秦汝祥，楊應(yīng)迪，彭 偉，周 波

(1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院， 安徽 淮南 232001； 2.淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源工程系， 安徽 淮南 232001)

慕課平臺(tái)下礦井通風(fēng)教學(xué)探索

秦汝祥1，楊應(yīng)迪1，彭 偉1，周 波2

(1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院， 安徽 淮南 232001； 2.淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源工程系， 安徽 淮南 232001)

慕課平臺(tái)下的在線教育是當(dāng)前再學(xué)習(xí)的主要方式之一，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員對(duì)礦井通風(fēng)相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的需求，探討了建設(shè)礦井通風(fēng)在線課程問(wèn)題；分析了如何設(shè)計(jì)課程，吸引更多的有需求的人員選擇該課程，并饒有興趣地完成全部課程的學(xué)習(xí)；從慕課的開(kāi)放、自由、沒(méi)有課堂約束的特點(diǎn)出發(fā)，將礦井通風(fēng)全部課程設(shè)計(jì)成若干模塊，并將每一模塊劃分為若干主題，通過(guò)控制主題講授時(shí)間，利用問(wèn)題引導(dǎo)和案例教學(xué)相結(jié)合的方式開(kāi)展教學(xué)，并大量運(yùn)用圖表，為在線教學(xué)增色、添趣，吸引學(xué)生聽(tīng)課的積極性。

礦井通風(fēng)；慕課；問(wèn)題引導(dǎo)；案例教學(xué)

《礦井通風(fēng)》是采礦工程、安全工程、礦山建設(shè)工程等專業(yè)的主修課程，是這幾個(gè)專業(yè)畢業(yè)生走上工作崗位開(kāi)展好本職工作的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅需要掌握礦井通風(fēng)的基本原理、方法，更要能利用相關(guān)理論，分析、解決工作過(guò)程中面臨的通風(fēng)方面的實(shí)際問(wèn)題。這些年，筆者與剛走上工作崗位沒(méi)幾年的畢業(yè)生交流時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)他們?cè)诠ぷ髦忻媾R很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的困擾，也聽(tīng)到他們需要補(bǔ)充礦井通風(fēng)理論知識(shí)的需求?！兜V井通風(fēng)》慕課，符合這些畢業(yè)生，以及現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)安全管理人員對(duì)這一基礎(chǔ)理論知識(shí)的需求，可通過(guò)專題問(wèn)題的形式，對(duì)該課程進(jìn)行系統(tǒng)講授。

一、慕課的概況及特點(diǎn)

慕課(MOOC)是大規(guī)模開(kāi)放式在線課程(Massive Open Online Course)首字母的簡(jiǎn)稱。慕課的概念起源于加拿大，2008年《連通主義與連通知識(shí)》被認(rèn)為是第一門真正的MOOC課程[1-3]。2011年秋，斯坦福大學(xué)Sebastian Thrun和Peter Norvig聯(lián)合開(kāi)出的《人工智能》免費(fèi)課程在全球范圍獲得160 000人的注冊(cè)，掀起了大規(guī)模在線課程風(fēng)暴[2]。2013年北京大學(xué)和清華大學(xué)等高校相繼與美國(guó)MOOC平臺(tái)簽約，使慕課在中國(guó)得以迅速發(fā)展[3]。今天，已有中國(guó)大學(xué)MOOC、慕課網(wǎng)、MOOC中國(guó)、MOOC學(xué)院、學(xué)堂在線、清華大學(xué)慕課平臺(tái)、華文慕課等等幾十家中文慕課平臺(tái)。

慕課課程是開(kāi)放的、共享的，學(xué)生學(xué)習(xí)是選擇性的、自由的，課程的吸引力是能否被學(xué)生選擇的關(guān)鍵。另外，教學(xué)過(guò)程不是面對(duì)面的授課，沒(méi)有集體聽(tīng)課的教學(xué)氛圍，缺少師生之間的互動(dòng)環(huán)節(jié)。在這樣的基礎(chǔ)上，如何讓學(xué)生對(duì)課程感興趣，積極主動(dòng)去學(xué)習(xí)，不僅和開(kāi)設(shè)的課程有關(guān)，而且也與教師的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)密切相關(guān)。

二、課程總體設(shè)計(jì)

礦井通風(fēng)包含的內(nèi)容較多，考慮到選擇慕課平臺(tái)學(xué)習(xí)的學(xué)生大部分來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，沒(méi)有課堂學(xué)習(xí)的約束，以及電腦視頻學(xué)習(xí)易有疲勞感的特點(diǎn)[4-5]。將礦井通風(fēng)課程根據(jù)內(nèi)容，劃分為7個(gè)模塊，在每一模塊中，再細(xì)分為若干個(gè)主題。為便于學(xué)生學(xué)習(xí)，各主題的講授時(shí)間控制在15 min之內(nèi)，課程具體劃分及實(shí)際時(shí)長(zhǎng)見(jiàn)表1。

三、通風(fēng)設(shè)計(jì)教學(xué)示例

通風(fēng)設(shè)計(jì)是《礦井通風(fēng)》這門課程中的關(guān)鍵內(nèi)容，是統(tǒng)領(lǐng)課程的關(guān)鍵部分[6-8]。該部分內(nèi)容的把握，最能體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，該部分慕課教學(xué)設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。這一模塊慕課教學(xué)的重點(diǎn)：一是講授礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的總體思路；二是通風(fēng)設(shè)計(jì)中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的理解與處理。

(一) 內(nèi)容設(shè)計(jì)

通風(fēng)設(shè)計(jì)模塊中，包括礦井通風(fēng)系統(tǒng)、工作面通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)構(gòu)筑物、礦井總風(fēng)量計(jì)算、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算和風(fēng)機(jī)選型等幾個(gè)主題。其中，礦井總風(fēng)量計(jì)算、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算和風(fēng)機(jī)選型是重點(diǎn)。

礦井總風(fēng)量計(jì)算部分，根據(jù)用風(fēng)地點(diǎn)類型，從采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算，重在講述計(jì)算的依據(jù)、方法及公式中各參數(shù)的由來(lái)，從而加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。

礦井總阻力計(jì)算部分，重在礦井通風(fēng)總阻力的定義，通過(guò)示例講明多風(fēng)井系統(tǒng)、單一系統(tǒng)多采煤工作面情況下礦井通風(fēng)總阻力的求解。而對(duì)沿程阻力計(jì)算中關(guān)鍵參數(shù)α值的選取放在井巷通風(fēng)阻力模塊中講解，以免在該主題中出現(xiàn)關(guān)注的細(xì)節(jié)過(guò)多，而使學(xué)生失去通風(fēng)設(shè)計(jì)這個(gè)宏觀思路。

風(fēng)機(jī)選型部分重點(diǎn)說(shuō)明風(fēng)機(jī)選型的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是風(fēng)機(jī)工況變化的臨界點(diǎn)確定，即風(fēng)機(jī)運(yùn)行的容易時(shí)期和困難時(shí)期；二是風(fēng)機(jī)選型的主要參數(shù)的確定，即風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量和工作風(fēng)壓。這里的難點(diǎn)是風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓，需要針對(duì)軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)分別考慮。這一專題中需要注意的細(xì)節(jié)是自然風(fēng)壓的處理和設(shè)計(jì)工況點(diǎn)與實(shí)際工況點(diǎn)概念的聯(lián)系與區(qū)別。

表1 課程劃分情況

(二) 教學(xué)方法

有別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的教學(xué)因缺乏師生之間的互動(dòng)環(huán)節(jié)，授課教師面對(duì)的是錄制攝像頭，沒(méi)有聽(tīng)課學(xué)生。在這樣的環(huán)境下，如何選擇合適的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)另一端、不受課堂約束的學(xué)生的聽(tīng)課積極性，從而提升教學(xué)效果是很關(guān)鍵的。

1.采用問(wèn)題引導(dǎo)結(jié)合案例進(jìn)行教學(xué)

通過(guò)比對(duì)選擇，我們認(rèn)為，以問(wèn)題引導(dǎo)為主，案例教學(xué)為輔，能讓聽(tīng)課學(xué)生帶著探索與求知的目的聽(tīng)課，又能根據(jù)自己工作實(shí)際中面臨的問(wèn)題，利用講授的案例進(jìn)行對(duì)比分析，讓學(xué)生產(chǎn)生這樣的感覺(jué)，“我需要解決的問(wèn)題和這個(gè)例子相似，看課堂上老師是如何解決的?！边@樣學(xué)生的積極性就容易調(diào)動(dòng)起來(lái)。

比如，在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算時(shí)，“對(duì)于有兩臺(tái)或多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)工作的礦井，礦井通風(fēng)阻力應(yīng)按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算?！盵9]講授時(shí)可提出兩個(gè)問(wèn)題，問(wèn)題1：多臺(tái)風(fēng)機(jī)服務(wù)的礦井，礦井通風(fēng)總阻力如何計(jì)算？問(wèn)題2：?jiǎn)我伙L(fēng)機(jī)服務(wù)的系統(tǒng)中，存在多個(gè)采煤工作面時(shí)，礦井通風(fēng)總阻力如何計(jì)算？然后給出圖1實(shí)際礦井通風(fēng)系統(tǒng)狀況的例子，圖1a和圖1b中分別是多個(gè)系統(tǒng)和單一系統(tǒng)中多個(gè)采煤工作面情況，形成概念：多個(gè)風(fēng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)分別考慮其通風(fēng)路線，分別計(jì)算其通風(fēng)阻力；一個(gè)風(fēng)井服務(wù)的開(kāi)采區(qū)域有多個(gè)工作面的情況，需要分別選取經(jīng)過(guò)工作面的路線分別進(jìn)行計(jì)算，其中最大值即為該風(fēng)井系統(tǒng)的通風(fēng)阻力。

圖1 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算

2.充分利用圖表，直觀展示

圖樣是工程師的語(yǔ)言，一個(gè)工程問(wèn)題，大段的文字描述往往不及一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形和寥寥幾個(gè)文字的描述更能表達(dá)問(wèn)題，利用圖形展示相關(guān)內(nèi)容能收到事半功倍的效果。比如，在選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)時(shí)，可選風(fēng)機(jī)的要求是風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)合理，可給出圖2，并提示：將計(jì)算的風(fēng)機(jī)工作參數(shù)在不同型號(hào)風(fēng)機(jī)特性曲線圖中標(biāo)出，看是否在類似圖2所示的區(qū)域內(nèi)。在區(qū)分設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和實(shí)際工況點(diǎn)時(shí)，利用圖3則一目了然。

圖2 可選風(fēng)機(jī)的合理工況范圍

圖3 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)與實(shí)際工況點(diǎn)

四、結(jié)語(yǔ)

在線教學(xué)和學(xué)習(xí)是當(dāng)前繼續(xù)教育的一種主流方式。從現(xiàn)實(shí)情況看，人們?cè)絹?lái)越多的依靠網(wǎng)絡(luò)途徑進(jìn)行生活、工作和學(xué)習(xí)。在這樣的大背景下，建設(shè)礦井通風(fēng)在線課程是必然。如何設(shè)計(jì)課程，吸引更多的有需求的人員，選擇該門課程，并饒有興趣地完成全部課程的學(xué)習(xí)，是每一個(gè)教學(xué)人員需要考慮的問(wèn)題。慕課的特點(diǎn)是開(kāi)放、自由、沒(méi)有課堂約束。將全部課程設(shè)計(jì)成若干模塊，并將每一模塊劃分為若干主題，控制主題講授時(shí)間，將更利于學(xué)生的自由、開(kāi)放地學(xué)習(xí)。為吸引學(xué)生，提升學(xué)習(xí)的積極性，可利用問(wèn)題引導(dǎo)和案例教學(xué)相結(jié)合的方式開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容。考慮到礦井通風(fēng)的工程背景較強(qiáng)，可大量運(yùn)用圖表，形成直觀概念，便于學(xué)生理解、掌握。

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Exploration of teaching Mine Ventilation on MOOC Platform

QIN Ruxaing1,YANG Yingdi1, PENG Wei1, ZHOU Bo2

(1.SchoolofEnergyandSafety,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,HuainanAnhui232001；2.DepartmentofEnergyEngineering,HuainanVocationalTechnicalCollege,HuainanAnhui232001)

The online education on the MOOC platform is one of the main ways to relearn for educated people. According to the requirement of the theory knowledge about mine ventilation in the field, the paper discusses the construction of mine ventilation courses online. The paper analyzes how to design the course, and attract more people to choose the course and complete the course study with interest. From the characteristics of open, free, and no class constraints of MOOC, the Mine Ventilation curriculum are divided into several modules, and each module is divided into several themes. The teaching time of any theme is no longer than 15min. By using the combination of case teaching, question guidance, and a large number of charts, Mine Ventilation online courses can arouse students' enthusiasm and interests.

mine ventilation; MOOC; question guidance; case teaching

G434;G642

A

1671-4733(2017)06-0110-03

2017-06-01

秦汝祥(1975-)，男，江蘇高郵人，博士，副教授，研究方向?yàn)槊旱V通風(fēng)安全。