矿井通风课程整体教学设计

河南理工大学高职学院矿井通风与安全专业矿井通风课程整体教学设计主要内容第一部分 课程设计第二部分 教学设计第三部分 教案设计李桦2011 年 12 月第一部分 课程设计一、课程定位(一)课程体系开发专业培养目标：本专业面向矿山企业，培养具有矿井通风和灾害防治必需的专业知识、能力和职业素质，能在矿井通风安全技术领域一线从事测定、施工、设计、管理等岗位工作的高技能专门人才。课程体系的开发：按照“教学做一体化”的指导思想，由工作能力导出专业学习目标，把相应的专业理论知识、专业技能和矿井通风与安全实际工作环境相结合，整合，建立工作过程导向的专业课程体系。矿井通风瓦斯防治矿尘防治火灾防治监测监控矿山救护核心课 程检测技术技术测定岗 位职业岗 位河南理工大学高职学院矿井通风与安全专业课程体系开发施工操作 岗 位事故救援岗 位技术管理岗 位技术服务岗 位技术领 域 防治技术 救护救援技术工作流 程危险有害因素辨识隐患的控制消除事故处理事故救援(二)课程性质矿井通风是矿井通风与安全专业的技术核心课程。是基于工作过程、校企合作开发的 “教、学、做一体”的工学结合课程。(三)课程的作用矿井通风课程在专业课程体系中具有重要的技术支撑和促进作用。本课程面向的职业岗位是矿井测风工、矿井通风工、通风区队技术员等。通过本课程的学习，为煤矿企业培养具有良好的职业道德和职业素质，具备矿井通风测定、施工、维护、设计、管理的高技能人才。本课程是在学习完矿井开采与掘进等课程，熟悉矿井生产系统、认识矿井采掘生产过程及其对井下通风工作的技术和安全要求之后开设的。通过本课程的学习，使学生熟悉矿井通风的技术标准、安全规程的规定和要求，能组织进行通风技术测定和管理，能维护矿井通风系统的正常、稳定地运行。矿井通风课程不仅是专业技术核心课程，同时也为学习矿井瓦斯防治矿尘防治矿井火灾防治、煤矿安全监测监控技术等后续课程提供技术支持，搭建能力训练平台。二、设计理念（一）课程设计的理念本课程在开发理念上，明确课程的本质是“能力为本位”，课程目标是 “职业能力为核心”，课程建设理念是“工作过程导向”，课程模式为“学习工作一体化 ”，课程实施是以“工学结合”为途径，教学方式是“学生主体，灵活适应” ，课程内容是“打破学科体系，建立基于工作过程的课程内容体系”，课程评价体现在“ 综合化，多元性”，在教学过程充分体现课程的“职业性”“实践性”“开放性。在课程设计上，以校企合作开发为途径，以工作过程为导向，以矿井通风技术领域工作过程和环节为对象，进行职业领域能力目标的分析；以职业能力为核心，始终体现基于通风工作过程的职业能力培养为目的；以学生学习为主体，构建与真实职业情境的交互作用和体验的开放性教学过程，实现教学内容与实际工作一致，教学情境与职业环境相近。把课程建设成工学结合紧密的优质核心课程。（二）课程设计的思路1、通过调查收集社会需求和职业技术发展状况等信息；2、分析矿井通风职业领域工作任务和职业岗位（群）的知识能力素质结构要求；3、以工作过程为导向确定学习领域课程目标，细化、分类、归纳课程目标；4、根据课程特点，经过比较分析，我们确定矿井通风 的课程模式是“项目导向，任务驱动，能力本位”，设计出本课程 15 个项目 25 个学习任务的课程结构，对每一项学习任务规定了具体的任务描述和要求；5、通过教学分析，选择教学内容。在任务过程导向下，设置课程学习情境，设计出“必需够用”的专业理论知识和技术实践知识、职业能力训练内容、学生自主学习支持材料等构成课程内容体系，按工作任务过程及其逻辑关系和认知层次，整合、序化课程教学内容；矿井通风课程设计思路 按以上设计思路，矿井通风 课程内容设计成 15 个教学项目，25 个教学任务，以工作项目设置教学单元。建立与职业情境相近的学习环境，教学活动主要在实训室、实训基地完成，形成教、学、做合一的教学活动过程。把实践教学和理论学习融合起来，通过课程实习进一步强化专业能力。构建了工作过程导向的课程内容体系，体现出课程职业性、实践性和开放性的特点。三、 内容选取（一）教学内容的针对性1、教学内容体现职业性矿井通风教学内容的设计，体现了职业岗位群任职要求、行业区域工作过程特点和职业教育认知规律的针对性。一是针对矿井通风工、矿井测风工、通风技术员等技术岗位，按照矿井通风系统测定和诊断系统分析编制措施和设计组织施工这一工作流程，对完成实际工作任务所需要的知识和能力进行序化，组成课程教学内容；二是充分考虑河南和北方地区煤矿具有生产集中度高、生产规模大、瓦斯涌出量大、通风风量大、通风系统复杂的区域特点，特别体现在矿井通风系统和通风设备方面，具有教学内容的针对性；三是遵循认知规律，由简单到复杂，由单项到综合的思路，以工作项目和任务为教学单元，实施项目导向，做到“教学做一体” 。2、教学内容体现实践性教学安排分成校内教学和校外教学两部分。校内教学主要依托校内实训基地完成通风技术单项测定、通风技术措施编制、通风设计等学习型工作任务，校外教学主要依托校外实训基地进行通风技术综合实训和通风设施的施工等技能训练任务。以学生能够独立完成相应的工作任务为主线，以通风测定报告、通风技术设计、通风技术措施、通风设施等成果为载体，使学习过程具体化，任务明确化，理论联系实际，做中学、学中做。3、教学内容突出技术实践教学本课程将实践教学与专业理论知识传授融为一体，设置了以课内实训、课程设计、课程实习等为表现形式的 25 个教学任务，工作任务体现教学做合一。课程教学之后，还要安排进行顶岗实训、毕业实习、毕业设计等综合实践教学。（二）教学内容的适用性矿井通风课程具有很强的专业性、实践性。本课程在教学内容的安排上，充分考虑教学内容的实用性，在教学内容的设计上，既关注当前通风技术发展和趋势，安排基于真实工作过程建立的教学内容，适应当前技术发展和职业岗位的需要，体现教学内容的职业性和实用性；也考虑了为学生将来学习和发展打下专业基础平台，安排一定的陈述性知识和理论基础的教学内容，为学生发展提供一定的基础和空间，体现职业能力可持续发展的需要。四、 组织安排（一）教学内容的组织 （1）在教学内容的组织上，按照矿井通风任务的实际工作过程和岗位群知识、能力、素质要求为主线，导出教学内容和教学目标，按照项目导向、任务驱动的教学模式设置成 15个教学项目和 25 个学习型任务。 （2）按照由简单到复杂，由单项到综合，由仿真训练到完成实际任务，进行教学内容的整合和序化，构建矿井通风课程内容。 （3）突出课程内容的职业性、实践性和开放性特点，把职业能力培养与工作实践过程结合起来，把理论教学和实践教学结合起来，组织实施“教学做一体 ”的课程教学模式。 （4）职业能力考核鉴定。完成本课程学习，在企业顶岗实训之后，学生的职业能力达到“矿井测风工”、“矿井通风工”中级、高级工种的考核标准。 (二) 教学内容的安排教学安排分成校内教学和校外教学两部分。校内教学主要依托校内实训基地完成通风技术单项测定、通风技术措施编制、通风设计等学习型工作任务，校外教学主要依托校外实训基地进行通风技术综合实训和通风设施的施工等技能训练任务。 教学内容在安排上，以学生能够独立完成相应的工作任务为主线，以通风测定报告、通风技术设计、通风技术措施、通风设施等成果为载体，使学习过程具体化，任务明确化，理论联系实际，做中学、学中做。 (三)实践教学环节本课程将实践教学与专业理论和知识传授融为一体，设置了以课内实训、课程设计、课程实习等为表现形式的 25 个教学任务，工作任务体现教学做合一。课程之后，还要进行顶岗实训、毕业实习、毕业设计等综合实践教学。 五、方法手段（一）教学模式遵循高技能人才培养的规律和特点，以矿井通风真实工作任务和工作过程为载体，以培养职业能力为核心，以校内实训室和校外实训基地为平台，把校内项目教学与现场实践教学融为一体，教室和实训室融为一体，设计和实施项目导向、任务驱动的“教学做合一”的教学模式。以风速和风量测定为例，采用的教学步骤是：明确工作任务；收集资料，布置任务搜集资料制定方案演示训练实施考核评价总结课堂活 动制定 训练 实施 互评辅导 考核演示 总结学生活 动教师活 动河南理工大学高职学院矿井通风与安全专业教学方法-任务驱动法掌握相关知识和标准；制定测风工作方案；在教师指导下进行仿真巷道中的实际操作；对测定过程和结果进行评价。以教学任务为单元，设计和实施了基于行动导向的“教学做一体”的教学模式。其教学效果主要体现在：教学地点安排在具有仿真职业氛围的校内实训室或生产现场，教学内容和组织过程与真实工作情境相一致；根据具体任务的工作过程及特点，选择方案研讨、实际操作、组织任务实施和项目评价等教学方式，锻炼了学生的职业能力；以教师为主导，学生为主体，使学生成为完成任务的组织、实施和评价的主体参与者，实现教、学、做合一；学生是在真实职业氛围中完成教学任务的，将本课程的知识、能力与职业道德和情感态度有机融合，着力培养学生的综合职业能力。本课程共有 25 个教学任务，其中通风技术测定、通风设备设施设置、通风系统调节等15 个任务，采用“课堂和实训室一体，课堂与煤矿现场一体，教学做合一”的教学模式；通风措施制定、通风方案设计、通风能力核定等 10 个任务，采用模拟工作情境下的教学做合一教学模式。本课程 25 个教学任务全部采用了行动过程导向的教学做合一教学模式。（二）教学方法针对本课程教学项目和教学任务的特点，选择针对性强“任务驱动教学法”“案例分析教学法”“讨论法”“角色扮演法”等教学方法，教师以主导者的身份指导，学生以学习者的身份主动参与，发挥学生学习的主动性和积极性，取得了较好的教学效果。（1）对工作过程流程性强的教学任务，采用“任务驱动教学方法”。如风速与风量测定、风表校验、矿井通风设计等教学任务。先明确任务，提出目标和要求，学习相关的专业理论和知识，教师针对性指导，学生设计工作方案，制定工作计划，组织和参加工作过程的各项作业，进行专业技能练习，最后组织学生自我评价和师生评价。教学过程是以学生为完成任务的主体，教师是任务实施过程中的指导者，以完成任务的效果与质量评价学生的学习成果。（2）将源自企业真实的工程实例和案例引入教学内容中，进行“案例分析教学方法”。如有制定防治有害气体的措施、制定降低矿井通风阻力的措施、矿井总风量的调节措施等任务。针对真实工作实例或和事故案例，组织学生进行分析讨论，找出工程缺陷或事故隐患，制定技术措施或防治措施，学生分组评价，教师点评。使学生综合运用专业知识分析解决生产中的实际问题。（3）需多人配合完成的教学任务，采用“角色扮演法”。如矿井通风阻力测定、矿井通风机性能测定等任务。将学生以班组为单位进行组织管理，让学生以不同的岗位角色参与到教学过程中。按工作任务的组织形式，把学生分成工作小组，分别由学生担任班组长、记录员和操作人员，各成员分工明确，共同配合完成教学任务。在任务实施之前由班长组织召开班前会，传达学习及操作任务、要求、劳动分工及安全注意事项，在劳动过程中由班组长和技术员进行检查和考评等，任务结束后召开班后会，总结任务完成的情况与考评结果。使学生在获得工作经验的同时养成服从、协作、负责等良好的职业素养。（三）教学手段合理运用现代教育技术手段，开发出一套多媒体课件、动画演示等课程资源，购置了反映煤矿企业通风工、测风工技能操作录像，利用多媒体手段授课占到课程总学时的80%。通过立体化的教学资源，把通风理论和实践技能形象化、可视化、直观化，便于学生理解知识，练习和掌握技能。立体化教学针对高危行业特点和煤矿井下特殊要求，有些教学任务无法在井下操作实训，如井下通风设施的设置、风量调节等，课程组可开发具有交互性的虚拟实训软件。六、 教材选用(一) 教材建设概况矿井通风与安全专业是煤炭高职院校的特色专业之一，与本科院校的安全工程专业不同，具有较强的职业性和岗位针对性。为了适应煤矿企业“一通三防 ”工作的要求，使学生学到与岗位群相适应的基础理论、专业知识和基本技能，教材建设和选用至关重要。教材不仅体现针对性和实用性，同时还体现在内容、方法、手段的改革上，以适应煤炭行业和企业技术水平提高对高职人才的要求。由于高职教育在我国起步较晚，专业教材的选用大多走过了从借用本科相近教材编写自编教材高职规划教材的路子。我院的 矿井通风教材的建设和选用经历了以下几个阶段：（1）2003 年，开始选用了萧景瑞教授主编的矿井通风 （中国矿业大学出版社）；（2）2005 年 3 月开始，选用王永安和陕西能源职业技术学院李永怀任主编的全国煤炭高等职业教育采矿工程类规划教材矿井通风(煤炭工业出版社 )；特别需要提出的是，由煤炭工业出版社出版、矿井通风 教材已经批准为普通高等教育 “十一五”国家级规划教材选题，该教材内容和结构将充分体现高职特色和模块化特点，便于实施工学结合、项目法教学、任务驱动法教学，将有利促进课程改革和精品课程建设，因此本课程将选用此教材作为首选教材。(二)选用教材概况教材名称：矿井通风主编：王永安，李永怀出版社：煤炭工业出版社出版日期：2005 年 1 月教材性质：全国煤炭高等职业教育采矿工程类规划教材2008 年被确定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材选题教材特点：本教材是由中国煤炭教育协会和中国矿业大学（北京）教材编审室共同组织，由全国 20 多所煤炭高职院校共同编写、共同使用的系列配套教材。教材内容紧紧围绕高等职业教育采矿工程类专业对矿井通风技术的知识、能力和素质要求，突出了高等职业教育的特点，理论适度，充实了矿井通风的新技术、新设备、新方法，内容体系便于学生理解和教学，同时加强了实训内容的体现，便于实现模块化教学，填补了我国煤炭高职院校矿井通风课程教材的空白。2008 年 2 月，被教育部选定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材选题。第二部分 教学设计一、课程大纲（一）课程性质任务矿井通风是矿井通风与安全专业的技术核心课程。是基于工作过程、校企合作开发的 “教、学、做一体 ”的工学结合课程。其主要任务是：通过本课程的学习，使学生熟悉矿井通风的技术标准、安全规程的规定和要求，能组织进行通风技术测定和管理，保证矿井通风系统的正常、稳定地运行。同时所形成的知识和能力，也为学习矿井瓦斯防治矿尘防治矿井火灾防治、煤矿安全监测监控技术等课程提供技术支持和能力平台，成为防治矿井主要灾害的重要技术手段。（二）本课程与其他课程的衔接关系先导课程：煤矿地质，矿井开采与掘进等。后续课程：矿井瓦斯防治，矿尘防治，矿井防灭火，煤矿安全监测监控技术等。（三）课程目标1.能力目标能采用正确方法和措施调节风量，合理选择和优化矿井的通风系统。能熟练操作各种通风仪器仪表，完成相应的通风技术测定任务。能根据矿井通风系统的需要，合理选择通风设备，能正确安设和构筑通风设施。会根据矿井生产条件和采掘工作条件制定通风技术措施，能识读和绘制通风图件。熟悉通风质量标准，能组织和实施通风质量检查工作。能承担矿井通风系统设计任务，能组织和实施通风能力核定。2.知识目标能概述矿井空气及井下有害气体的主要性质及特征；能解释井巷中风流流动的基本规律；能陈述矿井通风设备和通风设施的特点、要求；能陈述风量调节的方法；能概述煤矿安全规程对矿井通风系统的有关规定；能陈述矿井通风设计和矿井通风能力核定的主要内容和程序、方法。3.素质目标（情意目标）具有“安全第一”的思想和认识；具有遵纪守法意识和责任意识；热爱煤炭专业，具有吃苦耐劳、甘于奉献、爱岗敬业的优良品质。具有优良的身心健康素质和良好的人文、科学素质。（四）教学内容具体教学内容见表 1。表 1 教学内容安排 模块 项目 学习型任务 学时1、测定空气成分和有害气体含量 41、矿井有害气体的防治2、制定防治有害气体的措施 43、测定空气的气候参数 4模块一矿井空气 2、矿井气候条件的改善4、制定改善气候条件的措施 43、井下空气压力测定与分析 5、测定并分析空气压力 4模块二矿井通风压力 4、通风机房压力监测装置的安设 6、安设矿井主通风机房内静压水柱计和负压传感器 45、降低矿井通风阻力 7、制定降低矿井通风阻力的措施 4模块三矿井通风阻力 6、矿井通风阻力测定 8、测定并分析矿井通风阻力 47、自然风压及测定 9、测算矿井的自然风压 4模块四矿井通风动力 8、矿用通风机性能测定 10、测定矿井通风机性能 411、绘制矿井通风网络图 4模块五矿井通风网络解算9、矿井通风网络解算 12、解算矿井通风网络413、测算井巷中的风量 410、井巷风量测定14、校验风表 415、确定调节风窗的位置 4模块六矿井风量测定与调节 11、矿井风量调节 16、选择调节矿井总风量的方法和措施417、掘进通风设计 412、掘进通风设计及安装管理 18、局部通风设备的安装与管理 419、通风设施施工 4模块七掘进通风与通风设施 13、通风设施与漏风计算 20、矿井漏风的防治措施及漏风率的计算 421、选择和确定矿井的通风系统并绘制矿井通风系统图 422、矿井风量计算与分配 423、矿井通风总阻力的计算和风量调节 4模块八矿井通风设计及通风能力核定14、矿井通风系统设计24、选择矿井通风设备 415、通风能力核定 25、核定生产矿井的通风能力 4合计 100（五）考核方式课程考核充分考虑学生职业能力的考核，以教学项目的完成情况考核为主，兼顾专业知识考核和教学过程考核等综合考核。三部分的分数比例为：课程考核成绩=实训教学项目考核成绩（50%）专业知识考核成绩（30%）学习过程考核成绩(20%）。实训教学项目考核包括完成项目任务过程中的任务准备；相关资料查阅情况；完成任务时方法选择的科学性；任务实施中组织