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摘要:
随着社会的发展,我国的教育理念及体系也在不断改革。对于采矿工程教学而言,通过以模块化,层次化及多元化的教学体系,在对虚拟仿真实验教学资源进行完善与整合的同时,从而建立起一支具有先进教学理念,较高学术水平及教学能力科研较强的高素养的教学队伍。虚拟仿真实验网络平台的有效建设对于该教学资源的网络化管理及智能化管理都具有十分重要的积极意义,从而使得学生可以根据自身情况自由的选择教学内容与实验时间,并且可以自行配置相关的实验仪器设备,自由灵活地开展相关的实验活动,另一方面对于高校的资源共享发展及学生实践创新能力的培养都具有十分重要的推动作用。
关键词:
采矿工程;教学体系;虚拟仿真实验教学
由于社会经济的不断发展,煤矿行业的整体水平也在不断上升,传统的煤矿以效益为第一的理念早已被摒弃,目前煤矿行业注重绿色,安全与高效的目标,在这样一条全新理念的道路得以长期稳定发展离不开大量的专业基础扎实,工程素养高,并且在实践及创新能力较强的全面性高级技术人才。因此对于身在高校的相关专业的大学生该如何达到这样的目标,值得相关教育者的深思。
1简述采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的必要性
就目前采矿工程学生的实践及创新能力培养而言,由于煤矿企业自身的特点所在,其安全责任重大,生产目标较重,因此对于相关高校来说很难在企业中进行实践教学工作,另一方面,在学校的日常实验教学中,由于煤矿行业所设计设备的昂贵性使得该实验教学环节具有太高的实验教学成本,在实行起来存在很大难度。再者,煤矿日常工作中,生产环境不确定因素较多,很容易发生安全事故,由此传统的实验方式及条件都无法实现。鉴于以上因素,新型的实验教学模式必须被提出并得以推广,在这种形式下,虚拟仿真实验教学体系的建立势在必行,通过在采矿工程实验教学中有效地建立虚拟仿真实验教学体系可以在很大程度上避免其在实验环节危险的实验环境,大型设备的高昂成本及开采过程不可逆等相关阻碍因素的出现[1]。
2虚拟仿真实验教学平台的具体建设
科学合理的平台模块设置对于其平台的作用及综合效果都具有十分重要的积极意义。在采矿工程虚拟仿真实验教学平台中,主要有实验教学资源开放平台,数值模拟与仿真实验平台和工程实训与安全培训平台构成[2]。
2.1简述采矿工程实验教学资源开放平台
在该资源开放平台中,存有采矿概论及岩层控制的实验方法与及时等相关课程的教学视频,利用多媒体技术使得学生更加形象具体的理解煤矿的生产现场及相关的实验过程。另一方面,该平台从认识矿山,了解矿山,矿山安全及煤矿企业的绿色化逐步设置了相关虚拟仿真教学资源,并运用计算机技术使得学生通过视频认识了相关设备及生产系统,细致地了解了煤矿的开采过程及其具体工艺,在设备的工具原理理解,灾害如何进行恶化演变与矿压测试原理的理解及其技术方面的认知都有了充分的理解学习。存于实验教学资源开放平台中的内容均可以有学生自主学习与自行使用,在学习使用的同时,学生可以进行相关的自主实践环节,比如对其内容进行自主配置,对其设备进行自主连接与调试,该平台连接覆盖整个校园,学生可以在任意网络区域进行高平台资源的连接访问,并进行学习及相关实验的开展,该平台除了上述作用外,还具有相关专业信息,实验数据收集整合及成果展示,成绩评定等功能,在此基础上,该平台设有专人进行日常的管理及维护工作,为学生在该平台的日常学习通畅提供保障。
2.2采矿工程数值模拟与仿真实验平台
对于采矿工程学习而言,数值模拟与仿真是学生在学习过程中有效的重要的学习研究方法,通过数值模拟与仿真平台计算机技术的作用,可以对相关数据进行搜集与整合,并将相关图像准确显示,对进行试验工程作以形象的仿真与逻辑推演,从而可以达到有效的解决研究问题的目标。该平台配有各种各样用途不同的仿真软件,比如ITASCA系列FLAC,FLUENT及ABQUES等多种用于数值模拟及仿真过程的计算机软件。运用上述软件可以对岩层运动与矿压显现及其控制及采煤工作面支护等相关问题进行数值模拟仿真研究,从而更加有效的解决f该内容所出现的问题,该凭条依旧设有专业的人员经行日常的管理及护理工作,为学生通畅学习提供保障。
2.3采矿工程实训与安全培训平台
由于煤矿行业在日常工作中,条件复杂,影响其安全的不确定因素较多,因此对于学生安全意识的培养尤为重要,采矿工程仿真实验教学中心利用先进的计算机技术建立相应的虚拟仿真实验室,该仿真实验室中,拥有人与设备在运行过程中进行对话的先进功能呢和主要的操作培训系统。该平台主要用于矿压实测环节的实验教学,就该实训系统而言,其主要以相应的物理模型为基础,通过虚拟技术将物理模型延伸到相对运动的区域中来,物理模型上的实测仪器会随即对矿山压力进行安全测试。该平台系统的有效应用,对学生在设备安全操作技能掌握上具有促进作用[3]。
3采矿工程虚拟仿真实验教学中心的开放共享
采矿工程虚拟仿真实验教学中心的建立是在教育体制改革及网络信息技术快速发展的背景下应运而生的,该中心努力促进全国煤炭实验教学的资源开放共享,建成的《采矿学》国家精品资源共享课程;编写的岩石控制的实验方法与实测技术等3部实验教材,16部实验讲义,研究开发的10多个虚拟仿真实验教学平台及虚拟仿真实验项目等基本上实现了开放共享。近年来,中心还为行业高校培养师资80余人,接受各类外学者进修40多人次,邀请国外专家实验教学交流20余次,主办国际及全国性学术研讨会4次,煤炭高校实验教学会议3次。
4采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的意义
第一,该虚拟实验仿真中心每年可以对不同专业的相关矿业课程学生进行有效的实验课程,并开展相关的毕业论文答辩及科技创新等活动,该中心可以面向校内及校外大学生进行毕业设计,科研研究及各类创新活动的开放,为校内及所在区域的校外学生的实验教学效果[4],创新及实践能力的培养,并且从一定程度上对于该区域的经济发展都具有十分重要的促进作用,另一方面具有创新示范的作用面对去所在区域的教学改革及专业交流的发展同样具有十分重要的积极意义。第二,对学生的综合素质的发展具有促进作用通过虚拟仿真实验教学体系的有效建立,进一步使教学理念,教育资源,教学改革发展走上了一条平稳发展的道路。大大改善了教育者及其学生在相关专业进行有效实验教学与学习受阻的现状,学生的实践创新能力都有了极大的提高,为学生成为一个专业知识扎实,实创新能力较强及综合素质较高的全面人才具有十分重要的促进作用。第三,全国具有12所原煤炭部所属的高等院校,并且有诸多高校也在招收采矿工程专业学生.采矿工程虚拟仿真实验教学平台的建立,其资源共享的体制,使其在各大高校中广泛推广,并很大程度上加深了与其他院校之间的交流学习。
5结束语
综上所述,通过在采矿工程实验教学中有效地建立虚拟仿真实验教学体系可以在很大程度上避免其在实验环节危险的实验环境,大型设备的高昂成本及开采过程不可逆等相关阻碍因素的出现。另一方面,虚拟仿真实验教学体系运用网络信息技术,建立相应的软件及模拟器,可以达到重复运用,安全环保,节约资源及成本低廉的积极效果,从而得以全面深入开展,对于大学生对于采矿专业知识的理解及其实践创新能力的培养都具有十分重要的推动作用。通过每一位涉及人员在汽车教学领域的努力,其教学质量肯定会有明显提高,将为人们的安全出行带来有利保障[5]。
作者:赵树多 单位:中国矿业大学银川学院
参考文献:
[1]钟宏,韩响玲,刘有才,陈国辉,张居华,尹翔.矿冶工程化学虚拟仿真实验教学中心“四位一体”建设模式的探索与实践[J].实验技术与管理,2014,(9):10-13.
[2]马文顶,吴作武,万志军,屠世浩,张源.采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践[J].实验技术与管理,2014,(9):14-18.
[3]顾晓薇,王青,杨天鸿,张春明,胥孝川.东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].教育教学论坛,2016,(10):141-143.
[4]陈国辉,刘有才,刘士军,韩响玲,满瑞林,钟宏.虚拟仿真实验教学中心实验教学体系建设[J].实验室研究与探索,2015,(8):169-172,185.
[5]辛颖,李耀翔,狄海廷,杨慧敏.森林工程国家虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].森林工程,2016,(1):94-96