煤礦機電類本科實踐教學(xué)的研究與探索

張 晞 吳 淼

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083)

煤礦機電類本科實踐教學(xué)的研究與探索

張 晞 吳 淼

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083)

闡述了煤礦機電專業(yè)本科教育的背景與特點,從建設(shè)思路、具體措施以及建設(shè)效果等幾方面總結(jié)了近年來在煤礦機電專業(yè)本科實踐教學(xué)方面進行創(chuàng)新與探索的感受。

礦業(yè)院校 機電類本科教學(xué) 實踐教學(xué)

1 煤礦機電類本科教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

煤炭是我國重要的能源,煤礦機電專業(yè)人才需求標準高、專業(yè)性強。作為以煤礦行業(yè)為背景的高等學(xué)校,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息學(xué)院秉承百年礦大“勤奮、求實、進取、奉獻”的校風(fēng),以培養(yǎng)我國煤礦機電專業(yè)人才為己任,建校百年來為我國煤炭行業(yè)培養(yǎng)了大批高素質(zhì)的機電專門人才,具有深厚的歷史傳統(tǒng)和鮮明的煤礦特色。

機電與信息工程學(xué)院下設(shè)有4個系和1個研究所:機械電子工程系、材料科學(xué)與工程系、信息與電氣工程系、計算機科學(xué)與技術(shù)系、信息工程研究所。目前設(shè)有機械工程及自動化、測控技術(shù)與儀器、材料科學(xué)與工程、電氣工程及其自動化、計算機科學(xué)與技術(shù)5個本科專業(yè)。

本科教學(xué)各環(huán)節(jié)中,實踐教學(xué)是教學(xué)各環(huán)節(jié)的重點,一般包括實驗教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)以及競賽等若干方面。對于工科學(xué)生來說,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是將理論與實際聯(lián)系的橋梁,也是將來邁出校門進入工程領(lǐng)域的必經(jīng)之路。

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,企業(yè)對大學(xué)畢業(yè)生實踐能力的要求也日益提高。以往實踐教學(xué)模式在很多方面不能滿足要求。例如,有些專業(yè)的實習(xí)內(nèi)容陳舊,學(xué)生無法接觸到本專業(yè)的前沿內(nèi)容,使他們感到學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥無味,從而發(fā)生厭學(xué)等現(xiàn)象。對于機電專業(yè)來說,由于新設(shè)備價格昂貴,實習(xí)或?qū)嶒灥脑O(shè)備無法及時趕上最新技術(shù)的現(xiàn)象并不少見。再如,對于煤礦機電類專業(yè)的學(xué)生來說,現(xiàn)場實習(xí)是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容,但目前煤礦安全形勢嚴峻,要求到煤礦進行大量井下實習(xí)是不現(xiàn)實的,更不用說在井下實際操作。因此,近年來,很多煤礦機電專業(yè)的學(xué)生對井下情況了解甚少,在很大程度上影響了畢業(yè)生的質(zhì)量。如何解決這樣的矛盾,是擺在面前的難題。因此,進行煤礦機電類專業(yè)實踐教學(xué)模式創(chuàng)新和探索對提高學(xué)生質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

2 實踐教學(xué)建設(shè)思路

2.1 遵循“以應(yīng)用為基礎(chǔ)、以創(chuàng)新為導(dǎo)向”的實踐教學(xué)理念,進行實踐教學(xué)模式改革

實踐教學(xué)是工科大學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),隨著用人單位和市場對學(xué)生實踐能力要求的提高,以往的實踐教學(xué)模式已不能滿足現(xiàn)在的要求。要在原有實踐教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,注入新的模式。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院在前兩年的教學(xué)過程中已作了一些嘗試,效果良好。

2.2 利用資源優(yōu)勢,改革培養(yǎng)模式

煤礦機電是復(fù)合型、技術(shù)密集型高科技行業(yè),隨著自動化、信息化的普及,諸多方面互相滲透,一些綜合工程問題很難劃分究竟屬于哪個專業(yè),因此迫切需要復(fù)合型尖端人才。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院集機械、測控、自動化、計算機、材料五大專業(yè)于一體,在培養(yǎng)復(fù)合型人才方面有獨特的優(yōu)勢。在教學(xué)建設(shè)與改革中,對優(yōu)勢資源進行整合利用,挖掘自身潛能,使各專業(yè)及復(fù)合人才培養(yǎng)模式獲得改革突破。

2.3 以修訂培養(yǎng)計劃為主線,整體推進教學(xué)改革

根據(jù)國家中長期教育規(guī)劃,在高等學(xué)院提倡有行業(yè)背景的特色教育。因此以修訂培養(yǎng)計劃為契機,在新版培養(yǎng)計劃中更多地融入體現(xiàn)煤礦機電特色的課程內(nèi)容,并且將教學(xué)培養(yǎng)計劃的制訂與精品課程、教師培養(yǎng)、教材規(guī)劃等諸方面整體推進,并制訂統(tǒng)一規(guī)劃,力爭在這一版教學(xué)培養(yǎng)計劃的執(zhí)行過程中,在教學(xué)各個方面同時取得良好成績和效果。

3 實踐教學(xué)改革探索

3.1 結(jié)合課堂教學(xué),探索多種實踐教學(xué)方式

目前由于實習(xí)費用昂貴以及安全等因素,使得本科生與生產(chǎn)實際接觸的機會大大減小。作為礦業(yè)大學(xué)機電類專業(yè)的學(xué)生,很多學(xué)生對本專業(yè)的最新技術(shù)和產(chǎn)品十分生疏,這在很大程度上降低了畢業(yè)生的質(zhì)量,并對他們就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。從另一方面來說,學(xué)生長期對本專業(yè)實際工作對象不了解,只是面對書本閉門苦讀,也是使他們感到學(xué)習(xí)枯燥無味而厭學(xué)的重要原因之一。

北京每年舉行大規(guī)模的行業(yè)展會有上百次,這些展會代表了各行業(yè)最前沿、最新的技術(shù)和研究成果。我們在教學(xué)過程中充分利用這一條件,精心挑選一些技術(shù)含量高的展會,并與相關(guān)課程結(jié)合起來,讓學(xué)生接觸、了解這些最新的技術(shù),為提高本科生的教育質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)。

將觀摩展會納入相關(guān)課程實踐教學(xué)的環(huán)節(jié)之一,其好處有以下幾方面。

(1)先進性。在展會上可以看到本專業(yè)最新的技術(shù)和實物,使學(xué)生加深對本專業(yè)的理解程度,把握學(xué)科前沿的發(fā)展趨勢,激發(fā)學(xué)習(xí)專業(yè)知識和技能的興趣。

(2)全面性。觀摩展會與實習(xí)具有互補性,實習(xí)現(xiàn)場看到的設(shè)備往往是少量的、片面的,而展會展出的設(shè)備一般比較齊全,有助于學(xué)生對本專業(yè)全面的了解。

(3)費用低廉。組織看展會的費用包括路費、學(xué)生及教師的補助,其成本低于現(xiàn)場參觀實習(xí)的費用。

(4)效果生動。教師現(xiàn)場講解,或請展出單位進行講解,形象生動具體,教學(xué)效果大大超出單純的課堂授課。基于以上考慮,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院經(jīng)過研究發(fā)布了本教〔2008〕002號《關(guān)于將觀摩大型專業(yè)展覽列入學(xué)生教學(xué)環(huán)節(jié)的通知》的文件,對將觀摩大型專業(yè)展覽列入本科教學(xué)課程之中進行了嘗試.

例如結(jié)合課程《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》,組織測控和機械專業(yè)學(xué)生參觀了在北京中國國際展覽中心舉行的“2008年第五屆中國國際數(shù)控機床展覽會”,組織測控、機械專業(yè)學(xué)生參觀了在北京中國國際展覽中心舉行的“第12屆國際現(xiàn)代工廠/過程自動化技術(shù)與裝備展覽會”,組織材料專業(yè)學(xué)生結(jié)合《熱處理原理與工藝》、《材料加工工程》、《無機非金屬材料》等課程,參觀了在北京中國國際展覽中心舉行的“2008第五屆北京國際鑄造·鍛造展覽會”和“2008第五屆中國北京國際熱處理、工業(yè)爐及耐火材料展覽會”。

參觀之前向?qū)W生布置一些思考題,參觀時由授課教師向全體同學(xué)作集體講解,讓學(xué)生帶著問題去參觀。通過展覽參觀,學(xué)生普遍反映收獲很大,不僅獲得了與本專業(yè)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備的感性認識,而且提高了對前沿技術(shù)及產(chǎn)品的認識,激發(fā)了對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣,明確了今后努力的方向,同時為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)也將起到一定的促進作用。目前,學(xué)院已把這種教學(xué)方式加以改進和提高,使其成為常態(tài)化的教學(xué)內(nèi)容。

3.2 加強實驗室建設(shè),體現(xiàn)煤礦機電特色,創(chuàng)新實驗?zāi)Ｊ?/h3>

實驗教學(xué)是高等教育的重要教學(xué)環(huán)節(jié),良好的實驗室條件是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)。國內(nèi)外著名高等學(xué)府無一例外都十分重視實驗室條件建設(shè),大多數(shù)的科學(xué)與技術(shù)研究成果也出自實驗室。從歷史上看,全國煤炭高等院校歷來都很重視實驗室建設(shè),20世紀五、六十年代,中國礦業(yè)大學(xué)的前身——北京礦業(yè)學(xué)院各專業(yè)都有相當(dāng)規(guī)模和水平的專業(yè)實驗室,其實驗設(shè)備在當(dāng)時十分先進,在培養(yǎng)學(xué)生中起到了極為重要的作用。隨著近年來煤礦技術(shù)水平的迅速提高以及本科生擴招,實驗室條件已不能滿足教學(xué)的需要。解決此問題的根本方法是加大實驗室建設(shè)投入力度,使實驗條件處于本專業(yè)的領(lǐng)先地位,并在此基礎(chǔ)上改進實驗教學(xué)模式,提高實驗教學(xué)效果,改進的方面如下。

(1)建設(shè)煤礦大型機械設(shè)備實驗教學(xué)平臺,提高學(xué)生煤礦機電專業(yè)背景的實驗質(zhì)量。傳統(tǒng)上煤礦行業(yè)的機電專業(yè)學(xué)生都有較長時間的煤礦現(xiàn)場實習(xí),但隨著煤礦安全的要求日益嚴格,本科生的井下實習(xí)也日益困難。為了保證煤礦機電特色,使學(xué)生獲得煤礦機電的專業(yè)知識背景,建設(shè)了煤礦大型機械設(shè)備實驗教學(xué)平臺,主要包括以下幾部分:綜采工作面實驗教學(xué)系統(tǒng);掘進工作面實驗教學(xué)系統(tǒng);典型液壓支架實驗教學(xué)系統(tǒng);主副井提升實驗教學(xué)系統(tǒng)。該實驗平臺的建成使學(xué)生在實驗室可以直接感受煤礦主要大型機械設(shè)備的全部運行動作,并且可以在仿真操作臺上進行操作。不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,而且使學(xué)生真正有動手操作采煤設(shè)備的機會,將書本上的理論聯(lián)系到生產(chǎn)實際,大大提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。

(2)建設(shè)有礦山特色的電氣實驗中心,創(chuàng)新實驗教學(xué)模式。近年重點建設(shè)的電氣實驗中心在原有基礎(chǔ)上新建3個專業(yè)分實驗室:現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗室、礦井供電實驗室和現(xiàn)代傳感與檢測技術(shù)實驗室。實驗內(nèi)容保證了全校電工電子類課程的需要,同時也反映了煤礦機電專業(yè)特色。實驗中心實行開放式管理,為大學(xué)生的日常創(chuàng)新活動和參加各類競賽提供了良好的科研訓(xùn)練環(huán)境和實驗平臺。每年都有國外大學(xué)生在中心參加科研創(chuàng)新活動的同時進行技術(shù)交流。利用此實驗平臺,大學(xué)生們在各類電子大賽中獲得了多項獎項。2008年電氣實驗中心申報北京市實驗教學(xué)示范中心并獲得通過,成為中國礦業(yè)大學(xué)(北京)唯一的市級實驗教學(xué)示范中心。

3.3 與校外企業(yè)加強聯(lián)系,建設(shè)長期穩(wěn)定的校外人才培養(yǎng)基地

由于市場競爭日益激烈以及安全等問題,近年來企業(yè)接受本科學(xué)生實習(xí)的難度也日益增大,這對安排學(xué)生實習(xí)十分不利,因此,尋找穩(wěn)定可靠、高質(zhì)量的實習(xí)基地是提高實習(xí)效果的關(guān)鍵之一。

經(jīng)過長期精心組織和建設(shè),2009年中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院的實習(xí)基地——中煤北京煤礦機械有限責(zé)任公司(原北京煤礦機械廠),被批準為北京市高等學(xué)校市級校外人才培養(yǎng)基地。北京煤機廠設(shè)有專用鐵路運輸線,集液壓支架研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)為一體,具有獨立的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)和雄厚的生產(chǎn)加工能力,是國內(nèi)生產(chǎn)液壓支架規(guī)模最大、實力最強的專業(yè)廠家之一,是中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院學(xué)生理想的實習(xí)基地。該基地的建成,為中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院學(xué)生進行穩(wěn)定、高質(zhì)量的實習(xí)創(chuàng)造了有利的條件。

3.4 積極組織學(xué)生的創(chuàng)新實踐活動,鼓勵參加各類大賽

開展的多種層次的創(chuàng)新實踐活動是配合研究型本科教學(xué)的重要組成。在教育部、學(xué)校、學(xué)院三級的創(chuàng)新實驗計劃中,學(xué)生可根據(jù)自身的情況結(jié)合導(dǎo)師的課題進行創(chuàng)新課題研究。許多學(xué)生在本科階段就能寫出一定水平的學(xué)術(shù)論文并在較高層次的刊物上公開發(fā)表。此外,鼓勵學(xué)生參加各類大賽,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。近年來,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院學(xué)生獲得了包括首都高校機械創(chuàng)新大賽一等獎、北京市大學(xué)生電子設(shè)計競賽一等獎等獎項,說明學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力都有了較大程度的提高。

4 實踐教學(xué)效果

經(jīng)過近幾年在實踐教學(xué)方面的努力,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院本科生實踐教學(xué)效果得到了顯著提高,對煤礦機電生產(chǎn)背景有了更深層次的理解,動手操作能力也有了更大的提高,學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)及就業(yè)競爭力顯著提升,學(xué)生及家長對學(xué)校的滿意度也有較大的提高。

(責(zé)任編輯 張艷華)

Research and exploration on practical teaching in electromachanical of coalmine

Zhang xi,Wu miao
(School of Mechanical and Information Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Haidian,Beijing 100083,China)

Practical teaching is a signification part in higher education.The background and features of coalmine and electromechanics course in the bachelor degree is stated in this thesis.Meanwhile the experiences of innovation and exploration in practical teaching is summarized,mainly from three aspects:construction guidelines,specific measures and construction effects.

practical teaching,coalmine electromechanical,innovation

TD-4

B

張晞(1966-),男,博士,副教授,現(xiàn)任中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機電與信息工程學(xué)院教學(xué)副院長。