劉偉，萬(wàn)林林，鄧朝暉

(湖南科技大學(xué) a.難加工材料高效精密加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.機(jī)電工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

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面向卓越工程師培養(yǎng)的采掘機(jī)械課程教學(xué)探討

劉偉a,b，萬(wàn)林林a,b，鄧朝暉a,b

(湖南科技大學(xué) a.難加工材料高效精密加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.機(jī)電工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

參照卓越工程師培養(yǎng)的基本要求，分析當(dāng)前采掘機(jī)械課程教學(xué)在教材、教學(xué)模式、教師經(jīng)驗(yàn)等方面的現(xiàn)狀。通過(guò)廣泛調(diào)研，提出從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊(duì)等方面進(jìn)行改革，以期提高課程教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代形勢(shì)下大學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)。

采掘機(jī)械；卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃；教學(xué)改革

為全面貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》，教育部于2010年6月啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(簡(jiǎn)稱(chēng)“卓越計(jì)劃”)，用以促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)[1-2]。湖南科技大學(xué)申報(bào)并獲批成為我國(guó)第二批“卓越計(jì)劃”高校，其中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè))是我校2012年首批實(shí)施“卓越計(jì)劃”的三個(gè)試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)之一。

采掘機(jī)械是機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)綜合應(yīng)用型必修課程，主要介紹煤巖的物理機(jī)械性質(zhì)和掘進(jìn)機(jī)械、采煤機(jī)械、支護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成與工作原理，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、液壓傳動(dòng)與控制等課程知識(shí)的綜合應(yīng)用，為畢業(yè)后從事采掘機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、使用與維護(hù)方面的相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。課程涉及的知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力要求較高，實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)，對(duì)于完善學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生分析和解決具體實(shí)際工程問(wèn)題的能力具有重要作用。

然而當(dāng)前采掘機(jī)械課程可選教材少，內(nèi)容陳舊、過(guò)時(shí)，教學(xué)體系古板、單一，教師專(zhuān)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，無(wú)法滿(mǎn)足“卓越計(jì)劃” 強(qiáng)調(diào)的對(duì)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力、思維開(kāi)創(chuàng)性以及創(chuàng)新性的培養(yǎng)要求[1]。隨著科技不斷發(fā)展，采掘機(jī)械發(fā)展迅速，新產(chǎn)品不斷涌出。采掘機(jī)械產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新與滯后的教學(xué)課程之間的矛盾、采掘機(jī)械產(chǎn)品獨(dú)立講解與采煤整體工藝脫節(jié)之間的矛盾越來(lái)越突出。在“卓越計(jì)劃”的實(shí)際培養(yǎng)模式下，如何在采掘機(jī)械課程的課堂教學(xué)中彌補(bǔ)課本的不足是目前教學(xué)中存在的一個(gè)重要問(wèn)題?；凇白吭接?jì)劃”的基本要求，以綜合培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探討采掘機(jī)械課程教學(xué)改革，加大教材建設(shè)、更新教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

1　采掘機(jī)械課程教學(xué)現(xiàn)狀

采掘機(jī)械是一門(mén)實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，涉及知識(shí)面廣，包括機(jī)械、液壓、采煤等，著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，教、學(xué)難度大，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。目前，在采掘機(jī)械課程的具體教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題主要如下。

第一，教材內(nèi)容不能緊跟科技進(jìn)步發(fā)展。采掘機(jī)械作為機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)綜合應(yīng)用課程，涉及內(nèi)容十分廣泛，是隨著新技術(shù)的應(yīng)用不斷地充實(shí)、更新和發(fā)展的。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，可用于選擇的教材卻較少，而且教材更新較慢，無(wú)法緊跟科技發(fā)展，使得課程教學(xué)不能滿(mǎn)足科技進(jìn)步發(fā)展的需求?，F(xiàn)有教材都是2011年以前出版發(fā)行的，教材中多數(shù)內(nèi)容陳舊、過(guò)時(shí)，難以體現(xiàn)采掘機(jī)械的最新發(fā)展，且不能很好地與實(shí)際相結(jié)合。比如，教材中系統(tǒng)介紹了在綜合機(jī)械化采煤工作面應(yīng)用最多的滾筒式采煤機(jī)中的液壓牽引采煤機(jī)，然而當(dāng)前該類(lèi)型采煤機(jī)已趨于淘汰，在大型煤礦中基本選用電牽引采煤機(jī)，兩者從類(lèi)型到結(jié)構(gòu)到回采能力等都有很大不同；另外在掘進(jìn)機(jī)選用方面多數(shù)采用橫軸式掘進(jìn)機(jī)，并配合激光定向儀進(jìn)行使用，但是在教材中沒(méi)有激光定向儀的介紹。

第二，傳統(tǒng)教學(xué)模式難以達(dá)成教學(xué)效果。采掘機(jī)械是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的課程，其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解和掌握采掘機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理與用途，進(jìn)而完善學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生綜合分析和解決具體實(shí)際工程問(wèn)題的能力。然而，該課程當(dāng)前的教學(xué)模式還是以教師講授為主，教育介質(zhì)主要是教材和一些配套的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，使得原本枯燥的理論結(jié)構(gòu)知識(shí)變得更加乏味[3]。即使經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，面對(duì)無(wú)法口頭表達(dá)清楚、難以畫(huà)出示意圖、缺少動(dòng)畫(huà)視頻的內(nèi)容，如何傳授也是很大的難題。另外，具體的采掘機(jī)械裝備難以用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖描述清楚，無(wú)法給學(xué)生展現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往比較迷惑。目前并未建立與采掘機(jī)械實(shí)踐教學(xué)相匹配的教學(xué)環(huán)境，難讓學(xué)生更深刻地掌握課程的內(nèi)容，難以提高學(xué)生在采掘機(jī)械方面的實(shí)踐能力?；谝陨蠁?wèn)題，教師講授抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)乏味，使得學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)不強(qiáng)，很多知識(shí)無(wú)法吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)而使得教師和學(xué)生之間缺少有效互動(dòng)，嚴(yán)重挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，甚至導(dǎo)致部分學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)情緒，難以達(dá)成理想的教學(xué)效果。

第三，教師缺乏專(zhuān)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。采掘機(jī)械是針對(duì)煤炭開(kāi)采的一門(mén)生產(chǎn)實(shí)際課程，要求授課教師具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，并具備一定的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。然而講授這門(mén)課程的教師基本上都是高校畢業(yè)后的新進(jìn)教師，工作經(jīng)驗(yàn)比較少，生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏，盡管他們的理論知識(shí)掌握很扎實(shí)，但實(shí)際應(yīng)用和操作的能力卻比較差，因此在教學(xué)過(guò)程中，他們只能花好幾倍的氣力通過(guò)PPT、實(shí)物圖片、動(dòng)畫(huà)視頻去講授教材內(nèi)容，無(wú)法結(jié)合采掘機(jī)械領(lǐng)域的實(shí)際情況，在教學(xué)中介紹一些相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展?fàn)顩r，這樣就使得課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。盡管部分教師的教學(xué)水平高、生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)豐富，但是采掘機(jī)械課程的理論與技術(shù)是不斷發(fā)展的，這就很難結(jié)合理論與實(shí)踐來(lái)教授學(xué)生。這些最終都會(huì)影響采掘機(jī)械課程教學(xué)的實(shí)際效果。

2　采掘機(jī)械課程教學(xué)改革的探索

通過(guò)廣泛調(diào)研，結(jié)合采掘機(jī)械課程教學(xué)過(guò)程中的特點(diǎn)與現(xiàn)狀，可以從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊(duì)等方面進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)模式下學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)。

第一，加大教材建設(shè)。編制適應(yīng)采掘機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的教材。在編寫(xiě)教材的前期，應(yīng)該廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外采掘機(jī)械行業(yè)所使用的設(shè)備，適當(dāng)引入應(yīng)用在生產(chǎn)一線的新設(shè)備、新技術(shù)。教材內(nèi)容需要涉及掘進(jìn)機(jī)械、采煤機(jī)械、支護(hù)設(shè)備的基本構(gòu)造、工作原理、技術(shù)性能、選用原則及其配套使用情況，并增加相關(guān)設(shè)備與技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，幫助學(xué)生建立采掘機(jī)械整體的概念。當(dāng)前使用的采掘機(jī)械課程教材大都是數(shù)年前的教材，其多數(shù)內(nèi)容難以滿(mǎn)足教學(xué)需求。由于教材編定需要一定周期，在新的教材出版之前還會(huì)存在上述問(wèn)題。為有效改變?cè)摖顩r，可以采取自編講義的方法，對(duì)國(guó)內(nèi)外采掘機(jī)械行業(yè)應(yīng)用的新設(shè)備、新技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充介紹，適當(dāng)增加具體的實(shí)例，如正在使用各種類(lèi)型綜采設(shè)備，生動(dòng)體現(xiàn)采掘機(jī)械課程的教學(xué)內(nèi)容在實(shí)踐中的應(yīng)用，從而增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)。

第二，豐富教學(xué)內(nèi)容。緒論是每門(mén)課程教學(xué)的第一課，對(duì)于接觸新課程的學(xué)生來(lái)說(shuō)，緒論課的教學(xué)基本決定了學(xué)生后期的求知欲望與興趣[4]?？紤]到采掘機(jī)械課程的教材中緒論內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，僅包括煤巖物理機(jī)械性質(zhì)，缺乏與生產(chǎn)實(shí)際的具體聯(lián)系。教師講授時(shí)，可以對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行豐富。1)補(bǔ)充介紹采煤工序，簡(jiǎn)單介紹掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架以及不屬于本課程的刮板輸送機(jī)，并補(bǔ)充“三機(jī)”關(guān)系的講解，使學(xué)生對(duì)采煤工序有一個(gè)完整清楚的認(rèn)識(shí)。2)針對(duì)采煤工藝提出問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，如不同深度或厚度的煤層應(yīng)采用哪種設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采，從而引出本課程的具體教學(xué)內(nèi)容。3)開(kāi)發(fā)一系列多媒體課件，插入相關(guān)采掘機(jī)械及其零部件的三維彩圖、實(shí)物圖，以及其工作的動(dòng)畫(huà)視頻、現(xiàn)場(chǎng)視頻，克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的局限，化抽象為具體，化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在講授掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，可結(jié)合機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)課程知識(shí)，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于液壓支架的防倒防滑問(wèn)題，教材中并沒(méi)有詳細(xì)介紹，這就需要教師充分發(fā)揮其自身的主觀能動(dòng)性，通過(guò)多種渠道對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充完善。機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生通過(guò)采掘機(jī)械課程學(xué)習(xí)掌握了掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架等機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作原理，但是由于沒(méi)有開(kāi)設(shè)采礦學(xué)課程，并不知道采掘機(jī)械在煤礦井下的具體運(yùn)行狀況，基于此，可以補(bǔ)充井下采煤工藝、采煤視頻以及新產(chǎn)品等內(nèi)容，對(duì)于后續(xù)的固定機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備課程教學(xué)起到輔助作用。安全生產(chǎn)是煤礦“天”字號(hào)的大事，在教學(xué)過(guò)程中，教師需要反復(fù)強(qiáng)化安全生產(chǎn)教育，讓學(xué)生知道哪些是安全的、哪些是不安全的。

第三，改革教學(xué)方法。教師作為教學(xué)過(guò)程中教學(xué)方法的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者，要針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象與內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，有效引導(dǎo)學(xué)生理解教材、掌握教材并能夠靈活運(yùn)用。1)理論教學(xué)可以采用案例式、啟發(fā)式、討論式、師生互動(dòng)式和辯論式等方法。在采掘機(jī)械的理論教學(xué)過(guò)程中，要選擇恰當(dāng)合理的知識(shí)切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地思考問(wèn)題。通過(guò)教師提問(wèn)，讓學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析思考、解答，最后教師歸納總結(jié)；或者教師講授采掘機(jī)械的結(jié)構(gòu)、工作原理的一部分，讓學(xué)生講解另一部分，同時(shí)要求其他學(xué)生給予評(píng)價(jià)與補(bǔ)充等。采用這些教學(xué)方法，改變課堂上教師一人獨(dú)鳴的狀況，提高學(xué)生聽(tīng)課的注意力，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，活躍課堂氣氛。2)實(shí)踐教學(xué)是鞏固學(xué)生理論知識(shí)、提高學(xué)生綜合素質(zhì)、鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的重要環(huán)節(jié)[5]。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注重理論與實(shí)踐、實(shí)踐與社會(huì)發(fā)展需求的結(jié)合。當(dāng)學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)條件不足時(shí)，可以組織學(xué)生到就近的采掘機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)、煤礦企業(yè)或科研院所實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀，使學(xué)生能夠得到更好的感性認(rèn)識(shí)。

第四，組建師資隊(duì)伍。師資隊(duì)伍的組織建設(shè)要適應(yīng)人才培養(yǎng)模式的不斷進(jìn)步，培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的人才來(lái)做學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的帶頭人，起到模范典型的作用。根據(jù)本校機(jī)設(shè)專(zhuān)業(yè)建設(shè)及其實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)相關(guān)課程的網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)不斷提升在職教師的教學(xué)能力，通過(guò)采掘機(jī)械相關(guān)企事業(yè)單位的實(shí)踐不斷提高在職教師的實(shí)踐應(yīng)用能力，從而使教師具備更高水平的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。同時(shí)可以聘請(qǐng)更多在采掘機(jī)械相關(guān)企業(yè)工作的技術(shù)人員與工作過(guò)的教師加入師資隊(duì)伍，提升整體實(shí)踐教學(xué)能力。

3　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)目前我國(guó)采掘機(jī)械課程的本科教學(xué)中存在的問(wèn)題以及教育部提出的“卓越計(jì)劃”的基本要求，本文從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊(duì)等方面提出了一系列改革措施與方法，以期提高課程教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代形勢(shì)下大學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)。

[1] 洪曉波.卓越工程師工程能力的構(gòu)成及培養(yǎng)路徑[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2013(4):43-46.

[2] 王雷,凌雪.機(jī)械專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)實(shí)施的思考[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012(1):50-52.

[3] 李啟月,王衛(wèi)華.試論研究性教學(xué)在《采掘機(jī)械》課程中的應(yīng)用[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2010(3):81-83.

[4] 王勝.探討《綜合機(jī)械化采掘機(jī)械》課程的教學(xué)方法[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2014(14):366.

[5] 戴年紅,鄒連方,王克喜,等.高校實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提升路徑探析[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2014(5):29-30.

(責(zé)任校對(duì)朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.015

20160306

湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(143053)

劉偉(1986-)，男，湖南湘陰人，講師，博士，主要從事高效精密智能制造研究。

G642.0

A

1674-5884(2016)07-0045-03