提升运输机械设备课程教学研究

摘 要 针对目前煤矿提升运输设备的应用状况，分析提升运输机械设备课程教学中存在的问题，提出从理论教学内容和实践教学内容上进行改革，并探讨在教学中应用多媒体技术和虚拟仿真技术的优势，这些方法对其他机械类课程的教学改革具有一定的借鉴意义。

关键词 提升运输机械设备；教学改革；虚拟仿真技术

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）08-0083-02

Study on Teaching of Hoisting and Transporting Equipment//LI Zhanfang， TONG Junling

Abstracts According to the current application status of the mine hoisting and transporting equipment， problems in the Hoisting and

Transporting Equipment teaching was analyzed. And then the tea-ching reform from the theoretical teaching contents and practical tea-

ching contents were put forward. The application of multimedia technology and virtual simulation in teaching advantage were dis-cussed. There is valuable reference to teaching reform of other me-chanical engineering courses.

Key words hoisting and transporting equipment； teaching reform； virtual simulation

1 引言

提升\输机械类课程是机械工程和采矿工程专业的主干课程，主要讲授煤矿运输和提升设备的用途、结构性能、工作原理、选型计算等相关知识。近几年煤炭行业一直在建设大型现代化煤矿，提升小煤矿办矿水平，这对煤机企业打造优质产品具有巨大的推动作用。煤矿机械产品现代化和智能化水平的提高使得社会对煤矿机械高技术型人才的需求也与日俱增，提升运输机械课程担负着培养运输提升机械应用型人才的责任，因此，课程的教学革新也日益迫在眉睫。针对中国矿业大学应用技术学院学生的特点和培养应用型人才目标的要求，对煤矿提升运输机械设备课程的教学改革进行以下研究。

2 提升运输机械设备课程教学中存在的主要问题

教学内容不适应教学的需要 煤炭是我国的主体能源，而机械化开采运输是保障煤矿安全生产运营的重要手段。现在煤矿机械设备正在朝着大型化、重型化及智能化、信息化和模块化方向发展，因此，本课程培养的学生应具备现代矿山常用的先进的提升运输设备的基本知识，达到能够安全操作，维护和管理大型化、集成化、成套化、低碳化的机电装备的水平，并具备改进、设计和研发机电装备的创新能力。但本课程在实际教学过程中，现有的教材部分内容比较陈旧，无法与现代煤机的发展水平相适应。

教学模式单一 提升运输机械设备课程以煤矿现场应用的机械设备的原理及结构为主要内容，要求学生具备扎实的专业基础知识，如工程制图和液压传动等。即使这些基础知识掌握牢固，对于没有实践经验的学生来说，这些设备的工作地点与结构特点之间的关系，设备种类及其工作原理等也非常抽象。传统的教学模式是教师强调知识的传输，喜欢满堂灌的方式，学生只在课堂上听，没有活动，久而久之会失去兴趣。教学模式应该是丰富多彩的，虽然国内教育专家在探讨这一问题时提出过不同的教学方法，比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情境式教学法、兴趣式教学法等，但教师也要根据自身的特长、课堂学生反映状态，灵活掌握，及时进行变换，正确引导学生积极学习，培养学生对专业的兴趣，达到预期教学目标要求。

3 提升运输机械设备教学改革的方法与措施

教学内容改革

1）理论教学内容改革。随着科学技术与信息技术的急速发展，煤矿机械相关企业研制出很多新设备或对已有的传统设备进行改进，而现有教材一般是几年前编制的，已经跟不上时展的需要。因此，必须对现有的教材内容进行合理更新，以满足煤矿对人才的需求。

比如对于提升系统来说，具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。机械结构组成方面没有大的变化，但是近几年提升机正向着提升运输能力大、自动化和智能化方向发展，要想实现深井且提升能力大，那么提升机的尺寸会变大，这就涉及在设计、制造过程中用到新技术、新方法和新工艺。

对于大型矿井提升机，现在主要采用晶闸管变流器―直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交―交变频传动控制系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行，效率高，有准确的制动和定位功能，运行可靠性高，但教材中还是原来的串接电阻的调速方式。因此，对新技术、新工艺、新设备的介绍做得还很不够，应予以补充。

更新教学内容，需要重新编写教材，而编写教材一般需要两三年的时间才能出版，对于教学任务比较重的教师来说，自编讲义是一个不错的选择。更新教学内容既要满足论教学要求，又要补充培养学生实践动手能力的内容。

2）实践教学内容改革。实验实训教学是高等教育培养应用型、技术型人才的根本保证。在传统的实验教学中由于设备比较大，因此，一般都是教师讲，学生看，无法亲自动手操作，容易造成实践与理论教学的脱节，学生分析问题和解决问题的能力得不到有效锻炼。因此，笔者考虑可以从以下几方面进行改革。

①增加专题讲座。学院可以聘请一些大中型煤矿机械企业的专家，让他们对一些大型煤矿机械设备设计的新方法和新技术进行详细讲解，比如虚拟设计制造技术，大型设备的制造加工工艺及加工用到的设备，在结构上与传统设备的区别等。把国内外最新的科学成果和最新的技术应用纳入专业知识的学习中，使学生掌握本专业最新的发展动态和方向，从而增加学生对本门课程及本专业的兴趣。

②对于机械专I的学生来说，到煤矿单位实习效果远远不如到机械设备生产企业，因为有些煤矿设备还没有更新换代，是沿用的老设备。同时，由于正在运转的设备机身比较长，受到煤矿条件限制，一般看不到设备全貌，因此实习收获不大。而让学生到一些先进的设备制造企业去实习，既可以看到设备的加工制造过程，又可以看到先进的产品全貌，一举两得。

③缺乏实践经验的教师可到企业进行锻炼，在企业里能把具有实际特点的工程材料性能、机械机构学原理、机械加工方法、公差配合与测量技术等课程的内容与生产实践更好地融合起来，在今后的授课中不仅对课程内容从形式上进行更新，经过实际训练的教师将会把课程的内涵传授给学生。

综上几点，这就要求教师不断更新知识，加强教学内容的时代性和新颖性，及时掌握最新的理论研究和发展动态，加快实践教学的步伐。

教学方法的改革

1）充分利用多媒体技术。由于矿山机械设备比较庞大，实用性和易搬抬的教具比较少，无法在课堂上来演示，而同时矿山机械设备结构比较复杂，应用环境和地点比较抽象，因此，较多地在课件中加入机构外观图、剖视图及设备与矿井生产系统布置图等，可使教学更形象化。为了让学生更好地理解矿山机械设备的工作原理，可在课件中加入一些能体现设备运行原理的动画，既可以将图、文、声、像融为一体，使教与学的活动变得更加丰富多彩，又可以寓知识学习、技能训练、智力开发于生动活泼的形象之中，从而激发学生的学习兴趣，变苦学为乐学，同时又促进他们的思维发展，丰富学生的想象力。

2）充分利用虚拟仿真技术。虽然机械专业的学生通过采煤概论的学习，对矿井的采掘工作面的布置、矿井地质条件、一通三防、矿山压力与岩层控制等相关知识具有一般的了解，但他们对矿井空间的概念掌握得还不是很好。在学习提升运输设备时，学生对各种矿山机械处于矿井的什么位置和起什么作用，本身结构特点与工作地点的关系，各种设备之间如何配套等，缺乏一定的形象理解，只是通过图片也无法全方位了解。因此，有必要利用现在先进的虚拟仿真技术进行解决。

三维虚拟仿真技术是一种采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成逼真的视、听、可操控性一体化的虚拟环境和设备。通过三维虚拟仿真技术建立提升运输设备的三维模型，将此应用于教学中，更能节省时间和成本，因此比起传统的实物实景教学，虚拟仿真能够大大缩短建立实物和获取实训环境的时间。课件中的图片和动画只能观看不能动手，而用虚拟技术建立的提升运输设备的三维模型，可以观看外观，还可以让学生通过自己操作，全方位了解设备的内部结构。同时，三维虚拟技术建立的虚拟环境和设备运行动画，不仅使学生能够对设备本身获得生动直观的感性认识，还对设备的应用环境和工作情况有身临其境的感觉。利用虚拟技术建立的实训系统可以多人同时、单人多次使用，设备本身没有损坏，不会给学生带来人身伤害和环境危害，也不会浪费任何财力、物力。虚拟技术建立的实训系统还可以让学生自己动手，在虚拟环境中进行设备及零部件的拆解、检查、调整与安装等，大大提高学生的动手能力和实践能力，增强教学效果。

3）注重德育教育，促进全面发展。教师在教学过程中不仅要采取灵活多变的教学方法，激发学生的学习兴趣，而且要以自身优良的素质深深吸引学生，赢得学生的敬重、钦佩、喜爱和信赖。

①对待学生要真诚。教师的授课对象不是事物，而是活生生的人，人都是有感情的，教师的真诚会对学生产生潜移默化的影响，激励他们不断进步。

②教师对课堂教学要有一种激情，情绪是会传染的，这种激情会激发学生对课堂的热爱，从而促进专业知识的学习，感到没有虚度每一个课堂生活。

③德高为范，学高为师。教师更应当具备多方面、多层次的知识，语言诙谐幽默，理论联系实际，时刻抓住学生的注意力。因此，教师在教育教学过程中要注重言传身教，以身作则，从而全面提高所有学生的综合素质及就业竞争能力。