高职“煤矿流体机械安装与运行维修”课程教学改革

王亚娟，李 智，郭 媛，李耀龙

（1.陕西能源职业技术学院 机电与信息工程学院，陕西 咸阳 712000；2.榆林神华能源有限责任公司 青龙寺煤矿分公司，陕西 神木 719315）

“煤矿流体机械安装与运行维修”（以下简称“流体机械”）是机电一体化技术专业的一门核心课程，是职业能力培养的必修课程。在实际教学过程中，“流体机械”课程沿用传统的单向授课为主，课程开发自主灵活性不够，学生领悟接受能力差，课程注重理论知识的系统性，对学生实操环节的训练不够[1]。此外，学生参与度较低，知识的学习与实践不连贯导致学生学习兴趣不高、知识掌握不扎实。机电一体化技术专业是2016年陕西高职创新发展行动计划骨干专业，基于骨干专业建设对“流体机械”课程的要求，结合实际情况，陕西能源职业技术学院机电与信息工程学院对“流体机械”课程积极进行教学改革实践，基于调研进行人才培养目标重构，根据需要增删教学内容，构建层次化考核方式，探索多样化教学模式，提高了教学效果，提升了学生学习的积极性和主动性。

一、“煤矿流体机械安装与运行维修”课程教学改革设计

1.培养目标

“流体机械”课程的初始培养目标主要是面向煤矿生产企业和煤矿机电设备生产企业的操作工和维修工，要求掌握离心式水泵、轴流式通风机等流体机械的基本操作和维护。以市场为导向，以人才供求为风向，以高职院校教育发展水平和学生特点为依据，及时调整人才培养目标。经过调研发现，企业越来越注重职业素养的要求，因而将职业素养要求加入培养目标中，并综合考虑毕业生就业情况，以及在校生期待岗位、教师期望岗位、企业专家建议岗位，重新修订人才培养目标。

2.课程结构

由于教材更新速度比企业新设备新知识滞后，在指导学生学习和实践环节中，教材已然变成一把“双刃剑”。“流体机械”课程知识结构比较复杂，知识点多，课时有限，因而需要对知识点和技能点进行梳理；且该课程的讲授环节与实践环节相分离，导致学生实践效果不佳。因此，设计讲授与实践串联的课程结构，通过教师的基础教学和学生的实训操作将知识点连接起来，实现各自主导、紧密配合、知识传递、能力应用的目的。

3.教学方法

教学方法是教师对知识传授的构建方式，在传统课堂教学中，教学内容固定，教学方式单一，学生比较被动。根据“流体机械”课程内容，改变教学方法，综合运用案例教学、数字化教学、模块化教学、理实一体化教学等方法，增加教学互动，提高学生专注力，弥补教学内容的枯燥，提高学生学习的主动性。

4.教学手段

教学手段是在教学过程中使用的教学方法，随着信息化技术的发展，教学手段随之发生变化。信息化教学、微课等形式的教学手段改变了传统教学模式，提升了学生学习“流体机械”课程的兴趣。另外，知识朝着多学科融合的方向发展，因而教学手段的有效利用也能开阔学生视野，增加学习的趣味性。

5.考核方式

教师对学生的考核不仅仅追求评价的结果，更要将评价过程纳入评价体系，鼓励学生重视学习过程中自身能力和综合素质的提升[2]。一是评价指标多元化，不再单一的依靠平时表现、考试、作业三个维度体现学习结果；二是依据教学内容的难易程度，注重过程考核比重，强调学生动手能力所占分值；三是引入创新思维考核，着力培养学生独立思考、自主学习、创新思维的能力。

二、“煤矿流体机械安装与运行维修”课程教学改革实践

1.调研煤炭企业，更新培养目标

神东煤炭集团是中国神华能源股份有限公司的核心煤炭生产企业，拥有19个矿井，整体产能超过2亿t。我们走访调研了神东煤炭集团下属的补连塔、大柳塔、青龙寺、锦界等煤矿，内容涉及行业发展、人才培养、岗位目标、专业课程等方面。在原人才培养目标的基础上，高职学生除了要具备扎实的基础知识外，企业还要求具备吃苦耐劳、甘于奉献、团队协作的工匠精神，以及具备自我提升、注重学习的职业素养，同时要求具有较强的实践能力。

根据高职毕业生就业岗位、在校生期待岗位、教师期望岗位、企业专家建议岗位联合调研结果，“流体机械”课程目标岗位见表1。“流体机械”课程目标岗位呈现上升型动态的变化规律（见图1），即高职学生基本目标岗位是设备操作、设备调试维护，经过培训后的目标岗位是设备安装、设备技术管理，经过工作提升的目标岗位是生产管理。这样有利于根据学生的职业素养及对知识的掌握程度，灵活机动地改变“流体机械”课程目标岗位的要求。

表1 “流体机械”课程目标岗位

图1 “流体机械”课程目标岗位变化规律

2.整合教学资源，调整课程结构

由于教材的编写费时费力，更新速度慢，因而需要根据企业使用煤矿流体机械设备的型号，参照其使用说明书、维护保养手册等深入浅出地编写讲义，着重体现原理、操作与维修。以该课程教材《排水设备的安装与运行维护》章节为例，经过调研发现，教材中的设备型号与现场使用的设备型号一致，因而排水设备型号保持不变；根据现场实际需要删除教材中设备安装部分的内容，还需要增加控制部分的学习内容（见表2）。

表2 “流体机械”课程教材更改内容（以青龙寺煤矿核定生产能力300万t/a为例）

“流体机械”课程实训周原来主要是在学期末（或根据实验室占用情况）集中实训两周，教学改革之后，把技能点的实训安排在基础课程的知识点之后，即完成知识点的学习后紧跟实训环节的学习，这对于巩固教学效果、锻炼学生动手能力有着积极的作用。

3.引入多种教学方法，丰富课程内容

（1）案例教学。“流体机械”课程与煤矿行业联系紧密，而煤矿安全生产是煤矿企业的生命线，一次安全事故的发生对于煤矿企业吸取教训、树立安全意识、防止事态发生有着非常重要的作用。案例教学能生动直观地再现情境，通过照片或视频让学生深刻感受到安全事故造成的危害，增加教师与学生、学生与学生之间的互动，使学生理解和掌握知识点与技能点[3]。教师应搜集与“流体机械”课程对应的煤矿通风、矿井防治水、矿区主要灾害防治等案例，客观地反映由于设备使用、操作不当及人员疏忽等因素导致的安全事故，在讲授理论知识点时，加入案例教学。以通风机案例教学为例，针对黑龙江七台矿和孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故，查找原因，总结教训，且要求学生看懂通风、反风系统图。

（2）模块化教学。模块化教学是按照模块化的构想和原则设计一套教学体系，按照培养目标要求对教学内容分解，使之成为相对独立的模块[4]。对该课程教材《压气设备的操作与维护》章节进行模块化教学设计，按照所需分为基础知识、运行调节、内部结构、日常维护、启停操作等模块。螺杆式空压机计划分配课时为14学时，其中基础知识占2个学时，主要讲授空压机的作用，了解空压机的分类及原理等知识点；结构运行知识占10个学时，主要讲授螺杆式空压机的结构组成和运行调节，要求学生掌握螺杆式空压机的组成部分及作用；维护操作占2个学时，主要学习螺杆式空压机的启停操作与故障排除。该章节模块学习完成后，学生到企业能胜任螺杆式空压机的操作工等岗位。通过模块化教学，教学内容层次上更加清晰，彼此之间有联系但又相对独立。

（3）数字化教学。在数字化资料库内，建有“流体机械”课程的简介、标准、大纲、电子教案、CAI课件、电子教材、学习指导书、实验实训指导书、自测试题库、考核标准、考核方法、顶岗实习要求等内容，使学生对课程体系、课程内容、教学要求一目了然。同时，根据需要还编制了“主通风机司机”“矿井泵工”等工种的可视化仿真实训软件，弥补了由于煤矿不便于讲解井下设备的不足。通过运用数字化教学资源，极大地方便了学生线下的学习，生动地再现和模拟了生产场景，让学生身临其境感受现场氛围，以数字化教学模式培养学生的创新意识和创新能力[5]。

（4）理实一体化教学。在“流体机械”课程中采用理实一体化教学是一种行之有效的教学方法，通过充分调动和激发学生学习兴趣，使学生在教中学、做中学、边教边学边做，理论和实践相互交替进行，以突出学生动手能力的培养为目的[6]。以该课程教材《排水设备的安装与运行维护》章节为例，从水泵结构入手，了解水泵的启动与日常维护，为掌握水泵的维修，增加对水泵结构的认识，加入水泵拆装环节，通过动画演示水泵拆装顺序，讲解拆装注意事项，让学生自己动手拆装水泵，在拆装过程中，对学生提问，让学生回答各个部件的名称及作用，最后让学生说出拆卸的顺序及拆装过程的难点，现场演示水泵的装配顺序。通过教学生拆装水泵，让学生实习拆装水泵，从而激发了学生学习水泵操作与维修的兴趣，有效地提高了学生的学习效果，为学生后续到企业操作维修排水设备打下了坚实基础。

4.多种教学手段交替进行，提升学习效果

（1）多模式信息化教学。除了QQ、微信、微博、网络资源外，在教学过程中还可充分利用手机实现学生与教师的实时沟通，典型的连接平台有Kahoot，Socrative等软件。以Kahoot软件为例，教师利用Kahoot软件在线开展游戏化测评，在课堂上进行讨论，测试教学效果，开展调查问卷，及时公布成绩，方便、快捷、高效地组织课程，将学生、课堂、教师有机联系起来。目前，国内用得比较多的软件有清华大学教师研发的雨课堂，通过在“流体机械”课程中采用雨课堂，学生上课通过扫描二维码，省去了点名的时间，教师可省时省力地掌握学生到课情况，还能进行课前推送PPT，督促学生做好预习，通过课中测验掌握学生学习知识点的情况，学生还可标记懂或不懂供教师查看课堂学习情况。多模式信息化教学大大提升了课堂教学的互动性和趣味性，有利于调动学生的积极性和学习的主动性。

（2）多学科融合教学。近年来，由计算机技术、自动化技术、信息技术和传统制造业相结合而产生的现代制造技术发展迅猛，以精密化、智能化、自动化、高效化、信息化、集成化为特色的现代制造技术在“流体机械”课程改革中占有一席之地，因而需要将现代制造技术融入教学中。以螺杆式空压机为例，螺杆式空压机的核心构件就是螺杆，其原理就是通过螺杆的啮合实现气体的吸入、压缩和排出，而螺杆的运行在实操环节是封闭的，且结构复杂，体积大、价位高，不便于存放。对于螺杆实体，可借助三维绘图软件画出螺杆的结构，利用3D打印技术打印出螺杆模型，具有方便、快捷、高效、低廉的优点。3D打印机打印螺杆模型还可在课堂上演示，增加了课堂学习的趣味性。

5.考核方式多元化

根据“流体机械”课程各章节课时权重分配、考核重点层次差异，结合教学方法进行综合评价，加入创新思维理念，对两个章节的考核方式及权重进行比较，结果见表3。

表3 “流体机械”课程两个章节的考核方式及权重

6.教学改革成效

陕西能源职业技术学院2015级机电一体化技术专业实施“流体机械”课程教学改革，改革成效显著。

（1）提高了学生学习的积极性和主动性。课前通过信息化教学方式，推送视频及学习资料等让学生提前预习相关资料；课中对比分析，标记难易程度，提高了学生的课堂参与度；课后线下适时提交作业，实现了网络实时传递纠错，由以教师为主讲转变为以教师为主导，学生成为学习的主人。比较分析“流体机械”课程教学改革前后教学效果，结果显示，2015级学生成绩明显好于2014级学生，如图2所示。

（2）提升了学生掌握知识和技能的能力。多方式变革课程教学，使得学生的动手能力、理论联系实际的能力、沟通能力、创新和探究能力得到了很大程度的锻炼和加强；考核模式多样化不再需要学生将精力放在期末进行突击复习考试，而能在平时做到学中考、考中学，注重平时对知识的积累和学习。

图2 教学改革前后教学效果比较

（3）提高了教师的教学水平。教师采用多种教学方法，可多层次多角度地提升教师的职业能力和专业素养。所谓教学相长就是教师通过不同的教学方法，找到能提升学生认知的方式，对提高教师的教学能力也是一种行之有效的方式。

三、“煤矿流体机械安装与运行维修”课程教学改革应注意的问题

1.开发创新思维

通过营造宽松的学习氛围，将创新理念有意识地加入讲授和互动中。鼓励学生学习课外知识，开发学生创新思维，教会学生学习的方法，而不仅是单纯灌输理论知识，同时注重理论知识与实践的结合。

2.注重知识的应用与学习

数字化矿井发展非常迅速，教师要主动、有意识地搜集前沿知识和信息，更新知识结构，同时做好调研工作，有效利用资源做好信息化教学，引导学生对知识的深度和广度的学习，在教与学的过程中让学生真正理解和掌握好技能。

3.发挥过程化教学作用

在教学过程中，动态地展示教学成果，逐步引导学生思考，导入情境，将产生良好的教学效果。另外，在教学环节中，由浅入深的提问，多讨论而非灌输，多关注章节之间知识点的联系，适时地进行总结和补充非常必要。多观察学生的动态和课堂教学效果，对于闭环教学是必不可少的。

[参 考 文 献]

[1]庞明军，高光藩，张琳.工程教育背景下过程流体机械课程教学方法的探索与改革[J].中国教育技术装备，2015（2）：105-107，113.

[2]曹起武.高职“数据库应用”课程翻转课堂教学模式的构建与实践[J].温州职业技术学院学报，2017（1）：87.

[3]安世遨.基于案例的大学对话教学模式设计与应用策略[J].中国高教研究，2017（3）：83-87.

[4]戴亦军，何伟，袁生，等.模块化微生物学实验课教学体系的探索与实践[J].微生物学通报，2015（9）：1809-1816.

[5]郝增明.数字化学习过程评价的客观指标[J].现代远距离教育，2004（2）：47-48.

[6]王超.理实一体化教学在高职“液压与气压传动”课程教学改革中的探索与实践[J].北京工业职业技术学院学报，2017（2）：73-76.