基于煤礦特色的機械工程及自動化特色專業建設探討

趙四海（中國礦業大學（北京）機電與信息工程學院,北京市海淀區,100083）

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基于煤礦特色的機械工程及自動化特色專業建設探討

趙四海
（中國礦業大學（北京）機電與信息工程學院,北京市海淀區,100083）

摘要高等學校特色專業建設是高等教育提高人才培養質量,辦出專業水平和特色的重要措施。基于煤礦特色,本文從專業培養方案、課程與教材建設、師資與團隊建設、實踐教學等幾個方面,介紹了中國礦業大學（北京）機械工程及自動化專業特色專業建設的主要內容。

關鍵詞特色專業建設 機械工程及自動化專業 實踐教學 課程建設

2007年初,教育部、財政部在全國全面啟動實施“質量工程”,把高等學校特色專業建設列為一個重點項目,致力于“從國家層面引導和促進各高等學校根據自身的辦學定位,緊緊圍繞國家經濟社會發展需要,著力開展全方位的教育教學改革與創新”。特色專業建設符合專業教育和人才培養規律,具有非常強的針對性,抓住了高等教育質量問題的根本。

中國礦業大學（北京）機械工程及自動化專業在礦山機械學科建設方面具有顯著的學科優勢和專業特色。該專業擁有一個“礦山機械工程與材料”部級重點實驗室。在本科教育方面,該專業采取重基礎、寬口徑的人才培養模式。2007年該專業的教學團隊被評為北京市優秀教學團隊,2008年該專業被教育部批準為國家級特色專業,并開始具有煤礦特色的機械工程及自動化特色專業建設。

1　特色專業建設的基本原則

1.1主動適應、不斷調優的原則

這是特色專業建設要遵循的基本指導思想,主動適應就是特色專業建設必須緊密跟蹤社會、經濟、科學技術發展的趨勢,根據經濟建設和社會發展對人力資源的需求,結合既有優勢及潛在優勢;不斷調優就是適時調整專業結構及特色專業建設的方向,優化人才培養方案與模式,賦予原有專業特色以新的內涵和更優的品質。

1.2立項管理、檢查驗收的原則

特色專業建設是持續性的、不斷改進和不斷提高的過程,高等學校可以應用全面質量管理的理念、策略和方法建設特色專業。首先,要加強特色專業的調研論證與立項管理工作,論證內容應以社會需求為依據,對專業的社會背景、產業與行業背景、就業形勢等進行深入、有針對性地調查研究,并在調研論證的基礎上制訂科學的專業建設規劃,對經教育機構審查通過的特色專業采取立項管理、專項經費支持的辦法。其次,應建立和完善特色專業建設檢查驗收制度。要將質量管理貫穿于項目建設的全過程,保證特色專業建設達到預期目標。

中國礦業大學（北京）的機械工程及自動化專業源于1950年創建的中國礦業學院礦山機械工程系,為我國的煤礦機械領域培養了大量的人才,具有鮮明的煤礦機械特色。在我國煤礦機械化、信息化的大背景下,該專業從2009年開始在教育部和北京市的支持下進行機械工程及自動化特色專業建設,力爭通過“專業建設項目－機械工程及自動化特色專業建設”項目的建設,使該專業成為具有鮮明礦山機械工程特色的國內一流專業。

2　重新定位人才培養目標,優化培養方案

2.1定位人才培養目標

特色專業建設要準確定位人才培養目標,該專業在規劃和實施特色專業建設時,首先明確基礎扎實、高素質、較強的創新精神和能力,知識面寬并具備機電工程領域的基礎知識和應用能力的人才培養目標,該特色專業提出要致力于培養能夠從事煤礦機械專業工作的研究發展型人才及應用復合型人才。在此基礎上,分析和研究實現上述培養目標的詳細的質量規格要求,形成與之相對應的人才培養方案。

在過去機械工程及自動化專業教學中,大量借鑒其他高校的培養方案,主要是對大學生的學習和實踐能力培養為主,畢業的學生與其他高校的學生相似,缺乏競爭力。為了順應現在社會對于人才需求的變化,要調整人才的培養方案,以培養學生的創新能力和實踐能力為主,要培養更加全面的、但具有煤礦機械特色的機械工程專業人才,不僅要具有扎實的機械專業知識基礎,而且綜合能力要強,具備很好的創新能力和實踐能力,能夠在煤礦機械生產和使用現場從事生產管理、產品設計、科學研究的全方面高素質的工程技術人才。

2.2優化培養方案

特色專業建設的重點在于制定和優化人才培養方案。特色專業建設是一項涉及專業建設多方面創新和變革的教學改革活動,必須首先在專業建設和教學理念上實現變革,更新傳統的專業教學觀念。特色專業建設需要在保持學校人才培養總體定位的基礎上,體現出該專業的培養目標特色與規格特色,形成的具體人才培養方案要有相應的特色,包括一定的課程特色和培養方法等特色。

針對以前培養方案與社會需求相脫節和缺乏特色及個性化的問題,該專業從2009年開始進行新版培養方案的修訂。新版培養方案的修訂原則包括:突出煤礦與煤礦機械特色;使各學期的學習內容和學時分配更加科學合理;去除原培養方案中一些陳舊過時的內容;加強實驗與實踐環節,注重培養學生的實際動手能力。

2.2.1理論教學環節修訂

以學校人才培養定位為基礎,課程教學在重基礎的同時,在專業課程設置方面,加強煤礦機械相關產業和領域發展趨勢和人才需求研究,召開研討會與產業、行業和用人部門共同研究課程計劃,制定與生產實踐、社會發展需要相結合的培養方案,優化課程結構,構建以核心課程和選修課程相結合,有利于學科交叉與融合的課程體系。

修訂的基本原則是基于2004版培養計劃,在此基礎上進行調整。主要調整工作包括:教學學時的均衡化,教學內容連續性,以及在教學內容基礎化的同時,保證教學的先進性。

理論教學環節中,課程設置注重煤礦機械特色,新開設《采煤概論》,增加《礦山機械》課程學時。同時,教學內容突出煤礦機械特色,在專業基礎課和專業課教學中增加涉及煤礦機械的內容,讓學生對專業知識在煤礦機械中的應用有更深入的了解。

2.2.2實踐環節增強

該專業修訂了2004版本科生培養方案,突出了煤礦特色,加強了實踐教學環節。

（1）生產實習安排參觀煤礦現場,了解煤礦機械在煤炭生產中的應用;生產實習還安排參觀專業生產液壓支架和刮板輸送機的煤礦機械企業,熟悉煤礦機械生產流程。

（2）專業綜合設計與科研訓練中,布置具有煤礦特色的題目。

（3）畢業設計選擇與煤礦機械相關的題目。

在新版培養計劃中加大了實驗和實踐教學環節的學時和學分。

2.2.3增加了創新教學環節

新版培養計劃中的創新訓練環節包括科研導論、科研選題訓練、大學生創新訓練項目等七個環節。學生在創新環節中至少要獲得6個學分。

通過實踐環節和創新環節,加強了學科集成和綜合工程能力的培養,使學生具備了獲取知識的能力、運用知識的能力、共享知識的能力和傳遞知識的能力。在實踐環節和創新環節中,體現了系統的工程實踐訓練,圍繞實際工程項目訓練,培養學生實際動手能力。

修訂完成后的新版培養計劃包括:本科生培養方案、本科理論課程教學大綱、本科實驗教學大綱、本科實踐與創新教學大綱。

3　推進教學內容與課程體系改革,加強課程與教材建設

3.1完善教學內容與課程體系

借鑒國內外課程改革成果,優化該專業課程設置。該專業借鑒了國內外其他高校相關專業課程改革成果,優化專業課程設置。在課程設置上注重基礎,淡化專業的局限性,寬口徑設置一級學科大專業。同時在專業必修和選修課程上,關注新技術、新成果的應用,強化教師對于課程的主導地位,鼓勵教師根據自己的研究領域開設新課程,鼓勵學生最大限度地選修課程。在課程設置上探索開設能反映不同學科交叉、融合的研究性課程。

利用現代信息技術對該專業核心課程群進行課程建設,更新完善教學內容。

3.2課程建設

得益于教育部和學校的質量工程,該專業的通識類課程、專業基礎課和專業必修課及部分專業選修課都已進行了課程建設,2008－2014年該專業一共有20門課程進行了課程建設,包括液壓傳動與流體力學、機械原理、公差與技術測量、機械工程專業導論、機械專業科研導論、計算機輔助設計、金屬工藝學、機械設計、誤差理論與數據處理、機械系統學、機械控制工程基礎、機械工程測試技術基礎、機械制造技術基礎、機電控制基礎、工程制圖、計算機輔助設計與制造、礦山機械和機電一體化系統設計等機械專業的主要課程。

課程建設的主要內容覆蓋了教學內容調整、多媒體教學課件建設、實踐環節設計、教學資源建設等主要教學環節,通過這些課程建設大大提升了課程教學的效果。專業基礎課、專業必修課和專業選修課保證所使用教材中近三年出版教材所占比例達到95%以上。

3.3教材建設

定期開展教學法研討,根據該專業的特色建設需要,結合礦山機械的特點,編著出版了《礦山機械》、《機電一體化系統設計》和《測試系統設計》等結合煤礦特色的專業必修課教材。

3.4教學方式方法探討

依托“煤炭大型機械設備實驗教學平臺”,完善教學手段,在礦山機械課程群產生了一批具有鮮明專業特色的教學改革成果。

鼓勵教師發表教學研究論文,2008－2014年發表了20多篇教學研究論文。

4　師資隊伍與教學團隊建設

師資隊伍是特色專業建設的重要保障,高水平的師資是特色專業實施研究型教學、培養創新型人才的前提和基礎。該專業在特色專業建設過程中狠抓教師隊伍建設,在人才引進上向特色專業傾斜,完善校內專任教師到相關產業和領域一線學習交流的機制,構建年齡、職稱、學歷結構較合理,教學與科研綜合水平高的教學團隊。同時,還注重兼職教師隊伍建設,從生產、管理、服務等一線聘任一定數量的兼職教師,積極聘請國內外著名專家學者和高水平專業人才承擔教學任務和開設講座。

經過特色專業建設項目的實施,該專業實現了教授、副教授占教師比例超過70%,具有碩士及以上學位的教師占該專業所有教師的比例大于80%。

對于目前高校不同程度存在的教學基層組織不夠健全、教師“單兵作戰”等問題,在特色專業建設過程中構建以課程組或學科小組等組織形式為基礎,梯隊結構較合理,教學與科研綜合水平高的教學團隊。現在該專業每門課都建成了以教授、副教授牽頭的課程教研組,指導年輕教師,形成課程教學梯隊。目前已經形成了公共課“機械制圖”、“金屬工藝學”、“機械設計”等課程的教學團隊,現正進一步推廣到該專業的所有課程。

在特色專業建設期間,加強了教師與國內外其他高校的交流,有2名老師出國做訪問學者,有2名老師執行了支教任務。

5　實踐教學的建設

5.1實踐教學硬件條件建設

在實踐教學環節突出礦山機械特色,該專業建設了“煤炭大型機械設備實驗教學平臺”實驗室,該實驗室擁有煤礦井下大型機械設備的模擬工作環境,主要包括以下幾部分:綜采工作面實驗教學系統、掘進工作面實驗教學系統、典型液壓支架實驗教學系統、主副井提升實驗教學系統。該實驗平臺的建成使學生在實驗室可以直接感受煤礦主要大型機械設備的全部運行動作,并且可以在仿真操作臺上進行操作,可以讓學生在實驗室里體驗到煤礦井下設備的工作情況。

該專業充分利用校外基地在實踐教學中的作用,在冀中能源峰峰集團梧桐莊礦建立了北京市級校外人才培養基地,該礦在地面建立了培訓中心,該培訓中心在地下6 m處建設了坑道,在坑道中將綜采工作面的成套設備按煤礦井下實際情況布置,學生在該中心不用下井就能了解煤礦綜采工作面設備的工作環境和工作情況,有身臨其境的感覺。除此之外,該專業還建立了中煤北京煤礦機械有限公司和中煤張家口煤礦機械有限公司兩個北京市級校外人才培養基地。

5.2增加實踐教學比重

除了正常教學環節的實踐教學活動外,積極組織學生參加各種社會實踐教學,如組織學生參加全國機械創新大賽、機器人大賽、機械工程訓練大賽等競賽,組織學生參觀與該專業相關的國際煤炭博覽會、國際機床展等國際展覽會,規定學生在校期間必須修夠3個學分的科研實踐學分,保證實踐教學環節累計學分≥總學分的25%。

該專業還在特色專業建設期間建設了先進制造技術實驗室,該實驗室有加工中心、數控車床、普通車床等設備,學生可以實際學習機械加工過程。5.3 創新教學環節建設

在新版的培養計劃中,大學生創新性實驗計劃項目覆蓋該專業所有本科生,本科生在四年間必須參加一次大學生創新性實驗計劃項目,才能修夠3個學分的科研實踐學分。

在創新訓練中,每5名學生組成一個課程小組,配備1名導師。規定導師定期對學生進行輔導,研究討論技術方案。有超過半數的研究課題來源于教師的實際煤礦科研課題,學生在創新訓練中,不但學到了科學研究方法,同時也對煤礦專業背景有了深入的了解。

5.4本科生畢業設計（論文）

在新版的培養計劃中,要求該專業本科生畢業設計（論文）項目中60%以上來源于指導教師的實際科研項目,使學生了解和掌握最新的前沿科學知識,激發學生的探索興趣和研究熱情,引導學生自主探究科研問題的求解過程,培養學生利用所學知識解決實際技術問題的能力。

6　結語

經過近幾年在實踐教學方面的努力,該專業本科生實踐教學效果得到了顯著提高,動手操作能力也有了更大的提高,學生的專業素養、綜合素質及就業競爭力顯著提升。以該專業特色專業建設為主要內容的“面向煤礦,突出特色,構建機電類專業本科實踐教學平臺”項目榮獲2012年北京市高等教育教學成果獎一等獎。

參考文獻:

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［2］李俊龍,林江輝,胡鋒.對高校如何開展特色專業建設的認識和思考［J］.中國大學教學,2008（4）

［3］李元元.加強特色專業建設提高人才培養質量［J］.中國高等教育,2008（17）

［4］周楊立.采礦工程特色專業建設規劃與進展［J］.科技與企業,2014（9）

（責任編輯宋瀟瀟）

★煤炭科技·地質與勘探★

The discuss of the characteristic specialty construction of mechanical engineering and automation specialty based on the characteristics of coal mine

Zhao Sihai
（School of Mechanical Electronic&Information Engineering,China University of Mining and Technology,Beijing,Haidian,Beijing 100083,China）

AbstractCharacteristic specialty construction in universities is the important measures of higher education improving the quality of personnel training,professional level and characteristics.Based on the characteristics of coal mine,according to the professional training scheme, course and teaching material construction,teachers and team construction,practice teaching four aspects,this paper introduces the main content of characteristic specialized construction of mechanical engineering and automation specialty in China University of Mining and Technology （Beijing）.

Key wordsthe characteristic specialty construction,mechanical engineering and automation specialty,practical teaching,curriculum construction

中圖分類號TD－4

文獻標識碼A

作者簡介:趙四海（1968－）,男,漢族,河南省淮陽縣人,副教授、工學博士,現任中國礦業大學（北京）機電與信息工程學院機械電子工程系主任,主要從事液壓技術和機電一體化方面的教學和科研工作。