基于APRIORI算法的安全本科模块化课程内容优化

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.06.2402

中国安全科学学报 ›› 2023, Vol. 33 ›› Issue (6): 41-48.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.06.2402

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基于APRIORI算法的安全本科模块化课程内容优化

赵伟¹^,²(), 韦忠飞¹^,², 王凯¹^,²^,^**(), 佟瑞鹏¹^,², 王亮³, 宋亚楠¹^,²

1 中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083
2 中国矿业大学(北京) 共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083
3 中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116

收稿日期:2023-01-12 修回日期:2023-04-06 出版日期:2023-08-07
通讯作者:
**王凯(1972—),男,河南遂平人,博士,教授,主要从事安全工程、安全与应急管理、矿山安全工程、矿井瓦斯及煤岩动力灾害防治、矿井通风等方面的研究。E-mail: kaiwang@cumtb.edu.cn。
作者简介:
赵伟 (1990—),男,山西晋城人,博士,副教授,主要从事矿业安全、化工安全、情景构建与预案编制等方面的研究。E-mail:381zhao@cumtb.edu.cn。
基金资助:
北京市自然科学基金资助(8222070); 中国矿业大学(北京)本科教育教学改革与研究项目(J221206); 江苏省青蓝工程优秀教学团队(安全工程卓越教学团队); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2023ZKPYAQ01)

Optimization of undergraduate modular teaching in safety based on APRIORI algorithm

ZHAO Wei¹^,²(), WEI Zhongfei¹^,², WANG Kai¹^,²^,^**(), TONG Ruipeng¹^,², WANG Liang³, SONG Yanan¹^,²

1 School of Emergency Management & Safety Engineering, China University of Mining and Technology-Beijing, Beijing 100083, China
2 Beijing Key Laboratory for Precise Mining of Intergrown Energy and Resources, China University of Mining & Technology (Beijing), Beijing 100083, China
3 School of Safety Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China

Received:2023-01-12 Revised:2023-04-06 Published:2023-08-07

摘要/Abstract

摘要：

为培养安全工程专业多方面的技术性实用人才,探究课程内容重复带来的问题以及对应的解决办法,统计分析某校安全工程专业28门课程教学大纲知识点的重复性,构建相关数据集,进而运用APRIORI算法分析课程的关联性数据,关联规则涵盖课程的所有重复知识点,之后基于计算结果给出可能原因及相应影响,同时与其他课程教授内容对比,分析此类问题的普遍性,并给出降低课程内容重复度的基本方法。结果表明:安全专业交叉性强,使得教材内容易出现重复,统计样本中共有41个知识点存在不同程度的重复;教学大纲知识点与课程之间共有10条单项集强关联规则,涵盖11门课程,支持度和置信度都在较高水平,显示出各课程内容之间的强相关现象;课程重复性高主要由教学设计不合理、课程管理制度不完善导致,可通过优化课程衔接、突出内容特色和采用多种教学方式等途径解决。

关键词: APRIORI算法, 安全工程, 模块, 课程内容, 重复内容

Abstract:

In order to cultivate practical and versatile talents in the field of safety engineering, this study explored the problems caused by course content repetition and proposed solutions. The study analyzed the 28-course curriculum of a safety engineering program, identified and quantified the duplication of knowledge points, and applied the APRIORI algorithm to analyze the course association rules which cover all repetitive points of the courses. Then, based on the calculation results, the possible reasons and corresponding effects are given. Meanwhile, the universality of such problems is analyzed by comparing with the contents of other courses, and the basic methods to reduce the repetition of course content are given. The results show that 41 knowledge points had different degrees of repetition, which was mainly caused by unreasonable teaching design and an imperfect course management system. The study also identified 10 strong association rules between course syllabi and knowledge points, covering 11 courses with high support and confidence levels, indicating a strong correlation between course content. This problem was found to be widespread and could be addressed by optimizing course integration, highlighting content characteristics, and adopting various teaching methods.

Key words: APRIORI algorithm, safety engineering, module, course content, repeat content

赵伟, 韦忠飞, 王凯, 佟瑞鹏, 王亮, 宋亚楠. 基于APRIORI算法的安全本科模块化课程内容优化[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(6): 41-48.

ZHAO Wei, WEI Zhongfei, WANG Kai, TONG Ruipeng, WANG Liang, SONG Yanan. Optimization of undergraduate modular teaching in safety based on APRIORI algorithm[J]. China Safety Science Journal, 2023, 33(6): 41-48.

图/表 12

图1

表1

表2

续表2

表3

续表3

图2

表4

表5

表6

图3

图4

参考文献 15

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	ZHAO Wei, GUO Xiaofang, WANG Kai, et al. Evaluation on achievement degree of graduation requirement of safety engineering under background of engineering certification[J]. China Safety Science Journal, 2021, 31(5):145-151. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.05.022
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	LI Jing, WANG Zhen, XIE Beijing, et al. Practice and exploration of safety engineering course construction under background of new engineering[J]. China Safety Science Journal, 2021, 31(5): 83-90. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.05.013
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	TONG Ruipeng, ZHANG Yanwei, YANG Yunyun, et al. Research on development of safety engineering major under background of emerging engineering education[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(7):150-155. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.07.024
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专业课程模块分组	科目
工业安全课组	工业通风与除尘
	化工工艺与化工安全
	建筑施工安全
矿业安全课组	采矿学
	矿井通风
	矿山安全工程
应急技术课组	应急管理与风险评估
	应急技术与装备
	应急指挥与决策技术

重复内容	a	f	h	i	j	l
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重复内容	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z	za
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关联规则	支持度	置信度	提升度
工业通风与除尘→矿井通风	0.17	1.00	2.93
矿山安全工程→矿井通风	0.17	1.00	2.93
工程热力学与传热学→安全工程流体力学	0.12	0.83	5.69
应急技术与装备→矿井通风	0.12	0.83	2.44
燃烧学→工业防火与防爆	0.17	0.78	2.90
化工工艺与化工安全→工业防火与防爆	0.15	0.60	2.24
化工工艺与化工安全→矿井通风	0.15	0.60	1.76

关联规则	支持度	置信度	提升度
机械与电气安全→建筑施工安全	0.12	0.50	2.05
机械与电气安全→工业防火与防爆	0.12	0.50	1.86
建筑施工安全→矿井通风	0.12	0.50	1.46

基于APRIORI算法的安全本科模块化课程内容优化

Optimization of undergraduate modular teaching in safety based on APRIORI algorithm

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重复内容	《矿井通风》所在章节	《应急技术与装备》所在章节
爆炸与火灾	9.5、10、11.2	5.2、5.3、5.4
应急救援	13.1、13.2、13.3	3.2、3.7
煤与瓦斯突出	9.4	5.7
通风检测	1.1	4.6

重复内容	《矿井通风》所在章节	《矿山安全工程》所在章节
通风网络	5.2、5.3、6.1、6.2	2.3、2.4、2.6、
煤矿瓦斯	9.1、9.2、9.5	4.1、4.2
应急救援	13.1、13.2、13.3	9.2、9.3
通风阻力	3.2、3.3、3.4	2.1
火灾防治	10.2、10.3、10.4	5.1、5.2、5.3、5.4
矿山粉尘	11.1、11.2、11.3	3.1、3.2、3.3
矿山防水	12	6.1、6.4

科目	重复内容章节名
安全管理学	事故统计及分析事故调查及处理事故预防与控制
安全系统工程	事故致因理论
安全学原理	事故致因理论及模型事故的预测与预防理论

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重复内容	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z	za
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