面向“卓越工程师”培养的《井巷工程》课程改革与实践

赵启峰，石建军，王 波，邱海涛，刘媛媛

(1.华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊 101601;2.华北科技学院安全培训处，北京东燕郊 101601)

“卓越工程师教育培养计划”是教育部着力实施的高等工程教育改革措施，旨在为未来工程领域培养面向工业界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才［1－2］。其重点任务之一就是:创新工程教育人才培养模式，改革课程体系和教学形式［3］。我校充分发挥煤炭行业背景优势，凸显煤炭行业特色，成功加入“卓越计划”，采矿工程专业成为我校“卓越计划”第一批试点专业。为适应人才培养从传统的教育模式向“卓越计划”培养模式的转变，采矿工程专业中实践性较强的核心课程均在积极探索全新的教育改革模式。本文以《井巷工程》课程教学改革为例，依据已有的教学基础和“卓越计划”的目标要求，研究采矿工程专业核心课程教学与实践环节的一些关键问题和教学模式改革措施。

1 采矿工程核心课程教学模式现状及问题

1.1 采矿工程专业核心课程教学模式现状

采矿工程专业的核心课程包括:《采矿学》、《井巷工程》、《矿山岩体力学》、《矿井通风与安全》、《矿山设计与优化》、《矿山压力及其控制》、《采矿新技术》等，这些课程又是理论与实践相结合的关键课程，是培养学生工程实践能力的良好平台。在近几年的改革摸索中，主要积累了下列教学经验:①多媒体授课;②工程施工案例教学;③基于实际工程项目的教学法等。多媒体一般采用播放井下施工动画、视频等手段，加深学生的感性认识，并激发学生的工程兴趣。但是由于学时限制，课堂教学中无法系统地采用多元化手段教学。例如:①在课堂上播放煤矿井下采掘视频，会占用大量课时，而每次视频播放完之后，如果不进行有针对性的讲解，则教学效果也不尽如人意。②传统的教育理念是以教师为主体，采用满堂灌、封闭式课堂的教学方法和手段，存在课程内容陈旧、实践环节教学不足等问题，对采矿工程专业实践性、综合性较强的核心课程而言，不能满足教学目标和要求。

1.2 存在的问题及原因剖析

以采矿工程核心课程《井巷工程》为例，深度剖析课程教学中存在的问题。

1)课程内容更新不及时，未能紧跟采矿技术的发展前沿。随着近年来我国矿山建设工程施工技术突飞猛进的发展，很多新型施工装备、创造性的工法与技术被应用到实际工程中，如超厚松散层冻结法施工、特殊巷道施工(高瓦斯煤层中掘进煤巷、深井大变形软岩巷道施工)、大断面巷道快速掘进施工关键技术、新型综掘配套设备、预应力灌浆、新型预应力锚网索支护、耦合支护等。这些内容需要在课程教学中有所涉及，才能培养综合实践能力强的创新型人才。另外，岩巷爆破掘进中涉及到的炮眼布置、爆破与支护协调配合等关键技术也成为采矿工程毕业生能否快速适应工作岗位的新挑战。

2)课堂理论教学和工程实践脱节，未能“真枪真刀”进行矿山工程设计。本专业的核心课程理论授课结束后，均安排1周～3周的课程设计，但这些环节在校内完成，学生没有亲临煤矿现场进行施工方案设计的机会，受时间和空间上的限制，学生进行的实践环节(课程设计)只是高度理想化的“失真”的工程状态，很难“真枪真刀”进行采掘施工设计，导致课堂理论教学和工程实践之间脱节，学生工程实践能力无法得到充分锻炼。

3)传统考核方式，制约了学生实践能力的培养。作为检验教学效果的最终形式，合理的考核方式在某种程度上指导着学生的学习方式［4－5］。采矿工程专业的核心课程结课后基本上都采取笔试考核形式，兼顾学生平时成绩(包括出勤情况、实验成绩和作业情况综合打分)。这种考核方式对实践能力、综合能力的培养尚有欠缺。从考核结果来看，只要学生死记硬背考试范围，考高分是比较容易的，但毕业后到煤矿现场工作，面对矿山工程的施工方案设计又显得束手无策。

2 核心课程教学模式改革举措

“卓越计划”对本科层次工程师的工程实践能力提出了更高的要求，在进行课程教育改革方面应具有符合卓越人才培养目标的全新模式［6－7］。为此，采矿工程核心课程主要改革举措包括:课程整合，精炼教学内容;基于工程案例的采矿工程核心课程教学内容设计，强化以工程实例为载体;优化教学环节;考核从注重“成绩”向注重“成效”转变，提高学生的工程实践能力。

2.1 课程整合，精炼教学内容

现行教学大纲规定的《井巷工程》课程讲授内容，根据岩石基本性质、钻眼爆破、断面设计、巷道开凿、巷道支护等不同构造形式分别讲授，并没有安排讲授某一条大巷或采区巷道从断面设计、破碎岩石到巷道支护以及施工组织管理这样一个完整施工过程。随着我国煤矿建设工程施工技术日新月异的发展，对巷道施工全局掌控能力的培养变得异常重要，因此，根据“卓越计划”的目标与要求，对现行的《井巷工程》课程教学内容进行调整及优化。

1)将整体讲授内容高度浓缩，划分为“破”、“支”、“管”三大模块。“破”，即为破碎煤岩体;“支”，就是巷道支护;“管”，即施工组织管理。如表1所示。

2)精简讲授内容。《井巷工程》与《矿山岩体力学》两门课程中都涉及到岩石性质与工程分级，《井巷工程》与《爆破工程及安全技术》两门课程中都涉及到爆破、炸药等方面的知识点，在《井巷工程》课堂教学中对此可进行精简。

3)强化“特殊条件下的巷道施工”，提高学生的就业环境适应能力。重点讲授深井高地压软弱岩层的特点及其对掘进施工的影响、施工方法;巷道掘进揭开煤与瓦斯突出煤层的施工方法;岩石大巷或煤层大巷过断层、陷落柱等地质构造带时的特殊施工与支护方法等。

表1 《井巷工程》模块化教学内容

2.2 基于工程案例的采矿工程核心课程教学内容设计

以“工程项目设计能力培养”为主线，重视工程实例教学。在现场调研和专家咨询的基础上，探索出“基于煤矿实际工程案例的讨论式教学内容”设计，具体案例见表2。

表2 基于工程案例的讨论式教学内容(以《井巷工程》课程为例)

续表

2.3 优化教学环节

1)课前预习环节，学生提前进入状态。《井巷工程》每次课结束前，将下次课讲授内容、课件、井下施工现场图片及录像、井巷施工演示视频、施工区域钻孔柱状图、井巷地质资料等分发给全班学生，并将课堂教学主题与任务提前布置给学生，以便学生课前预习，以提高课堂教学效率和互动讨论的效果。

2)课堂教学环节，学生在掌握基础知识的前提下，融入实际工程案例中。主要采取基于问题的教学与基于案例的教学相配合的模式，注重基本知识点、基本技能讲解的前提下，加深实践能力的培养，让学生掌握运用所学知识独立分析和解决实际问题的手段。

3)课后巩固环节，学生回味咀嚼。让学生课后查阅资料，独立完成相关问题的解答和解决方案，并且在课堂上留出专门时间进行师生互动交流。

4)工程实践环节，学生实践动手操作。改革后，《井巷工程》与《采矿学》、《矿井通风与安全》三门课程都安排在第6学期授课，然后将这三门课的课程设计环节均安排在煤矿现场完成，在实习实训基地的配合与协助下，安排学生在井下施工现场观摩，请煤矿总工程师、技术科科长等一线技术人员现场讲解，增强学生对课堂教学的理解。在这一环节，增加井巷工程施工总体方案制定、巷道掘进作业规程编制、井巷工程施工监测等方面的工程实训。

2.4 重新审视考核环节

考核评价是引导师生的指挥棒，多数学生总是在现行的评价体系引导下寻求“成绩”，而不是“成效”［8－9］。要培养出卓越的采矿工程师，必须超越目前以掌握“知识点”为本的评价体系，考核的侧重点要从学生对书本知识的掌握转变为分析和解决实际问题的能力。为此，探索出“期末考试+现场考评”相结合的采矿工程核心课程考核新模式，见表3。

3 结语

在2012～2013学年第二学期采矿工程专业《井巷工程》课程教学中，实践了本文所探讨的采矿工程核心课程改革模式，教学效果反映良好。面向卓越工程师教育培养计划的采矿工程核心课程教学模式改革，将传统的“灌输式”、“封闭式”课堂，改革为“互动式”、“开放式”的课堂，基于工程项目的学习，不但培养了学生工程实践能力、创新能力，还培养了学生对煤矿井下采掘工程这样一个庞大系统工程的宏观掌控能力和组织能力。

［1］ 林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革［J］.高等工程教育研究，2011，(5):1 －9.

［2］ 楼晓明，刘羽，黄培明.“紫金模式”下采矿专业卓越工程师教育的教学思路与实践［J］.中国地质教育，2011，(2):23－26.

［3］ 林健.面向卓越工程师培养的研究性学习［J］.高等工程教育研究，2011，(6):1 －7.

［4］ 张建锋，黄廷林.基于“卓越工程师”目标下的给水排水工程专业实践教学改革［J］.西安建筑科技大学学报(社会科学版)，2011，(5):56 －59.

［5］ 吴寿煜，张宇红.卓越工程师教学模式的研究与实践［J］.高等工程教育研究，2011，(6):11－15.

［6］ 秦艳芬.基于卓越工程师培养的物理实验教学改革与实践［J］.高等工程教育研究，2013，(3):56 －59.

［7］ 吴鸣，熊光晶.基于工程能力培养的桥梁工程教学改革探索与实践［J］.长沙铁道学院学报(社会科学版)，2010，(1):42－45.

［8］ 张力，王平，陈子静.实践导向型土木工程教育教学改革研究［J］.高等建筑教育，2011，(1):12－16.

［9］ 赵宁.信息专业卓越工程人才培养模式改革之思考［J］.高等工程教育研究，2014，(2):16－19.