采矿工程专业实践教学体系的优化

郭兵兵，陈国祥，徐 星

河南工程学院 安全工程系，河南 郑州 451191

采矿工程专业实践教学体系的优化

郭兵兵，陈国祥，徐 星

河南工程学院 安全工程系，河南 郑州 451191

实践教学是培养学生实践能力的重要途径，是大学专业教育教学环节的重要组成部分。从河南工程学院采矿工程专业人才的培养目标和就业方向出发，依托行业背景和学科优势，对实践教学体系进行优化。通过完善实践教学内容，保障实习经费投入，加强师资队伍建设，完善实践教学指导书，加强校内实验室和校外实习基地建设，建立健全实践教学体系执行效果的考核机制，不断提高实践教学效果，培养高素质的采矿工程专业人才。

采矿工程；实践教学体系；优化

高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专业人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设①中华人民共和国高等教育法[Z]，1999。。教育部在21世纪人才培养规划中，对于本科教育课程结构要求加强基础、淡化专业，加强素质教育，培养宽基础、厚知识、广出口的技术与管理并重型人才，体现“加强基础、突出核心、注重实践、整体优化”的原则。对采矿工程来说，是培养能适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和创新能力的采矿工程技术人员和研究人员,全面推进采矿工程专业人才素质教育[1]。实践能力是人才素质教育的重要组成部分，实践教学是培养实践能力的重要途径，是大学专业教育不可缺少的重要环节。

一、采矿工程专业特点及人才培养目标

采矿工程是应用工程学知识和科学方法，来设计，开拓和采出有关矿产，它是应用多学科理论、技术和方法，来系统研究和解决采矿方面的有关问题，具有以下特点。

1.综合性强

采矿是一个复杂的生产过程，以开采为中心，搞好井巷掘进、运输与提升、通风、排水、动力供应，安全生产，地面布置和生产系统等密切配合，搞好生产技术及组织管理[2]。综合应用地质、测量、井巷工程、通风、动力供应、安全、机械、自动化、信息化等技术，采用现代企业管理制度。

2.实践性强

矿产资源在自然界的赋存条件是千变万化的，地下原始条件是模糊的，采矿系统具有不确定性。解决采矿问题需运用已掌握的客观规律和成功的实践经验。采矿工程专业的学生应具备勇于探索精神、具有较强的工程实践能力。

3.艰苦专业

采矿是涉及整个国计民生基础的艰苦行业，采矿工程工作的地点一般比较偏远或者在井下，工作环境艰苦，劳动强度大，作业时间长。

河南工程学院采矿工程专业的人才培养目标是:能适应社会主义现代化经济建设需要，德、智、体全面发展，具备扎实的工程理论基础和良好素质，掌握固体(煤、金属、非金属）矿床开采的基本理论和方法，获得采矿工程师的基本训练，能从事矿山规划及地下工程设计、工程技术管理、监察和科学研究，具有创新精神和实践能力的高等工程技术人才。

毕业生应具有扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础，较高的外语水平；掌握采矿学科的基本理论和基本知识；掌握矿区开发、矿井开采及设计方法；掌握矿山压力及岩体工程监测、矿山通风与安全以及矿井灾害预防等技术；具有先进的生产组织和技术管理基本能力以及新工艺、新技术研究和开发的初步能力；熟悉国家有关采矿工业的基本方针、政策和法规；了解采矿学科的发展动态；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。

二、实践教学体系的现状

实践教学体系包括实践教学的内容，实践教学的师资和实践教学的考核。目前，实践教学体系存在以下问题。

1.专业实践教学内容体系不完善

采矿工程是一个综合性较强的专业，专业课程涉及采矿、地质、测量、爆破、力学、矿山机械、矿井安全、矿山电工、企业管理等。实践教学体系应包括课程实验、课程设计、实习等。

2.生产现场实习学时不足，实习效果不理想

现场实习时间往往达不到实习大纲中规定的学时数，跟实习经费投入不足有关，跟矿山企业的特殊性有关，大多数矿山企业考虑到学生实习安全管理的问题，往往压缩实习学时数。

3.实验实习内容少，缺乏专业实验师资队伍

实验实习包括公共基础实验和专业基础实验，实验内容少，流于形式。专业实验师资队伍缺乏，实验开出率较低。

4.常规实验项目多，设计性实验，开放性实验项目少

实验实习项目大多是大纲要求的常规实验，综合几个学科知识的综合性设计实验项目很少或没有，而综合性设计性的实验对学生综合素质的提高有重要作用。

5.实践教学缺乏考核机制

实践教学缺乏相应的考核机制或实习考核过于宽松，部分学生在实践中不能认真对待，实践中学习的自觉性不强。

三、实践教学体系的优化

采矿工程专业人才的培养必须适应社会主义市场经济的发展，必须要适应我国采矿业的发展，必须要适应企业人才需求的多样化，必须要把知识、能力和素质培养放在首位，增强对社会适应性。

鉴于实践教学体系的现状，结合市场经济发展对人才培养的要求，从我校采矿工程专业人才的培养目标和就业方向出发，依托行业背景和学科优势，进行实践教学体系的优化(图1）。

1.完善实践教学内容体系

各专业课程中都应有相应的实验和设计。作为工科专业，还要有工科公共基础实验。根据专业课程学习的进度，在不同的学期应安排相应的矿山企业实习。优化后的实践教学内容包括公共基础课实验，专业基础课实验、专业课课堂实践教学、开放实验、专业特色实验、专业课程设计、实习和毕业设计。

(1）公共基础课实验。

公共基础课实验主要包括大学物理实验和大学化学实验，保证学生有扎实的基础知识，提高学生的综合素质。

开设的大学物理实验包括:动量守恒定律的验证，平衡电桥与非平衡电桥特性的研究，示波器的使用，空气比热容比的测定，霍尔法测磁场等；开设的大学化学实验包括:常见危险化学品的认知，气体常数的测定，反应速率与活化能的测定等。

(2）专业基础课实验(实习）。

专业基础课实验主要包括工程力学实验、流体力学实验、电工实验、金工实习、煤矿地质学实习。

工程力学实验主要任务是使学生掌握测定材料性质的实验的基本知识、基本技能和基本方法，了解实验应力分析的基本概念和初步掌握工程力学理论的验证方法。包括:材料的拉伸试验、压缩试验、扭转试验。通过万能材料试验机观察和分析低碳钢和铸铁在拉伸和压缩过程中的各种现象。

流体力学实验主要目的是使学生掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，培养分析和解决工程实际中有关流体力学问题的能力。包括静水压强实验、流谱及流线演示实验、文丘里实验、雷诺实验、管路沿程阻力损失及局部阻力损失实验、空气动力学实验。

电工实验主要任务是对电工学的试验方法有所了解，掌握各试验原理、步骤和常用试验仪器设备、仪表的操作方法及一些基本公式的运算。包括基尔霍夫定律的验证三相交流电路电压、电流的测量，单管低频电压放大电路，计数、译码、显示电路。

煤矿地质学要求学生掌握扎实的地质理论基础知识，运用地质学的基础理论，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素及其规律性，研究相应的处理方案和措施，保证煤炭资源的正常开采与合理利用。实习内容是观察和描述矿物、岩石标本。实习方式为每人独立阅读分析相关地质图件和绘制相关地质图，了解矿井地质工作的内容和环节，掌握井下地质编录、矿井地质制图、矿井地质说明书编制等矿井地质工作方法。

煤矿测量学是综合运用测量、地质及采矿等学科的知识，来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中矿体到围岩、井下到地面在静态和动态条件下的工作空间几何问题，以确保矿产资源合理开发、安全生产和矿区生态环境整治的学科。实习内容为水准仪、经纬仪、全站仪等测量仪器的使用。生产矿井测量方法的实习包括矿井联系测量、井下控制测量、三角高程测量，巷道中、腰线标定和矿图绘制及使用，采煤工作面测量，水平巷道贯通测量，倾斜巷道贯通测量等。

金工实习是学生了解机械加工生产过程、培养实践动手能力的实践性教学环节。通过金工实习的教学，使学生了解机械制造的一般过程、金属加工的主要工艺方法，独立完成简单零件主要加工方法的操作。主要是在学校机械厂等场所进行，包括车工实习、钳工实习、铣工实习、刨工实习、磨工实习。

(3）专业课课堂实践教学。

专业教学采用了计算机辅助教学，利用多媒体传输系统实行图文声色一体的教学模式，增强学生感官刺激和学习兴趣，提高教学效果。教师采取解答问题、虚拟现实技术、现场案例分析等方式进行教学，强调课堂教学的引导与互动，培养学生灵活运用理论知识去观察、分析、解决生产中遇到的问题。

(4）专业特色实验(实习）。

采矿工程专业现有矿山压力与岩层控制实验室、水灾防治试验室、瓦斯防治试验室、矿井通风试验室、采煤方法模型室、开拓方法模型室、现代化矿井仿真模型室、安全教育展示厅等8个实验室。有综合工作面及设备布置模型、巷道机械化施工模型、立井施工模型、全矿区通风与安全模型、综采放顶煤安全生产系统、煤与瓦斯突出演示装置、瓦斯爆炸演示装置、煤矿安全监控系统、红外快速工业用分析仪、气相色谱仪(层析仪）、煤层瓦斯含量快速测定仪、瓦斯突出预测预报仪、双液注浆泵、多功能电法勘探仪、油压钻机、微机控制电子万能试验机、自动岩石切割机、数字静态应变仪、煤矿顶板动态(压力）监测系统、围岩(顶板）离层报警记录仪、锚杆应力检测仪、锚杆拉力计等百余种仪器设备和模型。

开展的专业特色实验有矿山压力与岩层控制实验、水灾防治实验、瓦斯防治实验、矿井通风实验、煤矿开采模型参观、井巷工程模型参观、安全教育展厅参观。

开展的专业特色实习有矿山机械实习和矿山救护实习。

(5）综合性设计性实验。

依托河南省高校重点实验室培育基地建设平台，结合煤矿灾害预防控制行业特色，引导学生参到科研课题，进行系列的综合性，设计性实验的实践锻炼。

(6）专业课程设计。程设计实践课是培养学生设计能力，提高独立工作能力的重要环节。课程设计密切联系生产现场实际，一个命题要有几个可选择的方案，要求学生必须经过独立思考进行方案选择后，才能做出合理的设计。在采矿工程的教学计划中，安排5个课程设计，分别是画法几何与机械制图课程设计、机械设计基础课程设计、矿井通风与安全课程设计、井巷工程课程设计、煤矿开采学课程设计。

图1 采矿工程专业实践教学内容体系

(7）实习。

实习包括认识实习、生产实习和毕业实习。

认识实习是为使学生对专业基础课、专业课增加感性认识而安排的。通过认识实习，建立对煤矿的初步认识，使专业课程的学习具体和真实，利于学生在学习中将专业知识和实践认识结合起来，有利于学生后续专业课程的学习。

生产实习是在学生在学完“井巷工程”、“通风安全学”、“矿山压力与岩层控制”、“煤矿开采学”、“煤矿地质”、“矿山机械”等主要课程后进行的一次生产实习。目的是让学生将所学的理论知识与生产实际相结合，与生产劳动相结合。通过跟班参加劳动，熟悉煤矿企业的基本情况，矿井地下与地面生产系统，工作面生产工艺与过程，采掘机械与运输机械，矿井灾害与预防，加深学生对煤矿企业的认识，为后续专业课程及毕业设计打好基础。

毕业实习是在学生全部课程结束之后，毕业设计之前进行，是整个教学过程中的一个重要环节。毕业实习的目的是树立劳动观点，巩固、加深理论知识，培养解决综合分析和实际问题的能力。实习内容以巷道掘进支护，采煤工艺，矿井通风和矿井灾害防治为主，全面了解矿山采掘运输机械、安全管理、矿井供电、运输与提升、排水、压气等生产系统和生产管理等问题。

(8）毕业设计(论文)。

毕业论文是学生综合运用所学的基础理论和专业知识分析和解决实际工程技术问题能力的具体体现，高校工科本科教育最重要的教学环节。毕业设计的课题可由教师出题、学生自行命题。课题可以来自企业现存的问题，学生就业单位的问题或者教师的科研项目中的内容。内容包括工程问题的设计、问题的综述分析、某项技术方法的运用、管理措施的制订、煤矿行业工具软件的开发等，撰写过程中除对论文撰写的技术性指导外，有意识地培养学生的自我学习能力，文献查阅能力和工程实践能力，培养学生科学思维方法和创新精神。

2.完善实践内容体系中的课程实验指导书、实习指导书、课程设计指导书

实验指导书是安全工程专业的实验教学环节的行动指南，能保证专业实验课的顺利开出。实习指导书规定了实习的任务、目的、实习方式、考核方式、成绩评定标准、安全注意事项、实习报告编写和参看书籍等内容，使学生对实习各个环节和具体要求有清晰的认识。课程设计指导书说明了课程设计的目的、任务，要求完成的内容，注意事项，参考资料，格式规范等。要根据培养计划和教学大纲的变化，定期对实践指导书进行完善和修订。

3.加强师资队伍建设，采取措施提高专业师资队伍水平

实践教学体系中，教师是实践体系执行环节中的主导和关键，对实践教学质量的提高作用重大。根据实践的内容和特点，指导教师需要具备丰富的工程实践经验，并可将学科理论与工程实践密切结合，帮助学生理解现场工艺、生产技术、安全管理等问题，实践指导老师优先选择有一定煤矿生产经验，参与煤矿设计、煤矿生产与安全，煤矿事故防治等课题，具备一定理论水平的教师。加快师资队伍水平建设，建立教师定期培训交流制度，给青年教师创造更多的机会，积累工程实践经验。

4.加大实习经费投入，保障实践教学

实习费用包括实习学生的住宿、餐饮、来往交通费、矿方讲课指导费等，实习时间一般在1-2周，充足的实习经费是保证实习学时数，达到实习效果的重要基础。

5.加强校内实验室和校外实习基地建设

校内实验室和校外实习基地是执行实践教学体系的主要场所。加大安全工程专业实验室建设投入，充实现有的实验条件，充实校内实验室资源，建立综合工程实验中心。加强校外实习基地建设，建立良好的校企关系，保障实习的顺利完成。

6.建立健全实践教学体系执行效果的考核机制

实践性教学目的是应用和检验学生所学理论知识，培养学生的实践能力。从实习单位的确认、实习指导要求、课程设计指导要求、毕业论文质量控制及毕业答辩等方面着手，对实践教学环节进行监控。实践教学的执行效果要在实践环节完成后进行检验和考核，以保证实践教学内容的有效执行。

四、结语

通过探索和实践，结合市场经济发展对人才培养的要求，从采矿工程专业人才的培养目标和就业方向出发，优化实践教学体系，克服目前实践教学体系中存在的问题，保障实习经费投入，加强师资队伍建设，完善实践教学指导书，加强校内实验室和校外实习基地建设，建立健全实践教学体系执行效果的考核机制，提高实践教学效果，把实践教学作为理论与实际、知识与能力的融合点，从实践环节上培养学生的创新意识和实践能力，增强学生对社会的适应性，从而提高毕业生就业率，在社会上赢得良好的声誉。

[1] 徐学锋.21世纪采矿工程专业人才素质教育研究[J].煤炭技术，2007，26(1):1-3.

[2] 徐永圻.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社，2003.

Optimization of Practical Teaching System of Mining Engineering

GUO Bing-bing, CHEN Guo-xiang, XU Xing
Henan Institute of Engineering , Zhengzhou 451191, China

Practical teaching is an important method of training students’ practical ability and an important component of the professional education in college.Proceeding from the talent training objective and employment direction of mining engineering of Henan Institute of Engineering, practical teaching system has been optimized, based on the industry background and discipline advantage.To improve practical teaching effect and training high quality talents of mining engineering, it is necessary to perfect practical teaching content , ensure practical fund investment, strengthen teaching staff, perfect practical teaching guide book, enhance construction of intramural laboratory and practice base outside college, and establish and perfect evaluation mechanism of the implementation effect of practical teaching system.

mining engineering; practical teaching system; optimization

G642

A

1006-9372 (2011）02-0034-05

2011-03-20；

2011-04-12。

郭兵兵，男，助教，主要从事采矿工程的教学和科研工作。