疫情常態(tài)下礦物加工專業(yè)本科云實(shí)習(xí)教學(xué)新模式實(shí)踐研究

王傳真 朱 梁 孫小路 潘美玲

0 引言

礦物加工專業(yè)是一門培養(yǎng)能夠從事礦物分選分級(jí)、礦物材料加工、礦物資源綜合利用及其相關(guān)機(jī)電設(shè)備維護(hù)運(yùn)行的高級(jí)專業(yè)人才，具有專業(yè)特色明顯、專業(yè)領(lǐng)域突出、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)[1-2]。目前，我國(guó)在該專業(yè)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)在全國(guó)名列前茅，尤其是在工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐方面，更是屬于領(lǐng)先水平，典型的如介質(zhì)旋流器的創(chuàng)新及應(yīng)用。因此，礦物加工人才培養(yǎng)一直以來都是我國(guó)專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵組成之一[3-4]。

近年來，為進(jìn)一步提高工科專業(yè)人才培養(yǎng)水平，我國(guó)提出了“卓越工程師”計(jì)劃，而礦物加工專業(yè)也在其中[5]。為此，國(guó)家投入了大量人力物力，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)每年的海外實(shí)習(xí)計(jì)劃、安徽理工大學(xué)每年的國(guó)內(nèi)實(shí)習(xí)計(jì)劃等[5]。這些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)是本科生教育重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是培養(yǎng)本科生工業(yè)設(shè)計(jì)能力、工科素養(yǎng)等。然而，由于受到今年疫情的嚴(yán)重影響，各大高校均下發(fā)了停止一切本科生不必要實(shí)習(xí)的通知，因此這對(duì)本科生培養(yǎng)造成了一定的影響。為此，我們?cè)诮梃b了先進(jìn)云直播平臺(tái)技術(shù)，提出面向本科生云實(shí)習(xí)新模式的研究。

1 云實(shí)習(xí)方法

本次研究主要針對(duì)目前疫情常態(tài)下的礦物加工工程專業(yè)工廠實(shí)習(xí)中存在的問題，提出新的實(shí)習(xí)模型，并開展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐。

以騰訊課題、Zoom 和超星學(xué)習(xí)通為代表的云課堂軟件，是當(dāng)前最為常用的云直播軟件。這些軟件不僅能夠滿足日常教學(xué)過程中的PPT 展示、教師/學(xué)生互動(dòng)、點(diǎn)名和簽到等常規(guī)教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)還能夠自動(dòng)記錄教學(xué)過程，如學(xué)生上課時(shí)間、自動(dòng)生成教學(xué)錄像回放等，并且提供了教學(xué)過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，便于課后教師對(duì)教學(xué)效果的評(píng)估。因此，上述的這些軟件在疫情常態(tài)下的教學(xué)活動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。

圖1 全廠總平面布置（a）效果圖（b）航拍圖

圖2 礦物加工云實(shí)習(xí)——核心工藝環(huán)節(jié)展示

帶寬是限制云直播過程能否正常進(jìn)行的主要因素，如果帶寬不足，會(huì)造成直播過程中卡段、不流暢等現(xiàn)象，云實(shí)習(xí)效果不佳，通過前期軟件使用對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)Zoom 和超星存在的一定程度的卡頓，通過和超星客服聯(lián)系確認(rèn)，該原因是同一時(shí)間內(nèi)訪問量較多的緣故，造成了服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)堵塞。因此，為避免在云實(shí)習(xí)過程出現(xiàn)該問題，我們最終確定采用騰訊云課堂軟件進(jìn)行云實(shí)習(xí)直播。此外，該軟件還具有受眾范圍廣、軟件界面友好性強(qiáng)、兼容性高等優(yōu)點(diǎn)。

同時(shí)，為更好地為礦物加工工程專業(yè)畢業(yè)生做好工廠展示，此次實(shí)習(xí)還借助無(wú)人機(jī)（大疆Mini Mavic）航拍模式等先進(jìn)儀器，對(duì)全廠總平面布置進(jìn)行航拍。

為進(jìn)一步保障云實(shí)習(xí)效果，本次研究過程采用分步式操作。首先，在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)不同位置布置好網(wǎng)絡(luò)攝像頭和無(wú)人機(jī)；其次，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流暢測(cè)試，確保每個(gè)地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通暢；隨后通過手機(jī)端、電腦端等多個(gè)終端配合，全面展示生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)不同終端間的無(wú)縫對(duì)接；最后通過以高校教師主講、現(xiàn)場(chǎng)工程師輔助的模式，全面開展云實(shí)習(xí)。

2 云實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

2.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

在制定了詳細(xì)的云實(shí)習(xí)方案后，經(jīng)過安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、淮北礦業(yè)集團(tuán)渦北選煤廠雙方共同商定下，以渦北選煤廠工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為主體，面向材料科學(xué)與工程學(xué)院礦物加工工程專業(yè)大四畢業(yè)生開展了現(xiàn)場(chǎng)云實(shí)習(xí)。

針對(duì)渦北選煤廠開展的礦物加工工程專業(yè)云實(shí)習(xí)分為兩個(gè)部分組成。

（1）向礦物加工專業(yè)本科生詳細(xì)闡述全廠總平面圖布置（如圖1 所示）。全廠布置依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行選煤廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括辦公區(qū)（辦公樓、調(diào)度室）、生產(chǎn)區(qū)（主廠房、壓濾廠房、濃縮池、煤倉(cāng)、鐵路運(yùn)輸?shù)龋⑤o助物資區(qū)（備品備件倉(cāng)庫(kù)等）和生活區(qū)（宿舍、食堂和浴室等）。這一部分主要是綜合運(yùn)用電腦端和無(wú)人機(jī)航拍形式進(jìn)行展示。通過全廠總平面布置和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)介紹，形象的向?qū)W生展示了礦物加工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，非常有效的幫助學(xué)生理解、認(rèn)識(shí)和掌握礦物加工過程生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況。

（2）向礦物加工專業(yè)學(xué)生重點(diǎn)講解現(xiàn)場(chǎng)工藝流程設(shè)計(jì)、設(shè)備布置、土建設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)。以煤炭洗選加工過程核心工藝環(huán)節(jié)，即重介質(zhì)選煤，如圖2 所示。所謂重介質(zhì)選煤，是指通過一定密度懸浮液為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)原煤在一定分選密度條件下，精確分選成精煤、中煤和矸石等產(chǎn)品。重介質(zhì)選煤具有分選精度高、分選密度易調(diào)控、原煤適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，是我國(guó)煤炭洗選加工的關(guān)鍵核心技術(shù)，屬于國(guó)際領(lǐng)先水平。圖4 所示為三產(chǎn)品無(wú)壓超級(jí)重介質(zhì)旋流器，煤炭在該設(shè)備內(nèi)完成分選，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，是礦物加工專業(yè)的核心設(shè)備之一。對(duì)該設(shè)備的充分了解和認(rèn)識(shí)對(duì)礦物加工專業(yè)學(xué)生來說意義重大。通過云實(shí)習(xí)的方式很好地讓學(xué)生充分了解到該設(shè)備的作用。

2.2 效果評(píng)價(jià)

通過騰訊云課堂考勤模塊可以自動(dòng)生成課堂考勤記錄，其考勤結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1 所述。通過該表可以看出，在整個(gè)直播期間（120min），最高峰有158 人參與關(guān)鍵，而本校礦物加工工程專業(yè)畢業(yè)生約60 人，只占直播觀看人員的1/3。也就是說，直播受眾不僅是本校學(xué)生，還為國(guó)內(nèi)其他兄弟院校相關(guān)專業(yè)提供了云實(shí)習(xí)服務(wù)，打破了傳統(tǒng)工業(yè)實(shí)習(xí)地域上的限制。此外，在云實(shí)習(xí)結(jié)束后，許多因?yàn)檎n程沖突的學(xué)生，通過回看的方式參與了實(shí)習(xí)，這使得實(shí)習(xí)過程不受時(shí)間限制，大大提高了實(shí)習(xí)效率。

表1 礦物加工專業(yè)云實(shí)習(xí)考勤統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

本研究通過采用網(wǎng)絡(luò)云直播、無(wú)人機(jī)航拍等先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新的嘗試通過云課堂方式開展礦物加工工程專業(yè)云實(shí)習(xí)，不僅取得較好實(shí)習(xí)效果，更為疫情常態(tài)下的礦物加工專業(yè)本科生實(shí)習(xí)提供新思路，具有一定的借鑒意義和推廣價(jià)值。