王蘭云，徐永亮，張飛燕

（河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

項(xiàng)目研究法在《礦山安全系統(tǒng)工程》課程教學(xué)中的應(yīng)用

王蘭云，徐永亮，張飛燕

（河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

《礦山安全系統(tǒng)工程》是專門針對(duì)來(lái)自煤礦單位學(xué)生設(shè)置的安全理論課程。為提高教學(xué)質(zhì)量和課堂效果，需調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)和理論聯(lián)系實(shí)際的積極性。本文采用項(xiàng)目研究法，以煤礦生成系統(tǒng)為背景，將課程各部分有機(jī)結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生思考每章知識(shí)內(nèi)部相關(guān)性，深入理解課程的精髓，有助于應(yīng)用創(chuàng)新型煤礦單招人才的培養(yǎng)。本文以煤礦采煤工作面瓦斯爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單介紹了項(xiàng)目完成的情況，該法在課程教學(xué)過(guò)程中效果顯著。

礦山安全系統(tǒng)工程；項(xiàng)目研究法；教學(xué)質(zhì)量

從以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，本課程概念較多，內(nèi)容較為枯燥，某些計(jì)算流程復(fù)雜，學(xué)生不易理解，因此教學(xué)效果不盡人意。本文將項(xiàng)目研究法引入課程，希望能夠通過(guò)這一教學(xué)方法改革實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的鍛煉和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

一、項(xiàng)目研究法

1.通常方法存在的問(wèn)題。[1-3]通常采用的教學(xué)方法包括案例教學(xué)法、啟發(fā)討論式教學(xué)、情景模擬法、開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)、開(kāi)設(shè)企業(yè)專家專題講座、進(jìn)入企業(yè)參觀學(xué)習(xí)、開(kāi)設(shè)課程設(shè)計(jì)等類型教學(xué)方法。案例教學(xué)法對(duì)于理論性較強(qiáng)的課程是最常用的比較受學(xué)生歡迎的方法，但是該法缺乏對(duì)課程整體的把握，學(xué)生不能將課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái)理解。啟發(fā)討論式教學(xué)雖然形式自由，但是不排除有學(xué)生渾水摸魚(yú)，在學(xué)生中并沒(méi)有取得很好的效果；提供英文原版資料的雙語(yǔ)教學(xué)對(duì)一些英文較差的同學(xué)尤其是煤礦單位進(jìn)修學(xué)生來(lái)講困難較大，而且對(duì)教師英文水平要求較高。所以，教學(xué)效果并不十分理想。其它如建立網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，學(xué)生參與熱情較低，學(xué)生尚不清楚可在網(wǎng)絡(luò)上交流的內(nèi)容，而且懼怕增加課程負(fù)擔(dān)；情景模擬法則比較適合文科課程采用；開(kāi)設(shè)課程設(shè)計(jì)是比較合適的系統(tǒng)教學(xué)方法，但是多數(shù)學(xué)生依賴于以往案例、相關(guān)教程及其他學(xué)生的設(shè)計(jì)，不能有效體現(xiàn)自己的思路，因此不能培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。進(jìn)入企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)參觀和聘請(qǐng)企業(yè)專家開(kāi)設(shè)專題講座比較受學(xué)生歡迎，能夠給學(xué)生比較深刻的印象，但是受課外時(shí)間及內(nèi)容范圍限制。

2.項(xiàng)目研究法概述。[4-6]項(xiàng)目教學(xué)法，也叫研究型學(xué)習(xí)法，屬于行為導(dǎo)向型教學(xué)模式，其主要內(nèi)容來(lái)自于工程實(shí)踐。項(xiàng)目的主題與真實(shí)世界、工程實(shí)際密切聯(lián)系，使學(xué)習(xí)更加具有針對(duì)性和實(shí)用性。該法實(shí)施過(guò)程中教師由“教”改為“導(dǎo)”，內(nèi)容由教材改為項(xiàng)目，場(chǎng)地由教師改為實(shí)訓(xùn)室。在項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)的實(shí)際，設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)學(xué)生能用所學(xué)技能和知識(shí)解決的項(xiàng)目，交給學(xué)生去完成。學(xué)生以個(gè)人或小組的工作方式，按照實(shí)際工作的程序，共同制訂計(jì)劃，協(xié)同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在這一過(guò)程中，老師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好，以及自己對(duì)知識(shí)、技能的掌握、理解情況，自行設(shè)計(jì)完成方案，運(yùn)用自己認(rèn)為合適的、有效的方式去完成項(xiàng)目。

二、《礦山安全系統(tǒng)工程》課程基本情況

《礦山安全系統(tǒng)工程》課程內(nèi)容以礦山安全生產(chǎn)為背景，主要內(nèi)容包括系統(tǒng)安全分析方法，包括安全檢查表法、預(yù)先危險(xiǎn)性分析、故障模式和影響分析、事件樹(shù)分析和事故樹(shù)分析等常用的系統(tǒng)安全分析方法；在對(duì)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)概述的基礎(chǔ)上，主要介紹安全檢查表法、作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法、MES和MLS等定性評(píng)價(jià)方法，道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法、概率危險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、化工生產(chǎn)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法和危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)法等定量化評(píng)價(jià)方法；最后，簡(jiǎn)要介紹了部分安全決策方法。該課程對(duì)于指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)和管理具有重要意義[7，8]。采用項(xiàng)目研究法進(jìn)行輔助教學(xué)，選取相關(guān)項(xiàng)目課題，使學(xué)生體會(huì)到安全評(píng)價(jià)的重要性，并且讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，有利于把分散的知識(shí)點(diǎn)綜合起來(lái)并應(yīng)用于實(shí)踐，體現(xiàn)了課程整合的原則。

三、項(xiàng)目研究法在課程中的具體應(yīng)用

（一）工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

在具體的教學(xué)中，針對(duì)具體廠礦、生產(chǎn)流程中需要進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的重點(diǎn)區(qū)域，從煤礦井下五大生產(chǎn)系統(tǒng)涉及的通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、提升運(yùn)輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)中選擇項(xiàng)目，涵蓋壓力容器安全、電氣安全、工業(yè)防毒、防火防爆等領(lǐng)域。這些課題來(lái)源于企業(yè)提供的實(shí)際項(xiàng)目及教師結(jié)合科研設(shè)計(jì)出的題目?jī)?nèi)容。給出題目后，教師根據(jù)科研實(shí)踐，以其中一個(gè)項(xiàng)目為例，講解該項(xiàng)目安全分析評(píng)價(jià)完成的程序、所要進(jìn)行的內(nèi)容和提交的報(bào)告形式。然后學(xué)生自由選擇工程項(xiàng)目開(kāi)始實(shí)施。

（二）具體的實(shí)施步驟

1.學(xué)生分組階段。本門課程在安全單招方向開(kāi)設(shè)，共有兩個(gè)班級(jí)，每班二十六人，直接采用自然班級(jí)的形式進(jìn)行分組，分成四組，10～13人一組，這樣有利于同班同學(xué)團(tuán)結(jié)合作。

2.信息搜集階段。教師根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目具體情況，講解每個(gè)小組的工作任務(wù)，交待注意事項(xiàng)，并對(duì)相關(guān)重點(diǎn)、關(guān)鍵知識(shí)進(jìn)行回顧與提示。小組成員按課上教師提出的項(xiàng)目，查閱相關(guān)資料和內(nèi)容。比如從課程的開(kāi)始階段，可以要求學(xué)生分析項(xiàng)目所屬行業(yè)歷史事故，涉及的相關(guān)危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)等級(jí)；第二階段要求學(xué)生針對(duì)所負(fù)責(zé)項(xiàng)目的行業(yè)特點(diǎn)和所處階段選擇合適的安全分析法對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行危險(xiǎn)分析，確定危險(xiǎn)等級(jí)，并初步提出整治措施；第三階段根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)采用合適的安全評(píng)價(jià)方法進(jìn)行安全評(píng)價(jià)；第四階段根據(jù)項(xiàng)目所處的不同階段編制安全預(yù)評(píng)價(jià)、安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)或安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)報(bào)告。

3.各小組制訂工作計(jì)劃。各小組根據(jù)本組工作任務(wù)，制訂詳細(xì)的實(shí)施方案，分配具體工作到個(gè)人，每天進(jìn)行工作匯總和心得分享。

4.實(shí)施階段。小組成員根據(jù)已搜集的信息，按項(xiàng)目?jī)?nèi)容要求，對(duì)教師提供的項(xiàng)目資料進(jìn)行以下工作：①安全分析找出系統(tǒng)中的危險(xiǎn)源；②定性或定量對(duì)危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性排序；③定性/定量安全評(píng)價(jià)；④根據(jù)分析評(píng)價(jià)結(jié)果提出預(yù)防措施、整治方案；⑤根據(jù)不同種類評(píng)價(jià)要求編制安全評(píng)價(jià)報(bào)告。

5.檢查階段。小組成員互相討論，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的內(nèi)容或得出的結(jié)論進(jìn)行分析，考查設(shè)計(jì)和分析的合理性。這里可以針對(duì)自己提出的方案進(jìn)行論證。小組成員之間進(jìn)行交流，相互查找問(wèn)題，指出不足，提交項(xiàng)目研究報(bào)告。

6.匯報(bào)、答疑階段。利用課堂時(shí)間，由每組推薦一名學(xué)生通過(guò)PPT展示講解的形式，將該組所做工作內(nèi)容、步驟、結(jié)果、尤其是該組項(xiàng)目的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行匯報(bào)，同時(shí)其它組同學(xué)對(duì)該組匯報(bào)作質(zhì)疑和建議，該組全體同學(xué)回答其它組同學(xué)提出的疑問(wèn)，如有不當(dāng)之處予以改正。

7.點(diǎn)評(píng)階段。教師對(duì)各組的工作情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，好的給予積極肯定，對(duì)不足方面提出建議，并指導(dǎo)學(xué)生修改。對(duì)于有創(chuàng)新的內(nèi)容予以表?yè)P(yáng)，并召集全體同學(xué)共同學(xué)習(xí)和討論。教師根據(jù)工程項(xiàng)目完成情況，予以打分，作為期末總成績(jī)的組成部分。

（三）應(yīng)用實(shí)例

本文以某組同學(xué)所作煤礦井下某工作面瓦斯治理項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單列出項(xiàng)目教學(xué)法的關(guān)鍵步驟：

1.分組搜集資料：將該組同學(xué)分為五小組，每組2～3名同學(xué)，全體參與搜集各煤礦瓦斯事故、防治措施資料

2.安全分析階段：第一組同學(xué)負(fù)責(zé)利用安全檢查表法檢查采煤工作面可能存在的事故，發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)生上隅角瓦斯爆炸事故、采空區(qū)煤自燃火災(zāi)；第二組同學(xué)利用預(yù)先危險(xiǎn)性方法尋找瓦斯爆炸、采空區(qū)煤自燃事故發(fā)生的起因，并對(duì)危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性進(jìn)行分級(jí)；第三組同學(xué)對(duì)工作面采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行故障類型與影響分析，提出防止設(shè)備故障的建議措施；第四組同學(xué)利用事件樹(shù)分析法分析瓦斯爆炸、煤自燃火災(zāi)事故發(fā)生過(guò)程，確定主要環(huán)節(jié)；第五組同學(xué)利用事故樹(shù)分析對(duì)瓦斯爆炸、煤自燃火災(zāi)事故的最小割集和最小徑集，以及各基本事件結(jié)構(gòu)重要度，有針對(duì)性提出預(yù)防措施；

3.安全評(píng)價(jià)階段：全體參與系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)，利用定量化的安全檢查表法對(duì)煤礦工作面瓦斯治理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用LEC法對(duì)工作面瓦斯火災(zāi)對(duì)工人的危害等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，利用DOW火災(zāi)爆炸指數(shù)法對(duì)瓦斯爆炸范圍、造成經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)價(jià)；

4.制定措施階段：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，結(jié)合安全分析得出的危險(xiǎn)源等級(jí)和最小徑集、最小割集制定瓦斯防治措施；

5.檢查工作：全體小組成員互相討論，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的內(nèi)容或得出的結(jié)論進(jìn)行分析，考查設(shè)計(jì)和分析的合理性，相互交流，提出質(zhì)疑和解決辦法。

6.匯報(bào)答疑階段主要記錄如下：

問(wèn)題1：故障類型與影響分析用在該項(xiàng)目是否合適？回答：該方法從設(shè)備故障類型出發(fā)，分析故障對(duì)系統(tǒng)的影響。采煤工作面設(shè)備較多，包括采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、液壓支柱等大型設(shè)備，在運(yùn)作的過(guò)程中，若發(fā)生嚴(yán)重故障，如摩擦火花、靜電等，將引發(fā)瓦斯爆炸。另外，采煤機(jī)的噴霧系統(tǒng)故障將導(dǎo)致工作面粉塵濃度增加，對(duì)工人健康威脅較大，甚至可能發(fā)生煤塵爆炸事故。

問(wèn)題2：利用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法辨識(shí)工作面危險(xiǎn)源是否多余？回答：預(yù)先危險(xiǎn)性分析法在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就可使用，來(lái)尋找可能導(dǎo)致事故的原因。該方法的特點(diǎn)是能夠找出事故發(fā)生的主要原因，便于采取有針對(duì)性的措施。但是該方法無(wú)法有效辨識(shí)多種危險(xiǎn)因素相互作用時(shí)的情況，如瓦斯治理時(shí)采空區(qū)抽采瓦斯將導(dǎo)致漏風(fēng)增加，從而導(dǎo)致采空區(qū)煤自燃火災(zāi)發(fā)生，而明火進(jìn)入上隅角，又將引發(fā)瓦斯爆炸。所以本組在預(yù)先危險(xiǎn)性分析之后，又采用事件樹(shù)、事故樹(shù)分析法對(duì)危險(xiǎn)源相互作用時(shí)的危險(xiǎn)情況進(jìn)了分析。幾種方法相互結(jié)合，使得分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。

問(wèn)題3：道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法在煤礦井下瓦斯爆炸評(píng)價(jià)是否合適？回答：該方法主要針對(duì)化工企業(yè)使用，很多評(píng)價(jià)過(guò)程中涉及的參數(shù)無(wú)法確定，所以本組采用該方法來(lái)評(píng)價(jià)井下瓦斯爆炸存在不妥之處。

7.點(diǎn)評(píng)階段：該組同學(xué)采用多種方法相結(jié)合的辦法認(rèn)真辨識(shí)了煤礦井下工作面各種危險(xiǎn)源，并利用多種評(píng)價(jià)方法從不同方面對(duì)井下瓦斯火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，工作量較大，評(píng)價(jià)結(jié)果符合實(shí)際。但是道化學(xué)火災(zāi)指數(shù)法用在煤礦井下確實(shí)存在弊端，無(wú)法正確評(píng)價(jià)出爆炸的傷害范圍，建議建立煤礦井下瓦斯爆炸物理數(shù)學(xué)模型，結(jié)合相關(guān)模擬軟件進(jìn)行傷害范圍的計(jì)算。

四、分析及評(píng)價(jià)

本課程以煤礦井下瓦斯治理為例，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生采用所學(xué)安全分析方法和安全評(píng)價(jià)方法對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行安全分析評(píng)價(jià)，學(xué)生在完成項(xiàng)目過(guò)程中思考各種分析評(píng)價(jià)方法的適用性和優(yōu)缺點(diǎn)，從而選擇合適的方法進(jìn)行安全分析評(píng)價(jià)。分析評(píng)價(jià)結(jié)果與學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的熟悉程度和知識(shí)水平有關(guān)，因此得出的分析評(píng)價(jià)結(jié)果帶有明顯的差異。但是，通過(guò)該項(xiàng)目的完成，學(xué)生掌握了礦山安全系統(tǒng)工程的基本理論知識(shí)和應(yīng)用方法，這就達(dá)到了煤礦單招學(xué)生安全工程課程講授的目的，學(xué)生在自己熟悉的領(lǐng)域應(yīng)用課堂知識(shí)解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)過(guò)程也非常愉快，不再枯燥無(wú)味。教師的主要任務(wù)不是傳統(tǒng)地“填鴨式”的教會(huì)學(xué)生如何做，而是創(chuàng)建項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生如何去解決問(wèn)題[5，6]。學(xué)生與教師在完成項(xiàng)目的過(guò)程中相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，對(duì)課程的理解不斷升華，圓滿完成了該課程的教學(xué)任務(wù)，也起到了培養(yǎng)煤礦應(yīng)用創(chuàng)新人才的作用。

五、結(jié)論

提高《礦山安全系統(tǒng)工程》的教學(xué)效果對(duì)提高煤礦對(duì)口單招安全工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法是提高教學(xué)效果的重要途徑之一。本文提出了適用于《礦山安全系統(tǒng)工程》的項(xiàng)目研究的教學(xué)方法，有效提高了該課程的教學(xué)效果。應(yīng)用項(xiàng)目研究法輔助教學(xué)可以綜合本課程所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)安全評(píng)價(jià)知識(shí)的應(yīng)用能力，使其能夠?qū)踩a(chǎn)知識(shí)與其本專業(yè)的知識(shí)融會(huì)貫通，更好地實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目的。

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G642.4

A

1674-9324（2014）30-0191-03

河南理工大學(xué)教改項(xiàng)目2012JG040《安全學(xué)原理》雙語(yǔ)課程建設(shè)與實(shí)踐。

王蘭云（1983—），女，江蘇泰州人，博士，講師，研究方向：主要從事安全工程教育和研究工作。