基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：针对煤矿开采学实验教学中的现状，本文提出了一种基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学方法，旨在探索一种跳出课本之外、跳出学科之外，跳出环境之外的理论学习、动手实践、拓展领域、发散思维、探索实践的实验教学方法，丰富该课程的实验教学手段和内容，打开学生思维和视野，拓展实践形式和技能，使实验环节更有创造力。
关键词：实验教学 煤矿开采学 实践作品设计
中图分类号：G642；TD82-4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（b）-0215-02
煤矿开采学实验教学是采矿工程专业学生在学习《采矿开采学》课程必不可少的重要实践环节。在巩固课堂所学理论知识，帮助建立矿井实体概念，进行工程素质训练上起着重要作用。但与之相对应的却是实验教学手段落后，参与式的实验内容匮乏、实验教学效果差的现状[1]，因此，开展一种创新有效的煤矿开采学实验手段研究尤为必要。
1 煤矿开采学实验教学现状
受到煤碳行业形势的影响，采矿工程的本科生招生数量和质量严重下滑，大多数的本科生都是调剂后进入采矿工程专业的，这一批学生，大多都对采矿课程不感兴趣，课程学习的积极性不高，煤矿开采学是采矿工程的主干课程，该项课程偏向图文理解和空间想象，实验课程教学多以模型演示为主，对知识的辅助理解和实践运用效果较差，缺乏拓展思考和动手实践过程，大大降低了实验课程教学效果。主要存在的问题：（1）教学方法传统单一，实验手段落后，学生参与程度低，教学效果较差。目前，煤矿开采学的实验手段主要是模型参观和演示，辅以实验课老师讲解，方法单一、技术落后，内容多而浅，学生听得多、看得多，但思考研究少，动手遇疑机会少，无法深入探知和思考，很难有较好的教学效果。（2）实验教学内容单一，实验内容更新缓慢，教学效果有待提升。煤矿开采学是一个综合性学科，包括采矿工程、安全工程、地质工程、煤矿机电、测绘等多学科内容的融合，目前的模型参观和演示，多数模型都是很早以前的开采模式，与真实矿井相去甚远，多年未曾更新，甚至课本知识都是落后的，十几年都没有发生改变，学生靠老师讲解获取信息，教学方式被动，学生很难参与其中。因此，研究一种创新的紧跟科技前言、现场工程实际的实验教学方法来提高教学效果极为必要。
2 采矿实践作品设计理念
2.1 实践作品设计背景
全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛是由教育部高等学校矿业类专业教学指导委员会主办的全国大赛，自2011年第一届举办至今已连续成功举办八届，其目的是引导高等学校在教学中注重培养大学生创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神；加强大学生工程设计和工程实践能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，拓展知识、开阔视野、勇于探索、紧跟前沿、发散思维、动手实践和学以致用，为优秀人才脱颖而出创造条件[2]。
2.2 实践作品设计思路
全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛设计主要包括以下项目：（1）采矿物理模型设计。如开拓系统、通风系统、提升系统、充填系统、采矿方法、矿用设备、控制系统等实体物理或演示模型。（2）采矿数字模型。根据数字软件建立的矿山开采数字模型等。（3）采矿数学模型。如由理论或实验建立的各种表达采矿问题的数学模型，数学模型要求具有原创性。（4）采矿学习模型。如采矿DV作品、采矿动漫、学习课件、网站等作品。（5）學生创新成果，如大学生创新性实验项目成果，含撰写的学术论文、申报的专利等。
2.3 实践作品教学设计方法
实践作品的设计要求和思路给教学作品设计提供了方向，给学生方案设计指明了研究目标和作品表现形式，便于方案设计及作品多样性呈现。（1）运用书本理论结合模型进行实物展示；（2）运用数字软件进行制作视频演示模型；（3）利用机械原理在作品模型中创新展示；（4）利用电气原理实现智能控制及光电演示；（5）利用计算机信息技术实现信息化控制；（6）利用数学、力学或实验进行工程建模；（7）以上多种方法相结合综合展示。实验教学按照上述的分类给班级分组，每组4～5人进行一种类型的作品方案设计制作。
2.4 实践作品设计教学拓展
基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学方法，不拘泥于课本，不拘泥于时间，不拘泥于手段，不拘泥于形式，由学生本身作为主体，自己思考、列出方案、做出规划，最后呈现的结果也是多样化的，可以是成品模型，也可以是设计图纸，研究报告或是部分模型及自己的构思。体现了跳出课本之外、跳出学科之外、跳出环境之外、走进现场工程实际、理论、动手、学习、拓展、探索实践的教学方法。
3 实验教学效果的满足
3.1 实验要求的满足
煤矿开采学实验教学是采矿专业学生在学习《煤矿开采学》课程必不可少的重要实践环节。其目的是巩固同学课堂所学理论知识，帮助同学建立矿井空间概念，进行工程素质基本训练等。通过采矿实践作品设计实验可以帮助学生加深对所学理论的理解，建立矿井开拓开采系统以及各生产环节之间的时-空关系，进而增强解决生产实际问题的能力，能很好的满足该课程实验项目的要求。
3.2 实验内容的满足
煤矿开采学的学习要求是巩固同学课堂所学理论知识，帮助同学建立矿井空间概念，进行工程素质基本训练，建立矿井开拓、开采系统以及各生产环节之间的时-空关系，而基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学方法，涉及矿井多方面内容，发挥学生想像，以学生这个本体为中心，可结合课本、模型、现场、所见所闻所想，进行设计并制作，囊括了理论知识的应用，多学科的交融，前沿知识的探索，现场实践的体验，完全满足实验课程的教学内容要求。
3.3 实验成效的满足
基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学方法，有效的解决了煤矿开采学实验教学的现存问题：（1）教学方法新颖多样，实验手段多变灵活，学生参与程度高，教学效果较好。这种启发式的实验教学手段丰富灵活、方法多样，紧跟前沿，内容多而广，学生听得多、看得多，思考研究多，动手遇疑机会多，有更好的深入探知和思考机会。（2）实验教学内容丰富，实验内容不断更新，教学效果明显。涉及学科多样，包括采矿工程、安全工程、地质工程、煤矿机电、测绘等多学科内容的融合，紧跟前沿，教学方式由被动变为主动，学生很易参与其中。
4 结论
基于采矿实践作品设计的煤矿开采学实验教学方法，不拘泥于课本约束，不拘泥于时间限制，不拘泥于手段单一，不拘泥于形式固化，跳出课本之外、跳出学科之外，跳出环境之外的理论学习、动手实践、拓展领域、发散思维、探索实践的实验教学方法，有效的解决了煤矿开采学实验教学的现存问题。（1）教学方法新颖多样，实验手段灵活多变，学生参与程度高，教学效果较好。（2）实验教学内容丰富，实验内容不断更新，教学效果明显。
参考文献
[1] 熊祖强，欧阳凯，韩亚峰.煤矿开采虚拟仿真实验教学技术研究[J].中州煤炭，2015（3）：80-82+88.
[2] 第九届全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛通知.辽宁科技大学矿业工程学院.2019-03-10.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14923190.htm
