高職“煤礦流體機械安裝與運行維修”課程教學改革

王亞娟，李 智，郭 媛，李耀龍

（1.陜西能源職業技術學院 機電與信息工程學院，陜西 咸陽 712000；2.榆林神華能源有限責任公司 青龍寺煤礦分公司，陜西 神木 719315）

“煤礦流體機械安裝與運行維修”（以下簡稱“流體機械”）是機電一體化技術專業的一門核心課程，是職業能力培養的必修課程。在實際教學過程中，“流體機械”課程沿用傳統的單向授課為主，課程開發自主靈活性不夠，學生領悟接受能力差，課程注重理論知識的系統性，對學生實操環節的訓練不夠[1]。此外，學生參與度較低，知識的學習與實踐不連貫導致學生學習興趣不高、知識掌握不扎實。機電一體化技術專業是2016年陜西高職創新發展行動計劃骨干專業，基于骨干專業建設對“流體機械”課程的要求，結合實際情況，陜西能源職業技術學院機電與信息工程學院對“流體機械”課程積極進行教學改革實踐，基于調研進行人才培養目標重構，根據需要增刪教學內容，構建層次化考核方式，探索多樣化教學模式，提高了教學效果，提升了學生學習的積極性和主動性。

一、“煤礦流體機械安裝與運行維修”課程教學改革設計

1.培養目標

“流體機械”課程的初始培養目標主要是面向煤礦生產企業和煤礦機電設備生產企業的操作工和維修工，要求掌握離心式水泵、軸流式通風機等流體機械的基本操作和維護。以市場為導向，以人才供求為風向，以高職院校教育發展水平和學生特點為依據，及時調整人才培養目標。經過調研發現，企業越來越注重職業素養的要求，因而將職業素養要求加入培養目標中，并綜合考慮畢業生就業情況，以及在校生期待崗位、教師期望崗位、企業專家建議崗位，重新修訂人才培養目標。

2.課程結構

由于教材更新速度比企業新設備新知識滯后，在指導學生學習和實踐環節中，教材已然變成一把“雙刃劍”。“流體機械”課程知識結構比較復雜，知識點多，課時有限，因而需要對知識點和技能點進行梳理；且該課程的講授環節與實踐環節相分離，導致學生實踐效果不佳。因此，設計講授與實踐串聯的課程結構，通過教師的基礎教學和學生的實訓操作將知識點連接起來，實現各自主導、緊密配合、知識傳遞、能力應用的目的。

3.教學方法

教學方法是教師對知識傳授的構建方式，在傳統課堂教學中，教學內容固定，教學方式單一，學生比較被動。根據“流體機械”課程內容，改變教學方法，綜合運用案例教學、數字化教學、模塊化教學、理實一體化教學等方法，增加教學互動，提高學生專注力，彌補教學內容的枯燥，提高學生學習的主動性。

4.教學手段

教學手段是在教學過程中使用的教學方法，隨著信息化技術的發展，教學手段隨之發生變化。信息化教學、微課等形式的教學手段改變了傳統教學模式，提升了學生學習“流體機械”課程的興趣。另外，知識朝著多學科融合的方向發展，因而教學手段的有效利用也能開闊學生視野，增加學習的趣味性。

5.考核方式

教師對學生的考核不僅僅追求評價的結果，更要將評價過程納入評價體系，鼓勵學生重視學習過程中自身能力和綜合素質的提升[2]。一是評價指標多元化，不再單一的依靠平時表現、考試、作業三個維度體現學習結果；二是依據教學內容的難易程度，注重過程考核比重，強調學生動手能力所占分值；三是引入創新思維考核，著力培養學生獨立思考、自主學習、創新思維的能力。

二、“煤礦流體機械安裝與運行維修”課程教學改革實踐

1.調研煤炭企業，更新培養目標

神東煤炭集團是中國神華能源股份有限公司的核心煤炭生產企業，擁有19個礦井，整體產能超過2億t。我們走訪調研了神東煤炭集團下屬的補連塔、大柳塔、青龍寺、錦界等煤礦，內容涉及行業發展、人才培養、崗位目標、專業課程等方面。在原人才培養目標的基礎上，高職學生除了要具備扎實的基礎知識外，企業還要求具備吃苦耐勞、甘于奉獻、團隊協作的工匠精神，以及具備自我提升、注重學習的職業素養，同時要求具有較強的實踐能力。

根據高職畢業生就業崗位、在校生期待崗位、教師期望崗位、企業專家建議崗位聯合調研結果，“流體機械”課程目標崗位見表1。“流體機械”課程目標崗位呈現上升型動態的變化規律（見圖1），即高職學生基本目標崗位是設備操作、設備調試維護，經過培訓后的目標崗位是設備安裝、設備技術管理，經過工作提升的目標崗位是生產管理。這樣有利于根據學生的職業素養及對知識的掌握程度，靈活機動地改變“流體機械”課程目標崗位的要求。

表1 “流體機械”課程目標崗位

圖1 “流體機械”課程目標崗位變化規律

2.整合教學資源，調整課程結構

由于教材的編寫費時費力，更新速度慢，因而需要根據企業使用煤礦流體機械設備的型號，參照其使用說明書、維護保養手冊等深入淺出地編寫講義，著重體現原理、操作與維修。以該課程教材《排水設備的安裝與運行維護》章節為例，經過調研發現，教材中的設備型號與現場使用的設備型號一致，因而排水設備型號保持不變；根據現場實際需要刪除教材中設備安裝部分的內容，還需要增加控制部分的學習內容（見表2）。

表2 “流體機械”課程教材更改內容（以青龍寺煤礦核定生產能力300萬t/a為例）

“流體機械”課程實訓周原來主要是在學期末（或根據實驗室占用情況）集中實訓兩周，教學改革之后，把技能點的實訓安排在基礎課程的知識點之后，即完成知識點的學習后緊跟實訓環節的學習，這對于鞏固教學效果、鍛煉學生動手能力有著積極的作用。

3.引入多種教學方法，豐富課程內容

（1）案例教學。“流體機械”課程與煤礦行業聯系緊密，而煤礦安全生產是煤礦企業的生命線，一次安全事故的發生對于煤礦企業吸取教訓、樹立安全意識、防止事態發生有著非常重要的作用。案例教學能生動直觀地再現情境，通過照片或視頻讓學生深刻感受到安全事故造成的危害，增加教師與學生、學生與學生之間的互動，使學生理解和掌握知識點與技能點[3]。教師應搜集與“流體機械”課程對應的煤礦通風、礦井防治水、礦區主要災害防治等案例，客觀地反映由于設備使用、操作不當及人員疏忽等因素導致的安全事故，在講授理論知識點時，加入案例教學。以通風機案例教學為例，針對黑龍江七臺礦和孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故，查找原因，總結教訓，且要求學生看懂通風、反風系統圖。

（2）模塊化教學。模塊化教學是按照模塊化的構想和原則設計一套教學體系，按照培養目標要求對教學內容分解，使之成為相對獨立的模塊[4]。對該課程教材《壓氣設備的操作與維護》章節進行模塊化教學設計，按照所需分為基礎知識、運行調節、內部結構、日常維護、啟停操作等模塊。螺桿式空壓機計劃分配課時為14學時，其中基礎知識占2個學時，主要講授空壓機的作用，了解空壓機的分類及原理等知識點；結構運行知識占10個學時，主要講授螺桿式空壓機的結構組成和運行調節，要求學生掌握螺桿式空壓機的組成部分及作用；維護操作占2個學時，主要學習螺桿式空壓機的啟停操作與故障排除。該章節模塊學習完成后，學生到企業能勝任螺桿式空壓機的操作工等崗位。通過模塊化教學，教學內容層次上更加清晰，彼此之間有聯系但又相對獨立。

（3）數字化教學。在數字化資料庫內，建有“流體機械”課程的簡介、標準、大綱、電子教案、CAI課件、電子教材、學習指導書、實驗實訓指導書、自測試題庫、考核標準、考核方法、頂崗實習要求等內容，使學生對課程體系、課程內容、教學要求一目了然。同時，根據需要還編制了“主通風機司機”“礦井泵工”等工種的可視化仿真實訓軟件，彌補了由于煤礦不便于講解井下設備的不足。通過運用數字化教學資源，極大地方便了學生線下的學習，生動地再現和模擬了生產場景，讓學生身臨其境感受現場氛圍，以數字化教學模式培養學生的創新意識和創新能力[5]。

（4）理實一體化教學。在“流體機械”課程中采用理實一體化教學是一種行之有效的教學方法，通過充分調動和激發學生學習興趣，使學生在教中學、做中學、邊教邊學邊做，理論和實踐相互交替進行，以突出學生動手能力的培養為目的[6]。以該課程教材《排水設備的安裝與運行維護》章節為例，從水泵結構入手，了解水泵的啟動與日常維護，為掌握水泵的維修，增加對水泵結構的認識，加入水泵拆裝環節，通過動畫演示水泵拆裝順序，講解拆裝注意事項，讓學生自己動手拆裝水泵，在拆裝過程中，對學生提問，讓學生回答各個部件的名稱及作用，最后讓學生說出拆卸的順序及拆裝過程的難點，現場演示水泵的裝配順序。通過教學生拆裝水泵，讓學生實習拆裝水泵，從而激發了學生學習水泵操作與維修的興趣，有效地提高了學生的學習效果，為學生后續到企業操作維修排水設備打下了堅實基礎。

4.多種教學手段交替進行，提升學習效果

（1）多模式信息化教學。除了QQ、微信、微博、網絡資源外，在教學過程中還可充分利用手機實現學生與教師的實時溝通，典型的連接平臺有Kahoot，Socrative等軟件。以Kahoot軟件為例，教師利用Kahoot軟件在線開展游戲化測評，在課堂上進行討論，測試教學效果，開展調查問卷，及時公布成績，方便、快捷、高效地組織課程，將學生、課堂、教師有機聯系起來。目前，國內用得比較多的軟件有清華大學教師研發的雨課堂，通過在“流體機械”課程中采用雨課堂，學生上課通過掃描二維碼，省去了點名的時間，教師可省時省力地掌握學生到課情況，還能進行課前推送PPT，督促學生做好預習，通過課中測驗掌握學生學習知識點的情況，學生還可標記懂或不懂供教師查看課堂學習情況。多模式信息化教學大大提升了課堂教學的互動性和趣味性，有利于調動學生的積極性和學習的主動性。

（2）多學科融合教學。近年來，由計算機技術、自動化技術、信息技術和傳統制造業相結合而產生的現代制造技術發展迅猛，以精密化、智能化、自動化、高效化、信息化、集成化為特色的現代制造技術在“流體機械”課程改革中占有一席之地，因而需要將現代制造技術融入教學中。以螺桿式空壓機為例，螺桿式空壓機的核心構件就是螺桿，其原理就是通過螺桿的嚙合實現氣體的吸入、壓縮和排出，而螺桿的運行在實操環節是封閉的，且結構復雜，體積大、價位高，不便于存放。對于螺桿實體，可借助三維繪圖軟件畫出螺桿的結構，利用3D打印技術打印出螺桿模型，具有方便、快捷、高效、低廉的優點。3D打印機打印螺桿模型還可在課堂上演示，增加了課堂學習的趣味性。

5.考核方式多元化

根據“流體機械”課程各章節課時權重分配、考核重點層次差異，結合教學方法進行綜合評價，加入創新思維理念，對兩個章節的考核方式及權重進行比較，結果見表3。

表3 “流體機械”課程兩個章節的考核方式及權重

6.教學改革成效

陜西能源職業技術學院2015級機電一體化技術專業實施“流體機械”課程教學改革，改革成效顯著。

（1）提高了學生學習的積極性和主動性。課前通過信息化教學方式，推送視頻及學習資料等讓學生提前預習相關資料；課中對比分析，標記難易程度，提高了學生的課堂參與度；課后線下適時提交作業，實現了網絡實時傳遞糾錯，由以教師為主講轉變為以教師為主導，學生成為學習的主人。比較分析“流體機械”課程教學改革前后教學效果，結果顯示，2015級學生成績明顯好于2014級學生，如圖2所示。

（2）提升了學生掌握知識和技能的能力。多方式變革課程教學，使得學生的動手能力、理論聯系實際的能力、溝通能力、創新和探究能力得到了很大程度的鍛煉和加強；考核模式多樣化不再需要學生將精力放在期末進行突擊復習考試，而能在平時做到學中考、考中學，注重平時對知識的積累和學習。

圖2 教學改革前后教學效果比較

（3）提高了教師的教學水平。教師采用多種教學方法，可多層次多角度地提升教師的職業能力和專業素養。所謂教學相長就是教師通過不同的教學方法，找到能提升學生認知的方式，對提高教師的教學能力也是一種行之有效的方式。

三、“煤礦流體機械安裝與運行維修”課程教學改革應注意的問題

1.開發創新思維

通過營造寬松的學習氛圍，將創新理念有意識地加入講授和互動中。鼓勵學生學習課外知識，開發學生創新思維，教會學生學習的方法，而不僅是單純灌輸理論知識，同時注重理論知識與實踐的結合。

2.注重知識的應用與學習

數字化礦井發展非常迅速，教師要主動、有意識地搜集前沿知識和信息，更新知識結構，同時做好調研工作，有效利用資源做好信息化教學，引導學生對知識的深度和廣度的學習，在教與學的過程中讓學生真正理解和掌握好技能。

3.發揮過程化教學作用

在教學過程中，動態地展示教學成果，逐步引導學生思考，導入情境，將產生良好的教學效果。另外，在教學環節中，由淺入深的提問，多討論而非灌輸，多關注章節之間知識點的聯系，適時地進行總結和補充非常必要。多觀察學生的動態和課堂教學效果，對于閉環教學是必不可少的。

[參 考 文 獻]

[1]龐明軍，高光藩，張琳.工程教育背景下過程流體機械課程教學方法的探索與改革[J].中國教育技術裝備，2015（2）：105-107，113.

[2]曹起武.高職“數據庫應用”課程翻轉課堂教學模式的構建與實踐[J].溫州職業技術學院學報，2017（1）：87.

[3]安世遨.基于案例的大學對話教學模式設計與應用策略[J].中國高教研究，2017（3）：83-87.

[4]戴亦軍，何偉，袁生，等.模塊化微生物學實驗課教學體系的探索與實踐[J].微生物學通報，2015（9）：1809-1816.

[5]郝增明.數字化學習過程評價的客觀指標[J].現代遠距離教育，2004（2）：47-48.

[6]王超.理實一體化教學在高職“液壓與氣壓傳動”課程教學改革中的探索與實踐[J].北京工業職業技術學院學報，2017（2）：73-76.