作者将现代信息化技术与教育教学深度融合的能力。在不颠覆传统教学模式的情况下，将不同学校、不同数据库优质教育教学资源、优秀教学案例、仿真训练系统共享，实现各大高校间的互联互通、共建共享。

（4）虚拟实验。在学习过程中，实验是必不可少的一部分，然而实际上由于经费不足、配套设备不完善、实验条件要求过高等实际性问题，很多实验无法到达预期效果甚至难以开展实验，从而导致学生无法将理论与实际联系在一起。通过构建虚拟仿真实验平台，进行实验模拟，以便在面对实际情况时能够利用所学内容解决问题，其安全可靠性是实际实验所不能拥有的，哪怕在培训过程中出现失误，也不会带来人身伤害和环境伤害。同时虚拟实验可多人多次进行，能够实现用更短的时间和更少的成本培养高素质人才。

结语

虚拟教研的重点不在于虚，而在于教。借助虚拟教研室来增强教师授课能力，集中优秀的师资力量和优秀的网络资源辅助正常课程，以提高教学质量。矿井热害防治课程本就是联系实际较多，通过校—校—企这种模式建立的虚拟教研室，学校与企业共同参与建设，既有利于企业提高员工素质、吸收专业人才，也有利于学校授课联系实际、减轻课程建设压力，使教育在立足于实际需求的基础上向更高层次发展。

参考文献：

［1］王燕华.矿井热害产生原因及防治措施［J］.现代矿业，2019，35（07）：274275+277.

［2］于东业.矿井热害的来源及其防治措施［J］.内蒙古煤炭经济，2017（5）：7576.

［3］李永壮.虚拟教研平台对推动教师共同体协作发展的时效性研究［J］.教育教学论坛，2010（27）：134.

［4］邸建红，胡晓娟，赵南，等.依托轨道交通信号与控制虚拟教研室推进专业建设［J］.教育教学论坛，2020（45）：225226.

［5］王玉山.“十四五”时期高水平创新型人才跨校培养优化研究——以部属高校“双培计划”项目实施为例［J］.北京教育（高教），2022（03）：7477.

［6］王君，董明利，娄小平，等.基于虚拟教研平台的协同创新能力培养模式研究［J］.教育教学论坛，2017（13）：161162.

［7］肖知国，袁东升，程磊.高校能力导向型矿井热害防治方向课程构建［J］.安全，2015，36（4）：7072.

［8］李永壮.虚拟教研平台对推动教师共同体协作发展的时效性研究［J］.教育教学论坛，2010（27）：134.

［9］徐凤婷，曹卫真.网络学习空间的研究现状与未来发展［J］.教育教学论坛，2021（29）：2528.

基金项目：陕西省自然科学基金资助项目“煤矸石山自燃火区热—气迁移规律及移热关键参数研究”（2018 JM5071）

作者简介：易欣（1978— ），女，汉族，湖北人，博士，副教授，研究方向：煤自燃、矿井热害防治。