疫情常态下矿物加工专业本科云实习教学新模式实践研究

王传真 朱 梁 孙小路 潘美玲

0 引言

矿物加工专业是一门培养能够从事矿物分选分级、矿物材料加工、矿物资源综合利用及其相关机电设备维护运行的高级专业人才，具有专业特色明显、专业领域突出、实用性强等特点[1-2]。目前，我国在该专业领域的人才培养在全国名列前茅，尤其是在工业应用实践方面，更是属于领先水平，典型的如介质旋流器的创新及应用。因此，矿物加工人才培养一直以来都是我国专业人才培养的关键组成之一[3-4]。

近年来，为进一步提高工科专业人才培养水平，我国提出了“卓越工程师”计划，而矿物加工专业也在其中[5]。为此，国家投入了大量人力物力，其中一个重要环节就是现场实习，如中国矿业大学每年的海外实习计划、安徽理工大学每年的国内实习计划等[5]。这些工业现场实习是本科生教育重要的一个环节，尤其是培养本科生工业设计能力、工科素养等。然而，由于受到今年疫情的严重影响，各大高校均下发了停止一切本科生不必要实习的通知，因此这对本科生培养造成了一定的影响。为此，我们在借鉴了先进云直播平台技术，提出面向本科生云实习新模式的研究。

1 云实习方法

本次研究主要针对目前疫情常态下的矿物加工工程专业工厂实习中存在的问题，提出新的实习模型，并开展现场应用实践。

以腾讯课题、Zoom 和超星学习通为代表的云课堂软件，是当前最为常用的云直播软件。这些软件不仅能够满足日常教学过程中的PPT 展示、教师/学生互动、点名和签到等常规教学活动，同时还能够自动记录教学过程，如学生上课时间、自动生成教学录像回放等，并且提供了教学过程数据统计，便于课后教师对教学效果的评估。因此，上述的这些软件在疫情常态下的教学活动中得到广泛应用。

图1 全厂总平面布置（a）效果图（b）航拍图

图2 矿物加工云实习——核心工艺环节展示

带宽是限制云直播过程能否正常进行的主要因素，如果带宽不足，会造成直播过程中卡段、不流畅等现象，云实习效果不佳，通过前期软件使用对比，我们发现Zoom 和超星存在的一定程度的卡顿，通过和超星客服联系确认，该原因是同一时间内访问量较多的缘故，造成了服务器网络堵塞。因此，为避免在云实习过程出现该问题，我们最终确定采用腾讯云课堂软件进行云实习直播。此外，该软件还具有受众范围广、软件界面友好性强、兼容性高等优点。

同时，为更好地为矿物加工工程专业毕业生做好工厂展示，此次实习还借助无人机（大疆Mini Mavic）航拍模式等先进仪器，对全厂总平面布置进行航拍。

为进一步保障云实习效果，本次研究过程采用分步式操作。首先，在实习现场不同位置布置好网络摄像头和无人机；其次，进行网络流畅测试，确保每个地点网络通畅；随后通过手机端、电脑端等多个终端配合，全面展示生产现场，并实现不同终端间的无缝对接；最后通过以高校教师主讲、现场工程师辅助的模式，全面开展云实习。

2 云实习现场实践

2.1 现场实践

在制定了详细的云实习方案后，经过安徽理工大学材料科学与工程学院、淮北矿业集团涡北选煤厂双方共同商定下，以涡北选煤厂工业生产现场为主体，面向材料科学与工程学院矿物加工工程专业大四毕业生开展了现场云实习。

针对涡北选煤厂开展的矿物加工工程专业云实习分为两个部分组成。

（1）向矿物加工专业本科生详细阐述全厂总平面图布置（如图1 所示）。全厂布置依据我国现行选煤厂设计标准，主要包括办公区（办公楼、调度室）、生产区（主厂房、压滤厂房、浓缩池、煤仓、铁路运输等）、辅助物资区（备品备件仓库等）和生活区（宿舍、食堂和浴室等）。这一部分主要是综合运用电脑端和无人机航拍形式进行展示。通过全厂总平面布置和设计标准介绍，形象的向学生展示了矿物加工生产现场的实际情况，非常有效的帮助学生理解、认识和掌握矿物加工过程生产现场情况。

（2）向矿物加工专业学生重点讲解现场工艺流程设计、设备布置、土建设计等专业知识。以煤炭洗选加工过程核心工艺环节，即重介质选煤，如图2 所示。所谓重介质选煤，是指通过一定密度悬浮液为介质，实现原煤在一定分选密度条件下，精确分选成精煤、中煤和矸石等产品。重介质选煤具有分选精度高、分选密度易调控、原煤适用性强等特点，是我国煤炭洗选加工的关键核心技术，属于国际领先水平。图4 所示为三产品无压超级重介质旋流器，煤炭在该设备内完成分选，具有显著的经济价值和社会效益，是矿物加工专业的核心设备之一。对该设备的充分了解和认识对矿物加工专业学生来说意义重大。通过云实习的方式很好地让学生充分了解到该设备的作用。

2.2 效果评价

通过腾讯云课堂考勤模块可以自动生成课堂考勤记录，其考勤结果统计如表1 所述。通过该表可以看出，在整个直播期间（120min），最高峰有158 人参与关键，而本校矿物加工工程专业毕业生约60 人，只占直播观看人员的1/3。也就是说，直播受众不仅是本校学生，还为国内其他兄弟院校相关专业提供了云实习服务，打破了传统工业实习地域上的限制。此外，在云实习结束后，许多因为课程冲突的学生，通过回看的方式参与了实习，这使得实习过程不受时间限制，大大提高了实习效率。

表1 矿物加工专业云实习考勤统计表

3 结论

本研究通过采用网络云直播、无人机航拍等先进技术，创新的尝试通过云课堂方式开展矿物加工工程专业云实习，不仅取得较好实习效果，更为疫情常态下的矿物加工专业本科生实习提供新思路，具有一定的借鉴意义和推广价值。