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[关键词]矿物加工工程 本科教学 实践 课程体系 教师团队
[中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)07-0142-02
矿物加工从其应用范畴来说,是一门从矿物资源(包括矿物、煤炭以及二次资源等)中通过分离、富集和提纯等物理或化学加工处理,提取有用物料的科学技术。其形成和发展大致可以分为三个阶段:选矿技术起源于20世纪20年代,在20世纪20年代至60年代形成选矿学科,截至今日,矿物加工无论是从工艺技术还是理论方面都得到快速发展,早已超过传统意义上的“选矿”范畴。[1]在目前矿物加工技术发展迅速的背景下,矿业用人单位对高校毕业生的创新实践能力的要求越来越高。因此,矿物加工工程专业学生的实践及创新能力培养内容和方式也需与时俱进,根据现行需求做出相应的改革和调整。本文结合目前矿物加工行业对高校毕业生创新实践能力的需求,探讨矿物加工专业本科教学改革方法。
一、注重多学科的交叉融合,让学生以用促学、学以致用
矿物加工工程以往的教学环节是大一、大二学习基础课程(如化学、物理、数学、力学、电磁学等),大三和大四学习专业知识,并进行专业实践。这种教学模式中,各课程独立分散,相互之间无交叉,其最大弊端就是学生无法有效地、综合地掌握基础课程中的有用知识,更不能将这些知识与专业课程的学习和实践进行有机结合。这导致学生在学习基础知识时抓不着重点,不明白掌握化学、物理等基础理论知识的目的;而在大三、大四学年学习专业课程和进行专业实践时,之前所学的基础知识大部分已忘记,最终大部分学生掌握的基础知识不牢固、专业知识又不够深入。要彻底改革这一现状,在矿物加工工程专业教学过程中,必须注重多学科的交叉融合,使学生做到以用促学、学以致用,具体可从以下两点出发。
(一)基础课程学习时引入广泛的专业导论知识
矿物加工工程所涉及的基础学科较多,破碎涉及材料力学,重选涉及物理,电磁选涉及电磁学,浮选涉及无机化学、物理化学、分析化学、有机化学、表面与胶体化学等,而破碎、筛分、磨矿和选别过程又都涉及机械,学生所需学习的基础课程繁多,每门课程的知识点也众多,学生在基础课程学习过程中往往会感到枯燥乏味、头绪不清。[2]在基础课程学习前,先对学生进行广泛的专业导论教育,将每一门专业课程所需的基础课程知识为学生梳理清晰,使学生明白每一门基础课程在专业知识中的应用,这样可大幅度提高学生的学习兴趣,做到以用促学。例如:学生将浮选溶液中离子优势组分计算与无机化学中溶液相图计算这一知识点相结合后,在学习无机化学相关知识点时会更有兴趣,甚至能结合某一浮选溶液化学实例进行计算练习。
(二)专业知识学习时巩固深入的基础理论知识
矿物加工工程专业属于工程应用领域,大部分专业教师在教学过程中只注重培养学生的实践能力,而忽略了专业知识所涉及的基础理论讲解。这种“皮毛式”教学只能让学生学到“做什么、怎么做”,而无法让学生掌握到“为什么这么做”。另外,缺乏基础理论知识,学生也无法掌握深入的专业知识。因此,在专业知识学习过程中适时补充和巩固基础理论知识,可使学生做到活学活用、学以致用。例如:在《选矿自动化》调节规律这一章节学习时,学生如果通过死记硬背记住各种调节规律公式,只能掌握皮毛,不能深入其中,如果通过应用举例,将电磁学中的RC、RL和RLC电路与各种调节规律结合起来,学生更容易掌握调节规律的基本原理。
二、建设全面的实践教学基地,加强实践能力的培养
矿物加工工程专业的实践教学环节非常重要,要加强实践教学环节,就必须争取到相关厂矿企业的支持,学校应联合这些企业共同建设实践教学基地。目前,各学校矿物加工工程专业毕业生就业范围比较广泛,包括黑色金属、有色金属、非金属、化工矿山和煤炭等企业,而很多高校受到地区矿山企业少、学生实习经费不足等实际问题的限制,实践教学基地单一,有的学校甚至不重视实践教学,不组织统一的毕业实习,让学生自己找单位实践;有的即使有实践教学,也是走马观花、草草了事,学生没有将现场的工艺、设备以及现场厂房布置、设备联系布置与所学的专业知识相关联,对现场知识认识不深入。[3]
要加强学生实践能力的培养,必须要建设全面的实践教学基地,重视实践教学环节。学校应结合临近的矿山企业,在不同种类矿山企业建设实践教学基地,在工程训练(认识实习)、生产实习和毕业实习等不同实践教学环节时根据学生的专业兴趣或就业意向合理地安排学生的实习地点,这样可提高学生的学习兴趣和自主学习能力。另外,在实践教学过程中,学校实习指导教师应与现场技术人员结合,以现场实际情况与理论相结合的方式进行实践教学,这样可提高实践教学的学习效果。在实践教学考核中,指导教师要求学生绘制出现场工艺流程图、破碎筛分车间布置图、主厂房布置图、脱水车间设备布置图和全厂平面图等草图,并结合现场某一生产工艺、药剂制度或工艺参数对学生进行提问,这样能帮助学生全面且深入地掌握现场知识。整个毕业设计下来,学生既收集了毕业设计的资料,又能把所收集的资料与所学的知识相结合起来,在沟通交流、动手能力和独立创新方面都等到了锻炼,综合素质得到了提高。[4]
矿物加工工程实践教学还包括专业课实验这一环节,指导教师可以根据自己负责的实际项目给学生布置实验任务,在实验教学过程中教会学生如何发现问题、剖析问题和解决问题。这样不仅能提高学生的动手能力,更能提升学生分析问题和解决问题的能力。
三、结合专业科技前沿,完善课程结构
要培养矿物加工专业学生的创新能力,必须使学生有机会接触到每门专业课程的科技前沿或社会密切关注的专业相关问题,也就是需要引入一些专业前沿课程或社会密切关注的课程,增加学生的实践机会,这与我国大力推进素质教育是相符的。[5] [6]在课程设置方面具体改革措施有:
1.删减与矿物加工工程专业不相关的课程或章节,适当减少专业基础课程的课时数,例如大学物理、电工电子学等课程中知识点较多,任课教师帮助学生掌握好主要章节和知识点后,其他内容可以让学生通过自学方式完成。
2.增设一些矿物加工工程专业科技前沿课程和专业相关社会密切关注的课程,如国家近年在二次资源利用、资源环境保护方面的科研投入较多,学校可向本科生增设二次资源利用、固体废弃物处理和矿山环境保护等专业课程。
四、建立指导教师团队,增加本科生参与科研的机会
参与科学研究是提升学生创新实践能力最直接有效的方法。目前大多高校由于师生比低、实验资源有限等原因,使得只有部分成绩较好或立志考研的本科生才能有机会参与教师的科研项目。这种个人指导方式存在以下弊端:老教师项目多经验丰富但平时很忙,少有时间亲自指导;青年教师时间充裕但缺乏经验和科研项目。因此,按照专业不同的研究方向,建立老中青结构合理的指导教师团队,充分利用好老教师的经验和青年教师的时间,可增加团队指导学生科研的能力,提高培养学生科研能力的教学效果。同时,青年教师的教学科研能力在这一过程中也得到锻炼。
提升矿物加工工程专业学生创新实践能力是一个系统过程,也是一项长期而艰巨的任务,我们应该将这项工作不断深化下去,探索出更多、更有效的教学改革方法。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 胡岳华,王淀佐.矿物加工学科的发展――历史、现状与未来[J].矿冶工程,1999(19):3-6.
[2] 邢宝林,张传祥,仪桂云.矿物加工工程专业综合改革的探索与实践[J].中国电力教育,2014(15):28-29.
[3] 艾光华,涂燕琼.矿物加工工程专业实践教学基地建设探讨[J].实验实践教学,2012(26):95-96.
[4] 刘惠杰,崔广文.矿物加工工程专业校外实践教学基地建设[J].中国冶金教育,2011(2):53-55.
1.1研究生培养的个性化不足,保留着部分本科培养的批量生产模式的特点研究生的培养是导师制,所以与本科省的培养相比会占用更大的教育资源。今年来,随着研究生的人数不断增加,研究生培养单位普遍存在师资力量不足等资源紧张的问题。由此造成研究生的师生比不断减小,之前沿用的导师制度不能满足大批量培养研究生的要求,学校自然的沿用本科阶段的培养模式,有学校统一管理,统一安排培养流程,课程设置也较为统一。这一定程度上造成了研究生培养个性化的丧失。
1.2学生就业期望与劳动力市场不符,研究生自身定位和社会需求存在差距研究生自身的定位是科研型人才,所以期望到研究所或大中专院校工作,但这两种岗位的需求很小,大部分的研究生还是要去煤矿及其相关单位。
1.3师生交流不充分,研究生没有充分发挥其科研矿业工程学科硕士研究生培养改革初探姚海燕(西安科技大学能源学院,陕西西安710054)人员的作用由于之前说的师资力量不足等问题,研究生与导师见面次数少,导师直接指导的时间少是个普遍存在的问题。一年级研究生主要在学校的安排下学习课程,其他时间部分学生能够参与导师科研项目,部分学生在校自己学习。研究生作为科研的预备军,这部分人力资源显然被闲置了。以上这些问题说明我们的研究生培养还存在很大改进的空间。本文以西安科技大学这所工科院校为例,试分析工科院校研究生培养中存在的问题及改进的办法。
2.矿业类研究生培养过程中存在的问题及改革的方向
2.1研究生培养的目标,决定了培养单位的培养模式目前普遍认同的观点是,本科生培养的目标是了解知识,掌握知识。研究生则要进一步理解、掌握并运用知识,要知道知识从哪里来,怎么用。博士研究生则要掌握知识,创造知识。要知道知识的缺陷在哪里,怎么样改造和创新。所以,硕士研究生培养的目标,就是要学生能够掌握专业领域内的相关知识,并运用到实践中,当然,每一所高校都有其独特的办学历史,办学特色。所以,学校又要发展其特色,学科特色要鲜明,这一点在其研究生培养中也有其要处处体现。尤其工科的研究生,其知识运用应该要很强,培养过程要充分考虑学生的实践能力,运用知识的能力。
2.2研究生的培养模式目前,国内大部分的学校都是教学型,或者教学研究型大学,这些学校的教学的重心是本科教育。自1998年扩招以来,本科教育逐渐变成一种规模型的,流水线式的教育。从学生的课程教学,到实践都是批量进行,有教务处这一组织机构来统一安排,二级学院及学校的其他部门都配合教务处的教学活动安排工作。这种培养模式适合批量产的本科生,但是并不适合强调个性化的研究生。但是大部分学校仍旧沿用本科的模式,成立研究生院(部)来行使类似本科教务处的职责,安排研究生的培养环节。为了统一管理的方便,学生都是按照学制的安排,三年毕业。实际上,中间可以压缩的时间很多。从国外高校的管理经验看,由二级学院负责学生的管理,学校则进行统一的考核,这种模式更加能够体现各专业的特色且更加的灵活。学院内部,从我校的经验看,相近研究方向的导师往往结合成科研团队,研究生作为团队中的一份子,其日常的培养进程、科研、学习也实行团队统一管理。导师同时也要负责自己学生的学术进展等。这种方式较学校统一管理的模式更加的能够体现学科的特色,同时增加了管理层级,管理幅度更加合理,效率也更高。同时在这种模式下,研究生作为基层研究人员,也能更加快速的融入团队的科研工作中去,对增加研究生的实践能力是非常有效的。
2.3课程教学改革首先从课程的设置,目前工科院校硕士研究生公共课尤其英语课的学分过多。以西安科技大学为例,研究生要求课程学分28,其中英语课占6,政治课占8,这极大的挤占了专业课的课时。因此,本文认为硕士研究生阶段,英语主要用于阅读外文文献和撰写外文论文,没有必要占用如此多的学分。其次,从课程的讲授方式看,公共课学校统一安排,专业课则由学生所在学院统一安排。从国外学校的教学经验看,例如牛津大学,研究生课程有三种,包括公共课,类似国内的专业基础课,以讲座的形式进行,每周两课时。这种课堂教学主要是交流问题,而不是讲授课本。第二种课为小班课,以小班讨论为主。第三种课为导师课,上课人数只有1-3人,每周2次,学生每周要写两篇论文,在导师课上进行讨论。从促进学生科研能力和导师科研能力的角度,这种课程设置显然更加合理一些,我国的高校应该适当的改进现有的课程设置和课程教学方式,课程教学要更加注重学生的个性发展。研究生的教育占用的教育资源很大,但这也是研究生教育的特点和特色,如果批量生产研究生,那么研究生的质量势必下降,学校的人才培养也将逐渐失去其特色。
3.结论
关键词:采矿工程;毕业设计;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)02-0050-02
毕业设计是采矿工程专业最后一个本科实践教学环节,旨在巩固学生本科阶段的所学知识,对井巷工程、采矿学、工程制图、通风与安全工程学、矿山机械、矿山经济学等知识进行综合应用,对矿井设计形成一个系统工程,培养学生的运算、逻辑推理、工程制图、科技论文撰写与科研创新能力,为采矿工程本科就业提供可靠保障,并为煤矿企业输送合格专业技术人员奠定坚实基础[1]。然而,随着煤炭不断高强度开采,越来越多的生产矿井正在步入“深部开采”行列,对于采矿新技术的要求越来越高,科学的设计方法与技术的发展迫在眉睫,所以,作为教学的最后一个环节――毕业设计的发展,对于采矿工程专业的发展尤为重要。传统的毕业设计是对实际生产矿井的地质资料进行修改后,根据设计大纲的要求进行新建矿井设计,共需完成《井田开拓方式平面图》、《井田开拓方式剖面图》、《采区平面图》、《采区剖面图》与《工作面布置图》,共5张二维平面设计图纸,设计工作量较大,且传统设计存在诸多不足,难以实现采矿工程专业的发展需求。这种传统设计理念已经无法满足“安全高效”现代化矿井的建设需求。因此,对现有的毕业设计形式、设计内容与成绩评定方法进行分析研究,提出有针对性的毕业设计改革方案,对于采矿工程专业本科教学环节,培养学生的分析与创新能力,拓展学生的知识结构,提高学生的竞争能力,具有重要的现实意义[2]。
一、毕业设计中存在的问题
(一)图形结构形式单一
采矿工程专业毕业设计的主要任务是完成矿井的初步设计,包括设计说明书、配套图纸等内容;其中主要包括矿井的生产能力及服务年限的确定、井田开拓、井底车场的设计、采区巷道布置及回采工艺、矿井通风与安全等;井田开拓方式平面图、井田开拓方式剖面图、采区平面图、采区剖面图与工作面布置图,共5张二维平面设计图纸,图形结构形式单一,二维图形能够充分表现出巷道的长度与断面尺寸,而在刻画巷道间的系统关系时,只能通过标注在巷道上的标高来完成,缺乏直观性,学生往往对二维图形“不感冒”,设计的兴趣不大。
(二)设计成果应用效果不好
采矿工程专业毕业设计最终提交设计说明书以及相关配套图纸,成果提交后对设计进行审核与答辩并归档。毕业设计成果中的一小部分会应用在本科教学中,例如,在采矿CAD绘图、采矿学、井巷工程与通风与安全工程学等课程的本科教学环节中,所应用的内容多为一些二维平面图形,在应用这些图形进行教学时,需要对其进行人为的“三维”化处理,费时费力,教师也很少对这些图形进行更新,由于学生的本体差异,对图形的领会程度不一,总之,毕业设计成果应用受到很大程度的制约[3]。
(三)设计呆板,缺少合作创新意识
学生每个人独立完成一份设计,相互间没有合作的关系存在,这就导致学生设计机械化,比较呆板,设计内容层次较低,总体完成质量不高,没有从真正意义上使每名学生都能够从毕业设计中得到真正的实践学习和团队合作意识。
(四)毕业设计成绩综合评价能力不足
传统毕业设计成绩评定方法,主要由指导教师审核评阅后,给出评阅成绩,然后进行答辩。毕业设计成绩由以下几部分组成:学生的工作态度、专业知识、基本技能和独立思考与工作能力综合成绩;毕业设计图纸与说明书完成质量综合成绩;毕业答辩成绩综合成绩;专题论文的质量及应用程度综合成绩。最终形成五级分制,即优、良、中、及格、不及格。由于毕业设计人数较多,指导教师偏少等诸多问题的影响,采用该方法对学生毕业设计进行综合评定时,设计指导组间教师知识的互补性难以得到实现,由于答辩采用分组方式进行,答辩中难以实现统一评定标准。
二、本科毕业设计教学改革探讨
(一)加强引导,激发学生对采矿工程专业的主观能动性
在大一入学时开设专业导论课程,在专业导论课程教学中主要以认识矿山、认识采矿专业、了解现代化矿井、了解大型设备、了解煤炭企业文化,引入二维图形与三维图形进行专业兴趣培养,以二维图形的“复杂性”调动学生的学习热情,以三维图形刻画实际生产矿井巷道关系的“直观性”加强对学生的兴趣培养。
(二)对设计内容进行调整,培养团队合作意识
在开展毕业设计前期,可针对学生的签约单位进行设计题目分配。以往的毕业设计是根据实际生产矿井的地质资料进行修改与模拟,以完成新建矿井的初步设计。然而,学生毕业后大多以“采区设计”为主,很难涉及新建矿井设计,对于采区设计的诸多细节,由于时间原因很难全面涉及。因此,可以对设计内容进行调整,对相同或相近地质资料进行同组分配,
(三)加强中间环节的培养,强化答辩管理
在毕业设计分阶段指导过程中,结合二维平面图形与三维立体图形进行综合对比分析与讲解,学生理解透彻,教师在指导过程中省时省力,且对学生整体把握设计具有较好的应用效果。学生可以做到“面向对象”设计,而不是以往的“程序化”设计[4]。
以往毕业设计成绩评定,主要包括设计内容、设计图纸评定(二维平面)、设计说明书、出勤和设计态度评定等内容,该种评定方法往往存在以下问题:学生设计内容相似度较高;对于巷道的层位关系把握不准,导致工程绘图不科学,且欠美观;由于学生专业知识掌握不同,教师在指导设计过程中重复工作量较大;由于学生的本体差异,对于问题的理解存在误差,导致原则性的问题过多。
毕业答辩时,结合二维图形与三维图形进行答辩,能够做到既有针对性,又有实效性。让学生以讲座的形式,把整个设计的设计思路、设计成果体现出来,完成毕业答辩的同时,又给学生留下最难忘的一次课。设计成绩评定体系中引入三维图形的评定,做到有约束的同时,又能充分调动学生的积极性。
(四)建立“三维图形库”,充分应用毕业设计成果
由于毕业设计内容的“稳定”,工程图纸未能较好地应用到教学中,无法对资源进行共享。在《煤矿地质学》中要求学生掌握“矿图”知识,例如,如何绘制剖面,如何确定立井工业场地压煤、断层对于采矿的影响,煤层赋存条件的改变对于采煤方法的影响等,无非是学生对于二维平面到三维空间的构建过程;又如,对于矿井通风,在二维平面中很难构建整个矿井的通风系统。
毕业设计改革的“三维图形”可以积累成图形库,形成教学共享资源,使学生的毕业设计成果转化成应用模型,对于采矿工程专业思想的培养,专业术语、煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规范的理解,对于培养一名合格的采矿工程技术人员都具有重要意义。
(五)建立成绩综合评价模型
针对传统成绩评定方法的诸多不足,建立成绩综合评价模型。评价指标由工作态度与出勤、专业理论知识运用能力、方案论证与比较能力、说明书排版情况、相关规范与规程应用能力、文献检索能力、图纸规范性、图纸综合完成情况、手绘图完成情况、答辩自述情况和回答问题综合情况组成,构成综合评价指标B={B1,B2,…,B11};在论文答辩前,由指导教师与答辩组统一制定各指标权重W={W1,W2,…,W11}, 在答辩过程中,由答辩组根据学生的综合情况给出相应指标分值,该分值与指导教师给定的相应指标分值共同构成综合评价指标矩阵:
并与指标权重W={W1,W2,…,W11}进行矩阵运算,例如有n名教师参与给一名学生打分,则有:
最后,根据矩阵运算结果得出该生毕业设计成绩P=(P1+P2+…+Pn)/n。
综上所述,通过原有毕业设计中加入三维图形制作元素,能够直接、有效地描述设计中存在的问题,帮助学生加强对设计中一些细节的理解,串联各系统的同时,能够综合考虑实际,也能对其他同学、甚至下年级学生起到积极的辐射作用。通过毕业设计三维图形的积累,能够建立采矿三维图形库。对于毕业设计内容进行改革,能够培养学生的团队合作意识,丰富设计内容的同时,设计更有针对性与实效性。对学生进行针对性分组,以小组协同作战形式,学习内容适当拓展到教学课程之外,即加强针对性的理论强化学习和制图方法学习,协同作战以形成资源共享,有效地提高学习效率和学习效果。建立成绩综合评价模型,能够更加客观地对学生设计成果进行综合评定,便于通过成绩分析进一步调整授课方案与布置设计任务,可以针对煤矿企业需求及时调整成绩评价指标体系与指标权重,可操作性较强。对毕业设计成果加强管理,特别是建立“三维图形库”,能够充分利用毕业设计成果,对于专业基础课与专业课教学具有重大的现实意义。
参考文献:
[1]文华.采矿工程专业毕业设计教学环节现状及对策分
析[J].教学园地,2009,(7).
[2]余伟健.采矿工程专业毕业设计存在问题分析及体会
[J].当代教育理论与实践,2010,(2).
[3]李怀珍,武俐.采矿工程毕业设计存在的问题分析与教
改探讨[J].淮南职业技术学院学报,2011,(1).
【关键词】生产;自动化;发展;趋势
前言
随着社会的进步,改革化迅速发展,全新的经济体质正在逐渐的建设完善,这一点在工业当中得到了很好的体现,老一套的工业生产体系必将被淘汰,从生产过程自动化这一点上就足以证明,在当代,生产过程自动化已经得到的最大的开发与发展,在大型的工业生产当中,人们早已抛弃了生产不及时、机械操作不当、发现问题无法及时处理的人工操作的传统模式,二十开发出了智能化监控、智能化管理的全新生产过程自动化的操作模式,不仅增强了产品质量,节约了劳动力,还节省了经济,一举多得,在当下化工、炼油、发电这些大的工业生产当中,生产过程自动化早已深入其中,成为了主流的“看护人员”,下面笔者结合多年经验,就其多年来的发展状况做一下总结,阐述一下其发展概况与趋势,使大家能对其又一个系统的了解。
1 生产过程自动化的发展
工业当中的自动化生产过程经过多年的开发与创造,并投入到到大规模的实践当中,已经去的了相当大的运用上的成果,综合其发展情况来说,大致可分为三个阶段。
1.1 第一阶段
上世纪五十年代以前是生产过程自动化的第一个阶段。在这一阶段当中,最为重要的科学结果是,用传递函数的方式来进行数学上的描述,以频率法和轨迹法作为基础,并着手应用在各大机械的生产中,最终掌握其规律,根据此设定,并得到了良好的应用,但是因为过度的依赖经验,也需要大量的实验来证明,不仅局限性太大,而且也浪费了大量的人力无力,所以一直没有被广泛的应用到各个层次领域当中。不国当时也出现了一些比较先进的计算手法与模式,但是因为其太过复杂,所以没有得到广泛的应用,而一些仪器表的制造也比较粗糙,无法准确的定位机械运行的准确模式,总体来说还是比较落后的阶段。
1.2 第二阶段
上世纪六十年代时期是生产过程自动化的第二个阶段。五十垫带末期,各国家基本已经完成了自身的统一或者已经从战争的消耗当中走出,这时百废待兴,所有的工业体系都得到了前所未有的发展,随着工业化进程的加深,国家型的工业正在向着集约化、系统化、规模化的模式发展,老一套的工业生产基础理论以不再适用与当时的发展速度,所以工业生产过程自动化呗逐渐重视了起来,这时现代控制理论营运而生,并且去的了惊人的成就,它从外部的运动规律分析内部数据所产省的原因,根据内部数据做出一系列的假象制定,并通过实践来证明其假象的准确性,最终确定正确的数据应用到生产工作当中,并且提出了从局部出发,分区控制理论,不再集中与整个机械的控制流程而是着手与细致的局部讨论,以重要的局部区域带动次要的局部区域,最终实现带动全局性质的改变,现代控制理论质的飞跃彻底完成了控制上的质的飞跃,虽然当时的基础设施、科学水平以及生产工艺还不完善,但这一基本理论已经确定,人们不再盲目的摸索,而是针对这一理论的提出,进行有效的实验,也可以说现代控制理论基础是当下工业生产自动化的奠基石。并且就在这一时期,相应的电子产品也得到了最为广泛性的开发,电子计算机的成功问世以及,电子数控话的前期应用,区为这套理论基础提供了强有力的保证,人们开始针对这些理论基础着手与电子科技的开发,最终实现了二者相结合的有效理念。
1.3 第三阶段
上世纪七十年代时期是生产过程自动化的第三个阶段,在这一阶段当中,工业生产自动化的发展的到了质的飞跃,这是他们成为第三阶段的明显标志,主要体现在一下两个方面上。就第一个方面,在七十年代成型的电子计算机设备已经开始投入应用,并针对性的开发出了适合工业生产模式的电子设备。大规模的集成路线与设备的开发,不仅降低了电子计算机的成本,还相应提高了其适用的范围,从而因为价格的降低,被更为广泛的开发与应用。尤其是在机械监控上,彻底摆脱了以前复杂且实际效果低的监控设备,提高了机械自我诊断的功能,加强了仪表盘自我检测的强度。并且在这一时期,针对电子计算机,有分析除了具体的工程参数,并将这些参数与计算机的系统相结合,最终通过计算即的运算的出这些参数的准确性,并加以调整,减少了其参数多控制回路多的麻烦,这也就是所谓的“分布式控制系统”,又称集散控制系统,它是集计算机技术、控制技术、通讯技术和图形显示等技术于一体的计算机系统,一经问世,就受到工业界的青睐。这种系统在结构上的分散,即将计算机分布到车间或装置一级,不仅使系统危险分散,消除了全局性的故障点,增加了系统的可靠性,而且可以灵活方便地实现各种新型控制规律和算法,便于系统的分批调试和投运。显然这种分布式系统的出现,为实现高水平的自动化提供了强有力的技术工具,给生产过程自动化的发展带来深远的影响,使工业生产自动化进入了计算机时代。第二个特点是控制理论与其它学科相互交叉,互相渗透,向着纵深方向发展,从而开始形成了所谓的第三代控制理论,即大系统理论和智能控制理论。由于世界范围内出现的能源危机和市场剧烈竞争,试论知识经济时代的信息咨询服务
2 生产过程自动化的发展趋势
工业自动化的发展与工业生产过程本身的发展有着密切的联系。工业生产本身的发展促进了自动化的进程,而工业自动化在控制理论和技术工具方面的新成就又保证了现代工业生产在安全平稳的前提下进行“卡边”运行,充分发挥设备潜力,提高生产率,获取最大限度的经济和社会效益。现代工业自动化已进入计算机时代,当前面对琳琅满目的计算机系统,尽管已有许多现成的先进控制理论,却缺乏行之有效的控制方法满足工业生产不断提出的高要求,因此,加强控制理论与生产实际密切结合,注意引入智能控制、专家系统,逐步形成不同形式的生产过程自动化系统。
3 结束语
随着自动化的脚步不断加深,整个生产过程当中出现了良好的循环,以前人为造成的一些失误或者误差都以悄然消失,增加了产品出产率以及质量的同时,还降低了一些事故的发生,减少了不必要的损失,所以生产自动化已经成了一项工业生产当中不可却少的只能程序,所以笔者在此呼吁,为了加强加深我国工业化进程,提高生产技术质量,降低生产过程中的风险,大家应积极努力的投身到生产自动化过程的技术开发当中,使其成为整个工业流程的主导,为我国的工业建设设施带来蓬勃向上的发展。
参考文献:
关键词 卓越计划 煤矿安全 采矿工程
中图分类号:G640 文献标识码:A
煤炭工业作为国民经济的基础产业,因其生产过程存在诸多不安全因素和职业危害,要求从业人员具备较高的安全意识和安全生产能力,才能保障煤炭生产的安全和高效。采矿工程专业学生是主要为煤矿及相关部门培养的人才,煤矿安全课程是其必修的课程,该课程注重采矿工程专业学生安全本领、安全素质和意识的培养,不但能使他们快速的进入职业角色,更是煤矿安全生产的重要人才保障,是提高煤矿安全生产和安全管理水平的根本途径。
1煤矿安全课程发展沿革
内蒙古科技大学采矿工程专业以金属矿开采为主,以煤矿开采为辅, 2006年增设“矿山安全”选修课程,其内容包括了金属矿开采和地下采煤两个方面的安全技术,因两者在诸多方面不尽相同,所以学生学习矿山安全课程时易于概念混淆,且难以理解,不利于学习与掌握。2012年,为突出我校采矿工程的地下采煤特色方向,将“矿山安全”课程改名为“煤矿安全”课程,且为地下采煤方向的必修课程。
2煤矿安全课程的教与学现状
2.1行业发展态势影响学生的学习主动积极性
经历了生产实习的实践教学环节,学生对煤矿企业的工作环境和各生产环节都有了相对较为清晰的认识。大部分学生并不热爱矿山,只是为了能就业而选择采矿专业,加之行业现状令人堪忧,学生几乎没有学习专业知识的兴趣和动力。部分学生几乎不来上课,迟到、早退现象更是普遍,上课的学生多数也是“人在曹营心在汉”。虽学校加强教学管理和教师课堂约束,但效果不佳。
2.2教学内容庞杂加剧学生厌学情绪
煤矿安全课程以《煤矿地质》、《矿山压力与岩层控制》、《井巷工程》、《采掘机械》和《采矿学》等课程学习为基础,同时与《煤矿安全规程》、《矿山法律法规》、《矿井通风》和《现代矿山企业管理》等课程相衔接,课程涉及面广,专业术语、概念、理论的工程实践性非常强,多数知识要结合实验或现场才能理解。一般的课堂讲授很难把现场实际宏观的表达清楚,加之井下实践时间短,室内实验条件不成熟,多数学生难以理解和掌握课堂教学知识。教材的理论和实践性太强,学生自学受挫,导致厌学情绪激增,上课流于形式,只为应付老师而上课。
2.3煤矿安全课程教材现状解析
根据行业发展的趋势和要求,以及毕业生对课程教学内容的反馈,在现有“煤矿安全”方面的教材中,仍然没有一个相对比较系统的、实用性强的专业教材。教材中多数仍沿用旧的规范和规程,同时,在煤矿安全生产过程中,有些技术与措施、设备仪器都已不使用或淘汰,这就造成学生所学无用,学生不定教材,上课也没有教材,不利于正常有效地“教与学”。
3煤矿安全课程设计理念与思路
3.1课程的作用
该课程主要培养学生矿井瓦斯、顶板、矿尘、矿井火灾、矿井水灾等防治技术及矿井灾害处理能力,兼具现场的自救与互救和煤矿安全管理能力,通过课堂教学、实验教学、实践与实训达到能针对矿井瓦斯、顶板、矿尘、水、火等灾害选择使用各种安全检测仪器仪表与设备,制订相应的矿井灾害事故应急预案和能及时进行正确的灾变处置,同时编写事故分析报告。
3.2课程的设计理念
根据产业特色和行业发展需求,我校着手煤矿开采方向的专业建设,经多方调研并结合我校专业师资配置,将采矿工程专业分金属矿开采方向(包括露天开采和地下开采)和地下采煤方向,重点突出地下采煤方向,在地下采煤方向设煤矿安全必修课程。为体现地下采煤方向的煤矿安全课程特点,删去“矿山安全”课程中金属矿山开采安全技术知识的内容,本着求精务专的理念来梳理煤矿安全课程的构架与内容,以期达到精益求精的知识体系。
3.3课程设计思路
教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)旨在通过改革和完善我国高等工科教育来培养拥有较强创新能力和国际竞争力的高级工程技术人才。按照“卓越计划”人才培养的目标,基于我校采矿工程专业现有师资与实验平台,将煤矿安全课程划分为三大教学模块,即理论教学模块、室内实验教学模块和现场实践教学模块,三者相辅相成,互为补充。
(1)根据煤炭行业对采矿工程专业人才需求,学习同类院校人才培养理念,与相关知名专家学者探讨教学方法和经验,将煤矿安全课程知识体系按照教学单元划分为瓦斯防治、顶板灾害防治、防尘、防火、防水、自救与互救和煤矿安全管理等7个篇章及下属32小节,每个小节讲授专项任务。例如:瓦斯防治可划分为瓦斯的生成与赋存、瓦斯涌出规律、瓦斯突出的防治技术、瓦斯爆炸防治技术、瓦斯抽放技术5小节。
(2)为加强学生的认知和操作能力,除观看采矿教学模型外,购置三维虚拟仿真实验平台,把学生分成若干小组,每个小组独立完成单项操作,然后进行单项实验的互换,要求每个学生都可熟练完成设备操作。对于一些大型复杂设备,可聘请校外专家或现场技术人员到学校进行技术指导和讲解其使用方法及注意事项。若校内实验设施不完善,可到内蒙古煤炭安全培训中心进行实操练习。
(3)通过校企合作与实习基地等多种途径,让学生到井下实际考察与观摩,有条件时可进行跟班作业,实现理论与实践相结合的教学模式,促进学以致用的学习宗旨。例如:在现场技术员的指导下,学生可进行井巷瓦斯含量检测、顶板离层的观测等内容。
4结语
煤矿安全是关乎煤矿企业正常生产的经济命脉,煤矿安全人才是煤矿安全生产的主力军,煤矿安全课程是培养煤矿安全人才的重要基石。通过对我校采矿工程专业的发展和煤矿安全课程建设的需要,制定出以地下采煤方向为特色的采矿工程专业煤矿安全课程内容体系,构建专业特色明显的课程实验平台,全力推行“卓越计划”背景下的采矿工程人才培养计划,为乃至全国培养出更多更好的高科技人才。
基金项目:内蒙古科技大学教学(教改)研究项目(JY2014075)。
参考文献
[1] 于威,张学武.高校煤炭类专业学生安全素质的培养[J].煤,2012(3):75-76.