实践教学对学生创新实践能力的提升至关重要,其在高校专业人才培养计划中的学分占比越来越大。就工科而言,实践教学主要包括实验教学、实习教学、课程设计、毕业设计(论文)等,其中实习教学又包括认识实习、生产实习、毕业实习等。就很多工科专业尤其是采矿工程专业而言,根据实践教学模式,实践教学又可细分为校内虚拟仿真实践教学和现场实践教学。虚拟仿真实践教学是实施信息化教学的重要手段,是弥补现场实践教学不足的有效方法,也是室内实验的一种非常重要的补充。虚拟仿真实践教学在各高校已普遍使用,矿业行业院校里几乎都有相对完善的虚拟仿真实验室,不同用途的矿山虚拟仿真软件在很多企业和科研院所中均有使用。软件内容和侧重点略有不同,但基本上满足了身临其境的沉浸感。虚拟仿真实践教学不能完全代替现场实践教学,其与真正走进现场的感受、工作场景环境还是有区别的。就采矿工程专业而言,由于专业自身的特殊性,现场实践教学受多种因素影响,存在较大的不确定性,在实践教学中容易出现许多问题,在一定程度上影响了实践教学的效果和质量。很多学者针对采矿工程实践教学优化和改革开展了相关研究[1-5],取得了较好的教学效果,但有些问题仍亟待解决和完善,需要持续不断地改进实践教学,从而提升学生学习成果和教学质量。
物理仿真即实体仿真,是由实体材料按比例制作而成,对工科专业实践教学是一种重要的教学手段。目前采用小比例物理模型开展实践教学的比较多,但采用1∶1物理模型仿真的相对较少。本文将针对采矿工程专业实践教学,在现场实践教学和虚拟仿真实践教学的基础上,开展非煤矿山井下巷道1∶1物理模型仿真实践教学研究。
1 非煤矿山井下巷道物理仿真实践教学
2 结语
在充分分析企业现场实践教学和校内虚拟仿真实践教学的基础上,针对采矿工程专业实践教学的不足,提出了构建大尺度巷道物理仿真模型的思路。将现场实践教学与虚拟仿真实践教学相融合,彼此互补,实现无缝衔接,构建了1∶1的非煤矿山井下巷道物理仿真综合实践系统。该系统可开展涉及巷道的相关理论课程和实践课程教学。实践教学内容包括巷道断面设计、巷道施工、巷道支护、矿井通风、有轨运输、压气、供排水系统等。同时建立和完善了巷道实践教学资源、师资团队和保障体系,制订了规章制度。注重支撑服务,积极开展第二课堂活动,服务于学生社团及其他相关专业的实践。
利用该系统开展课程教学,避免了现场井下巷道实践教学中的诸多不确定性,解决了现场实践中的时间、安全、环境、噪声等问题,提升了学生学习成果和教学质量,为采矿工程专业工程教育专业认证的持续改进、一流专业建设和卓越人才教育培养计划的顺利实施打下了坚实的基础,对国内相关专业的实践教学起到一定的借鉴和示范作用。
参考文献
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[4] 张峰,张爱铭.采矿工程专业应用型人才培养实践教学体系:以山西工程技术学院为例[J].高教学刊,2021,7(10):160-162.
[5] 王红伟,解盘石,郎丁,等.新工科背景下采矿工程专业毕业实践改造升级探索[J].科教导刊,2020(30):62-64.
张晓君 郑怀昌 山东理工大学资源与环境工程学院 |