矿山机械及运输设备课程教学研究

一、矿山固定机械及运输设备教学现状

矿山固定机械及运输设备是一门实践性和实用性较强的课程，课程内容所涉及的知识面广，包括机械原理、流体力学、矿井通风学、地下工程设计等，着重培养学生分析解决实际工程问题的能力，由于其对学生的知识储备体系要求较高，一定程度上影响了学生学习的积极性，难以达到预期的教学效果。目前，矿山固定机械及运输设备课程在教学过程中存在的问题如下：（一）学生缺乏对采矿工程的感性认识。该课程主要的授课对象为机电学院的机设专业，学生在掌握机械设计、机械原理、流体力学等课程内容的基础之上，对掌握设备的结构原理具有一定的理论基础。但是，矿山机电设备是在特定的工作环境下运行，其选型、设计、场地布置均与采矿作业的实际工作环境、地下工程设计、开采地层的地质条件直接相关。由于缺乏对采矿工程的感性认识，学生无法较好地结合设备的工作环境，领悟每种设备的设计主旨和设计要点。例如：在矿井排水设备的章节中，学生不能结合地质方面的知识，清晰地意识到一味利用水泵将区域的地下水排空可能造成的矿区地层塌陷，地下水位下降等危害；在空气压缩设备的章节中，尚不能主动结合井底采矿工作面中实际工作环境，意识到气动工具相比于电动工具在安全方面具备的优势，等。此外，本课程在面向采矿专业的本科生讲授时，由于学生机械相关的专业基础知识相比机设专业较弱，在理解设备工作原理方面相对较慢。（二）部分学生缺乏对课程的足够兴趣。产生的原因主要有以下两方面：一方面，本课程学时短（32学时）、内容广（共8章介绍近10种不同设备的工作原理）、无实验和认识实习，少部分基础较差的学生，无法有效跟上教学进度，在课程后半段缺乏足够信心学好该课程内容；另一方面，随着能源矿产行业近年来的资源整合和去产能改革进程的深入，以及现阶段大学生就业形式的多样性，大部分机设专业的毕业生并不会首选进入矿山行业从业，在心中形成了本课程的学习内容和就业无关，内容在以后的生活中用不到的片面认识，一定程度上降低了学习的主动性。（三）传统教学模式难以满足教学需要。本课程专业性极强，其目标是让学生通过课程的学习了解矿山固定机械及运输设备的基本结构特点、工作原理与用途，提高学生综合分析和解决具体实际工程问题的能力。目前，本课程的教学模式是结合教材和配套的结构图，以教师讲授为主，然而具体设备的工作原理仅利用结构简图很难直观地给学生展示和阐述清楚，使得学生在学习过程中往往比较迷惑。目前尚未建立与矿山固定机械及运输设备课程实践教学相匹配的教学环境，难以提高学生在相关设备方面的实践能力。由于在现有教学模式下讲授内容较抽象，相关知识无法吸引学生的注意力，学生学习积极性下降，教师和学生之间有效互动减少，难以达成理想的教学效果。（四）教材内容不能紧跟时代要求。矿山固定机械及运输设备作为一门综合应用课程，所授设备随着新技术的应用不断地更新和发展。但是在实际的教学过程中，教材更新较慢，无法紧跟科技发展，使得课程教学不能满足科技进步发展的需求。同时现有教材普遍存在内容陈旧、章节内容不够精炼、难以满足本科短学时教学的要求，亦不能很好地与实际相结合。

二、矿山固定机械及运输设备课程教学改革探索

通过广泛调研，结合矿山固定机械及运输设备课程教学过程中所展现的特点与现状，可以从教学方法、教材改革、课程考评机制、团队建设等方面进行改进，以便学生更好地掌握和理解该课程的讲授内容。（一）加强学生对本课程的感性认识。对于机设专业的学生由于其并未学习过采矿学、矿山安全工程等采矿专业的基础课程，并不清楚相关机械在煤矿井下的具体运行状况，因此在第一次授课的课程综述中宜增加适当学时并结合矿山施工安全、矿井救援等相关视频，增加学生对所授设备工况环境的感性认识，了解矿山设备对安全、可靠性的严格要求。在整个课程的章节讲授中以如何确保设备安全、可靠为主线，结合矿山施工的实际工况针对性地讲解设备的运行原理和结构特征。随着国家现阶段煤炭钢铁行业去产能的宏观结构调整，针对学生就业并不定会首选矿山行业的现况，授课教师应在授课之初对学生加强正确引导，强调本课程的重要性，应经常与学生交流，解决学生的疑问。本课程所授的设备例如提升机、矿用水泵、矿用通风机、矿井空压机等设备其工作原理与生活中的电梯、市政工程中的排水泵、大型地下公共场所及大型购物广场的通风系统具有相似之处，在生活中随处可见。此外，设备的机械原理具有融汇贯通性，以矿山环境为应用载体掌握本课程所授设备的工作原理，能够为以后掌握其他类似设备工作原理打下坚实基础。此外，在相关课程设置安排上宜首先开设采掘机械等课程，为本课程提供基础，不宜两门课程同时进行。（二）教学方法改进。在教学的过程中采用案例教学法，以案例为背景环境，针对性介绍课程相关设备的工作原理及不同设备对矿山正常生产的影响，引导学生理解、掌握并实际运用教材中所述的知识点。1．理论教学可以采用讨论式、启发式、师生互动式等方法。每章节课程讲授时选择合适的知识切入点，激发学生主动思考问题。通过教师提问，让学生运用已掌握的知识点分析思考、解答并帮助学生归纳总结；或者在讲授的过程中着重讲解其中一部分，让学生运用已有的知识自学领悟另一部分，同时要求其他学生给予评价与补充等。采用这些教学方法，能够提升课堂的师生互动性，提高学生学习的积极性，活跃课堂气氛。2．实践教学是巩固理论知识、培养动手能力、提升创新意识的重要环节。受课程学时的限制以及目前煤矿企业从安全因素和生产效率等方面的考虑，学生井下实习认知的机会较少。因此，宜加强配套实验室的建设，可配备一些矿用水泵、矿井空气压缩机、离心式通风机等小型的矿山固定机械的模型或样机供学生拆装，提高学生的动手能力和感性认识，组织学生参观矿井三维立体动态模型了解采矿工程的整体工作流程，形成更加深刻的直观印象。（三）课程考评方法改进。合理的课程考核评价机制是激发学生学习兴趣和提高学习主动性的重要因素。矿山固定机械及运输设备的课程具有章节内容相对独立的特点，可从以下几方面对课程考评方式进行改进。一是在每章节授课结束后增加阶段性评价环节，对整个章节教学目标的实现程度进行评估，考查学生对本章节知识点的掌握程度，及时根据学生特点对后续章节的教学方式进行修正和完善。在进行阶段性评价之前，教师将提纲下发给学生，学生在学习过程中对照提纲有目的地学习，考核时采用内容抽考的方式进行并计入平时成绩。二是在授课后期，结合实际的工程案例，串讲课程所授设备在案例中所发挥的作用，帮助学生再一次梳理总结课程内容，必要时可增加一次综合讨论课时，根据学生的作答情况作为平时成绩考核依据。三是期末的考评试卷拟以讨论题、分析应用题为主，重点考察学生的综合实际运用能力。该考核评价方法重在考察和激励学生的学习主动性和自主学习能力，体现以育人为本的教育理念。（四）加强教材建设。紧跟行业发展现状编制适用于本科短学时教学的专业教材显得尤为必要和迫切。在广泛调研国内外矿山设备的基础之上，以阐明矿山固定机械核心设备的工作原理为主旨，从典型设备的典型结构原理着手随着教学的深入适当引入介绍时下相关设备与技术的发展趋势，有利于帮助学生建立矿山固定机械的整体概念，丰富学生的视野和学习兴趣。此外，受教学学时的限制，教材编写应适当凝练章节内容，注重总结归纳，增加直观原理图数量，简化公式推导过程，精简文字介绍部分，强调适用性和实用性并注意课程内容的整合，避免有关内容的重复和脱节。（五）强化教学团队建设。目前讲授该课程的教师基本上以高校毕业的年轻博士为主，实践工作经验相对较少，虽具备相关理论基础，但实际应用和操作的能力相对较弱，在教学过程中，尚不能较好地结合生产应用领域的实际情况介绍相关技术最新发展状况，使得课堂教学与实际应用存在一定差距。因此在师资队伍的组成方面应加强年龄梯度建设，形成老中青教师的合理搭配，促进经验丰富的老教师帮助青年教师教学能力的提升。此外，积极利用相关课程的网络与现场培训不断提升教师的教学能力，通过对矿山固定机械相关企事业单位的调研和生产实践进一步提高青年教师的实践应用能力。

三、结语

矿山固定机械及运输设备课程具有多学科交叉的特点，现有教学模式下不能完全达到满意的教学效果。根据目前矿山固定机械及运输设备课程在本科教学中存在的问题，本文从教学手段、教学方法、考评机制、教材建设、教学团队组建等方面提出了一系列改进措施与方法，以期提高课程教学效果，满足教学改革的新要求培养更多高素质的工程技术人才。

参考文献：

［1］陈虎，万佳萍．矿山固定机械使用与维护教学实践研究［J］．华北科技学院学报，2012，9（2）：99－102．

［2］万佳萍．高职矿山固定机械使用与维护课程教学改革的探讨与实践［J］．教育理论与实践，2010（12）：18－20．

［3］刘伟，万林林，邓朝晖．面向卓越工程师培养的采掘机械课程教学探讨［J］．当代教育理论与实践，2016，8（7）：45－47．

［4］陈佳胜，陈清华．矿山机械课程教学方法与探讨［J］．高教高职研究，2016，5（3）：154－156．

［5］梁南丁，彭新荣．高职矿山机电专业实践教学课程体系建设实践［J］．职业技术教育，2010，31（627）：70－73．

作者:王佳亮 时彧 毛征宇 沈意平 刘伟 单位:1.湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室 2.湖南科技大学机电工程学院 3.湖南科技大学机械设备健康维护重点实验室 4.湖南科技大学智能制造研究院