张 晞 吴 淼

(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京市海淀区,100083)

煤矿机电类本科实践教学的研究与探索

张 晞 吴 淼

(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京市海淀区,100083)

阐述了煤矿机电专业本科教育的背景与特点,从建设思路、具体措施以及建设效果等几方面总结了近年来在煤矿机电专业本科实践教学方面进行创新与探索的感受。

矿业院校 机电类本科教学 实践教学

1 煤矿机电类本科教学的现状与问题

煤炭是我国重要的能源,煤矿机电专业人才需求标准高、专业性强。作为以煤矿行业为背景的高等学校,中国矿业大学(北京)机电与信息学院秉承百年矿大“勤奋、求实、进取、奉献”的校风,以培养我国煤矿机电专业人才为己任,建校百年来为我国煤炭行业培养了大批高素质的机电专门人才,具有深厚的历史传统和鲜明的煤矿特色。

机电与信息工程学院下设有4个系和1个研究所:机械电子工程系、材料科学与工程系、信息与电气工程系、计算机科学与技术系、信息工程研究所。目前设有机械工程及自动化、测控技术与仪器、材料科学与工程、电气工程及其自动化、计算机科学与技术5个本科专业。

本科教学各环节中,实践教学是教学各环节的重点,一般包括实验教学、毕业设计、实习以及竞赛等若干方面。对于工科学生来说,实践教学环节是将理论与实际联系的桥梁,也是将来迈出校门进入工程领域的必经之路。

随着我国经济的发展,企业对大学毕业生实践能力的要求也日益提高。以往实践教学模式在很多方面不能满足要求。例如,有些专业的实习内容陈旧,学生无法接触到本专业的前沿内容,使他们感到学习内容枯燥无味,从而发生厌学等现象。对于机电专业来说,由于新设备价格昂贵,实习或实验的设备无法及时赶上最新技术的现象并不少见。再如,对于煤矿机电类专业的学生来说,现场实习是重要的学习内容,但目前煤矿安全形势严峻,要求到煤矿进行大量井下实习是不现实的,更不用说在井下实际操作。因此,近年来,很多煤矿机电专业的学生对井下情况了解甚少,在很大程度上影响了毕业生的质量。如何解决这样的矛盾,是摆在面前的难题。因此,进行煤矿机电类专业实践教学模式创新和探索对提高学生质量具有重要的现实意义。

2 实践教学建设思路

2.1 遵循“以应用为基础、以创新为导向”的实践教学理念,进行实践教学模式改革

实践教学是工科大学生学习的重要环节,随着用人单位和市场对学生实践能力要求的提高,以往的实践教学模式已不能满足现在的要求。要在原有实践教学模式的基础上,注入新的模式。中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院在前两年的教学过程中已作了一些尝试,效果良好。

2.2 利用资源优势,改革培养模式

煤矿机电是复合型、技术密集型高科技行业,随着自动化、信息化的普及,诸多方面互相渗透,一些综合工程问题很难划分究竟属于哪个专业,因此迫切需要复合型尖端人才。中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院集机械、测控、自动化、计算机、材料五大专业于一体,在培养复合型人才方面有独特的优势。在教学建设与改革中,对优势资源进行整合利用,挖掘自身潜能,使各专业及复合人才培养模式获得改革突破。

2.3 以修订培养计划为主线,整体推进教学改革

根据国家中长期教育规划,在高等学院提倡有行业背景的特色教育。因此以修订培养计划为契机,在新版培养计划中更多地融入体现煤矿机电特色的课程内容,并且将教学培养计划的制订与精品课程、教师培养、教材规划等诸方面整体推进,并制订统一规划,力争在这一版教学培养计划的执行过程中,在教学各个方面同时取得良好成绩和效果。

3 实践教学改革探索

3.1 结合课堂教学,探索多种实践教学方式

目前由于实习费用昂贵以及安全等因素,使得本科生与生产实际接触的机会大大减小。作为矿业大学机电类专业的学生,很多学生对本专业的最新技术和产品十分生疏,这在很大程度上降低了毕业生的质量,并对他们就业产生不利的影响。从另一方面来说,学生长期对本专业实际工作对象不了解,只是面对书本闭门苦读,也是使他们感到学习枯燥无味而厌学的重要原因之一。

北京每年举行大规模的行业展会有上百次,这些展会代表了各行业最前沿、最新的技术和研究成果。我们在教学过程中充分利用这一条件,精心挑选一些技术含量高的展会,并与相关课程结合起来,让学生接触、了解这些最新的技术,为提高本科生的教育质量打下坚实的基础。

将观摩展会纳入相关课程实践教学的环节之一,其好处有以下几方面。

(1)先进性。在展会上可以看到本专业最新的技术和实物,使学生加深对本专业的理解程度,把握学科前沿的发展趋势,激发学习专业知识和技能的兴趣。

(2)全面性。观摩展会与实习具有互补性,实习现场看到的设备往往是少量的、片面的,而展会展出的设备一般比较齐全,有助于学生对本专业全面的了解。

(3)费用低廉。组织看展会的费用包括路费、学生及教师的补助,其成本低于现场参观实习的费用。

(4)效果生动。教师现场讲解,或请展出单位进行讲解,形象生动具体,教学效果大大超出单纯的课堂授课。基于以上考虑,中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院经过研究发布了本教〔2008〕002号《关于将观摩大型专业展览列入学生教学环节的通知》的文件,对将观摩大型专业展览列入本科教学课程之中进行了尝试.

例如结合课程《机械制造技术基础》,组织测控和机械专业学生参观了在北京中国国际展览中心举行的“2008年第五届中国国际数控机床展览会”,组织测控、机械专业学生参观了在北京中国国际展览中心举行的“第12届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会”,组织材料专业学生结合《热处理原理与工艺》、《材料加工工程》、《无机非金属材料》等课程,参观了在北京中国国际展览中心举行的“2008第五届北京国际铸造·锻造展览会”和“2008第五届中国北京国际热处理、工业炉及耐火材料展览会”。

参观之前向学生布置一些思考题,参观时由授课教师向全体同学作集体讲解,让学生带着问题去参观。通过展览参观,学生普遍反映收获很大,不仅获得了与本专业相关的技术和设备的感性认识,而且提高了对前沿技术及产品的认识,激发了对本专业的学习兴趣,明确了今后努力的方向,同时为后续相关课程的学习也将起到一定的促进作用。目前,学院已把这种教学方式加以改进和提高,使其成为常态化的教学内容。

3.2 加强实验室建设,体现煤矿机电特色,创新实验模式

实验教学是高等教育的重要教学环节,良好的实验室条件是实验教学的基础。国内外著名高等学府无一例外都十分重视实验室条件建设,大多数的科学与技术研究成果也出自实验室。从历史上看,全国煤炭高等院校历来都很重视实验室建设,20世纪五、六十年代,中国矿业大学的前身——北京矿业学院各专业都有相当规模和水平的专业实验室,其实验设备在当时十分先进,在培养学生中起到了极为重要的作用。随着近年来煤矿技术水平的迅速提高以及本科生扩招,实验室条件已不能满足教学的需要。解决此问题的根本方法是加大实验室建设投入力度,使实验条件处于本专业的领先地位,并在此基础上改进实验教学模式,提高实验教学效果,改进的方面如下。

(1)建设煤矿大型机械设备实验教学平台,提高学生煤矿机电专业背景的实验质量。传统上煤矿行业的机电专业学生都有较长时间的煤矿现场实习,但随着煤矿安全的要求日益严格,本科生的井下实习也日益困难。为了保证煤矿机电特色,使学生获得煤矿机电的专业知识背景,建设了煤矿大型机械设备实验教学平台,主要包括以下几部分:综采工作面实验教学系统;掘进工作面实验教学系统;典型液压支架实验教学系统;主副井提升实验教学系统。该实验平台的建成使学生在实验室可以直接感受煤矿主要大型机械设备的全部运行动作,并且可以在仿真操作台上进行操作。不仅提高了学生学习的兴趣,而且使学生真正有动手操作采煤设备的机会,将书本上的理论联系到生产实际,大大提高了实验教学质量。

(2)建设有矿山特色的电气实验中心,创新实验教学模式。近年重点建设的电气实验中心在原有基础上新建3个专业分实验室:现代电力电子技术实验室、矿井供电实验室和现代传感与检测技术实验室。实验内容保证了全校电工电子类课程的需要,同时也反映了煤矿机电专业特色。实验中心实行开放式管理,为大学生的日常创新活动和参加各类竞赛提供了良好的科研训练环境和实验平台。每年都有国外大学生在中心参加科研创新活动的同时进行技术交流。利用此实验平台,大学生们在各类电子大赛中获得了多项奖项。2008年电气实验中心申报北京市实验教学示范中心并获得通过,成为中国矿业大学(北京)唯一的市级实验教学示范中心。

3.3 与校外企业加强联系,建设长期稳定的校外人才培养基地

由于市场竞争日益激烈以及安全等问题,近年来企业接受本科学生实习的难度也日益增大,这对安排学生实习十分不利,因此,寻找稳定可靠、高质量的实习基地是提高实习效果的关键之一。

经过长期精心组织和建设,2009年中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院的实习基地——中煤北京煤矿机械有限责任公司(原北京煤矿机械厂),被批准为北京市高等学校市级校外人才培养基地。北京煤机厂设有专用铁路运输线,集液压支架研发、制造、销售、服务为一体,具有独立的产品设计开发和雄厚的生产加工能力,是国内生产液压支架规模最大、实力最强的专业厂家之一,是中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院学生理想的实习基地。该基地的建成,为中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院学生进行稳定、高质量的实习创造了有利的条件。

3.4 积极组织学生的创新实践活动,鼓励参加各类大赛

开展的多种层次的创新实践活动是配合研究型本科教学的重要组成。在教育部、学校、学院三级的创新实验计划中,学生可根据自身的情况结合导师的课题进行创新课题研究。许多学生在本科阶段就能写出一定水平的学术论文并在较高层次的刊物上公开发表。此外,鼓励学生参加各类大赛,以提高学生的学习兴趣和动手能力。近年来,中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院学生获得了包括首都高校机械创新大赛一等奖、北京市大学生电子设计竞赛一等奖等奖项,说明学生的动手能力和创新能力都有了较大程度的提高。

4 实践教学效果

经过近几年在实践教学方面的努力,中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院本科生实践教学效果得到了显著提高,对煤矿机电生产背景有了更深层次的理解,动手操作能力也有了更大的提高,学生的专业素养、综合素质及就业竞争力显著提升,学生及家长对学校的满意度也有较大的提高。

(责任编辑 张艳华)

Research and exploration on practical teaching in electromachanical of coalmine

Zhang xi,Wu miao
(School of Mechanical and Information Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Haidian,Beijing 100083,China)

Practical teaching is a signification part in higher education.The background and features of coalmine and electromechanics course in the bachelor degree is stated in this thesis.Meanwhile the experiences of innovation and exploration in practical teaching is summarized,mainly from three aspects:construction guidelines,specific measures and construction effects.

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张晞(1966-),男,博士,副教授,现任中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院教学副院长。