礦井入課堂　教學(xué)情景化

白耀鵬

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?礦井入課堂;教學(xué)情景化;虛擬仿真

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2020）03-0228-02

一、實(shí)施背景

按照《關(guān)于實(shí)施國家中等職業(yè)教育改革發(fā)展示范學(xué)校建設(shè)計(jì)劃的意見》教職成[2010]9號文件的要求教學(xué)模式改革，以適應(yīng)職業(yè)崗位要求為導(dǎo)向，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，著力促進(jìn)知識傳授與生產(chǎn)實(shí)踐的緊密銜接。創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建具有鮮明職業(yè)教育特色的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。創(chuàng)新教學(xué)方式，深入開展項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、場景教學(xué)、模擬教學(xué)和崗位教學(xué)，通過數(shù)字仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等信息化方式，優(yōu)化教學(xué)過程，增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)踐性、針對性和實(shí)效性，提高教學(xué)質(zhì)量。

由于煤炭行業(yè)的特殊性，學(xué)校很難在課堂上實(shí)現(xiàn)大型設(shè)備的操作，也很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生對真實(shí)工作崗位的感受，因此需要在教學(xué)模式上進(jìn)行改革。為了使我們培養(yǎng)出的學(xué)生既具有一定的安全意識，又具有嫻熟的崗位操作技能，我們必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實(shí)施場景教學(xué)、崗位教學(xué)。所以，引入現(xiàn)代信息技術(shù)手段，通過數(shù)字仿真，虛擬現(xiàn)實(shí)，為學(xué)校教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變提供可靠的技術(shù)保證。

二、主要目標(biāo)

（一）培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)崗位核心能力

通過三維實(shí)景仿真軟件的使用，學(xué)生可以身臨其境地進(jìn)行崗位操作，從而提高學(xué)生的崗位操作能力。

（二）提高學(xué)生安全意識，增強(qiáng)學(xué)生安全技能

井下三維實(shí)景仿真軟件具有安全培訓(xùn)及事故模擬功能，可以通過趣味性地解讀安全規(guī)范，讓學(xué)生充分理解安全生產(chǎn)規(guī)章制度，通過震撼的事故回溯仿真，讓學(xué)生牢記煤礦安全事故生的原因、相應(yīng)的處理辦法及安全操作的重要性，全面提高學(xué)生的安全意識，增強(qiáng)學(xué)生的安全技能。

（三）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率

針對技工學(xué)校學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)生動(dòng)活潑且能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的情景化教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合，優(yōu)化教學(xué)過程，提高課堂教學(xué)效率。

三、實(shí)施過程

（一）校企合作，共同開發(fā)

1.深入調(diào)研，確定方案

根據(jù)企業(yè)對職業(yè)崗位能力的要求，學(xué)校與陽煤集團(tuán)技術(shù)中心、陽煤集團(tuán)新景礦通力合作，深入開展調(diào)查研究，以學(xué)校校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地——陽煤集團(tuán)新景礦井下職工培訓(xùn)基地為原型，將真實(shí)的場景進(jìn)行可視化再現(xiàn)，確定了煤礦采掘電鉗、井下機(jī)電、礦井通風(fēng)、礦井運(yùn)輸四個(gè)專業(yè)三維實(shí)景仿真教學(xué)軟件及大型設(shè)備模擬操作系統(tǒng)的項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃方案。

2.多方配合，開發(fā)軟件

三維實(shí)景仿真教學(xué)軟件開展需要確鑿的勘測勘探數(shù)據(jù)和資料，學(xué)校按照職業(yè)崗位能力標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目制作課件腳本，陽煤集團(tuán)技術(shù)中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和技術(shù)資料的提供，陽煤集團(tuán)新景礦負(fù)責(zé)礦井實(shí)景的拍攝和職業(yè)崗位能力標(biāo)準(zhǔn)的制定，重慶博菲特科技公司、西安和利德軟件開發(fā)公司負(fù)責(zé)軟件的開發(fā)制作。學(xué)校圍繞采掘電鉗、井下機(jī)電、礦井通風(fēng)、礦井運(yùn)輸四個(gè)專業(yè)的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，按照煤礦井下各崗位職業(yè)能力的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了井下培訓(xùn)基地虛擬仿真系統(tǒng)、煤礦三維數(shù)字沙盤教輔系統(tǒng)、煤礦特殊工種“手指口述”動(dòng)漫系統(tǒng)、新景礦三維虛擬仿真教學(xué)演示系統(tǒng)、四大工種模擬操作系統(tǒng)、煤炭專業(yè)主干課程仿真教學(xué)系統(tǒng)、656個(gè)多媒體三維動(dòng)畫課件。（見下圖）

（二）虛擬仿真，創(chuàng)新模式

1.圍繞教學(xué)目標(biāo)，開展教學(xué)活動(dòng)

教師可以根據(jù)每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)用三維實(shí)景仿真教學(xué)軟件對井下工作環(huán)境中的各種崗位操作進(jìn)行模擬，比真實(shí)的崗位實(shí)踐教學(xué)更加靈活，針對教學(xué)內(nèi)容，融入項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、場景教學(xué)、模擬教學(xué)、崗位教學(xué)等多種教學(xué)形式，提升教學(xué)效果，讓學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境中熟悉崗位操作流程、操作技能。例如應(yīng)用“電梯系統(tǒng)”的物理引擎模塊，可讓學(xué)生體驗(yàn)乘坐罐籠下井的全過程。同時(shí)設(shè)計(jì)了導(dǎo)航、空間切換、相機(jī)定位、演示動(dòng)畫、臨場觸發(fā)、光線調(diào)節(jié)等諸多功能。

2.寓教于樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

教師會(huì)依據(jù)逼真的三維實(shí)景模型，讓學(xué)生“身臨其境”地漫游整個(gè)基地巷道內(nèi)的各個(gè)培訓(xùn)區(qū)，體驗(yàn)井下工作環(huán)境，獲得感性認(rèn)知。通過這種寓教于樂的體驗(yàn)方式，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.情景再現(xiàn)，提高安全意識

煤礦特殊工種“手指口述”系統(tǒng)，通過仿真動(dòng)漫來詮釋和演繹崗位工種的操作要領(lǐng)及行為規(guī)范。通過對礦井安全事故案例的回溯仿真，結(jié)合礦井三維虛擬場景，開展虛擬演練及安全培訓(xùn)，再現(xiàn)事故案例與分析的情景培訓(xùn)新方式，在對事故回溯和仿真的基礎(chǔ)上，分析事故原因，總結(jié)防范措施、吸取事故教訓(xùn)，達(dá)到安全警示教育的目的。

4.實(shí)戰(zhàn)演練，強(qiáng)化實(shí)操能力

三維仿真模擬系統(tǒng)包含理論培訓(xùn)和實(shí)戰(zhàn)操作培訓(xùn)兩個(gè)培訓(xùn)模塊，可以提供基于礦井實(shí)景的人機(jī)交互演練，教師可以安排學(xué)生在課后選擇順序模式或自由模式有針對性地對某項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，有利于提升學(xué)生的崗位操作能力和安全防范意識。

5.邊用邊改，完善系統(tǒng)功能

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們邊用邊改，不斷完善，通過教學(xué)的使用和學(xué)生的體驗(yàn)，廣泛征求師生意見，根據(jù)教學(xué)效果、教師的建議和學(xué)生的感悟及時(shí)修改、不斷完善，取得了良好的建設(shè)效果。三維仿真系統(tǒng)的開發(fā)，創(chuàng)新了教學(xué)手段，變革了以往的教學(xué)模式，真正實(shí)現(xiàn)了“礦井入課堂，教學(xué)情景化”。

四、保障措施

（一）組織保障

為了保障項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行，成立了由學(xué)校校長為組長，陽煤集團(tuán)技術(shù)中心副主任、陽煤集團(tuán)新景礦副礦長為副組長，學(xué)校專業(yè)帶頭人、骨干教師、陽煤集團(tuán)技術(shù)中心工程技術(shù)人員、陽煤集團(tuán)新景礦工程技術(shù)人員為成員的項(xiàng)目建設(shè)工作組，制定了相應(yīng)的工作制度，簽訂了校企合作三方協(xié)議書，明確了各自的職責(zé)要求，保證了項(xiàng)目建設(shè)的順利實(shí)施。

（二）師資保障

學(xué)校有一批具有專業(yè)能力、信息化素養(yǎng)、課程開發(fā)能力的教師隊(duì)伍，保障了軟件的開發(fā)和使用。

（三）資金保障

在資金上學(xué)校按照示范校建設(shè)項(xiàng)目資金管理辦法和示范校建設(shè)項(xiàng)目資金使用計(jì)劃撥付資金，保障了建設(shè)項(xiàng)目的有效實(shí)施。

五、實(shí)施效果

（一）教學(xué)效果顯著提升

三維仿真模擬系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的實(shí)景化、現(xiàn)場化、直觀化，利用鼠標(biāo)控制行走方向、鍵盤控制行走，以多種視角對井下環(huán)境進(jìn)行多維度的學(xué)習(xí)和認(rèn)知，優(yōu)化了教學(xué)過程，提高了教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的崗位操作能力。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng)，安全意識明顯提升

學(xué)生通過身臨其境、親自操作、協(xié)同作業(yè)，完成各項(xiàng)操作任務(wù)，就如同開展一項(xiàng)游戲活動(dòng)，輕松自如，學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率明顯提高，安全意識明顯提升。

（三）教學(xué)成績碩果累累

三維仿真操作系統(tǒng)的運(yùn)用，使學(xué)生的事故防范意識和崗位操作技能均得到了大幅提高，學(xué)生的“雙證”取證率由過去的90%提高到98%;在2014年山西省舉辦的第八屆職業(yè)院校技能大賽中，6名同學(xué)分別獲得綜采電氣維修和煤礦瓦斯檢查項(xiàng)目二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng);在2014年中國煤炭協(xié)會(huì)舉辦的“江蘇煤安杯”第三屆全國煤炭職業(yè)院校技能大賽中，3名學(xué)生獲得了采掘電鉗維修三等獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng)。

六、體會(huì)與思考

結(jié)合煤炭行業(yè)特點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，通過教學(xué)模擬仿真技術(shù)，把“礦井”搬到了課堂，學(xué)校專業(yè)教學(xué)就能實(shí)現(xiàn)場景教學(xué)、崗位教學(xué)，教學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐性、針對性和實(shí)效性大大增強(qiáng)，學(xué)校教學(xué)改革的方向進(jìn)一步明確。煤炭特殊行業(yè)的專業(yè)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)“工學(xué)結(jié)合、崗位教學(xué)”，就必須充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的根本轉(zhuǎn)變。兩年的探索和實(shí)踐告訴我們：（1）教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的根本，課堂教學(xué)質(zhì)量的提高是學(xué)校教學(xué)永恒的主題。只有結(jié)合專業(yè)和學(xué)生的特點(diǎn)，不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，才能提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才。（2）實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，教師是關(guān)鍵，教師必須具有先進(jìn)的現(xiàn)代職業(yè)教育理念，能很好地把握項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、“做學(xué)教”一體化等先進(jìn)的教學(xué)方法，同時(shí)具有教育教學(xué)的研究能力和現(xiàn)代信息技術(shù)素養(yǎng)。