基于煤矿特色的机械工程及自动化特色专业建设探讨

赵四海（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,北京市海淀区,100083）



基于煤矿特色的机械工程及自动化特色专业建设探讨

赵四海
（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,北京市海淀区,100083）

摘要高等学校特色专业建设是高等教育提高人才培养质量,办出专业水平和特色的重要措施。基于煤矿特色,本文从专业培养方案、课程与教材建设、师资与团队建设、实践教学等几个方面,介绍了中国矿业大学（北京）机械工程及自动化专业特色专业建设的主要内容。

关键词特色专业建设 机械工程及自动化专业 实践教学 课程建设

2007年初,教育部、财政部在全国全面启动实施“质量工程”,把高等学校特色专业建设列为一个重点项目,致力于“从国家层面引导和促进各高等学校根据自身的办学定位,紧紧围绕国家经济社会发展需要,着力开展全方位的教育教学改革与创新”。特色专业建设符合专业教育和人才培养规律,具有非常强的针对性,抓住了高等教育质量问题的根本。

中国矿业大学（北京）机械工程及自动化专业在矿山机械学科建设方面具有显著的学科优势和专业特色。该专业拥有一个“矿山机械工程与材料”部级重点实验室。在本科教育方面,该专业采取重基础、宽口径的人才培养模式。2007年该专业的教学团队被评为北京市优秀教学团队,2008年该专业被教育部批准为国家级特色专业,并开始具有煤矿特色的机械工程及自动化特色专业建设。

1　特色专业建设的基本原则

1.1主动适应、不断调优的原则

这是特色专业建设要遵循的基本指导思想,主动适应就是特色专业建设必须紧密跟踪社会、经济、科学技术发展的趋势,根据经济建设和社会发展对人力资源的需求,结合既有优势及潜在优势;不断调优就是适时调整专业结构及特色专业建设的方向,优化人才培养方案与模式,赋予原有专业特色以新的内涵和更优的品质。

1.2立项管理、检查验收的原则

特色专业建设是持续性的、不断改进和不断提高的过程,高等学校可以应用全面质量管理的理念、策略和方法建设特色专业。首先,要加强特色专业的调研论证与立项管理工作,论证内容应以社会需求为依据,对专业的社会背景、产业与行业背景、就业形势等进行深入、有针对性地调查研究,并在调研论证的基础上制订科学的专业建设规划,对经教育机构审查通过的特色专业采取立项管理、专项经费支持的办法。其次,应建立和完善特色专业建设检查验收制度。要将质量管理贯穿于项目建设的全过程,保证特色专业建设达到预期目标。

中国矿业大学（北京）的机械工程及自动化专业源于1950年创建的中国矿业学院矿山机械工程系,为我国的煤矿机械领域培养了大量的人才,具有鲜明的煤矿机械特色。在我国煤矿机械化、信息化的大背景下,该专业从2009年开始在教育部和北京市的支持下进行机械工程及自动化特色专业建设,力争通过“专业建设项目－机械工程及自动化特色专业建设”项目的建设,使该专业成为具有鲜明矿山机械工程特色的国内一流专业。

2　重新定位人才培养目标,优化培养方案

2.1定位人才培养目标

特色专业建设要准确定位人才培养目标,该专业在规划和实施特色专业建设时,首先明确基础扎实、高素质、较强的创新精神和能力,知识面宽并具备机电工程领域的基础知识和应用能力的人才培养目标,该特色专业提出要致力于培养能够从事煤矿机械专业工作的研究发展型人才及应用复合型人才。在此基础上,分析和研究实现上述培养目标的详细的质量规格要求,形成与之相对应的人才培养方案。

在过去机械工程及自动化专业教学中,大量借鉴其他高校的培养方案,主要是对大学生的学习和实践能力培养为主,毕业的学生与其他高校的学生相似,缺乏竞争力。为了顺应现在社会对于人才需求的变化,要调整人才的培养方案,以培养学生的创新能力和实践能力为主,要培养更加全面的、但具有煤矿机械特色的机械工程专业人才,不仅要具有扎实的机械专业知识基础,而且综合能力要强,具备很好的创新能力和实践能力,能够在煤矿机械生产和使用现场从事生产管理、产品设计、科学研究的全方面高素质的工程技术人才。

2.2优化培养方案

特色专业建设的重点在于制定和优化人才培养方案。特色专业建设是一项涉及专业建设多方面创新和变革的教学改革活动,必须首先在专业建设和教学理念上实现变革,更新传统的专业教学观念。特色专业建设需要在保持学校人才培养总体定位的基础上,体现出该专业的培养目标特色与规格特色,形成的具体人才培养方案要有相应的特色,包括一定的课程特色和培养方法等特色。

针对以前培养方案与社会需求相脱节和缺乏特色及个性化的问题,该专业从2009年开始进行新版培养方案的修订。新版培养方案的修订原则包括:突出煤矿与煤矿机械特色;使各学期的学习内容和学时分配更加科学合理;去除原培养方案中一些陈旧过时的内容;加强实验与实践环节,注重培养学生的实际动手能力。

2.2.1理论教学环节修订

以学校人才培养定位为基础,课程教学在重基础的同时,在专业课程设置方面,加强煤矿机械相关产业和领域发展趋势和人才需求研究,召开研讨会与产业、行业和用人部门共同研究课程计划,制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案,优化课程结构,构建以核心课程和选修课程相结合,有利于学科交叉与融合的课程体系。

修订的基本原则是基于2004版培养计划,在此基础上进行调整。主要调整工作包括:教学学时的均衡化,教学内容连续性,以及在教学内容基础化的同时,保证教学的先进性。

理论教学环节中,课程设置注重煤矿机械特色,新开设《采煤概论》,增加《矿山机械》课程学时。同时,教学内容突出煤矿机械特色,在专业基础课和专业课教学中增加涉及煤矿机械的内容,让学生对专业知识在煤矿机械中的应用有更深入的了解。

2.2.2实践环节增强

该专业修订了2004版本科生培养方案,突出了煤矿特色,加强了实践教学环节。

（1）生产实习安排参观煤矿现场,了解煤矿机械在煤炭生产中的应用;生产实习还安排参观专业生产液压支架和刮板输送机的煤矿机械企业,熟悉煤矿机械生产流程。

（2）专业综合设计与科研训练中,布置具有煤矿特色的题目。

（3）毕业设计选择与煤矿机械相关的题目。

在新版培养计划中加大了实验和实践教学环节的学时和学分。

2.2.3增加了创新教学环节

新版培养计划中的创新训练环节包括科研导论、科研选题训练、大学生创新训练项目等七个环节。学生在创新环节中至少要获得6个学分。

通过实践环节和创新环节,加强了学科集成和综合工程能力的培养,使学生具备了获取知识的能力、运用知识的能力、共享知识的能力和传递知识的能力。在实践环节和创新环节中,体现了系统的工程实践训练,围绕实际工程项目训练,培养学生实际动手能力。

修订完成后的新版培养计划包括:本科生培养方案、本科理论课程教学大纲、本科实验教学大纲、本科实践与创新教学大纲。

3　推进教学内容与课程体系改革,加强课程与教材建设

3.1完善教学内容与课程体系

借鉴国内外课程改革成果,优化该专业课程设置。该专业借鉴了国内外其他高校相关专业课程改革成果,优化专业课程设置。在课程设置上注重基础,淡化专业的局限性,宽口径设置一级学科大专业。同时在专业必修和选修课程上,关注新技术、新成果的应用,强化教师对于课程的主导地位,鼓励教师根据自己的研究领域开设新课程,鼓励学生最大限度地选修课程。在课程设置上探索开设能反映不同学科交叉、融合的研究性课程。

利用现代信息技术对该专业核心课程群进行课程建设,更新完善教学内容。

3.2课程建设

得益于教育部和学校的质量工程,该专业的通识类课程、专业基础课和专业必修课及部分专业选修课都已进行了课程建设,2008－2014年该专业一共有20门课程进行了课程建设,包括液压传动与流体力学、机械原理、公差与技术测量、机械工程专业导论、机械专业科研导论、计算机辅助设计、金属工艺学、机械设计、误差理论与数据处理、机械系统学、机械控制工程基础、机械工程测试技术基础、机械制造技术基础、机电控制基础、工程制图、计算机辅助设计与制造、矿山机械和机电一体化系统设计等机械专业的主要课程。

课程建设的主要内容覆盖了教学内容调整、多媒体教学课件建设、实践环节设计、教学资源建设等主要教学环节,通过这些课程建设大大提升了课程教学的效果。专业基础课、专业必修课和专业选修课保证所使用教材中近三年出版教材所占比例达到95%以上。

3.3教材建设

定期开展教学法研讨,根据该专业的特色建设需要,结合矿山机械的特点,编著出版了《矿山机械》、《机电一体化系统设计》和《测试系统设计》等结合煤矿特色的专业必修课教材。

3.4教学方式方法探讨

依托“煤炭大型机械设备实验教学平台”,完善教学手段,在矿山机械课程群产生了一批具有鲜明专业特色的教学改革成果。

鼓励教师发表教学研究论文,2008－2014年发表了20多篇教学研究论文。

4　师资队伍与教学团队建设

师资队伍是特色专业建设的重要保障,高水平的师资是特色专业实施研究型教学、培养创新型人才的前提和基础。该专业在特色专业建设过程中狠抓教师队伍建设,在人才引进上向特色专业倾斜,完善校内专任教师到相关产业和领域一线学习交流的机制,构建年龄、职称、学历结构较合理,教学与科研综合水平高的教学团队。同时,还注重兼职教师队伍建设,从生产、管理、服务等一线聘任一定数量的兼职教师,积极聘请国内外著名专家学者和高水平专业人才承担教学任务和开设讲座。

经过特色专业建设项目的实施,该专业实现了教授、副教授占教师比例超过70%,具有硕士及以上学位的教师占该专业所有教师的比例大于80%。

对于目前高校不同程度存在的教学基层组织不够健全、教师“单兵作战”等问题,在特色专业建设过程中构建以课程组或学科小组等组织形式为基础,梯队结构较合理,教学与科研综合水平高的教学团队。现在该专业每门课都建成了以教授、副教授牵头的课程教研组,指导年轻教师,形成课程教学梯队。目前已经形成了公共课“机械制图”、“金属工艺学”、“机械设计”等课程的教学团队,现正进一步推广到该专业的所有课程。

在特色专业建设期间,加强了教师与国内外其他高校的交流,有2名老师出国做访问学者,有2名老师执行了支教任务。

5　实践教学的建设

5.1实践教学硬件条件建设

在实践教学环节突出矿山机械特色,该专业建设了“煤炭大型机械设备实验教学平台”实验室,该实验室拥有煤矿井下大型机械设备的模拟工作环境,主要包括以下几部分:综采工作面实验教学系统、掘进工作面实验教学系统、典型液压支架实验教学系统、主副井提升实验教学系统。该实验平台的建成使学生在实验室可以直接感受煤矿主要大型机械设备的全部运行动作,并且可以在仿真操作台上进行操作,可以让学生在实验室里体验到煤矿井下设备的工作情况。

该专业充分利用校外基地在实践教学中的作用,在冀中能源峰峰集团梧桐庄矿建立了北京市级校外人才培养基地,该矿在地面建立了培训中心,该培训中心在地下6 m处建设了坑道,在坑道中将综采工作面的成套设备按煤矿井下实际情况布置,学生在该中心不用下井就能了解煤矿综采工作面设备的工作环境和工作情况,有身临其境的感觉。除此之外,该专业还建立了中煤北京煤矿机械有限公司和中煤张家口煤矿机械有限公司两个北京市级校外人才培养基地。

5.2增加实践教学比重

除了正常教学环节的实践教学活动外,积极组织学生参加各种社会实践教学,如组织学生参加全国机械创新大赛、机器人大赛、机械工程训练大赛等竞赛,组织学生参观与该专业相关的国际煤炭博览会、国际机床展等国际展览会,规定学生在校期间必须修够3个学分的科研实践学分,保证实践教学环节累计学分≥总学分的25%。

该专业还在特色专业建设期间建设了先进制造技术实验室,该实验室有加工中心、数控车床、普通车床等设备,学生可以实际学习机械加工过程。5.3 创新教学环节建设

在新版的培养计划中,大学生创新性实验计划项目覆盖该专业所有本科生,本科生在四年间必须参加一次大学生创新性实验计划项目,才能修够3个学分的科研实践学分。

在创新训练中,每5名学生组成一个课程小组,配备1名导师。规定导师定期对学生进行辅导,研究讨论技术方案。有超过半数的研究课题来源于教师的实际煤矿科研课题,学生在创新训练中,不但学到了科学研究方法,同时也对煤矿专业背景有了深入的了解。

5.4本科生毕业设计（论文）

在新版的培养计划中,要求该专业本科生毕业设计（论文）项目中60%以上来源于指导教师的实际科研项目,使学生了解和掌握最新的前沿科学知识,激发学生的探索兴趣和研究热情,引导学生自主探究科研问题的求解过程,培养学生利用所学知识解决实际技术问题的能力。

6　结语

经过近几年在实践教学方面的努力,该专业本科生实践教学效果得到了显著提高,动手操作能力也有了更大的提高,学生的专业素养、综合素质及就业竞争力显著提升。以该专业特色专业建设为主要内容的“面向煤矿,突出特色,构建机电类专业本科实践教学平台”项目荣获2012年北京市高等教育教学成果奖一等奖。

参考文献:

［1］张晞,吴淼.煤矿机电类本科实践教学的研究与探索［J］.中国煤炭,2011（3）

［2］李俊龙,林江辉,胡锋.对高校如何开展特色专业建设的认识和思考［J］.中国大学教学,2008（4）

［3］李元元.加强特色专业建设提高人才培养质量［J］.中国高等教育,2008（17）

［4］周杨立.采矿工程特色专业建设规划与进展［J］.科技与企业,2014（9）

（责任编辑宋潇潇）

★煤炭科技·地质与勘探★

The discuss of the characteristic specialty construction of mechanical engineering and automation specialty based on the characteristics of coal mine

Zhao Sihai
（School of Mechanical Electronic&Information Engineering,China University of Mining and Technology,Beijing,Haidian,Beijing 100083,China）

AbstractCharacteristic specialty construction in universities is the important measures of higher education improving the quality of personnel training,professional level and characteristics.Based on the characteristics of coal mine,according to the professional training scheme, course and teaching material construction,teachers and team construction,practice teaching four aspects,this paper introduces the main content of characteristic specialized construction of mechanical engineering and automation specialty in China University of Mining and Technology （Beijing）.

Key wordsthe characteristic specialty construction,mechanical engineering and automation specialty,practical teaching,curriculum construction

中图分类号TD－4

文献标识码A

作者简介:赵四海（1968－）,男,汉族,河南省淮阳县人,副教授、工学博士,现任中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院机械电子工程系主任,主要从事液压技术和机电一体化方面的教学和科研工作。