摘" 要：通過分析地方應(yīng)用型高校采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)中存在的問題，初步探索知行耦合、融通育人的采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)新范式：以應(yīng)用能力為主線，提出面向一線采礦工程師人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系架構(gòu)；以工程問題為導(dǎo)向，構(gòu)建模塊化實踐教學(xué)體系；以知難行易為基礎(chǔ)，設(shè)計多維度過程性考核評價方法；以學(xué)生發(fā)展為中心，探索專業(yè)課程課內(nèi)實踐、實習(xí)實訓(xùn)仿真實踐、畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實踐。該實踐教學(xué)新范式對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力、助推教師實踐教學(xué)改革起到良好的作用。

關(guān)鍵詞：采礦工程；地方應(yīng)用型高校；實踐教學(xué)；一線采礦工程師；虛擬仿真；實習(xí)實訓(xùn)；畢業(yè)設(shè)計

文章編號：1671-489X（2025）02-0-07

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.02.

0" 引言

加強應(yīng)用型高校建設(shè)是中共中央、國務(wù)院引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)變的重大決策部署。通過地方高校應(yīng)用型轉(zhuǎn)型，深化產(chǎn)教融合、校企合作，推進人才培養(yǎng)模式改革，融入?yún)^(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展[1]。與研究型高校不同，地方應(yīng)用型高校旨在培養(yǎng)具有較強社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，緊密結(jié)合地方特色，注重學(xué)生的實踐能力[2]。地方應(yīng)用型高校采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)面向現(xiàn)代化礦山企業(yè)工程技術(shù)需求的一線采礦工程師。

目前，地方院校采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)普遍以模型講解為主，少有讓學(xué)生動手操作的環(huán)節(jié)；虛擬仿真課程固化嚴重，考核知識點有限；專業(yè)核心課程設(shè)置獨立，知識交叉度不夠[3]；課內(nèi)實踐較少，課后作業(yè)未能反映現(xiàn)代采礦工程技術(shù)現(xiàn)狀[4]；現(xiàn)有實習(xí)由于經(jīng)費、安全、管理等限制，在煤礦井下走馬觀花式地參觀，互動性弱，導(dǎo)致學(xué)生缺乏工程意識，綜合實踐能力欠缺。同時，本科課程排得較滿，學(xué)生自由學(xué)習(xí)、主動思考、動手實踐的時間較少，這與國外高校存在較大差異[5]。隨著煤礦智能化升級加速，智能+采礦多學(xué)科交叉明顯，現(xiàn)代化礦山企業(yè)對畢業(yè)生的工程實踐能力要求更高，對地方應(yīng)用型高校采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出更大的挑戰(zhàn)。為切實提高采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)煤炭行業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[6]，本文以山西大同大學(xué)為例，探討地方應(yīng)用型高校采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建，探索專業(yè)課程課內(nèi)實踐、實習(xí)實訓(xùn)仿真實踐和畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實踐，以期為類似條件下的工科專業(yè)實踐教學(xué)提供借鑒和參考。

1" 采礦工程專業(yè)簡介

山西大同大學(xué)采礦工程專業(yè)的前身是始建于1951年的大同煤炭工業(yè)學(xué)校采煤班，旨在為煤炭企業(yè)基層培養(yǎng)技術(shù)人員和管理人員，歷經(jīng)70多年的時代變遷，為我國煤炭行業(yè)培養(yǎng)了大批杰出人才，具備較為雄厚的學(xué)科基礎(chǔ)和較為完善的課程體系。山西大同大學(xué)2018年獲批資源與環(huán)境（礦業(yè)工程）工程碩士學(xué)位授權(quán)點并于2019年開始招生，2019年獲批采礦工程省級一流專業(yè)，2021年成為山西省首批高水平應(yīng)用型本科高校，2021年獲批山西省“1331工程”智能采礦裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究院（產(chǎn)業(yè)學(xué)院），2022年獲批智能采礦工程新專業(yè)并于同年招生。山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院薪火相傳，扎根山西，服務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展，結(jié)合地方應(yīng)用型高校辦學(xué)特色，全面深化應(yīng)用型專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)。

采礦工程是一門系統(tǒng)性、專業(yè)性、實踐性極強的專業(yè)，具有學(xué)科交叉、行業(yè)交融的特點，涉及地質(zhì)、力學(xué)、采礦、安全、機械、電氣、計算機、經(jīng)濟、管理等，知識結(jié)構(gòu)龐雜、系統(tǒng)體系耦合，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于采礦工程人才培養(yǎng)至關(guān)重要[7]。一直以來，該專業(yè)具有深厚的產(chǎn)教融合辦學(xué)傳統(tǒng)。早在20世紀90年代，圍繞以能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)體系構(gòu)建，學(xué)校積極開展能力本位教育（CBE，Compe-

tency Based Education）教學(xué)改革試點，參加“職業(yè)技術(shù)教育模式與課程開發(fā)”國際研討會，提交《大同煤炭工業(yè)學(xué)校CBE教改專集》和兩篇學(xué)術(shù)論文并受到高度評價。近年來，采礦工程專業(yè)以成果導(dǎo)向教育（OBE，Outcome Based Education）理念為指導(dǎo)，開展大量的積極探索，努力構(gòu)建基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)新范式。

2" 實踐教學(xué)體系構(gòu)想

2.1" 實踐教學(xué)體系架構(gòu)

采礦工程專業(yè)的學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)科學(xué)的采礦技能，經(jīng)濟、安全、高效地采出煤炭資源的方法，而且要學(xué)會與礦產(chǎn)資源文明相處，加大對礦產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的保護力度，大力推進生態(tài)文明建設(shè)。因此，采礦工程實踐應(yīng)幫助學(xué)生樹立大工程觀和大系統(tǒng)觀，以現(xiàn)場工程問題為導(dǎo)向，系統(tǒng)性地將各學(xué)科理論知識交叉融合，在實踐、認識、再實踐、再認識的循環(huán)往復(fù)中獲取知識[8]。圍繞應(yīng)用型工科專業(yè)實踐性強的特點，建立面向一線采礦工程師人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系架構(gòu)，如圖1所示。

堅持立德樹人、德育為先的教育宗旨，重構(gòu)工程育人價值體系，挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，在實踐中貫徹自覺自信、團結(jié)協(xié)作、精益求精、人文情懷等理念和精神。秉承孫中山先生提出的“知難行易”學(xué)說，重視“以行求知，因知以進行”的理念，理論與實踐相互促進，實現(xiàn)知與行交互耦合作用。對學(xué)生循循善誘、因材施教、應(yīng)機施教，不憤不啟、不悱不發(fā)，充分激發(fā)學(xué)生動手實踐的興趣。以學(xué)生工程能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、適變能力培養(yǎng)為主線，形成知行耦合、融通育人的理念，融入智能采礦工程特質(zhì)，以產(chǎn)業(yè)需求為依歸，探索思政元素與實踐教學(xué)、課程知識與動手操作、學(xué)校教育與企業(yè)環(huán)境的融通方式，實現(xiàn)模塊化課程群資源重構(gòu)和融通式實踐教學(xué)體系構(gòu)建[9]。強化多主體參與、多學(xué)科融合，促進全流程實習(xí)實踐，加強全息過程考核評價，以能力培養(yǎng)為主線，架起知識點與能力點的橋梁，實現(xiàn)從知識傳授向能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升轉(zhuǎn)變，構(gòu)建面向地方應(yīng)用型人才需求的全方位育人新體系。將采礦工程人才培養(yǎng)方案中的課程按照大類進行劃分，可分為通識模塊、數(shù)學(xué)模塊、機電模塊、力學(xué)模塊、地質(zhì)模塊、采礦模塊六大模塊化課程群。每個模塊化課程群均設(shè)置一定的主題討論、課程測試、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，實踐內(nèi)容貼合工程實際，實踐時機恰到好處，達到學(xué)生學(xué)用結(jié)合、知行耦合的目的。

2.2" 模塊化實踐教學(xué)構(gòu)建

為滿足地方應(yīng)用型一線采礦工程師人才培養(yǎng)的需要，按照課程群的實踐屬性，以工程問題為導(dǎo)向，構(gòu)建采礦工程專業(yè)模塊化實踐教學(xué)體系，如圖2所示，包括四個大模塊、八個子模塊、35個課程（實踐項目）模塊。

四個大模塊指基礎(chǔ)實踐模塊、專業(yè)實踐模塊、綜合實踐模塊和創(chuàng)新實踐模塊。八個子模塊指數(shù)理實驗、機電設(shè)計、地測實習(xí)、采礦通風(fēng)設(shè)計、采礦集中實習(xí)、綜合設(shè)計、創(chuàng)新競賽和學(xué)術(shù)活動。其中，數(shù)理實驗主要包括物理實驗、巖石力學(xué)試驗、編程實驗、電工電子實驗、金工實習(xí)等；機電設(shè)計主要包括工程制圖、機械設(shè)計、礦山供電設(shè)計、采礦CAD等；地測實習(xí)主要包括井下導(dǎo)線測量實習(xí)、煤礦地質(zhì)實習(xí)、煤礦地質(zhì)設(shè)計、井巷工程設(shè)計等；采礦通風(fēng)設(shè)計主要包括礦井通風(fēng)設(shè)計、采煤工藝設(shè)計、巷道布置設(shè)計、采掘設(shè)備操作、礦壓設(shè)備操作等；采礦集中實習(xí)主要包括采礦認識實習(xí)、采礦生產(chǎn)實習(xí)、采礦畢業(yè)實習(xí)等；綜合設(shè)計主要包括錨噴支護施工工藝虛擬仿真實驗、采礦模型制作、煤礦安全開采虛擬仿真實驗、采礦虛擬仿真資源開發(fā)、采礦工程數(shù)值模擬案例等；創(chuàng)新競賽主要包括采礦實踐作品大賽、AI模型大賽、采礦技能大賽、“大創(chuàng)”項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽等；學(xué)術(shù)活動主要包括參與科研小分隊、參與導(dǎo)師課題組、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請專利等。

在知行耦合、融通育人理念指導(dǎo)下，以工程能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、適變能力培養(yǎng)為核心，厘清各課程模塊實踐教學(xué)目標(biāo)，開發(fā)典型項目或?qū)ｎ}，豐富實踐教學(xué)案例庫，錄制現(xiàn)場場景教學(xué)視頻，制作虛擬仿真專題模塊，實施采礦實踐作品大賽、環(huán)保創(chuàng)意大賽、安全知識競賽、特色假期實踐、全員“大創(chuàng)”項目、職業(yè)技能大賽等，構(gòu)建“實驗—實訓(xùn)—實戰(zhàn)”漸進式全過程實踐教學(xué)體系[10]。同時，為保障實踐教學(xué)改革順利開展，創(chuàng)新實踐教學(xué)資源開發(fā)管理模式，運用體制機制的力量，鼓勵師生積極參與實踐教學(xué)。實施全員、全程本科生導(dǎo)師制，為學(xué)生提供專業(yè)性、前瞻性的學(xué)術(shù)指導(dǎo)。建設(shè)競合關(guān)系的協(xié)作式基層課程組，充分研討論證實踐教學(xué)項目的可行性和科學(xué)性。利用課內(nèi)與課外、線上與線下、校內(nèi)與校外多源資源，加大產(chǎn)教融合力度，挖掘校企合作潛力，將現(xiàn)場課題帶到課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)興趣。從制度上鼓勵校內(nèi)教師到實訓(xùn)基地、企業(yè)和基層開展技術(shù)創(chuàng)新、科技攻關(guān)、產(chǎn)品開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、技能培訓(xùn)等，其服務(wù)成效納入年度績效考核體系，作為職稱評審和職務(wù)晉升的重要支撐；完善科技領(lǐng)軍人才、高素質(zhì)技能人才年薪制等；設(shè)立實驗人員技能津貼、班組長津貼、帶徒津貼等；引導(dǎo)實訓(xùn)基地企業(yè)開展工程系列職稱評聘改革，將教師在實訓(xùn)基地承擔(dān)的相關(guān)工作納入考核體系，以此最大化地滿足采礦工程實踐教學(xué)需求。

2.3" 多維度過程考核評價

以“知難行易”為基礎(chǔ)，在實踐中認識原理，強化全過程控制的課程考核，積極探索多維度過程性考核評價方法。從考核評價內(nèi)容上講，實現(xiàn)從期末考試客觀題為主到全過程評價、開放式答題的轉(zhuǎn)變，從標(biāo)準(zhǔn)答案、知識記憶為重點的價值取向上升到強調(diào)學(xué)生能力的發(fā)展上；從考核評價方式上講，實現(xiàn)從考試為主到課堂討論、作業(yè)、實踐、考試等多樣化評價方式的轉(zhuǎn)變，過程性考核占比擴大至40%～70%，包括作業(yè)、討論、專題測試、期中考試、課程設(shè)計等，將面向知識和結(jié)果的評價轉(zhuǎn)變?yōu)榻粫健⒓皶r性、過程性評價；從考核評價主體上講，實現(xiàn)從教師評價為主到學(xué)生自評、學(xué)生互評和教師評價的轉(zhuǎn)變，自評、互評、師評結(jié)合，自主設(shè)計命題測試，實施課前、課中、課后評價，促進不同時空下的師生互動，突出過程性評價和多角色評價[11]。通過多維度過程性考核探索，強調(diào)過程性考核和能力考核，提高對學(xué)生實踐過程考核的比重，突出對學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的考核，全方位考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力和解決實際問題的能力以及合作能力、表達能力、交流能力等綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)人格健全、基礎(chǔ)扎實、工程實踐能力強的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

3" 實踐教學(xué)初步探索

3.1" 專業(yè)課程課內(nèi)實踐

采用大系統(tǒng)觀將采礦工程專業(yè)課程進行劃分，可以分為采煤系統(tǒng)、掘進系統(tǒng)、機電系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)六大系統(tǒng)。圍繞采礦學(xué)、礦山壓力與巖層控制兩門專業(yè)核心課程，以情境式工程問題為核心，創(chuàng)新實踐內(nèi)容設(shè)計，編制采礦學(xué)實驗指導(dǎo)書、礦山壓力與巖層控制實驗指導(dǎo)書。針對煤礦各工種需求，圍繞崗位工人操作、專業(yè)技能訓(xùn)練等，開發(fā)省級精品實踐課程采礦學(xué)（采礦工程技術(shù)）。加大產(chǎn)教融合力度，挖掘校企合作潛力，將現(xiàn)場課題帶到課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)興趣，校企合作編制《智能采礦工作面安全操作規(guī)程》，能夠使學(xué)生對智能化工作面各工種設(shè)備、工藝和操作有全面的了解。

圍繞專業(yè)課程課內(nèi)實踐，積極采用新手段和新方法，更新實驗教學(xué)項目，強化結(jié)構(gòu)邏輯性，加大實踐課時比重，突出工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)[12]。以礦山壓力與巖層控制為例，將授課內(nèi)容調(diào)整優(yōu)化為礦山巖體力學(xué)、采場礦壓顯現(xiàn)與控制、巷道礦壓顯現(xiàn)與控制、煤礦沖擊地壓防治四大教學(xué)模塊，下設(shè)若干專題。采用國內(nèi)外優(yōu)秀虛擬仿真軟件模擬獲得采場和巷道圍巖應(yīng)力場、位移場、塑性區(qū)和偏應(yīng)力場分布，讓學(xué)生可以直觀判斷導(dǎo)水裂隙帶和底板破壞深度的位置以及圍巖應(yīng)力集中分布規(guī)律。結(jié)合現(xiàn)場工程背景，設(shè)置采場支架選型、巷道支護設(shè)計、礦壓觀測設(shè)計、煤巖沖擊危險性評價等四項專題實踐，共計八個學(xué)時。從基本條件給定、方案選擇、結(jié)論給出到小組匯報、交互打分等，讓學(xué)生全過程主動參與，培養(yǎng)學(xué)生解決實際礦山壓力與巖層控制工程問題的能力。

又如現(xiàn)代采礦工程案例課程實踐教學(xué)中，有關(guān)開拓方式、準(zhǔn)備方式和回采方法的內(nèi)容均以真實的礦井工程圖紙進行案例教學(xué)，穿插進行情境式工程設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容、測試知識能力點和主要支撐的課程目標(biāo)詳如表1所示。該課程共計40課時，其中實踐教學(xué)有20課時，占總課時的一半，旨在給學(xué)生更多自由學(xué)習(xí)和獨立思考的時間。課程考核注重過程控制，考核方式多元化，過程性考核以專題測試（25%，五次）和小組實踐（10%，兩次）為主，以作業(yè)（10%）和課堂討論（5%）為輔，期末考試（50%）以真實采礦工程圖紙的識圖、繪圖為主，從而大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生學(xué)以致用的能力。

3.2" 實習(xí)實訓(xùn)仿真實踐

3.2.1" 模型仿真

山西大同大學(xué)采礦工程專業(yè)模型仿真實驗室主要包括礦山開采模型、采煤方法模型、綜采工藝模擬、綜掘工藝模擬、礦井通風(fēng)模擬、煤層氣抽采模擬等實驗室，為學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)提供重要支撐。

1）礦山開采模型采用聲、光、電等現(xiàn)代化技術(shù)，形象展現(xiàn)現(xiàn)代化礦井地面工業(yè)廣場、生產(chǎn)系統(tǒng)、井田開拓、采準(zhǔn)巷道布置和空間關(guān)系，能夠演示綜采工作面、掘進工作面、主副井提升、軌道運輸、皮帶運輸?shù)裙ぷ鬟^程，形象展示運煤系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、運料系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況等。

2）采煤方法模型主要包括單一煤層走向長壁采煤法、單一煤層傾斜長壁采煤法、煤層群傾斜長壁采煤法、厚煤層傾斜長壁采煤法、厚煤層分層同采采煤法、急傾斜單一煤層采煤法、偽傾斜柔性掩護支架采煤法等。

3）綜采工藝模擬全面展示綜采工作面各設(shè)備的布置形式、連接關(guān)系和運轉(zhuǎn)過程，包括采煤機割煤、刮板輸送機和膠帶輸送機運煤與支架移架過程等。

4）綜掘工藝模擬全面展示梯形巷道錨網(wǎng)支護綜掘面設(shè)備的布置形式、設(shè)備之間的連接關(guān)系、風(fēng)電瓦斯電閉鎖的工作原理和各設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程。

5）礦井通風(fēng)模擬直觀顯示礦井通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備設(shè)施、綜合防塵等，能夠模擬監(jiān)測巷道瓦斯、氧氣、一氧化碳濃度，風(fēng)速、負壓等參數(shù)變化，礦井反風(fēng)系統(tǒng)運作等。

6）煤層氣抽采模擬形象展示礦井本煤層抽采、臨近層抽采、采空區(qū)抽采和圍巖抽采等方法。

3.2.2" 虛擬仿真

煤礦開采與安全虛擬仿真創(chuàng)新實訓(xùn)中心采用LED高清立體沉浸式展示，多人協(xié)作VR虛擬仿真，實現(xiàn)井下生產(chǎn)過程、災(zāi)害事故的3D逼真展示和人機交互，豐富教學(xué)內(nèi)容和方法，形成實踐教學(xué)和體驗學(xué)習(xí)的新范式[13]。煤礦生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)旨在通過沉浸式虛擬仿真技術(shù)模擬礦井真實作業(yè)環(huán)境，實現(xiàn)對煤礦采煤、掘進工藝等內(nèi)容的實習(xí)實訓(xùn)，構(gòu)建教、學(xué)、做三位一體的實踐教學(xué)平臺。目前，該系統(tǒng)由八個子系統(tǒng)組成，包括六個實習(xí)子系統(tǒng)和兩個實訓(xùn)子系統(tǒng)，分別為綜合機械化采煤工藝、綜合機械化掘進工藝、主要運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、提升系統(tǒng)，以及采煤機操作、掘進機操作煤礦特種作業(yè)實訓(xùn)系統(tǒng)[14]。煤礦生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)以真實的某現(xiàn)代化礦井為藍本，構(gòu)建一套綜合性的井下煤礦巷道體系，將八個子系統(tǒng)有機地融入其中，還原真實完整的煤礦三維虛擬仿真工程場景。部分場景如圖3所示。

3.2.3" 數(shù)值仿真

如今，數(shù)值模擬技術(shù)在采礦工程理論研究中的應(yīng)用愈加廣泛。煤礦采動響應(yīng)現(xiàn)象是有形的，背后的礦山壓力是無形的[15]。采用數(shù)值模擬軟件能夠有效模擬采掘工作面圍巖應(yīng)力場、位移場和塑性區(qū)分布規(guī)律，研究采場“支架—圍巖”相互作用關(guān)系，優(yōu)化巷道圍巖支護設(shè)計，展示采動巖體裂隙場與滲流場特征等。

筆者在2022年主持了山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項目“基于數(shù)值模擬和VR的采礦工程核心課程虛擬仿真教學(xué)改革研究”，圍繞巖石力學(xué)、地應(yīng)力分布、巷道開挖、采場回采四類專題，開發(fā)近20項采礦工程數(shù)值模擬案例集，如圓形巷道兩側(cè)支承壓力分布、上行開采圍巖應(yīng)力和位移特征、不同寬度煤柱下巷道圍巖特征、軟巖巷道錨桿支護技術(shù)、近距離煤層群開采等。利用采礦工程數(shù)值模擬案例，可以實現(xiàn)采動應(yīng)力和能量變化的可視化，促進多學(xué)科知識交叉融合，增強學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)效果，強化學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。

3.3" 畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實踐

以學(xué)生發(fā)展為中心，針對傳統(tǒng)采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容固化的問題，積極開發(fā)畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新課題。2023年，在大四學(xué)生中嘗試開展綜放工作面采煤工藝虛擬仿真設(shè)計，效果較好。首先，針對特定煤層地質(zhì)和開采技術(shù)條件，進行工作面“三機”配套選型設(shè)計，確定采煤機、刮板輸送機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備實物參數(shù)；其次，運用虛擬仿真開發(fā)平臺，按照選定實物設(shè)備尺寸大小和結(jié)構(gòu)組成進行1∶1數(shù)字化建模；再次，設(shè)計設(shè)備的運行動作，實現(xiàn)仿真界面與設(shè)備動作的交互；最后，制作虛擬仿真產(chǎn)品的學(xué)習(xí)測試系統(tǒng)。虛擬仿真資源開發(fā)部分成果如圖4所示。

以采煤機為例，實現(xiàn)左牽、右牽，左右截割搖臂升降，滾筒旋轉(zhuǎn)、啟停，截齒破煤等功能操作，以及采煤機不同進刀方式與割煤方式的整體運行。以液壓支架為例，實現(xiàn)支架降架、移架、推溜、升架、放煤等功能操作以及單架依次順序、成組整體依次順序和分組間隔交錯等移架方式。刮板輸送機和轉(zhuǎn)載機配合采煤機和液壓支架實現(xiàn)煤炭運輸和推溜的工序。將工作面設(shè)備與功能集成到一起，實現(xiàn)綜合機械化放頂煤采煤工藝的操作流程。

采礦工程專業(yè)虛擬仿真畢業(yè)設(shè)計探索讓學(xué)生圍繞某一主題自導(dǎo)自演，實現(xiàn)工程場景的精細化建模、交互功能操作、考評系統(tǒng)開發(fā)和虛擬產(chǎn)品發(fā)布，可以有效激發(fā)學(xué)生的實踐創(chuàng)新熱情，極大提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力[16]。同時，通過自主研發(fā)虛擬仿真產(chǎn)品，能夠形成一系列具備自主知識產(chǎn)權(quán)的虛擬仿真實踐教學(xué)資源，為課程案例庫建設(shè)提供重要支撐，為科研轉(zhuǎn)化和校企合作提供有力抓手，為實踐教學(xué)改革提供可靠平臺。進一步，借助該平臺，組建一支集實驗設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、推廣應(yīng)用于一體的教學(xué)隊伍，聯(lián)合礦業(yè)工程學(xué)科群校內(nèi)外教學(xué)和科研團隊，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，開發(fā)交互性強的融媒體教材，促進虛擬仿真數(shù)字資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

4" 結(jié)束語

隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的到來，大數(shù)據(jù)、云計算、“互聯(lián)網(wǎng)+”、智能化發(fā)展勢頭強勁，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，面向一線采礦工程師人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)面臨重大的機遇和挑戰(zhàn)。本文基于地方應(yīng)用型高校采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)中存在的問題，以山西大同大學(xué)為例，提出采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)體系架構(gòu)，在模塊化實踐教學(xué)構(gòu)建、多維度過程性考核評價等方面提出初步構(gòu)想，在專業(yè)課程課內(nèi)實踐、實習(xí)實訓(xùn)仿真實踐、畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實踐等方面開展一定探索。研究表明，該實踐教學(xué)新范式對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力，助推教師實踐教學(xué)改革起到良好的作用，可以為類似條件下工科專業(yè)實踐教學(xué)提供借鑒和參考。

5" 參考文獻

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