基于煤礦特色的機(jī)械工程及自動化特色專業(yè)建設(shè)探討

趙四海（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083）

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基于煤礦特色的機(jī)械工程及自動化特色專業(yè)建設(shè)探討

趙四海
（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院,北京市海淀區(qū),100083）

摘要高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)是高等教育提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,辦出專業(yè)水平和特色的重要措施。基于煤礦特色,本文從專業(yè)培養(yǎng)方案、課程與教材建設(shè)、師資與團(tuán)隊建設(shè)、實踐教學(xué)等幾個方面,介紹了中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)械工程及自動化專業(yè)特色專業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞特色專業(yè)建設(shè) 機(jī)械工程及自動化專業(yè) 實踐教學(xué) 課程建設(shè)

2007年初,教育部、財政部在全國全面啟動實施“質(zhì)量工程”,把高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)列為一個重點(diǎn)項目,致力于“從國家層面引導(dǎo)和促進(jìn)各高等學(xué)校根據(jù)自身的辦學(xué)定位,緊緊圍繞國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要,著力開展全方位的教育教學(xué)改革與創(chuàng)新”。特色專業(yè)建設(shè)符合專業(yè)教育和人才培養(yǎng)規(guī)律,具有非常強(qiáng)的針對性,抓住了高等教育質(zhì)量問題的根本。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)械工程及自動化專業(yè)在礦山機(jī)械學(xué)科建設(shè)方面具有顯著的學(xué)科優(yōu)勢和專業(yè)特色。該專業(yè)擁有一個“礦山機(jī)械工程與材料”部級重點(diǎn)實驗室。在本科教育方面,該專業(yè)采取重基礎(chǔ)、寬口徑的人才培養(yǎng)模式。2007年該專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊被評為北京市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊,2008年該專業(yè)被教育部批準(zhǔn)為國家級特色專業(yè),并開始具有煤礦特色的機(jī)械工程及自動化特色專業(yè)建設(shè)。

1　特色專業(yè)建設(shè)的基本原則

1.1主動適應(yīng)、不斷調(diào)優(yōu)的原則

這是特色專業(yè)建設(shè)要遵循的基本指導(dǎo)思想,主動適應(yīng)就是特色專業(yè)建設(shè)必須緊密跟蹤社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢,根據(jù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展對人力資源的需求,結(jié)合既有優(yōu)勢及潛在優(yōu)勢;不斷調(diào)優(yōu)就是適時調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)及特色專業(yè)建設(shè)的方向,優(yōu)化人才培養(yǎng)方案與模式,賦予原有專業(yè)特色以新的內(nèi)涵和更優(yōu)的品質(zhì)。

1.2立項管理、檢查驗收的原則

特色專業(yè)建設(shè)是持續(xù)性的、不斷改進(jìn)和不斷提高的過程,高等學(xué)?？梢詰?yīng)用全面質(zhì)量管理的理念、策略和方法建設(shè)特色專業(yè)。首先,要加強(qiáng)特色專業(yè)的調(diào)研論證與立項管理工作,論證內(nèi)容應(yīng)以社會需求為依據(jù),對專業(yè)的社會背景、產(chǎn)業(yè)與行業(yè)背景、就業(yè)形勢等進(jìn)行深入、有針對性地調(diào)查研究,并在調(diào)研論證的基礎(chǔ)上制訂科學(xué)的專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,對經(jīng)教育機(jī)構(gòu)審查通過的特色專業(yè)采取立項管理、專項經(jīng)費(fèi)支持的辦法。其次,應(yīng)建立和完善特色專業(yè)建設(shè)檢查驗收制度。要將質(zhì)量管理貫穿于項目建設(shè)的全過程,保證特色專業(yè)建設(shè)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的機(jī)械工程及自動化專業(yè)源于1950年創(chuàng)建的中國礦業(yè)學(xué)院礦山機(jī)械工程系,為我國的煤礦機(jī)械領(lǐng)域培養(yǎng)了大量的人才,具有鮮明的煤礦機(jī)械特色。在我國煤礦機(jī)械化、信息化的大背景下,該專業(yè)從2009年開始在教育部和北京市的支持下進(jìn)行機(jī)械工程及自動化特色專業(yè)建設(shè),力爭通過“專業(yè)建設(shè)項目－機(jī)械工程及自動化特色專業(yè)建設(shè)”項目的建設(shè),使該專業(yè)成為具有鮮明礦山機(jī)械工程特色的國內(nèi)一流專業(yè)。

2　重新定位人才培養(yǎng)目標(biāo),優(yōu)化培養(yǎng)方案

2.1定位人才培養(yǎng)目標(biāo)

特色專業(yè)建設(shè)要準(zhǔn)確定位人才培養(yǎng)目標(biāo),該專業(yè)在規(guī)劃和實施特色專業(yè)建設(shè)時,首先明確基礎(chǔ)扎實、高素質(zhì)、較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和能力,知識面寬并具備機(jī)電工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力的人才培養(yǎng)目標(biāo),該特色專業(yè)提出要致力于培養(yǎng)能夠從事煤礦機(jī)械專業(yè)工作的研究發(fā)展型人才及應(yīng)用復(fù)合型人才。在此基礎(chǔ)上,分析和研究實現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)的詳細(xì)的質(zhì)量規(guī)格要求,形成與之相對應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。

在過去機(jī)械工程及自動化專業(yè)教學(xué)中,大量借鑒其他高校的培養(yǎng)方案,主要是對大學(xué)生的學(xué)習(xí)和實踐能力培養(yǎng)為主,畢業(yè)的學(xué)生與其他高校的學(xué)生相似,缺乏競爭力。為了順應(yīng)現(xiàn)在社會對于人才需求的變化,要調(diào)整人才的培養(yǎng)方案,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力為主,要培養(yǎng)更加全面的、但具有煤礦機(jī)械特色的機(jī)械工程專業(yè)人才,不僅要具有扎實的機(jī)械專業(yè)知識基礎(chǔ),而且綜合能力要強(qiáng),具備很好的創(chuàng)新能力和實踐能力,能夠在煤礦機(jī)械生產(chǎn)和使用現(xiàn)場從事生產(chǎn)管理、產(chǎn)品設(shè)計、科學(xué)研究的全方面高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。

2.2優(yōu)化培養(yǎng)方案

特色專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)在于制定和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。特色專業(yè)建設(shè)是一項涉及專業(yè)建設(shè)多方面創(chuàng)新和變革的教學(xué)改革活動,必須首先在專業(yè)建設(shè)和教學(xué)理念上實現(xiàn)變革,更新傳統(tǒng)的專業(yè)教學(xué)觀念。特色專業(yè)建設(shè)需要在保持學(xué)校人才培養(yǎng)總體定位的基礎(chǔ)上,體現(xiàn)出該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)特色與規(guī)格特色,形成的具體人才培養(yǎng)方案要有相應(yīng)的特色,包括一定的課程特色和培養(yǎng)方法等特色。

針對以前培養(yǎng)方案與社會需求相脫節(jié)和缺乏特色及個性化的問題,該專業(yè)從2009年開始進(jìn)行新版培養(yǎng)方案的修訂。新版培養(yǎng)方案的修訂原則包括:突出煤礦與煤礦機(jī)械特色;使各學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)時分配更加科學(xué)合理;去除原培養(yǎng)方案中一些陳舊過時的內(nèi)容;加強(qiáng)實驗與實踐環(huán)節(jié),注重培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。

2.2.1理論教學(xué)環(huán)節(jié)修訂

以學(xué)校人才培養(yǎng)定位為基礎(chǔ),課程教學(xué)在重基礎(chǔ)的同時,在專業(yè)課程設(shè)置方面,加強(qiáng)煤礦機(jī)械相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展趨勢和人才需求研究,召開研討會與產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和用人部門共同研究課程計劃,制定與生產(chǎn)實踐、社會發(fā)展需要相結(jié)合的培養(yǎng)方案,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),構(gòu)建以核心課程和選修課程相結(jié)合,有利于學(xué)科交叉與融合的課程體系。

修訂的基本原則是基于2004版培養(yǎng)計劃,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。主要調(diào)整工作包括:教學(xué)學(xué)時的均衡化,教學(xué)內(nèi)容連續(xù)性,以及在教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)化的同時,保證教學(xué)的先進(jìn)性。

理論教學(xué)環(huán)節(jié)中,課程設(shè)置注重煤礦機(jī)械特色,新開設(shè)《采煤概論》,增加《礦山機(jī)械》課程學(xué)時。同時,教學(xué)內(nèi)容突出煤礦機(jī)械特色,在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課教學(xué)中增加涉及煤礦機(jī)械的內(nèi)容,讓學(xué)生對專業(yè)知識在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用有更深入的了解。

2.2.2實踐環(huán)節(jié)增強(qiáng)

該專業(yè)修訂了2004版本科生培養(yǎng)方案,突出了煤礦特色,加強(qiáng)了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

（1）生產(chǎn)實習(xí)安排參觀煤礦現(xiàn)場,了解煤礦機(jī)械在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用;生產(chǎn)實習(xí)還安排參觀專業(yè)生產(chǎn)液壓支架和刮板輸送機(jī)的煤礦機(jī)械企業(yè),熟悉煤礦機(jī)械生產(chǎn)流程。

（2）專業(yè)綜合設(shè)計與科研訓(xùn)練中,布置具有煤礦特色的題目。

（3）畢業(yè)設(shè)計選擇與煤礦機(jī)械相關(guān)的題目。

在新版培養(yǎng)計劃中加大了實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時和學(xué)分。

2.2.3增加了創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)

新版培養(yǎng)計劃中的創(chuàng)新訓(xùn)練環(huán)節(jié)包括科研導(dǎo)論、科研選題訓(xùn)練、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目等七個環(huán)節(jié)。學(xué)生在創(chuàng)新環(huán)節(jié)中至少要獲得6個學(xué)分。

通過實踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新環(huán)節(jié),加強(qiáng)了學(xué)科集成和綜合工程能力的培養(yǎng),使學(xué)生具備了獲取知識的能力、運(yùn)用知識的能力、共享知識的能力和傳遞知識的能力。在實踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)中,體現(xiàn)了系統(tǒng)的工程實踐訓(xùn)練,圍繞實際工程項目訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力。

修訂完成后的新版培養(yǎng)計劃包括:本科生培養(yǎng)方案、本科理論課程教學(xué)大綱、本科實驗教學(xué)大綱、本科實踐與創(chuàng)新教學(xué)大綱。

3　推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革,加強(qiáng)課程與教材建設(shè)

3.1完善教學(xué)內(nèi)容與課程體系

借鑒國內(nèi)外課程改革成果,優(yōu)化該專業(yè)課程設(shè)置。該專業(yè)借鑒了國內(nèi)外其他高校相關(guān)專業(yè)課程改革成果,優(yōu)化專業(yè)課程設(shè)置。在課程設(shè)置上注重基礎(chǔ),淡化專業(yè)的局限性,寬口徑設(shè)置一級學(xué)科大專業(yè)。同時在專業(yè)必修和選修課程上,關(guān)注新技術(shù)、新成果的應(yīng)用,強(qiáng)化教師對于課程的主導(dǎo)地位,鼓勵教師根據(jù)自己的研究領(lǐng)域開設(shè)新課程,鼓勵學(xué)生最大限度地選修課程。在課程設(shè)置上探索開設(shè)能反映不同學(xué)科交叉、融合的研究性課程。

利用現(xiàn)代信息技術(shù)對該專業(yè)核心課程群進(jìn)行課程建設(shè),更新完善教學(xué)內(nèi)容。

3.2課程建設(shè)

得益于教育部和學(xué)校的質(zhì)量工程,該專業(yè)的通識類課程、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)必修課及部分專業(yè)選修課都已進(jìn)行了課程建設(shè),2008－2014年該專業(yè)一共有20門課程進(jìn)行了課程建設(shè),包括液壓傳動與流體力學(xué)、機(jī)械原理、公差與技術(shù)測量、機(jī)械工程專業(yè)導(dǎo)論、機(jī)械專業(yè)科研導(dǎo)論、計算機(jī)輔助設(shè)計、金屬工藝學(xué)、機(jī)械設(shè)計、誤差理論與數(shù)據(jù)處理、機(jī)械系統(tǒng)學(xué)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)電控制基礎(chǔ)、工程制圖、計算機(jī)輔助設(shè)計與制造、礦山機(jī)械和機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計等機(jī)械專業(yè)的主要課程。

課程建設(shè)的主要內(nèi)容覆蓋了教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、多媒體教學(xué)課件建設(shè)、實踐環(huán)節(jié)設(shè)計、教學(xué)資源建設(shè)等主要教學(xué)環(huán)節(jié),通過這些課程建設(shè)大大提升了課程教學(xué)的效果。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課保證所使用教材中近三年出版教材所占比例達(dá)到95%以上。

3.3教材建設(shè)

定期開展教學(xué)法研討,根據(jù)該專業(yè)的特色建設(shè)需要,結(jié)合礦山機(jī)械的特點(diǎn),編著出版了《礦山機(jī)械》、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》和《測試系統(tǒng)設(shè)計》等結(jié)合煤礦特色的專業(yè)必修課教材。

3.4教學(xué)方式方法探討

依托“煤炭大型機(jī)械設(shè)備實驗教學(xué)平臺”,完善教學(xué)手段,在礦山機(jī)械課程群產(chǎn)生了一批具有鮮明專業(yè)特色的教學(xué)改革成果。

鼓勵教師發(fā)表教學(xué)研究論文,2008－2014年發(fā)表了20多篇教學(xué)研究論文。

4　師資隊伍與教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

師資隊伍是特色專業(yè)建設(shè)的重要保障,高水平的師資是特色專業(yè)實施研究型教學(xué)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的前提和基礎(chǔ)。該專業(yè)在特色專業(yè)建設(shè)過程中狠抓教師隊伍建設(shè),在人才引進(jìn)上向特色專業(yè)傾斜,完善校內(nèi)專任教師到相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域一線學(xué)習(xí)交流的機(jī)制,構(gòu)建年齡、職稱、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較合理,教學(xué)與科研綜合水平高的教學(xué)團(tuán)隊。同時,還注重兼職教師隊伍建設(shè),從生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一線聘任一定數(shù)量的兼職教師,積極聘請國內(nèi)外著名專家學(xué)者和高水平專業(yè)人才承擔(dān)教學(xué)任務(wù)和開設(shè)講座。

經(jīng)過特色專業(yè)建設(shè)項目的實施,該專業(yè)實現(xiàn)了教授、副教授占教師比例超過70%,具有碩士及以上學(xué)位的教師占該專業(yè)所有教師的比例大于80%。

對于目前高校不同程度存在的教學(xué)基層組織不夠健全、教師“單兵作戰(zhàn)”等問題,在特色專業(yè)建設(shè)過程中構(gòu)建以課程組或?qū)W科小組等組織形式為基礎(chǔ),梯隊結(jié)構(gòu)較合理,教學(xué)與科研綜合水平高的教學(xué)團(tuán)隊?，F(xiàn)在該專業(yè)每門課都建成了以教授、副教授牽頭的課程教研組,指導(dǎo)年輕教師,形成課程教學(xué)梯隊。目前已經(jīng)形成了公共課“機(jī)械制圖”、“金屬工藝學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計”等課程的教學(xué)團(tuán)隊,現(xiàn)正進(jìn)一步推廣到該專業(yè)的所有課程。

在特色專業(yè)建設(shè)期間,加強(qiáng)了教師與國內(nèi)外其他高校的交流,有2名老師出國做訪問學(xué)者,有2名老師執(zhí)行了支教任務(wù)。

5　實踐教學(xué)的建設(shè)

5.1實踐教學(xué)硬件條件建設(shè)

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)突出礦山機(jī)械特色,該專業(yè)建設(shè)了“煤炭大型機(jī)械設(shè)備實驗教學(xué)平臺”實驗室,該實驗室擁有煤礦井下大型機(jī)械設(shè)備的模擬工作環(huán)境,主要包括以下幾部分:綜采工作面實驗教學(xué)系統(tǒng)、掘進(jìn)工作面實驗教學(xué)系統(tǒng)、典型液壓支架實驗教學(xué)系統(tǒng)、主副井提升實驗教學(xué)系統(tǒng)。該實驗平臺的建成使學(xué)生在實驗室可以直接感受煤礦主要大型機(jī)械設(shè)備的全部運(yùn)行動作,并且可以在仿真操作臺上進(jìn)行操作,可以讓學(xué)生在實驗室里體驗到煤礦井下設(shè)備的工作情況。

該專業(yè)充分利用校外基地在實踐教學(xué)中的作用,在冀中能源峰峰集團(tuán)梧桐莊礦建立了北京市級校外人才培養(yǎng)基地,該礦在地面建立了培訓(xùn)中心,該培訓(xùn)中心在地下6 m處建設(shè)了坑道,在坑道中將綜采工作面的成套設(shè)備按煤礦井下實際情況布置,學(xué)生在該中心不用下井就能了解煤礦綜采工作面設(shè)備的工作環(huán)境和工作情況,有身臨其境的感覺。除此之外,該專業(yè)還建立了中煤北京煤礦機(jī)械有限公司和中煤張家口煤礦機(jī)械有限公司兩個北京市級校外人才培養(yǎng)基地。

5.2增加實踐教學(xué)比重

除了正常教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐教學(xué)活動外,積極組織學(xué)生參加各種社會實踐教學(xué),如組織學(xué)生參加全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、機(jī)器人大賽、機(jī)械工程訓(xùn)練大賽等競賽,組織學(xué)生參觀與該專業(yè)相關(guān)的國際煤炭博覽會、國際機(jī)床展等國際展覽會,規(guī)定學(xué)生在校期間必須修夠3個學(xué)分的科研實踐學(xué)分,保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)累計學(xué)分≥總學(xué)分的25%。

該專業(yè)還在特色專業(yè)建設(shè)期間建設(shè)了先進(jìn)制造技術(shù)實驗室,該實驗室有加工中心、數(shù)控車床、普通車床等設(shè)備,學(xué)生可以實際學(xué)習(xí)機(jī)械加工過程。5.3 創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

在新版的培養(yǎng)計劃中,大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目覆蓋該專業(yè)所有本科生,本科生在四年間必須參加一次大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目,才能修夠3個學(xué)分的科研實踐學(xué)分。

在創(chuàng)新訓(xùn)練中,每5名學(xué)生組成一個課程小組,配備1名導(dǎo)師。規(guī)定導(dǎo)師定期對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo),研究討論技術(shù)方案。有超過半數(shù)的研究課題來源于教師的實際煤礦科研課題,學(xué)生在創(chuàng)新訓(xùn)練中,不但學(xué)到了科學(xué)研究方法,同時也對煤礦專業(yè)背景有了深入的了解。

5.4本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）

在新版的培養(yǎng)計劃中,要求該專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）項目中60%以上來源于指導(dǎo)教師的實際科研項目,使學(xué)生了解和掌握最新的前沿科學(xué)知識,激發(fā)學(xué)生的探索興趣和研究熱情,引導(dǎo)學(xué)生自主探究科研問題的求解過程,培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際技術(shù)問題的能力。

6　結(jié)語

經(jīng)過近幾年在實踐教學(xué)方面的努力,該專業(yè)本科生實踐教學(xué)效果得到了顯著提高,動手操作能力也有了更大的提高,學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)及就業(yè)競爭力顯著提升。以該專業(yè)特色專業(yè)建設(shè)為主要內(nèi)容的“面向煤礦,突出特色,構(gòu)建機(jī)電類專業(yè)本科實踐教學(xué)平臺”項目榮獲2012年北京市高等教育教學(xué)成果獎一等獎。

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（責(zé)任編輯宋瀟瀟）

★煤炭科技·地質(zhì)與勘探★

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

中圖分類號TD－4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

作者簡介:趙四海（1968－）,男,漢族,河南省淮陽縣人,副教授、工學(xué)博士,現(xiàn)任中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院機(jī)械電子工程系主任,主要從事液壓技術(shù)和機(jī)電一體化方面的教學(xué)和科研工作。