《礦山機械》教學研究與實踐

蘇暢 嚴灼

摘要：針對《礦山機械》課程實踐性強，采礦工程專業學生學習本課程的積極性不高、機械基礎知識薄弱的特點，在教學內容的組織、教學方法的運用和成績考核等方面作了具體的探討和闡述，旨在提高《礦山機械》課程的教學質量[1]。

關鍵詞：礦山機械；采礦工程；教學方法；教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）45-0218-02

《礦山機械》課程作為采礦工程專業的主干課程和專業必修課，課程內容涵蓋采掘機械、支護設備、運輸機械和流體機械等礦山機械設備的用途、工作原理、結構、性能和選型方法等方面。學時少，教學內容多的矛盾。而煤炭行業從2013年到2016年持續走低，煤炭企業遇到了前所未有的嚴峻困難，用人量驟降[2]。這些現實情況導致學生學習情緒不高。采礦工程專業的學生機械知識基礎較薄弱，本門課程實踐性又很強，因此，如何調動學生的學習情緒，讓學生在很少的學時里掌握該門課程的知識，適應當前煤炭行業發展需要，是老師在教學過程中要認真思考的問題。

一、課程特點及教材使用

礦山機械課程是研究礦山機械設備的綜合性課程。該課程以煤礦“采、掘、支、運”設備為重點，主要講授機械設備的基本結構性能、工作原理、選型和機械設計計算及電氣控制原理等知識。通過本課程的學習及實驗，使學生對礦山機械的作用、工作原理、使用方法有比較全面、系統的了解，掌握所學機械設備的結構，為學生畢業后到礦山工作打下良好的基礎。由于本課程具有較強的綜合性和實用性，應以“機械設計”、“流體力學”、“工程制圖”等專業基礎課程為前置課程。

《礦山機械》一書由中國礦業大學李炳文教授主編，中國礦業大學出版社出版，是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，該教材全面介紹了目前我國煤礦通用的采掘機械、支護設備、運輸提升設備和流體機械等礦山機械設備的工作原理、結構、性能及選型方法；同時，還介紹了國內外先進的礦山機械設備和技術。該教材作為目前我國礦山機械較好的教材之一，一直為本校所采用。

二、教學方法與手段的改革

1.課堂授課內容組織上。（1）注重基礎知識。由于采礦工程專業的學生機械知識基礎較弱，對機械工程學科知識體系沒有完整的概念，因而在授課過程中，首先以講述設備的結構簡圖為基礎，通過分析設備原動機、工作機構和傳動系統，引出機械設備的總體結構。例如，在講采掘機械概述時，結合《煤礦開采學》為同學講授采煤工藝，講解煤礦所用到的八大設備及其作用，即采煤機械、支護設備、掘進機械、運輸機械、提升設備、通風設備、壓氣設備和排水設備，使得學生對煤礦設備具有一個總體上的把握，深刻了解了本門課程所講述的采掘機械在煤礦設備中的地位和作用，對于采礦工程專業學生來說，本課程教學目標是深刻理解和掌握這門課程的基本概念、基本理論和基本結構，因而在教學內容上，對一些難點問題和非重點章節不講或略講，有些容易理解的部分可以布置學生課下自學。例如講解泵與風機時，重點講解流體靜力學的知識就夠了，而流體動力學可以略講。做到重點突出。（2）注意前后知識點關聯。將前后關聯內容有機的組織成整體講授，注意前后內容的銜接和呼應。采煤機、液壓支架、刮板輸送機在內容上是相對獨立的三個篇幅。作為一門課程體系，只有綜合講述，才能使學生全面了解綜采工作面“三機配套”，才能引導學生思考“三機”生產能力配套、“三機”性能配套、“三機”幾何關系的配套和“三機”使用壽命配套等等。在講解礦井提升設備的鋼絲繩時，筆者會引導學生回顧吊掛式帶式輸送機的結構特征，通過講述提升機磨損后的鋼絲可以用做吊掛式帶式輸送機機架，讓同學加深礦山各機械設備雖看似相對獨立，但又是相互聯系整體這一概念。通過回顧和啟發，這樣就把前后知識點緊密地結合起來了。

2.利用多媒體教學。在選擇確定高質量的教材和合理組織授課內容的同時，還應根據《礦山機械》課程的特點和大綱要求，形成規范的教學方案，包括教學大綱、教學課件、教學講義等。在課件的制作上充分發揮現代化多媒體教學手段的靈活新穎的優勢，使教學內容以更加直觀、生動、形象的形式呈現和表述出來，提高學生學習興趣，吸引學生的課堂注意力，擴大學生的知識面，從而達到提高課堂教學的質量和效率的目的。如在講授部分斷面掘進機時，可利用多媒體手段，播放坦克的設計加工過程及結構特征。從履帶底盤、旋轉炮塔等機構過渡到部分斷面掘進機的講解上，這在全部都是男生的采礦工程專業學生課堂上，收效甚佳。在講授放頂煤支架時，播放一段放頂開采工作過程的動畫，使學生真實、具體地感受到這一工作過程。通過以上教學手段，激發了學生的學習興趣，增強了學生的感性認識，提高了課堂教學的質量和效率。

3.將科研引入教學，培養學生創造性。由于《礦山機械》實用性強，若采取傳統的以教師為主體、按部就班地“填鴨式”的教學方法，會導致學生的學習興趣不濃厚，缺乏對實際機械結構的分析、改造和創新的能力[3]。將教師的項目引入課堂，主要優點是為學生提供一種真實的環境，提供進行分析的素材和機會，通過學習，使學生在分析問題、進行礦山機械選型設計及工作現場“小改、小革”等方面的技能訓練得到強化。例如，講授刮板輸送機時，先從限制長臂工作面開采長度的因素開始分析，帶著學生分析刮板鏈張緊方式及刮板鏈過松或過緊對中板和鏈輪的影響，最后留下開放式問題，如何采集刮板鏈張緊力，做到刮板鏈實時張緊。開放式的問題可以拓展學生探究式學習的空間，培養學生運用理論解決實際問題的能力，讓學生變被動聽講為主動參與，提高了學生理解、運用和駕馭知識的能力，激發學生主動思考積極探究的創新精神[4]。

4.充分利用仿真實驗室進行現場教學。安徽理工大學能源與安全學院建有現代化礦井仿真模型實驗室、采煤工藝模型室、模擬開拓巷道，模擬工作面，其中的機械設備基本涵蓋了《礦山機械》課程的大部分通用設備。現代化礦井仿真模型實驗室包括一座完整煤礦的地下及地面生產系統和地面生活情況，包含開拓、準備和采煤所使用的機械設備及礦井運輸系統、通風系統、排水系統等礦井主要生產系統所使用的設備等。通過對該實驗室的參觀，聲、光、電等手段，使學生對井下復雜的系統有了概括的了解，并進一步了解各型設備所處的工作環境，克服《礦山機械》課程抽象、復雜的困難。采煤工藝模型室有綜合機械化采煤、普通機械化采煤、爆破采煤和綜采放頂煤等工藝的模型，使學生對不同采煤工藝是由于支護方式不同這一概念有了更直觀的認識。在現場教學前，先讓學生思考，對即將參觀的模型和設備的疑問，從而帶著問題，有目的地觀看和學習，避免走馬觀花。現場實踐教學是《礦山機械》課程的重要環節，提高實驗室現場實踐教學的效果，可以進一步加深學生對礦山機械專業知識的理解。

三、改變考核方式

合理的考核方式一方面是對學生成績的公平評定，另一方面也能激發學生學習的積極性，通過“習題訓練、現場實習、期末考試”三位一體的考核制度，對每位學生的作業情況給出習題訓練成績，以20%的比例計入課程總成績，對學生的在現場實踐課上的表現情況和實驗報告的質量給出實習成績，以20%的比例計入課程總成績，期末考試以閉卷考核的形式，以60%的比例計入課程總成績。在習題訓練和期末考試中，部分依據生產現場條件參數，進行設備的選型設計來評估學生掌握知識的程度，使考試的內容不再全是需要死記硬背的理論知識點。將理論與實際相聯系，充分鍛煉學生的實際工作能力[5]。

綜上所述，在新的歷史環境下，《礦山機械》教學改革是一項系統工程，它不僅要求教師有較高的專業水平和高度的責任感，還應有科學的教育觀念和思想，并輔以新的教學手段和考核方式。這樣才能從學生專業出發，激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力和理論聯系實際的能力，為畢業后從事相關工作奠定了基礎。

參考文獻：

[1]趙亮.《液壓傳動與采掘機械》課程教學心得與探索[J].現代企業教育，2014，（18）.

[2]張向林.煤炭行業“黃金十年”后采礦工程本科畢業生就業對策研究[J].科技視界，2013，（34）.

[3]胡坤.《礦山機械》課程教學研究[J].中國科技信息，2010，（24）.

[4]徐亞鳳.高職項目化教學改革中存在的問題與對策研究[J].牡丹江大學學報，2015，（24）.

[5]孫文標.“煤礦開采學”教學改革研究與實踐[J].中國電力教育，2011，（16）.