新工科背景下露天礦運輸課程改革與實踐

渠愛巧,韓延清,李子木

(1.遼寧科技學(xué)院 資源與土木工程學(xué)院,遼寧 本溪 117004;2.沈陽師范大學(xué) 文學(xué)院,遼寧 沈陽 110034)

露天礦運輸課程內(nèi)容主要涉及露天礦山運輸方面的基本知識和理論、鐵路運輸設(shè)備選型與線路設(shè)計、汽車運輸設(shè)備選型與線路設(shè)計、膠帶運輸設(shè)備選型。該課程重點在于露天礦線路設(shè)計和設(shè)備選型的實踐應(yīng)用,側(cè)重于實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本課程改革的重點在于建立露天礦運輸在線課程,實現(xiàn)教學(xué)資源共享及實時互動;以工程案例、大創(chuàng)項目、學(xué)科競賽為依托構(gòu)建的實踐體系和創(chuàng)新體系。

1 露天礦運輸課程教學(xué)存在的問題

(1)課程思政未合理融入課程體系

未能很好地梳理與總結(jié)露天礦運輸課程體系中所蘊含的思政元素,從而不能很好地結(jié)合課程知識點進行相應(yīng)思政教育,專業(yè)特色在思政教育中體現(xiàn)不足等,因而,需要推進思政教育合理的融入課程體系,進一步開發(fā)專業(yè)課程所承載的思政教育功能。

(2)教學(xué)方式單一,難以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)

課堂教學(xué)以教師講解為主,以學(xué)生為中心的教學(xué)理念未能很好貫徹執(zhí)行,學(xué)生的主體地位在課堂中沒有得到充分體現(xiàn),教學(xué)方式單一,難以適應(yīng)現(xiàn)階段大學(xué)專業(yè)課的教學(xué)。由于教學(xué)環(huán)節(jié)的師生互動重視不足,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不足、課程參與積極性不高,因此難以達到既定教學(xué)效果[1]。

(3)教學(xué)內(nèi)容滯后

傳統(tǒng)《露天礦運輸》教材涉及的線路設(shè)計與設(shè)備選型缺乏與采礦行業(yè)新標(biāo)準、新技術(shù)、新工藝等有效銜接,課堂教學(xué)內(nèi)容更新滯后于前沿技術(shù),導(dǎo)致學(xué)生對行業(yè)新標(biāo)準、礦業(yè)新裝備和技術(shù)關(guān)注不足、面對未來礦業(yè)不適應(yīng)的問題[2]。

(4)實踐教學(xué)不足

從素質(zhì)教育和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的角度來看,課程教學(xué)目標(biāo)應(yīng)是能使學(xué)生靈活地應(yīng)用理論知識,來解決生產(chǎn)中的實際問題,本課程的線路設(shè)計與設(shè)備選型同礦山實踐結(jié)合性很強,需要理論和實踐應(yīng)用并重。露天礦運輸課程在教學(xué)中存在兩個方面的問題:一是課程不設(shè)置實踐教學(xué),教學(xué)活動以教師理論講解為主;二是設(shè)置了實踐教學(xué),而實踐訓(xùn)練在有限時間內(nèi)的實際執(zhí)行中,并不能對每個學(xué)生進行充分的指導(dǎo),導(dǎo)致實踐教學(xué)以教師講解案例為主,甚至實踐教學(xué)流于形式,最終導(dǎo)致學(xué)生理論難以應(yīng)用實踐。

結(jié)合露天礦運輸課程自身的特點,轉(zhuǎn)變教學(xué)方式、豐富教學(xué)內(nèi)容、加強實踐教學(xué)建設(shè)等可激發(fā)學(xué)生積極性、有利于學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的課程改革已刻不容緩。

2 課程改革內(nèi)容與實施方案

2.1 深化課程思政建設(shè)

結(jié)合露天礦運輸課程特點,梳理和總結(jié)課程所蘊含的思政元素,依托專業(yè)特色把思政教育貫穿于課程中。通過課程中道路設(shè)計部分,要求學(xué)生遵循礦山道路設(shè)計規(guī)范,線路繪制精益求精,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)操守;通過課程中運輸設(shè)備選型部分,理論公式計算結(jié)果與礦山實際的差距,讓學(xué)生認識到實踐的重要性;通過課程中的案例分析及訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)展觀、整體觀;通過學(xué)生實踐作品的制作,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團隊合作精神;針對新時代學(xué)生個體,結(jié)合課程和采礦專業(yè)特點挖掘與專業(yè)知識銜接的思政案例,培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新、求真務(wù)實、踏實肯干的精神;增強學(xué)生對采礦行業(yè)的自豪感和赤誠的家國情懷。

2.2 重構(gòu)課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

(1)課程內(nèi)容依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)中學(xué)生應(yīng)獲得的知識和能力設(shè)定。本課程分為4章,要求學(xué)生系統(tǒng)地掌握露天礦運輸?shù)幕局R,具備鐵路運輸設(shè)備選型與線路設(shè)計、汽車運輸設(shè)備選型與線路設(shè)計以及膠帶運輸機的設(shè)備選型能力。

(2)按照“能力遞進”和“素質(zhì)提升”的標(biāo)準設(shè)置課內(nèi)實踐。設(shè)置采礦場外部公路線路設(shè)計與模型制作、采礦場內(nèi)部公路設(shè)計與模型制作、露天礦鐵路站場識圖與設(shè)計三個設(shè)計性實踐項目,強化實踐應(yīng)用能力。

(3)改變課程缺乏與數(shù)字礦山、新工科、“1+X”職業(yè)資格標(biāo)準等有效銜接的問題,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,力求體現(xiàn)行業(yè)新工藝、新技術(shù)、新標(biāo)準、新規(guī)范。

(4)捋順本課程與專業(yè)其他相關(guān)課程的銜接關(guān)系。采礦工程導(dǎo)論、地質(zhì)學(xué)、礦山CAD等先修課程使學(xué)生對識圖和線路設(shè)計有了一定的基礎(chǔ);同期開設(shè)的課程中露天采礦技術(shù)和礦山機械與本課的線路設(shè)計和設(shè)備選型可以相互支撐;本課程知識的全面掌握,可以為后續(xù)課程如礦井運輸與提升、畢業(yè)設(shè)計等打下良好的基礎(chǔ)。

2.3 重視教學(xué)方法等方面的改革

本課程在教學(xué)中運用多媒體課件、視頻、虛擬仿真演示等教學(xué)手段,綜合運用案例法、任務(wù)驅(qū)動法、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法,幫助學(xué)生理解課程知識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

(1)有效利用現(xiàn)代化教學(xué)手段和多媒體教學(xué)。將授課內(nèi)容通過多媒體課件以視頻、圖形、動畫、圖表等形式傳遞給學(xué)生,使抽象的問題形象化,加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解[3]。

(2)利用教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)在線課程,通過課前、課上、課后的全方位參與,構(gòu)建立體化課堂,實現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)。 重視教學(xué)過程組織,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的積極性。

(3)課程基本知識采用多媒體課件和視頻教學(xué);公路線路設(shè)計及汽車選型、鐵路線路設(shè)計及設(shè)備選型、膠帶運輸機選型等部分,按照“能力遞進”的標(biāo)準設(shè)置課內(nèi)實踐,采用原理講授→案例分析→實踐訓(xùn)練三個步驟完成。

2.4 應(yīng)用型課程教材建設(shè)

教材建設(shè)是教學(xué)內(nèi)容和課程改革的一部分,編寫與課程大綱相匹配的教材是實現(xiàn)教學(xué)改革的重要手段。教材既要求內(nèi)容豐富、系統(tǒng)完整、重點突出,能反映國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)最新的進展和發(fā)展趨勢,又要求能突出基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技術(shù)[4]。基于課程改革,應(yīng)用型教材主要內(nèi)容與特色如下:

(1)增加信息化與數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容,關(guān)注礦山運輸與提升設(shè)備的最新發(fā)展;

(2)基于“1+X”課證融通,將礦山運輸與提升三維設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)融入本書中;

(3)增加礦井豎井單繩提升和斜井串車提升的完整案例,強化工程教育、科研探索和實踐訓(xùn)練;

(4)梳理本課程所蘊含的思政元素,在運輸線路設(shè)計和礦井提升設(shè)計中融入最新的技術(shù)標(biāo)準和規(guī)范(包含礦安〔2022〕88號、 GB 16423-2020、礦安〔2022〕4號等)。

教材結(jié)構(gòu)和內(nèi)容較以往教材有較大調(diào)整,以培養(yǎng)掌握礦業(yè)智能開發(fā)新技術(shù)、面向礦業(yè)未來的創(chuàng)新型礦業(yè)類人才,適應(yīng)未來礦山對采礦工程技術(shù)人才的需求。

2.5 強化科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)

課程融入生產(chǎn)實踐案例,設(shè)置三個設(shè)計性實踐項目如下:

(1)采礦場外部公路線路設(shè)計與模型制作。提供某礦山地形地質(zhì)圖,圖紙中標(biāo)注采礦場出入溝位置、排土場位置、工業(yè)場地位置,要求根據(jù)礦山地形地勢設(shè)計并繪制自采礦場出入溝至排土場和工業(yè)場地的運輸?shù)缆?根據(jù)礦山地形地質(zhì)圖和設(shè)計道路,搭建礦山三維數(shù)字模型。

(2)采礦場內(nèi)部公路設(shè)計與模型制作。提供某礦山露天開采境界底部周界及臺階要素,要求學(xué)生設(shè)計礦山采場內(nèi)部開拓運輸?shù)缆?繪制采礦場開采終了平面圖;根據(jù)設(shè)計搭建三維數(shù)字模型。

(3)露天礦鐵路站場識圖與設(shè)計。掌握露天礦鐵路站場的布置形式,讀懂大型露天礦鐵路站場,并設(shè)計和繪制簡單鐵路站場。

通過以上三個實踐項目系統(tǒng)性訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、整體規(guī)劃能力及科技創(chuàng)新能力。依托礦山道路設(shè)計工程,引導(dǎo)學(xué)生基于CAD、 Dimine 數(shù)字礦山軟件、虛擬仿真等技術(shù),設(shè)計虛擬仿真數(shù)字模型,引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)科競賽和大創(chuàng)項目等,真正做到專創(chuàng)融合,賽教一體化。通過實踐項目系統(tǒng)性訓(xùn)練,強化學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3 課程改革特色與意義

(1)梳理課程所蘊含的思政元素,依托專業(yè)特色開展思政教育,結(jié)合采礦專業(yè)特點“課程思政”貫穿教學(xué)全過程,增強學(xué)生對采礦行業(yè)的自豪感和赤誠的家國情懷。

(2)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,力求體現(xiàn)行業(yè)新工藝、新技術(shù)、新標(biāo)準、新規(guī)范,促進本課程與數(shù)字礦山、新工科、“1+X”職業(yè)資格標(biāo)準等有效銜接,助力專業(yè)升級改造。

(3)重視教學(xué)方法改革,在教學(xué)中采用多媒體課件、視頻、虛擬仿真演示等教學(xué)手段,綜合運用案例法、任務(wù)驅(qū)動法、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法幫助學(xué)生理解課程知識。

(4)以任務(wù)為載體,把實際生產(chǎn)案例融入課程,通過線路設(shè)計、設(shè)備選型和數(shù)字礦山軟件的應(yīng)用等,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、整體規(guī)劃能力及科技創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

露天礦運輸課程改革從高等工程教育理論和實踐探索的視角,融合現(xiàn)代教育技術(shù),以新工科為引領(lǐng),著力素質(zhì)與能力培養(yǎng),在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行了全面建設(shè)和持續(xù)改進。梳理課程所蘊含的思政元素,依托專業(yè)特色開展思政教育。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,增加礦山運輸設(shè)備的最新發(fā)展,融入“1+X”礦山開采數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的礦山運輸相關(guān)內(nèi)容,在運輸線路設(shè)計中融入最新的技術(shù)標(biāo)準和規(guī)范,課程力求體現(xiàn)采礦行業(yè)新工藝、新技術(shù)、新標(biāo)準、新規(guī)范。建立在線課程實現(xiàn)教學(xué)資源共享及實時互動。以工程案例、大創(chuàng)項目、學(xué)科競賽為依托構(gòu)建實踐體系和創(chuàng)新體系,綜合利用多種教學(xué)方式,通過線路設(shè)計和設(shè)備選型,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、整體規(guī)劃能力及科技創(chuàng)新能力。通過課程全面建設(shè)、實施與持續(xù)改進,培養(yǎng)掌握礦業(yè)智能開發(fā)新技術(shù)、面向礦業(yè)未來的創(chuàng)新型礦業(yè)類人才,適應(yīng)未來礦山對采礦工程技術(shù)人才的需求。