【摘 要】 全國教育大會提出高校應(yīng)“著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才”，因此加強高校的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)是當(dāng)前教學(xué)改革重點。本文結(jié)合虛擬現(xiàn)實新技術(shù)，進行“煤礦開采”課程的沉浸式教學(xué)研究，打破傳統(tǒng)課堂的沉寂，給學(xué)生帶來新鮮、趣味的體驗感，提高課程教學(xué)效率。利用現(xiàn)代信息化科技力量，將采礦專業(yè)理論知識與實踐操作相結(jié)合，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新思維、操作技能和綜合素養(yǎng)。

　　【關(guān)鍵詞】 煤礦開采;沉浸式教學(xué);應(yīng)用型本科

　　“沉浸教學(xué)”是從加拿大興起的一種外語教學(xué)模式，后在心理學(xué)界“沉浸理論”完善的基礎(chǔ)上，“沉浸式教學(xué)”被理工科教育領(lǐng)域廣泛推廣。

　　一、沉浸式教學(xué)特點

　　沉浸理論在1975年由美國芝加哥大學(xué)心理學(xué)教授Mihalyi Csikszentmihalyi首先提出。“沉浸”是學(xué)習(xí)、工作時的最佳體驗，“沉浸式教學(xué)法”是指教育教學(xué)工作者在施教過程中巧妙運用多種教學(xué)手段，以學(xué)生的主體體驗為主，從其興趣點出發(fā)，進入一種“沉浸”體驗的學(xué)習(xí)狀態(tài)，達到自主學(xué)習(xí)目的。沉浸教學(xué)模式在國內(nèi)課堂教學(xué)中已有采用，但是其成功實施的前提是構(gòu)建有效的課堂和學(xué)習(xí)的逼真環(huán)境。為加快我國應(yīng)用型本科建設(shè)，在教學(xué)環(huán)節(jié)中利用沉浸式教學(xué)方法，優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)情境與學(xué)習(xí)氛圍，結(jié)合操作模擬平臺、完成目標性任務(wù)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

　　二、開采專業(yè)課程授課瓶頸

　　“煤礦開采”課程是開采(采煤)專業(yè)開設(shè)的主要課程，包含地下采煤工藝及方法、巷道布置方法、礦井通風(fēng)與安全等內(nèi)容。煤層地質(zhì)具有隱蔽性、多樣性和復(fù)雜性特點，井工開采還要考慮地下空間立體交叉和動態(tài)變化等特點，教學(xué)傳授難度較大。

　　傳統(tǒng)教學(xué)主要以教師傳授教學(xué)為主、結(jié)合圖片、借助多媒體視頻講解，盡可能地將枯燥、復(fù)雜的專業(yè)知識灌輸給學(xué)生，但教學(xué)效果一般;為此校內(nèi)還建設(shè)實訓(xùn)室進行現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)生可進行直觀學(xué)習(xí)，但投資成本過大;另校企生產(chǎn)實踐實習(xí)環(huán)節(jié)，可讓同學(xué)全面系統(tǒng)地參與實踐操作，但該環(huán)節(jié)危險性大，提供崗位數(shù)量也十分有限。

　　“煤礦開采”課程具有一定的復(fù)雜性，內(nèi)容涉及面比較廣，要達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標，就要明確教學(xué)的重難點，有效結(jié)合教材，理清知識結(jié)構(gòu)層次，加強理論與實踐結(jié)合，提高學(xué)生的實操能力。因此教師要結(jié)合專業(yè)的性質(zhì)，運用科學(xué)手段進行教學(xué)模式的改革。

　　三、沉浸式教學(xué)在煤礦開采專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用實施

　　在煤礦開采專業(yè)課程領(lǐng)域，授課過程中師生間的交流枯燥、抽象、被動且生硬，僅利用語言、圖片、視頻的傳統(tǒng)教學(xué)，缺乏空間立體結(jié)構(gòu)的場景表現(xiàn)形式，學(xué)生理解掌握困難較大。沉浸式教學(xué)就是從增強學(xué)生實際體驗感開始，突出三維空間展示特點，教學(xué)過程可以讓學(xué)生沉浸在“井下采煤工作面”的環(huán)境中，參與生產(chǎn)布置、作業(yè)過程，進行交互操作，既提高課程教學(xué)效率又增強學(xué)習(xí)新鮮趣味性，改善傳統(tǒng)教學(xué)中諸多問題。

　　將沉浸式教學(xué)應(yīng)用于煤礦開采專業(yè)教學(xué)突出的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：授課理論知識與生產(chǎn)實踐操作相匹配，借助模擬場景進行教學(xué)是沉浸式教學(xué)獨特之處;學(xué)生不再單純是傳統(tǒng)課堂的“接收器”，化身為沉浸式教學(xué)作業(yè)中的“主動參與者”;教師放棄“填鴨式”教學(xué)，使用“帶學(xué)徒式”的新手段。

　　(一)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計

　　采煤工作面工藝設(shè)計是煤礦開采專業(yè)重要的教學(xué)內(nèi)容，具有理論實踐相結(jié)合的特點，下面以此部分教學(xué)內(nèi)容為例進行教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計。學(xué)生依據(jù)采煤作業(yè)內(nèi)容進行角色分工，按作業(yè)規(guī)程進行工作面推進。作業(yè)過程中學(xué)生在教師指導(dǎo)下需要對工作面采煤方法進行方案優(yōu)選、確定布置設(shè)備型號、數(shù)量、功能及配套作業(yè)程序，明確“三機配套”概念、工作面循環(huán)數(shù)、工作面長度、超前支護、采煤截深、端頭支護等專業(yè)術(shù)語和實踐操作步驟，理解工作面的三維空間布置，掌握布置不同功能巷道對空間、功能、設(shè)施等的要求。將“采煤工作面工藝設(shè)計”作為一項系統(tǒng)工程，利用“工作面”這條主干線將“煤礦開采學(xué)”“采煤機械”“井巷工程”“煤礦地質(zhì)”等多門專業(yè)課程進行學(xué)習(xí)應(yīng)用，將眾多零散知識要點融會貫通，實現(xiàn)對當(dāng)代本科院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標。

　　(二)沉浸式教學(xué)中學(xué)生的角色分配

　　學(xué)生以實際生產(chǎn)工作制度為依據(jù)，以綜采工作面“四六作業(yè)制”為例，角色扮演分生產(chǎn)班和檢修班兩大類。生產(chǎn)班組中角色就應(yīng)包括班長、采煤機司機、刮板機司機、移動變電站工、瓦斯員、乳化液泵司機、移架工、皮帶機司機、轉(zhuǎn)載工、安全員、絞車司機、電工;檢修班組中應(yīng)包括班長、電工、移動變電站工、瓦斯員、乳化液泵司機、支架檢修工、乳化液管路檢修工、刮板機、皮帶機檢修工、采煤機檢修工、安全員。角色確定后，學(xué)生需按不同身份、職責(zé)進行沉浸式模擬場景作業(yè)分工，互相配合完成采煤工作面作業(yè)。

　　(三)采煤工作面作業(yè)教學(xué)的過程

　　采煤工作面教學(xué)的基礎(chǔ)條件由任課教師依據(jù)課程進度提前做大綱設(shè)計，明確該教學(xué)環(huán)節(jié)預(yù)計涉及到的教學(xué)內(nèi)容，指出學(xué)習(xí)重點內(nèi)容，發(fā)布任務(wù)書。任務(wù)書中給出了礦井概述、地質(zhì)條件、水文條件、開采煤層賦存條件等采掘條件，提前分發(fā)給學(xué)生進行資料查閱及工作方案設(shè)計，確定作業(yè)面采煤方法;設(shè)計作業(yè)面尺寸、選定配套采煤設(shè)備等，將諸多作業(yè)條件提前錄入井下漫游操作系統(tǒng)，提供后期學(xué)生實操的基礎(chǔ)作業(yè)場景。

　　學(xué)生進入井下漫游系統(tǒng)操作實景模擬界面后，按照工作內(nèi)容按步驟進行操作。操作過程要注意理論與操作的結(jié)合，各工種角色相互配合作業(yè)。例如：三機司機的操作銜接、支護工的配合作業(yè)、檢修工的作業(yè)重點等。除此之外，一些突發(fā)透水、火災(zāi)、冒頂、瓦斯、粉塵等災(zāi)害應(yīng)急學(xué)習(xí)，也可使用類似沉浸式教學(xué)方法完成，既可以提高教學(xué)效率，完善教學(xué)內(nèi)容，同時也能增加學(xué)生的實踐經(jīng)驗，鞏固掌握課堂知識。

　　最后做沉浸式教學(xué)總結(jié)。通過學(xué)生在各個教學(xué)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)進行教學(xué)成績評估匯總，教師也可以進行學(xué)生成績分析，改進課堂教學(xué)重點、難點，讓學(xué)生充分消化掌握知識要點，利用沉浸式教學(xué)手段反推教學(xué)效果。

　　四、結(jié)論

　　為滿足我國新時代建設(shè)需要，全國本科院校都在積極探索應(yīng)用型本科的發(fā)展之路，希望為學(xué)生們提供多元的成長途徑，培養(yǎng)其知行合一的能力。文章從學(xué)院的特色專業(yè)出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代信息化技術(shù)手段，融合沉浸式和交互式特點，進行“煤礦開采”課程沉浸式教學(xué)研究，為專業(yè)教師提供形象生動展示教學(xué)內(nèi)容的手段，同步為學(xué)生提供實操技能練習(xí)平臺，讓其能更直觀地理解專業(yè)知識，增加教學(xué)趣味性、互動性，把傳統(tǒng)的被動灌輸式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動興趣式學(xué)習(xí)，提高教師教學(xué)效率，縮減學(xué)生知識盲區(qū)，提升教學(xué)成果，助力山西能源學(xué)院應(yīng)用型本科的快速發(fā)展。

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