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采矿工程专业毕业实习教学研究

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发布日期:2018-12-30 10:49

高等学校工程学科决定了工程实践是高等工程教育的基石,是培养工程类专业大学生综合性、实践性和创造性人才目标的关键。对于高校工程类专业而言,毕业实习是学生在学完大学所有理论课程后对所学知识与技能的大检验,是高校实践教学中的关键环节之一[3-4]。根据教育部发布的《开展高等学校本科教学质量工程与教学改革工程的意见》、《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》以及《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》文件,大力推进高等教育毕业实习等教学实践改革创新探索,实现教育教学与实践的紧密结合,确保学生毕业实习质量。在高等教育工程类专业中,采矿工程专业毕业实习是实践教学中的关键环节,一方面要求学生深入矿山一线,综合毕业实习内容,巩固、扩大并运用学校所学知识,培养、提高分析和解决现场矿井生产和建设实际问题的能力和素质。和其他工程类专业类似,将毕业实习时间安排在完成理论教学课程与启动毕业设计之间,有利于学生将前期所学基础理论、实验课程以及专业课程与现场生产应用联系起来,尝试从专业角度去思考和评判现实矿井设计优越性以及存在的问题,学会用专业知识去分析或解释现场部分问题,较好地将所学的相关理论知识和现场生产实际结合在一起。另一方面,毕业实习要求学生学会搜集矿井相关基础资料,为后续毕业设计服务。在搜集整理相关资料过程中,培养学生形成独立思考问题、筛选资料以及与矿井技术人员交流的能力。一般而言,完成毕业实习的学生对实习矿井基本情况十分熟悉,为毕业设计搜集准备的相关资料细致全面,巩固并深化了前期所学理论知识,针对矿井设计和存在的问题能基本提出独立的观点和看法,并对后续毕业设计充满信心。然而,结合现场走访调研和大量文献检索发现部分采矿工程毕业实习效果并不好,其原因包括学生(教师)积极性不高、实习经费投入不足、实习基地过少而学生量大、实习内容安排不合理等,相关矿业院校学者对此也进行了积极探索并提出对策措施,取得了一定的效果。在前人研究的基础上,针对毕业实习过程中存在的学生实习兴趣低、学生在生产现场参与度少以及“教师-学生-企业”三者互动弱等问题,从“师生互动”角度对此开展探索,并提出一种“以学生为中心”的师生互动过程控制教学方法。

一、毕业实习存在的主要问题

毕业实习是一次综合性的师生参与和知识技能检验过程,能否取得预想的实习效果与许多因素密切相关。从宏观角度而言,是否有相关国家政策优惠进而调动煤炭企业的积极性以配合实习,学校是否高度重视实习教学环节并出台适当政策鼓励设置一定数量的校级实习基地、在实习经费上适当倾斜以及实习时间点和实习天数的优化设置,是否出台相对灵活性的实习形式并配置对应的实习效果考核方式,如集中实习、分散实习以及集中分散统一形式等;从细观角度而言,学生是否将毕业实习实践课程与教学过程中专业必修课同等重视,教师是否全身心投入毕业实习教学实践过程以及教师和学生如何相互进行配合以达到毕业实习良好效果等。对于提到的宏观角度方面,已有许多学者进行了较多说明和分析,此处主要从细观角度方面开展研究。

1.学生实习兴趣低

爱因斯坦曾说“兴趣是最好的老师”,实习也不例外。现有的实习大多程序为:实习动员,教师带队实习,现场听课,井下参观,完成实习报告并考核完毕。模式化过程重而灵活性较少,学生主动性较低,造成有些学生甚至将毕业实习过程简单认为去煤矿现场搜集一些资料以完成后续毕业设计或现场观摩,忽略了借助实习机会进行现场实践的主要目的,从而在思想上不重视实习,部分学生在后期毕业设计存在较多问题也间接与此次被动实习有关,实习过程兴趣低。

2.学生在生产现场参与度少

毕业实习大多为集中实习,依据各矿业高校在每组人员数量及实习时间长短设置有所差异,通常为每组学生6~8人,现场连续实习2~4周。在现场实习过程中,学生虽然一直在生产现场,但这期间参与现场相关活动较低,主要活动包括听报告,搜集矿井基本资料,并下井2~3次参观学习,为毕业实习实际参与度较少,不仅不利于保障毕业实习质量,在一定程度上还降低了学生对工程实践收获的期望值,进而减弱了工程实践性和理论与实践相联系的综合性培养效果。3.“教师-学生-企业”三者互动不高在实习过程中,教师与学生之间、教师和企业之间以及学生和企业之间互动较弱。目前我国部分院校与矿山企业共同实施的“双师型指导教师”制度在保障学生毕业实习质量方面有一定成效,增强了实习期间学生与企业间的互动,但由于存在着“双师型”教师队伍构成单一、培训制度尚不健全、评价激励机制缺乏等问题,还需进一步实践探索和推广应用。对于大多数采矿工程毕业实习而言,在实习期间,教师与企业协调沟通实习时间和实习安排,教师将实习具体信息传递给学生,使得学生与企业之间实践互动关系转变为根据实践教学内容搜集资料、听课和下井,从而易造成教师是三者的中心,成为上述实习安排的接收者和传递者,同时也未设置学生与企业以及学生与老师之间的实习互动环节,而这种模式不利于充分调动学生实习积极性,在一定程度上减弱了学生独立性与创造性的培养效果.

二、“师生互动”过程控制实践教学方法探索

1.教学方法的内涵

结合采矿工程专业毕业实习中细观角度方面存在的上述三大问题,提出一种探索性教学方法:“师生互动”过程控制实践教学法。如图2所示,贯穿该方法的核心是以学生为中心,根据毕业实习时间先后顺序依次分为三部分:实习前的动态准备阶段、实习中全面互动阶段以及实习后讨论总结阶段,可利用以下10个字进行归纳:即想、论、看、备、选、研、践、述、测和议,目的是充分调动学生工程实践积极性,提高毕业实习兴趣,从“要我学”到“我要学”的观念转变。增加现场实践机会,实习过程中使学生、教师和企业三者呈动态交流过程,以取得理想的实习效果。

2.教学方法的主要内容和实施步骤

(1)实习前动态准备阶段。《礼记中庸》曾记载:“凡事预则立,不预则废”,毕业实习也是一样,实习准备阶段工作是整个过程的基础环节。在学生准备去现场参加毕业实习期间,需要完成“一想、二论、三看、四备”四件事。其中“一想”是让学生独立思考毕业实习需要完成哪些任务,通过毕业实习自己想学到哪些知识,对工程实践现场最感兴趣是哪一部分,前期专业理论学习中哪一部分还较欠缺,需通过现场实践弥补或了解清楚,如何将前期学过的课程理论知识与现场部分串接起来等;“二论”是指将集中实习的几位学生召集起来,大家一起讨论上述疑问,并与毕业实习教学大纲进行比较,让学生寻求工程实践的兴趣点、实习关键点和疑难点;“三看”是指观看实习矿井宣传片以了解实习矿井基本情况,带领学生去采矿实验室观看教学模型以加深理解回顾重要知识点,并引导学生再次学习相关专业课本,使学生将实习矿井、实习教学大纲、教学模型、专业课程之间关系初步联系起来;最后,“四备”是指启发学生在完成前三步的基础上,为实习现场工作任务提前准备好相关材料。通过完成上述四步,使学生真正明白这次实习是“自己如何实现良好的实习效果”的出发点独立去思考和准备的,从而兴趣点高,有利于后期实习的顺利且深入开展。

(2)实习中全面互动阶段。工程实践参与度是能否取得毕业实习效果的关键环节,但其落脚点和决定权在于学生。采矿工程专业毕业实习大都在煤矿生产现场,但由于我国井下生产地质条件复杂,赋存的不安全因素多、井下生产工序繁杂、生产过程节奏快等客观因素,煤矿企业普遍为毕业实习活动提供的下井次数有限。因此,实习过程中试图在学生下井数量上大幅增加是不现实的。在实习中全面互动阶段,学生在生产现场需要完成“选”、“研”和“践”三步。首先,让学生选择必要的、感兴趣的报告主题,对于采矿工程专业,涉及地质、设计、矿压、安全、掘进、开采、机电等方面不同主题,学生可以选择一部分、全部或者选择感兴趣同主题内容由不同优秀工程技术人员多次讲解;同时,也包括学生选择哪部分主题先讲,哪部分内容后讲,把实习的重心移交给学生,而教师作为引领人和服务者,为学生选择的各报告主题联系现场既懂理论又具有相当工作经验的优秀工程技术人员,这样使学生在接下来的环节中具有主动性,更有兴趣积极参与现场实践过程。其次,实习期间将传统的现场人员作报告转变为特定主题研讨会,而在空余时间安排一定次数的无主题研讨会。特定主题研讨会使现场工程人员和实习学生之间由常规的教与学关系转变为知识与技术的交流与探讨过程。研讨会之前带队教师将实习矿井部分基础资料分发给学生,鼓励和引导每位学生为不同主题研讨会认真准备问题,现场工程技术人员多从矿井生产角度对这些问题解答,带队老师在一定程度上从教学理论角度进行补充,工程技术人员-学生-带队教师三者之间进行互动,使学生自己对相关知识了解清楚,巩固了理论知识,逐步深入分析书本理论与现场工程实际问题之间的联系和区别,培养学生自主性和创造性。另外,无主题研讨会主要针对学生对于现场资料、书本理论课程回顾过程中遇到的难点以及部分特定主题研讨会过程中未涉及的问题交流和探讨,结合学生需要和要求安排对应的次数,并将其贯穿于现场实习整个过程中。对于采矿工程专业的学生,工程图纸一直被看作是采矿工程师的语言,矿井整体布置、地质构造、采煤工作面布置、巷道支护方式等在图纸上都清楚表现出来。因此,研讨会上多结合现场工程图纸进行讲解,而对于文字性的生产地质资料等,主要作为研讨之前的基础资料了解学习,进而提高研讨实效性和精炼性,加强学生识图与绘图的能力。最后是井下实践,井下实践是现场实习过程中的重要环节,是所学专业课程知识、实验室教学模型、校内实验课程在生产现场的集中反映。在对矿井基本资料和相关图纸熟悉的基础上,通过井下实际观察和与工程技术人员交流以及现场真实心理感悟,让学生明晰设计工程图纸的严谨性以及图纸中存在的设计空间关系并实现专业理论知识、井下实物与图纸三者间无缝对接,在此过程中,启发学生深入思考井下现场如此设计原图2“师生互动”过程控制实践教学方法因、可能存在的问题以及是否有更为优越设计方案,并可将这些问题和学生思考的结果加入无主题研讨会进行共同探讨。

(3)现场实习后讨论总结阶段。毕业实习效果的总结与讨论是整个毕业实习不可缺少的重要环节,既是衡量或检验学生毕业实习成效的核心标尺,也是总结和思考本次毕业设计成功与不足之处的教学活动,可进一步优化毕业实习各环节或具体活动,为下一届毕业实习提供宝贵实践经验。将毕业实习讨论总结的研讨会安排在现场实习的最后阶段,包括三部分:“述”、“测”和“议”。首先是实习学生讲述,集中实习的每位学生进行口头汇报,讲述此次实习自己的主要收获、对生产现场的实践感触以及此次毕业实习对后续毕业设计最大帮助之处(除搜集整理的矿井基础资料外)。通过这种讲述方式,不仅有利于陈述者有效整理归纳实习成果,增强个人成就感,同时对于其他学生和带队老师而言,也能从讲述中学到很多知识。其次是考核检测,邀请现场工程技术人员一起,让每位学生选择自己此次实习最感兴趣或最有把握的设计部分,结合图纸讲述设计遵循的规范和原理、生产现场选择采用现有设计的主要考虑因素以及现场应用情况,这种方式看似考核,实际上是给学生展示自己水平的机会,让每位实习学生都充满自信,带队教师和现场工程技术人员共同评分。最后是学生与教师共同议论研讨此次毕业实习的成功和不足之处,是在为毕业实习画上句号之前的一次大范围的总结和反思。对于本次实习活动中的成功之处可保留强化,对于存在的不足之处可在下一届毕业实习中改进和优化。

三、效果评价

通过将师生互动过程控制实践教学法在中国矿业大学采矿工程专业毕业实习部分集中进行了试验探索,学生普遍反映该方法能够调动实习兴趣、提高实习期间自主性与学习意识、能够在巩固前期课程学习的基础上较好地将理论知识与现场实践有机联系起来、对后续毕业设计帮助较大。但同时,实习过程中仍存在一些不足,有待于进一步完善,如煤矿现场工程技术人员受井下复杂地质生产条件变化、临时性紧急工作安排以及因其他客观因素影响,特定主题研讨会出现延迟或与其他主题研讨会顺序调整。带队教师针对部分无主题研讨会过程中实习学生基本兴趣点、疑难点以及理论知识与现场实践串接点没有充分了解和准备,导致研讨转变为常规的交谈等等。总体而言,从实习主体参与者:即实习学生、生产企业和带队教师反馈结果显示该方法实用性大,操作性强,有利于保障毕业实习质量,具有一定的借鉴价值。

作者:严红 张源 单位:中国矿业大学

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