矿物加工工程专业实习教学模式改革
邱俊 朱向楠 孙玉凤 吴蓬 李琳 王鹏 吕宪俊
摘 ?要 为了解决目前矿物加工工程专业实习费用高、实习质量难以保证的实际问题，通过矿物加工虚拟仿真实习教学平台建设，将校内仿真实习教学和现场实习紧密结合起来，可以有效推进现代信息技术与本专业实习教学项目深度融合，拓展实习教学内容的广度和深度，延伸实习教学时间和空间，提高实习教学的质量。
关键词 矿物加工工程;实习;虚拟仿真实习教学平台;教学模式
中图分类号：G642.0 ? ?文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）14-0120-03
Abstract In order to solve the problem of high cost and poor effect?of mineral processing engineering practice， By means of construc-ting the virtual simulation practice teaching platform， combining the simulation practice teaching and spot practice， which can effectively promotes the modern information technology and the professional practice teaching project depth fusion， develops the content of prac-tice teaching of the breadth and depth， extends the practice teaching time and space， improve the quality and effect of practice teaching.
Key words mineral processing engineering; practice; virtual simu-lation teaching platform; teaching model
1 当前矿物加工工程专业实习教学存在的问题
矿物加工工程专业具有实践性强，对实习、实验等实践性教学要求高的特点。本专业要求学生在四年的学习过程中，不仅要掌握扎实的自然科学及矿物加工工程科学理论基础，还需要进行实践能力的锻炼，具备解决复杂工程问题的能力，以适应社会对人才能力的需求。而专业培养方案中的各类实习是学生在校学习期间提高实践能力的主要学习环节。
目前，山东科技大学矿物加工工程专业实践教学环节中的实习环节主要有认识实习、生产实习和毕业实习。在实践教学过程中，因为专业特点，该专业实习基地距离校区普遍较远，实习外出需要租车、住宿，实习单位会收取实习管理费、带徒费、讲课费等各类实习费用，实习经费往往开销较大，实习教学安排也因此受到经费制约而无法满足教学大纲要求，导致实习教学效果难以保证。2004年以来，笔者一直指導本专业学生的认识实习、生产实习和毕业实习，在专业实习的教与学方面，发现以下几个问题表现尤为突出：
1）实习时间较短（特别是认识实习），实习过程中普遍存在来去匆匆，在车间走马观花、走过场的现象，学生对实习的内容一知半解;
2）学生在初次实习时（认识实习）由于没有专业知识储备而造成学习效率低下;
3）受选矿（煤）厂实习车间空间所限，学生在实习时只能看到选厂局部，造成宏观把握不强，对选厂及其工艺流程缺乏整体的概念;
4）现场实习只能看到设备外表，而对设备内部的结构、工作原理等只能凭想象去了解，对选厂设备内容学习效果不佳;
5）出于安全考虑，学生对一些转动设备或工段不能近距离观察;
6）受选矿（煤）厂车间环境噪音的影响，学生听不清指导教师或工人师傅的讲解。
基于以上实习教学过程中存在的实际问题，开展矿物加工工程专业实习教学模式的改革和创新十分必要。为了在有限的实习时间内提高实习效率，保证实习质量和实习效果，必须改变传统的单一现场实习的教学模式，而如何采用一种全新的实习教学模式，提高学生对设备和选矿厂工艺流程教学内容学习的积极性，提高实践实习教学质量，是一项需要深入研究的新课题。
2 矿物加工工程专业实习教学改革的基本思路
矿物加工工程专业实习教学模式的改革与创新，必须充分利用现代教育手段，尤其是要适应教育信息化[1]、教育现代化[2]的发展趋势。近几年，虚拟仿真实验教学风靡国内高校，利用虚拟现实技术，将以往常规实验无法开设的实验内容转化成虚拟实验，成为常规实验教学不可或缺的补充。特别是在化学化工类[3]、生物制药[4]、材料科学与工程[5]、采矿工程[6-7]、工程力学[8]、机械类[9]、医学类[10]、机电类[11]、土木工程类[12]等专业应用广泛，并且取得较好的实验教学效果。以信息技术推动实验教学改革，可以加快信息技术在教学领域中的应用，提高实验教学的效率与质量。
矿物加工工程专业虚拟仿真实践教学与其他专业的虚拟仿真实验教学相比，目前在国内尚处于研发阶段。山东科技大学矿物加工专业自2016年开始着手建设矿物加工工程虚拟仿真实习教学平台，仿真对象涵盖矽卡岩铁矿、蚀变岩型金矿以及煤炭三个行业的选矿（煤）厂，根据选矿厂的实际设计尺寸、工艺流程及车间内的设备布置情况，按照1：1的比例尺完成选厂的三维仿真平台设计。仿真系统教学模块内容紧扣专业实习大纲，具体内容包括选厂概况、选厂安全规程、选厂分车间安全操作规程、选厂原料性质、选厂破碎车间工艺流程、选厂磨矿分选车间工艺流程、选厂破碎车间设备结构和工作原理、选厂磨矿分选设备结构和工作原理、选厂精矿脱水工艺流程、选厂尾矿处理工艺流程、生产产品指标及用途、选厂车间工艺设计、选厂整体工艺设计。仿真系统部分实习学习内容如图1所示。
在具体实施方面，考虑到目前单一现场实习存在的实际问题，拟将虚拟仿真实习教学和现场实习有机结合起来，将专业各类实习教学分解为校内模拟仿真和校外实习两个板块。
在校内利用虚拟仿真实习教学平台，根据实习大纲要求，学生可以通过与现场几乎相同的虚拟仿真系统初步了解实习选厂的基本情况，掌握设备结构和原理、操作规范、选矿工艺流程及原料性质和产品指标等。
学生校内的仿真实习在教学方式上可采用线下与线上（网络平台）结合的方式进行。线下主要由学生根据教师要求进行仿真练习，熟悉整套仿真系统的使用方法及步骤。而线上主要由矿物加工专业教师进行集中教学管理、资源管理、考核管理等。学生可以通过网络平台进行相应的仿真练习，利用系统嵌入的PDF素材及Flash等资源进行自主学习，并且可以随时留下学习中发现的问题，由专门的线上教师负责答疑。教师可根据具体的需要进行线上的仿真考试，掌握学生的学习动态和学习效果，考查内容包括仿真软件的使用情况、使用时间等内容，由此可督促学生自主学习，提高学生学习的积极性，也作为平日成绩考核的依据。
在校内实习的基础之上，学生再进入现场实习。有了校内仿真实习的经历，学生进入选矿厂学习，会有一种似曾相识的感觉，按照实习大纲要求，在教师的指导下，根据选厂的工艺流程特点分组分段实习。这样可以基本解决因教学经费不足而无法保证实习时间的问题，让学生在有限的现场实习时间中最大限度地掌握实习内容，保证实习的质量和效果。
3 结语
将选厂虚拟仿真系统实习教学和校外实习紧密结合起来，学生利用1：1的选厂虚拟仿真平台，通过三维仿真及虚拟现实技术模拟选矿厂生产的真实现场，可视化并亲自参与生产线设施设备的识别与操作，学习设备的工作原理以及全流程生产工艺等实习内容，可以最大限度地提高对专业知识的理解以及对选矿厂的感性认识，提高实习效率和质量，为以后走上工作岗位打下坚实的基础。
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