《矿山机械》教学研究与实践

苏畅 严灼

摘要：针对《矿山机械》课程实践性强，采矿工程专业学生学习本课程的积极性不高、机械基础知识薄弱的特点，在教学内容的组织、教学方法的运用和成绩考核等方面作了具体的探讨和阐述，旨在提高《矿山机械》课程的教学质量[1]。

关键词：矿山机械；采矿工程；教学方法；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0218-02

《矿山机械》课程作为采矿工程专业的主干课程和专业必修课，课程内容涵盖采掘机械、支护设备、运输机械和流体机械等矿山机械设备的用途、工作原理、结构、性能和选型方法等方面。学时少，教学内容多的矛盾。而煤炭行业从2013年到2016年持续走低，煤炭企业遇到了前所未有的严峻困难，用人量骤降[2]。这些现实情况导致学生学习情绪不高。采矿工程专业的学生机械知识基础较薄弱，本门课程实践性又很强，因此，如何调动学生的学习情绪，让学生在很少的学时里掌握该门课程的知识，适应当前煤炭行业发展需要，是老师在教学过程中要认真思考的问题。

一、课程特点及教材使用

矿山机械课程是研究矿山机械设备的综合性课程。该课程以煤矿“采、掘、支、运”设备为重点，主要讲授机械设备的基本结构性能、工作原理、选型和机械设计计算及电气控制原理等知识。通过本课程的学习及实验，使学生对矿山机械的作用、工作原理、使用方法有比较全面、系统的了解，掌握所学机械设备的结构，为学生毕业后到矿山工作打下良好的基础。由于本课程具有较强的综合性和实用性，应以“机械设计”、“流体力学”、“工程制图”等专业基础课程为前置课程。

《矿山机械》一书由中国矿业大学李炳文教授主编，中国矿业大学出版社出版，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，该教材全面介绍了目前我国煤矿通用的采掘机械、支护设备、运输提升设备和流体机械等矿山机械设备的工作原理、结构、性能及选型方法；同时，还介绍了国内外先进的矿山机械设备和技术。该教材作为目前我国矿山机械较好的教材之一，一直为本校所采用。

二、教学方法与手段的改革

1.课堂授课内容组织上。（1）注重基础知识。由于采矿工程专业的学生机械知识基础较弱，对机械工程学科知识体系没有完整的概念，因而在授课过程中，首先以讲述设备的结构简图为基础，通过分析设备原动机、工作机构和传动系统，引出机械设备的总体结构。例如，在讲采掘机械概述时，结合《煤矿开采学》为同学讲授采煤工艺，讲解煤矿所用到的八大设备及其作用，即采煤机械、支护设备、掘进机械、运输机械、提升设备、通风设备、压气设备和排水设备，使得学生对煤矿设备具有一个总体上的把握，深刻了解了本门课程所讲述的采掘机械在煤矿设备中的地位和作用，对于采矿工程专业学生来说，本课程教学目标是深刻理解和掌握这门课程的基本概念、基本理论和基本结构，因而在教学内容上，对一些难点问题和非重点章节不讲或略讲，有些容易理解的部分可以布置学生课下自学。例如讲解泵与风机时，重点讲解流体静力学的知识就够了，而流体动力学可以略讲。做到重点突出。（2）注意前后知识点关联。将前后关联内容有机的组织成整体讲授，注意前后内容的衔接和呼应。采煤机、液压支架、刮板输送机在内容上是相对独立的三个篇幅。作为一门课程体系，只有综合讲述，才能使学生全面了解综采工作面“三机配套”，才能引导学生思考“三机”生产能力配套、“三机”性能配套、“三机”几何关系的配套和“三机”使用寿命配套等等。在讲解矿井提升设备的钢丝绳时，笔者会引导学生回顾吊挂式带式输送机的结构特征，通过讲述提升机磨损后的钢丝可以用做吊挂式带式输送机机架，让同学加深矿山各机械设备虽看似相对独立，但又是相互联系整体这一概念。通过回顾和启发，这样就把前后知识点紧密地结合起来了。

2.利用多媒体教学。在选择确定高质量的教材和合理组织授课内容的同时，还应根据《矿山机械》课程的特点和大纲要求，形成规范的教学方案，包括教学大纲、教学课件、教学讲义等。在课件的制作上充分发挥现代化多媒体教学手段的灵活新颖的优势，使教学内容以更加直观、生动、形象的形式呈现和表述出来，提高学生学习兴趣，吸引学生的课堂注意力，扩大学生的知识面，从而达到提高课堂教学的质量和效率的目的。如在讲授部分断面掘进机时，可利用多媒体手段，播放坦克的设计加工过程及结构特征。从履带底盘、旋转炮塔等机构过渡到部分断面掘进机的讲解上，这在全部都是男生的采矿工程专业学生课堂上，收效甚佳。在讲授放顶煤支架时，播放一段放顶开采工作过程的动画，使学生真实、具体地感受到这一工作过程。通过以上教学手段，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的感性认识，提高了课堂教学的质量和效率。

3.将科研引入教学，培养学生创造性。由于《矿山机械》实用性强，若采取传统的以教师为主体、按部就班地“填鸭式”的教学方法，会导致学生的学习兴趣不浓厚，缺乏对实际机械结构的分析、改造和创新的能力[3]。将教师的项目引入课堂，主要优点是为学生提供一种真实的环境，提供进行分析的素材和机会，通过学习，使学生在分析问题、进行矿山机械选型设计及工作现场“小改、小革”等方面的技能训练得到强化。例如，讲授刮板输送机时，先从限制长臂工作面开采长度的因素开始分析，带着学生分析刮板链张紧方式及刮板链过松或过紧对中板和链轮的影响，最后留下开放式问题，如何采集刮板链张紧力，做到刮板链实时张紧。开放式的问题可以拓展学生探究式学习的空间，培养学生运用理论解决实际问题的能力，让学生变被动听讲为主动参与，提高了学生理解、运用和驾驭知识的能力，激发学生主动思考积极探究的创新精神[4]。

4.充分利用仿真实验室进行现场教学。安徽理工大学能源与安全学院建有现代化矿井仿真模型实验室、采煤工艺模型室、模拟开拓巷道，模拟工作面，其中的机械设备基本涵盖了《矿山机械》课程的大部分通用设备。现代化矿井仿真模型实验室包括一座完整煤矿的地下及地面生产系统和地面生活情况，包含开拓、准备和采煤所使用的机械设备及矿井运输系统、通风系统、排水系统等矿井主要生产系统所使用的设备等。通过对该实验室的参观，声、光、电等手段，使学生对井下复杂的系统有了概括的了解，并进一步了解各型设备所处的工作环境，克服《矿山机械》课程抽象、复杂的困难。采煤工艺模型室有综合机械化采煤、普通机械化采煤、爆破采煤和综采放顶煤等工艺的模型，使学生对不同采煤工艺是由于支护方式不同这一概念有了更直观的认识。在现场教学前，先让学生思考，对即将参观的模型和设备的疑问，从而带着问题，有目的地观看和学习，避免走马观花。现场实践教学是《矿山机械》课程的重要环节，提高实验室现场实践教学的效果，可以进一步加深学生对矿山机械专业知识的理解。

三、改变考核方式

合理的考核方式一方面是对学生成绩的公平评定，另一方面也能激发学生学习的积极性，通过“习题训练、现场实习、期末考试”三位一体的考核制度，对每位学生的作业情况给出习题训练成绩，以20%的比例计入课程总成绩，对学生的在现场实践课上的表现情况和实验报告的质量给出实习成绩，以20%的比例计入课程总成绩，期末考试以闭卷考核的形式，以60%的比例计入课程总成绩。在习题训练和期末考试中，部分依据生产现场条件参数，进行设备的选型设计来评估学生掌握知识的程度，使考试的内容不再全是需要死记硬背的理论知识点。将理论与实际相联系，充分锻炼学生的实际工作能力[5]。

综上所述，在新的历史环境下，《矿山机械》教学改革是一项系统工程，它不仅要求教师有较高的专业水平和高度的责任感，还应有科学的教育观念和思想，并辅以新的教学手段和考核方式。这样才能从学生专业出发，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和理论联系实际的能力，为毕业后从事相关工作奠定了基础。

参考文献：

[1]赵亮.《液压传动与采掘机械》课程教学心得与探索[J].现代企业教育，2014，（18）.

[2]张向林.煤炭行业“黄金十年”后采矿工程本科毕业生就业对策研究[J].科技视界，2013，（34）.

[3]胡坤.《矿山机械》课程教学研究[J].中国科技信息，2010，（24）.

[4]徐亚凤.高职项目化教学改革中存在的问题与对策研究[J].牡丹江大学学报，2015，（24）.

[5]孙文标.“煤矿开采学”教学改革研究与实践[J].中国电力教育，2011，（16）.