《礦山機(jī)械》教學(xué)研究與實(shí)踐

蘇暢 嚴(yán)灼

摘要：針對(duì)《礦山機(jī)械》課程實(shí)踐性強(qiáng)，采礦工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性不高、機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方法的運(yùn)用和成績(jī)考核等方面作了具體的探討和闡述，旨在提高《礦山機(jī)械》課程的教學(xué)質(zhì)量[1]。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械；采礦工程；教學(xué)方法；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）45-0218-02

《礦山機(jī)械》課程作為采礦工程專業(yè)的主干課程和專業(yè)必修課，課程內(nèi)容涵蓋采掘機(jī)械、支護(hù)設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械和流體機(jī)械等礦山機(jī)械設(shè)備的用途、工作原理、結(jié)構(gòu)、性能和選型方法等方面。學(xué)時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容多的矛盾。而煤炭行業(yè)從2013年到2016年持續(xù)走低，煤炭企業(yè)遇到了前所未有的嚴(yán)峻困難，用人量驟降[2]。這些現(xiàn)實(shí)情況導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)情緒不高。采礦工程專業(yè)的學(xué)生機(jī)械知識(shí)基礎(chǔ)較薄弱，本門課程實(shí)踐性又很強(qiáng)，因此，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，讓學(xué)生在很少的學(xué)時(shí)里掌握該門課程的知識(shí)，適應(yīng)當(dāng)前煤炭行業(yè)發(fā)展需要，是老師在教學(xué)過程中要認(rèn)真思考的問題。

一、課程特點(diǎn)及教材使用

礦山機(jī)械課程是研究礦山機(jī)械設(shè)備的綜合性課程。該課程以煤礦“采、掘、支、運(yùn)”設(shè)備為重點(diǎn)，主要講授機(jī)械設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)性能、工作原理、選型和機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算及電氣控制原理等知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)礦山機(jī)械的作用、工作原理、使用方法有比較全面、系統(tǒng)的了解，掌握所學(xué)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)，為學(xué)生畢業(yè)后到礦山工作打下良好的基礎(chǔ)。由于本課程具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)用性，應(yīng)以“機(jī)械設(shè)計(jì)”、“流體力學(xué)”、“工程制圖”等專業(yè)基礎(chǔ)課程為前置課程。

《礦山機(jī)械》一書由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)李炳文教授主編，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社出版，是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，該教材全面介紹了目前我國(guó)煤礦通用的采掘機(jī)械、支護(hù)設(shè)備、運(yùn)輸提升設(shè)備和流體機(jī)械等礦山機(jī)械設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能及選型方法；同時(shí)，還介紹了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的礦山機(jī)械設(shè)備和技術(shù)。該教材作為目前我國(guó)礦山機(jī)械較好的教材之一，一直為本校所采用。

二、教學(xué)方法與手段的改革

1.課堂授課內(nèi)容組織上。（1）注重基礎(chǔ)知識(shí)。由于采礦工程專業(yè)的學(xué)生機(jī)械知識(shí)基礎(chǔ)較弱，對(duì)機(jī)械工程學(xué)科知識(shí)體系沒有完整的概念，因而在授課過程中，首先以講述設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖為基礎(chǔ)，通過分析設(shè)備原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)，引出機(jī)械設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。例如，在講采掘機(jī)械概述時(shí)，結(jié)合《煤礦開采學(xué)》為同學(xué)講授采煤工藝，講解煤礦所用到的八大設(shè)備及其作用，即采煤機(jī)械、支護(hù)設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、壓氣設(shè)備和排水設(shè)備，使得學(xué)生對(duì)煤礦設(shè)備具有一個(gè)總體上的把握，深刻了解了本門課程所講述的采掘機(jī)械在煤礦設(shè)備中的地位和作用，對(duì)于采礦工程專業(yè)學(xué)生來說，本課程教學(xué)目標(biāo)是深刻理解和掌握這門課程的基本概念、基本理論和基本結(jié)構(gòu)，因而在教學(xué)內(nèi)容上，對(duì)一些難點(diǎn)問題和非重點(diǎn)章節(jié)不講或略講，有些容易理解的部分可以布置學(xué)生課下自學(xué)。例如講解泵與風(fēng)機(jī)時(shí)，重點(diǎn)講解流體靜力學(xué)的知識(shí)就夠了，而流體動(dòng)力學(xué)可以略講。做到重點(diǎn)突出。（2）注意前后知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。將前后關(guān)聯(lián)內(nèi)容有機(jī)的組織成整體講授，注意前后內(nèi)容的銜接和呼應(yīng)。采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)在內(nèi)容上是相對(duì)獨(dú)立的三個(gè)篇幅。作為一門課程體系，只有綜合講述，才能使學(xué)生全面了解綜采工作面“三機(jī)配套”，才能引導(dǎo)學(xué)生思考“三機(jī)”生產(chǎn)能力配套、“三機(jī)”性能配套、“三機(jī)”幾何關(guān)系的配套和“三機(jī)”使用壽命配套等等。在講解礦井提升設(shè)備的鋼絲繩時(shí)，筆者會(huì)引導(dǎo)學(xué)生回顧吊掛式帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，通過講述提升機(jī)磨損后的鋼絲可以用做吊掛式帶式輸送機(jī)機(jī)架，讓同學(xué)加深礦山各機(jī)械設(shè)備雖看似相對(duì)獨(dú)立，但又是相互聯(lián)系整體這一概念。通過回顧和啟發(fā)，這樣就把前后知識(shí)點(diǎn)緊密地結(jié)合起來了。

2.利用多媒體教學(xué)。在選擇確定高質(zhì)量的教材和合理組織授課內(nèi)容的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)《礦山機(jī)械》課程的特點(diǎn)和大綱要求，形成規(guī)范的教學(xué)方案，包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)講義等。在課件的制作上充分發(fā)揮現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段的靈活新穎的優(yōu)勢(shì)，使教學(xué)內(nèi)容以更加直觀、生動(dòng)、形象的形式呈現(xiàn)和表述出來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的課堂注意力，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率的目的。如在講授部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)時(shí)，可利用多媒體手段，播放坦克的設(shè)計(jì)加工過程及結(jié)構(gòu)特征。從履帶底盤、旋轉(zhuǎn)炮塔等機(jī)構(gòu)過渡到部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的講解上，這在全部都是男生的采礦工程專業(yè)學(xué)生課堂上，收效甚佳。在講授放頂煤支架時(shí)，播放一段放頂開采工作過程的動(dòng)畫，使學(xué)生真實(shí)、具體地感受到這一工作過程。通過以上教學(xué)手段，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。

3.將科研引入教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性。由于《礦山機(jī)械》實(shí)用性強(qiáng)，若采取傳統(tǒng)的以教師為主體、按部就班地“填鴨式”的教學(xué)方法，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃厚，缺乏對(duì)實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析、改造和創(chuàng)新的能力[3]。將教師的項(xiàng)目引入課堂，主要優(yōu)點(diǎn)是為學(xué)生提供一種真實(shí)的環(huán)境，提供進(jìn)行分析的素材和機(jī)會(huì)，通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生在分析問題、進(jìn)行礦山機(jī)械選型設(shè)計(jì)及工作現(xiàn)場(chǎng)“小改、小革”等方面的技能訓(xùn)練得到強(qiáng)化。例如，講授刮板輸送機(jī)時(shí)，先從限制長(zhǎng)臂工作面開采長(zhǎng)度的因素開始分析，帶著學(xué)生分析刮板鏈張緊方式及刮板鏈過松或過緊對(duì)中板和鏈輪的影響，最后留下開放式問題，如何采集刮板鏈張緊力，做到刮板鏈實(shí)時(shí)張緊。開放式的問題可以拓展學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的空間，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生變被動(dòng)聽講為主動(dòng)參與，提高了學(xué)生理解、運(yùn)用和駕馭知識(shí)的能力，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考積極探究的創(chuàng)新精神[4]。

4.充分利用仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院建有現(xiàn)代化礦井仿真模型實(shí)驗(yàn)室、采煤工藝模型室、模擬開拓巷道，模擬工作面，其中的機(jī)械設(shè)備基本涵蓋了《礦山機(jī)械》課程的大部分通用設(shè)備?，F(xiàn)代化礦井仿真模型實(shí)驗(yàn)室包括一座完整煤礦的地下及地面生產(chǎn)系統(tǒng)和地面生活情況，包含開拓、準(zhǔn)備和采煤所使用的機(jī)械設(shè)備及礦井運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)所使用的設(shè)備等。通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)室的參觀，聲、光、電等手段，使學(xué)生對(duì)井下復(fù)雜的系統(tǒng)有了概括的了解，并進(jìn)一步了解各型設(shè)備所處的工作環(huán)境，克服《礦山機(jī)械》課程抽象、復(fù)雜的困難。采煤工藝模型室有綜合機(jī)械化采煤、普通機(jī)械化采煤、爆破采煤和綜采放頂煤等工藝的模型，使學(xué)生對(duì)不同采煤工藝是由于支護(hù)方式不同這一概念有了更直觀的認(rèn)識(shí)。在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)前，先讓學(xué)生思考，對(duì)即將參觀的模型和設(shè)備的疑問，從而帶著問題，有目的地觀看和學(xué)習(xí)，避免走馬觀花?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)是《礦山機(jī)械》課程的重要環(huán)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)的效果，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)礦山機(jī)械專業(yè)知識(shí)的理解。

三、改變考核方式

合理的考核方式一方面是對(duì)學(xué)生成績(jī)的公平評(píng)定，另一方面也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過“習(xí)題訓(xùn)練、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、期末考試”三位一體的考核制度，對(duì)每位學(xué)生的作業(yè)情況給出習(xí)題訓(xùn)練成績(jī)，以20%的比例計(jì)入課程總成績(jī)，對(duì)學(xué)生的在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐課上的表現(xiàn)情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量給出實(shí)習(xí)成績(jī)，以20%的比例計(jì)入課程總成績(jī)，期末考試以閉卷考核的形式，以60%的比例計(jì)入課程總成績(jī)。在習(xí)題訓(xùn)練和期末考試中，部分依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件參數(shù)，進(jìn)行設(shè)備的選型設(shè)計(jì)來評(píng)估學(xué)生掌握知識(shí)的程度，使考試的內(nèi)容不再全是需要死記硬背的理論知識(shí)點(diǎn)。將理論與實(shí)際相聯(lián)系，充分鍛煉學(xué)生的實(shí)際工作能力[5]。

綜上所述，在新的歷史環(huán)境下，《礦山機(jī)械》教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它不僅要求教師有較高的專業(yè)水平和高度的責(zé)任感，還應(yīng)有科學(xué)的教育觀念和思想，并輔以新的教學(xué)手段和考核方式。這樣才能從學(xué)生專業(yè)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力，為畢業(yè)后從事相關(guān)工作奠定了基礎(chǔ)。

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