如何服务地方首位产业经济,为社会培养大批新型的数字化能工巧匠,是摆在职业院校面前的课题。作为国家“十四五”重点支持的产业转型升级示范区,六盘水市立足新型工业化,围绕能源与能源化工首位产业,推动智能化技术与煤炭产业融合发展。六盘水职业技术学院作为全市重要技能人才培养基地,开设了煤矿智能开采技术专业群,近年来充分利用数字化进行教学的探索和应用,对促进地方能源产业发展具有重要意义。
煤矿作为煤炭行业的核心领域,安全问题不容忽视,为解决传统实验教学中的痛点,六盘水职业技术学院通过建设虚拟仿真实训室,引入虚拟仿真实训设备和平台打造智慧课堂。智慧课堂通过数字化技术对矿井场景进行全方位的虚拟仿真,将煤矿现场真实场景完美呈现出来,让学生在虚拟环境下进行安全培训和操作演练,突破传统课堂对时空的限制,增强学生在课堂中的参与感和积极性,提高教师教学效率,推进教师从知识的传授者向知识的引导者角色转变。
“经检查,设备符合开机条件,开机……”只见指挥控制中心调度人员发出指令,轻轻按下绿色启动键,综采机、皮带运输机、破碎机、转载机等依次被唤醒,运输皮带飞转,液压支架缓缓向前推进……这里并不是某座煤矿的智能化综采工作面,而是六盘水职业技术学院的煤矿虚拟仿真矿井工作面指挥中心,学生在这里可以沉浸式体验智能化采煤全过程。
在六盘水职业技术学院工业系的这间智慧教室里,利用数字孪生技术将煤矿井下综采工作面“复制”到地面实训智慧教室。以井工煤矿为基础,以矿山井下采煤、掘进工作为内容,在调度指挥中心建设三维可视化智能控制系统。通过穿戴式虚拟现实、增强现实和混合现实硬件环境与集成开发软件,营造接近实际的虚拟矿井环境,实现沉浸式的原理认知、场景体验。该系统分为沉浸式采煤、掘进工艺体验讲解系统,综采工作面多工种协同虚拟操作系统和现实设备操作实践系统三个子系统。让学生通过穿戴式VR设备及AR硬件环境与集成开发软件,更好地了解井下真实生产情况,实现了教学过程的自主性与交互性,验证了机械化、自动化关键技术与装备,做到“智慧矿山校园化”。
如何让孩子们更加直观形象地掌握课程内容知识,虚拟仿真技术是六盘水职院教学在数字化转型建设专业内涵发展上一个必不可少的技术手段。
近年来,学院还积极将煤矿企业数字化技术转化为实训内容,打造“虚拟互动+实际操作”“情景模拟+岗位体验”的实训场景。在这间VR实训教室,学生们头戴VR头盔,手持操作手柄,进行安全防护的虚拟实训,不仅可以立体直观地了解煤矿机采设备的结构和原理,还能进行拆装、安全防护等全方位的操作练习。以“井下工作操作课堂化”和“煤矿智能开采校园化”,探索开发智能采矿专业方向人才培养体系。
产业带动教育发展,教育促进产业创新。智慧课堂为学院实验教学的改革提供了新思路和新方法,也探索出服务地方能源产业发展的一条新路径。成绩背后,是六盘水职业技术学院以区域发展需求为导向,在不断探索实践和改革创新中砥砺前行。
张超
编辑向秋樾
二审刘定珲
三审孙勤