礦山機械課程教學工作的幾點研究

汪愛明

[摘 要]礦山機械是煤炭類院校的一門傳統特色專業課程，在機械、采礦等專業的課程體系中具有舉足輕重的作用。結合本校教學實踐，針對現有教材落后于現場、教學方法照本宣科、實踐環節形同虛設、考核內容單一和教學團隊年輕問題，提出更新教學內容、創新教學方法、加強實踐環節、完善考核內容和培養教學團隊的具體措施，為完善礦山機械課程教學，培養面向煤炭行業的專業人才提供保障。

[關鍵詞]礦山機械；教學方法；教學團隊

[中圖分類號] TD4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）03-0099-03

礦山機械是煤炭院校的傳統特色課程之一。我校礦山機械課程主要面向機械、采礦等相關專業，內容分采掘機械、提升運輸機械、流體機械三大部分，以講授煤機裝備的用途、工作原理、結構性能、選型計算等為主要內容。它能夠為即將走向廠礦的大四學生提供現場礦山機械的預備知識，對于培養面向煤炭行業的專業人才具有重要的意義。結合我校教學經驗，可以從以下五個方面完善礦山機械課程的教學工作。

一、更新教學內容

（一）存在的一些問題

1.教材內容落后

在煤炭行業的黃金十年里，礦山機械快速發展，自動化、變頻、軟啟動等新技術不斷得以應用，裝機功率逐漸加大，自動化程度快速提高，正向大型化、高可靠性、智能化、信息化和綠色節能方向發展，可以說礦山機械的發展日新月異。

目前市面上可參考的礦山機械課程的教材不多，內容更新遲緩，不能及時追蹤到最新的煤礦機械裝備知識，大部分知識水平仍停留在上個世紀，遠遠滯后于現場，比如現代化礦井主副提升機基本都已采用電機直聯主軸裝置的拖動方式，而課本上還停留在電機+齒輪減速器+主軸裝置的驅動模式；長距離、大運量帶式輸送機上采用的可控軟啟動裝置CST已在現代化大型礦井中廣泛使用，而我們的課本卻只有傳統的液力耦合器的相關內容。因此，按照課本進行課堂教學，只講解老式的經典結構及工作原理，十分落后，跟不上礦山機械發展的步伐，導致生產實習中教師和學生發現“課本上講的東西現場找不到，現場用的設備課本上卻沒有講”。可見課本知識與礦井現場嚴重脫節。

另外，教材重點內容與煤礦生產現場不符，比如現代化礦井的新型壓氣機多采用離心式或螺桿式壓氣機，較少采用活塞式，而教材大篇幅介紹活塞式壓氣機的原理及結構，關于離心式或螺桿式壓氣機卻一帶而過；只介紹礦井主要通風機，而沒有普遍使用的對旋式局部通風機；在流體機械內容中，沒有介紹目前廣泛使用的瓦斯抽放設備；液壓支架的防倒防滑以及輸送機的防滑問題比較重要，而課本對防倒防滑內容的介紹不是很詳細?？梢娬n本與現場聯系不夠緊密。

2.設計圖不易將工作原理和結構組成講解清楚

現有教材試圖通過零件圖、裝配圖和結構圖來描述清楚礦山機械的工作原理和結構組成，往往比較困難。比如圖1所示的L型活塞式空壓機的結構圖，沒有經驗的教師根本無法看懂，即使看懂了，也很難講解清楚，更難讓使學生理解。圖2為其示意圖，曲軸在電機的帶動下以一定的速度旋轉，通過連桿和十字頭把轉動變為活塞在缸內往復直線運動。以低壓缸為例，活塞向右運動時，氣缸內容積增大，壓力降低，氣缸左側的壓力略低于大氣壓力一定值時，吸氣閥被打開，空氣在大氣壓力作用下進入氣缸；當活塞返回向左移動時，缸內容積減少，壓力逐漸增加氣體在缸內被壓縮；當氣缸內氣體的壓力升高至某一額定值時，排氣閥打開，壓縮空氣被活塞排出缸外；低壓缸排出的壓力經中間冷卻器冷卻進入高壓缸進行壓縮后，排向風包，收集起來驅動供氣動設備。顯然，利用原理示意圖，講解特別容易，學生易懂，甚至可以通過自學方式掌握。

（二）對策

1.授課教師主動積極地通過各種渠道更新教學內容。比如調研煤機裝備制造廠、煤礦生產單位；采集礦山機械裝備的最新信息；多采集現場實物照片，整合加工，編制內部資料；通過互聯網收集、整理圖片、視頻等多媒體資料，及時更新課件內容。

2.加強教材建設。有關部門組織高校與企業專家聯合編寫新教材，在編寫教材時，盡量多出現機械原理圖或工作示意圖，一方面方便教師授課、學生理解，另一方面可以避免企業所擔心的技術泄密。

二、創新教學方法

礦山機械課程講授內容包括采掘機械、運輸機械和流體機械，以設備工作原理及結構為主要內容，而原理抽象、內容復雜、涉及知識面廣、專業性極強、學時有限，教師一般采用傳統照本宣科式的教學方法來講授本課程，教學方法和手段單一，知識是單向流動的，教學組織缺乏靈活性，學生難于也懶于理解所學知識，學習積極性不高。針對礦山機械課程的特點，提出以下教學方法。

（一）引入虛擬現實教學

煤礦機械工作環境特殊，在傳統的礦山機械課程教學中，學生無法進行現場操作，難以了解到礦山機械設備的實際工作環境和運行情況。多媒體教學雖然把礦山機械設備的圖片及生產實況錄像帶入課堂，配合教師講解，使得復雜的機械變得生動直觀，提高了教學質量，但是仍缺少交互性和沉浸感，學生只能粗略了解煤機結構和外觀。

虛擬現實可以構造出任何想象的環境，人可以用自然的技能與這種虛擬環境交互，特別適合于特殊課程的教學和特殊行業的培訓，比如礦山機械教學，礦山人員的安全培訓和上崗培訓、飛行員培訓、軍事演習等。通過虛擬現實建立逼真的工作面模擬環境，學生身臨其境地在模擬環境下進行實際操作，能夠直觀地熟悉采煤工藝、三機工作原理、結構組成、配套關系等，更有利于激發學習興趣，培養操作技能，進一步提高教學質量。虛擬現實與網絡技術結合，構建虛擬現實教學網絡平臺，學生在任何時間和任何地點都可以進行學習，提高學習的靈活性。

因此，礦山機械教學可將傳統教學模式與虛擬現實結合起來，實現教學模式的突破。

（二）重視緒論課教學

緒論是每門課程教學的第一課，上好這一課非常重要。現代教學論認為，教學方法的作用不僅在于傳授知識，還在于激發學生的求知欲和學習興趣。教師應高度重視緒論課教學，幫助學生打開學習新課程的大門。教材緒論的內容簡單，與生產實際聯系不緊密，講起來抽象，聽起來很乏味。

為此，可引入現代化礦山模型，介紹煤礦從地下開采、運輸至地面、地面洗選、地面運輸等生產流程和現代化礦山發展方向，讓學生建立礦井空間的概念，了解煤礦生產過程和各種礦山機械處于礦井的什么位置、起什么作用，改變對煤礦的傳統看法，讓學生知道該課的重要意義，了解該學什么，懂得了該如何學，達到激發學生學習這門課欲望的目的。

（三）利用煤機技術特征表

煤機技術特征表把煤機的各個技術特征匯總在一起，通過它可以熟悉煤機性能、主要結構和使用范圍，比較各種不同類型煤機的技術特征表，可以了解煤機的發展過程；另外，設備選型依據之一就是技術參數表。所以，礦山機械課程教學應結合技術特征表。

現以刮板輸送機為例進行扼要說明。把刮板輸送機技術特征表與其外形構造圖對照起來看，可以比較容易地講解刮板輸送機的組成及工作原理，介紹其類型與特點，說明型號編制方法。講解電機、減速器、圓環鏈等具體組成部件時，也可與技術參數對照。比較630、730、830、880、900、1000、1200等系列的技術特征表，就能容易講解刮板輸送機的發展及趨勢：裝機功率、中部槽寬度、輸送量不斷增大，向著大型化方向發展；狀態監測技術逐漸應用，正向智能化方向發展；軟啟動技術由雙速度電機發展為電機+液力耦合器，正向變頻方向發展；中雙鏈逐漸取代邊雙鏈，成為主流刮板鏈型式；槽幫由軋制變為整體鑄焊結構?？梢?，將煤機技術特征表與教材結合起來，能夠讓學生較為容易掌握課本內容，了解最新技術應用，同時不枯燥，激發學生學習興趣。

三、加強實踐環節

生產實習是礦山機械課程最重要的實踐環節之一，主要存在如下問題。

（一）生產實習成為走馬觀花式的參觀瀏覽

基本是半天一車間，學生疲于奔波各車間之間，只能從外觀上獲得對機械設備的感性認識。

（二）學生沒有預備專業知識

看到陌生的設備和生產現場，大部分同學都只是看熱鬧，有少數同學會留心學習，但由于缺失基本知識，他們無法準確把握實習的重點；另外，大部分學生往往不會虛心請教工人師傅，影響實習效果。

（三）礦山機械生產實習，學生人較多，且分散于車之中

教師和管理人員有限，無法直接監管，易干擾工人正常工作，也易造成安全隱患。鑒于目前生產實習過程中出現的問題，提出了以下幾點措施。

1.采用蹲廠駐礦的實習模式，合理安排實習計劃，避免走馬觀花式的參觀。

2.礦山機械涉及知識面廣，做好知識準備，是生產實習順利開展的保證。調整專業課程安排：實習之前完成機械設計、機械原理、金屬工藝學等基礎課程學習，將礦山機械課程安排在三年級第二學期，與生產實習同一學期。這樣可利用專業課向學生傳授礦山機械專業知識，學生也可根據不同實習場所做好預習工作。

3.帶隊教師針對不同實習內容，提出問題，讓學生帶著任務和問題下車間、下礦井，最大限度地發揮學生的主觀能動性。

4.完善考核方式，包括：考勤、實踐表現、書面總結材料等。

5.樹立“安全是天”意識，實習過程中，加強管理，確保人身安全。

四、完善考核內容

礦山機械課程考核涵蓋課堂教學與實踐教學兩個方面。傳統只以課堂考試來評定教學質量，衡量學生成績，今后，在考核形式方面，要做到課堂考試、課后作業和實習成績評定三者并重。

課堂考試內容主要由典型結構組成，比較單一，學生可能通過死記硬背，暫時記住，考試結束以后沉淀給學生的知識不多?？梢?，課堂考試內容也需創新。

五、培養教學團隊

優秀教學團隊是保證礦山機械課程教學質量的根本。本教學團隊青年教師居多，可以采取以下幾個措施培養優秀的教學團隊。

（一）集中對口培訓

青年教師缺少教學經驗，可在寒暑假集中安排教學培訓，幫助青年教師盡快通過教學關。邀請優秀教師為青年教師展示一堂課的講解與安排，包括課堂內容安排、講解過程中要注意的問題、常見問題解決的方法等。青年教師可進行模仿備課，邀請教學經驗豐富的老教師批改、講評教案。

（二）實行導師制

每位青年教師配備一位老教師作為指導老師，指導青年教師掌握本課程的教學內容，教學要點、難點以及相關的前沿知識；指導青年教師掌握正確的教學方法、了解各教學環節；指導青年教師結合課程的內容、特點，運用各種教學手段，進行教學改革實踐，提高教學質量。指導教師可以得到一定工作量的獎勵，調動他們的積極性，實現對青年教師的傳幫帶。

（三）組織青年教師調研廠礦

可以通過調研或掛職鍛煉的方式，組織礦山機械課程的青年教師深入井下和車間，了解新技術、新裝備，掌握國內外的礦山機械的發展現狀和趨勢，補充新的教學內容，積累實際工作經驗，將理論和實踐緊密結合，提高自身素質和專業水平，提高教學能力。

（四）舉行教學觀摩、競賽活動

為考察青年教師的教學水平，定期舉行教學觀摩、競賽活動，促進青年教師互相學習、共同提高，達到鼓勵先進督促落后的目的。

此外，還可以聘請企業專家擔任課程主講教師，他們有豐富的現場經驗，能夠更好的詮釋本課程的教學內容。

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[責任編輯：鐘 嵐]