礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程教學(xué)實(shí)踐研究

王佳亮+時(shí)彧+毛征宇+沈意平+劉偉

摘要：針對(duì)礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)廣泛調(diào)研并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出從教學(xué)方法、課程考評(píng)機(jī)制、教材建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)組建等方面進(jìn)行改革，以期提高課程的教學(xué)效果，滿(mǎn)足新形勢(shì)下本科教育對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)的需求。

關(guān)鍵詞：礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)模式

礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備是機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)、采礦專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)綜合應(yīng)用型必修課程，主要介紹礦山固定機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、故障分析及處理方法，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、地下工程設(shè)計(jì)與施工、礦井通風(fēng)等課程知識(shí)的綜合應(yīng)用，為畢業(yè)后從事礦山機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)、維護(hù)及銷(xiāo)售方面的相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。課程涉及的知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，對(duì)于完善學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生分析和解決具體實(shí)際工程問(wèn)題的能力具有重要意義。本文對(duì)礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程的教學(xué)模式進(jìn)行探討，旨在提高學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與專(zhuān)業(yè)技能以適應(yīng)當(dāng)下礦山機(jī)電產(chǎn)品快速發(fā)展的需求。

一、 礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備教學(xué)現(xiàn)狀

礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備是一門(mén)實(shí)踐性和實(shí)用性較強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容所涉及的知識(shí)面廣，包括機(jī)械原理、流體力學(xué)、礦井通風(fēng)學(xué)、地下工程設(shè)計(jì)等，著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，由于其對(duì)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備體系要求較高，一定程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

目前，礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題如下：

（一） 學(xué)生缺乏對(duì)采礦工程的感性認(rèn)識(shí)

該課程主要的授課對(duì)象為機(jī)電學(xué)院的機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)，學(xué)生在掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、流體力學(xué)等課程內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，對(duì)掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理具有一定的理論基礎(chǔ)。但是，礦山機(jī)電設(shè)備是在特定的工作環(huán)境下運(yùn)行，其選型、設(shè)計(jì)、場(chǎng)地布置均與采礦作業(yè)的實(shí)際工作環(huán)境、地下工程設(shè)計(jì)、開(kāi)采地層的地質(zhì)條件直接相關(guān)。

由于缺乏對(duì)采礦工程的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生無(wú)法較好地結(jié)合設(shè)備的工作環(huán)境，領(lǐng)悟每種設(shè)備的設(shè)計(jì)主旨和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。例如：在礦井排水設(shè)備的章節(jié)中，學(xué)生不能結(jié)合地質(zhì)方面的知識(shí)，清晰地意識(shí)到一味利用水泵將區(qū)域的地下水排空可能造成的礦區(qū)地層塌陷，地下水位下降等危害；在空氣壓縮設(shè)備的章節(jié)中，尚不能主動(dòng)結(jié)合井底采礦工作面中實(shí)際工作環(huán)境，意識(shí)到氣動(dòng)工具相比于電動(dòng)工具在安全方面具備的優(yōu)勢(shì)，等。此外，本課程在面向采礦專(zhuān)業(yè)的本科生講授時(shí)，由于學(xué)生機(jī)械相關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)相比機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)較弱，在理解設(shè)備工作原理方面相對(duì)較慢。

（二） 部分學(xué)生缺乏對(duì)課程的足夠興趣

產(chǎn)生的原因主要有以下兩方面：一方面，本課程學(xué)時(shí)短（32學(xué)時(shí)）、內(nèi)容廣（共8章介紹近10種不同設(shè)備的工作原理）、無(wú)實(shí)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，少部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生，無(wú)法有效跟上教學(xué)進(jìn)度，在課程后半段缺乏足夠信心學(xué)好該課程內(nèi)容；另一方面，隨著能源礦產(chǎn)行業(yè)近年來(lái)的資源整合和去產(chǎn)能改革進(jìn)程的深入，以及現(xiàn)階段大學(xué)生就業(yè)形式的多樣性，大部分機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生并不會(huì)首選進(jìn)入礦山行業(yè)從業(yè)，在心中形成了本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和就業(yè)無(wú)關(guān)，內(nèi)容在以后的生活中用不到的片面認(rèn)識(shí)，一定程度上降低了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（三） 傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿(mǎn)足教學(xué)需要

本課程專(zhuān)業(yè)性極強(qiáng)，其目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)了解礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理與用途，提高學(xué)生綜合分析和解決具體實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

目前，本課程的教學(xué)模式是結(jié)合教材和配套的結(jié)構(gòu)圖，以教師講授為主，然而具體設(shè)備的工作原理僅利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖很難直觀地給學(xué)生展示和闡述清楚，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往比較迷惑。目前尚未建立與礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)相匹配的教學(xué)環(huán)境，難以提高學(xué)生在相關(guān)設(shè)備方面的實(shí)踐能力。由于在現(xiàn)有教學(xué)模式下講授內(nèi)容較抽象，相關(guān)知識(shí)無(wú)法吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降，教師和學(xué)生之間有效互動(dòng)減少，難以達(dá)成理想的教學(xué)效果。

（四） 教材內(nèi)容不能緊跟時(shí)代要求

礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備作為一門(mén)綜合應(yīng)用課程，所授設(shè)備隨著新技術(shù)的應(yīng)用不斷地更新和發(fā)展。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教材更新較慢，無(wú)法緊跟科技發(fā)展，使得課程教學(xué)不能滿(mǎn)足科技進(jìn)步發(fā)展的需求。同時(shí)現(xiàn)有教材普遍存在內(nèi)容陳舊、章節(jié)內(nèi)容不夠精煉、難以滿(mǎn)足本科短學(xué)時(shí)教學(xué)的要求，亦不能很好地與實(shí)際相結(jié)合。

二、 礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程教學(xué)改革探索

通過(guò)廣泛調(diào)研，結(jié)合礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程教學(xué)過(guò)程中所展現(xiàn)的特點(diǎn)與現(xiàn)狀，可以從教學(xué)方法、教材改革、課程考評(píng)機(jī)制、團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面進(jìn)行改進(jìn)，以便學(xué)生更好地掌握和理解該課程的講授內(nèi)容。

（一） 加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程的感性認(rèn)識(shí)

對(duì)于機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生由于其并未學(xué)習(xí)過(guò)采礦學(xué)、礦山安全工程等采礦專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，并不清楚相關(guān)機(jī)械在煤礦井下的具體運(yùn)行狀況，因此在第一次授課的課程綜述中宜增加適當(dāng)學(xué)時(shí)并結(jié)合礦山施工安全、礦井救援等相關(guān)視頻，增加學(xué)生對(duì)所授設(shè)備工況環(huán)境的感性認(rèn)識(shí)，了解礦山設(shè)備對(duì)安全、可靠性的嚴(yán)格要求。在整個(gè)課程的章節(jié)講授中以如何確保設(shè)備安全、可靠為主線，結(jié)合礦山施工的實(shí)際工況針對(duì)性地講解設(shè)備的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)特征。

隨著國(guó)家現(xiàn)階段煤炭鋼鐵行業(yè)去產(chǎn)能的宏觀結(jié)構(gòu)調(diào)整，針對(duì)學(xué)生就業(yè)并不定會(huì)首選礦山行業(yè)的現(xiàn)況，授課教師應(yīng)在授課之初對(duì)學(xué)生加強(qiáng)正確引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)本課程的重要性，應(yīng)經(jīng)常與學(xué)生交流，解決學(xué)生的疑問(wèn)。本課程所授的設(shè)備例如提升機(jī)、礦用水泵、礦用通風(fēng)機(jī)、礦井空壓機(jī)等設(shè)備其工作原理與生活中的電梯、市政工程中的排水泵、大型地下公共場(chǎng)所及大型購(gòu)物廣場(chǎng)的通風(fēng)系統(tǒng)具有相似之處，在生活中隨處可見(jiàn)。

此外，設(shè)備的機(jī)械原理具有融匯貫通性，以礦山環(huán)境為應(yīng)用載體掌握本課程所授設(shè)備的工作原理，能夠?yàn)橐院笳莆掌渌?lèi)似設(shè)備工作原理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，在相關(guān)課程設(shè)置安排上宜首先開(kāi)設(shè)采掘機(jī)械等課程，為本課程提供基礎(chǔ)，不宜兩門(mén)課程同時(shí)進(jìn)行。endprint

（二） 教學(xué)方法改進(jìn)

在教學(xué)的過(guò)程中采用案例教學(xué)法，以案例為背景環(huán)境，針對(duì)性介紹課程相關(guān)設(shè)備的工作原理及不同設(shè)備對(duì)礦山正常生產(chǎn)的影響，引導(dǎo)學(xué)生理解、掌握并實(shí)際運(yùn)用教材中所述的知識(shí)點(diǎn)。

1. 理論教學(xué)可以采用討論式、啟發(fā)式、師生互動(dòng)式等方法。每章節(jié)課程講授時(shí)選擇合適的知識(shí)切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題。通過(guò)教師提問(wèn)，讓學(xué)生運(yùn)用已掌握的知識(shí)點(diǎn)分析思考、解答并幫助學(xué)生歸納總結(jié)；或者在講授的過(guò)程中著重講解其中一部分，讓學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)自學(xué)領(lǐng)悟另一部分，同時(shí)要求其他學(xué)生給予評(píng)價(jià)與補(bǔ)充等。采用這些教學(xué)方法，能夠提升課堂的師生互動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，活躍課堂氣氛。

2. 實(shí)踐教學(xué)是鞏固理論知識(shí)、培養(yǎng)動(dòng)手能力、提升創(chuàng)新意識(shí)的重要環(huán)節(jié)。受課程學(xué)時(shí)的限制以及目前煤礦企業(yè)從安全因素和生產(chǎn)效率等方面的考慮，學(xué)生井下實(shí)習(xí)認(rèn)知的機(jī)會(huì)較少。因此，宜加強(qiáng)配套實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可配備一些礦用水泵、礦井空氣壓縮機(jī)、離心式通風(fēng)機(jī)等小型的礦山固定機(jī)械的模型或樣機(jī)供學(xué)生拆裝，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和感性認(rèn)識(shí)，組織學(xué)生參觀礦井三維立體動(dòng)態(tài)模型了解采礦工程的整體工作流程，形成更加深刻的直觀印象。

（三） 課程考評(píng)方法改進(jìn)

合理的課程考核評(píng)價(jià)機(jī)制是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性的重要因素。礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備的課程具有章節(jié)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn)，可從以下幾方面對(duì)課程考評(píng)方式進(jìn)行改進(jìn)。

一是在每章節(jié)授課結(jié)束后增加階段性評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)章節(jié)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度進(jìn)行評(píng)估，考查學(xué)生對(duì)本章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，及時(shí)根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)對(duì)后續(xù)章節(jié)的教學(xué)方式進(jìn)行修正和完善。在進(jìn)行階段性評(píng)價(jià)之前，教師將提綱下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)照提綱有目的地學(xué)習(xí)，考核時(shí)采用內(nèi)容抽考的方式進(jìn)行并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

二是在授課后期，結(jié)合實(shí)際的工程案例，串講課程所授設(shè)備在案例中所發(fā)揮的作用，幫助學(xué)生再一次梳理總結(jié)課程內(nèi)容，必要時(shí)可增加一次綜合討論課時(shí)，根據(jù)學(xué)生的作答情況作為平時(shí)成績(jī)考核依據(jù)。

三是期末的考評(píng)試卷擬以討論題、分析應(yīng)用題為主，重點(diǎn)考察學(xué)生的綜合實(shí)際運(yùn)用能力。該考核評(píng)價(jià)方法重在考察和激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力，體現(xiàn)以育人為本的教育理念。

（四） 加強(qiáng)教材建設(shè)

緊跟行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀編制適用于本科短學(xué)時(shí)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)教材顯得尤為必要和迫切。在廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外礦山設(shè)備的基礎(chǔ)之上，以闡明礦山固定機(jī)械核心設(shè)備的工作原理為主旨，從典型設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)原理著手隨著教學(xué)的深入適當(dāng)引入介紹時(shí)下相關(guān)設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，有利于幫助學(xué)生建立礦山固定機(jī)械的整體概念，豐富學(xué)生的視野和學(xué)習(xí)興趣。此外，受教學(xué)學(xué)時(shí)的限制，教材編寫(xiě)應(yīng)適當(dāng)凝練章節(jié)內(nèi)容，注重總結(jié)歸納，增加直觀原理圖數(shù)量，簡(jiǎn)化公式推導(dǎo)過(guò)程，精簡(jiǎn)文字介紹部分，強(qiáng)調(diào)適用性和實(shí)用性并注意課程內(nèi)容的整合，避免有關(guān)內(nèi)容的重復(fù)和脫節(jié)。

（五） 強(qiáng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

目前講授該課程的教師基本上以高校畢業(yè)的年輕博士為主，實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，雖具備相關(guān)理論基礎(chǔ)，但實(shí)際應(yīng)用和操作的能力相對(duì)較弱，在教學(xué)過(guò)程中，尚不能較好地結(jié)合生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際情況介紹相關(guān)技術(shù)最新發(fā)展?fàn)顩r，使得課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用存在一定差距。因此在師資隊(duì)伍的組成方面應(yīng)加強(qiáng)年齡梯度建設(shè)，形成老中青教師的合理搭配，促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師幫助青年教師教學(xué)能力的提升。此外，積極利用相關(guān)課程的網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)不斷提升教師的教學(xué)能力，通過(guò)對(duì)礦山固定機(jī)械相關(guān)企事業(yè)單位的調(diào)研和生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)一步提高青年教師的實(shí)踐應(yīng)用能力。

三、 結(jié)語(yǔ)

礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，現(xiàn)有教學(xué)模式下不能完全達(dá)到滿(mǎn)意的教學(xué)效果。根據(jù)目前礦山固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備課程在本科教學(xué)中存在的問(wèn)題，本文從教學(xué)手段、教學(xué)方法、考評(píng)機(jī)制、教材建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)組建等方面提出了一系列改進(jìn)措施與方法，以期提高課程教學(xué)效果，滿(mǎn)足教學(xué)改革的新要求培養(yǎng)更多高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。

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作者簡(jiǎn)介：

王佳亮，湖南省湘潭市，湖南科技大學(xué)海洋礦產(chǎn)資源探采裝備與安全技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室；

時(shí)彧，毛征宇，湖南省湘潭市，湖南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；

沈意平，湖南省湘潭市，湖南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)備健康維護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

劉偉，湖南省湘潭市，湖南科技大學(xué)智能制造研究院。endprint