采矿工程专业实践教学综合改革探讨

孙光中

1.河南工程学院 安全工程学院，河南 郑州 451191；2.河南省煤矿安全重点实验室培养基地，河南 郑州 451191

实践教学

采矿工程专业实践教学综合改革探讨

孙光中1，2

1.河南工程学院 安全工程学院，河南 郑州 451191；2.河南省煤矿安全重点实验室培养基地，河南 郑州 451191

本文针对现有采矿工程实践教学环节的不足及薄弱之处，进行了新模式的探讨分析。提出了创新型实践教学、校园建立模拟矿井、课堂搬到矿山上、虚拟实验与实体实验相结合、增大实践教学资金与学时投入、建立导师负责制、建立实践教学质量监督考查体系等综合实践教学环节，不断提高实践教学质量，为提高学生创新意识及实践能力提供了基础平台。

采矿工程；实践教学；综合改革；实践能力

采矿工程是一门实践性很强的综合型学科［1-3］，实践教学对培养学生从教室走向矿山有着不可替代的重要作用，同时也是学生创新能力、就业能力及创业能力基础来源［4-5］。以河南工程学院采矿工程专业为例，采矿工程专业主要培养能够适应煤炭行业需要、高素质全面发展、具有扎实的专业技术能力的采矿工程师。实践能力与创新能力是对综合能力采矿工程师的基本要求，为加强实践能力的培养，河南工程学院实施“3+1”学校企业联合培养新模式，以此来增加学生实践能力与创新能力的培养，取得了良好的效果，但部分环节还存在不足，有待于进一步完善。

一、采矿工程专业实践教学存在问题

专业的培养目标决定了实践教学在整个培养方案中的地位，根据现有实施的“3+1”学校企业联合培养新模式，通过学校的毕业生就业服务及跟踪调查反馈，学生在创新能力及动手能力上还存在较大不足。同时这也反映了学校在实践教学环节的不足，主要包括以下几个方面。

1.创新型、综合型实践课程少

从采矿工程专业开设的实验、实习、课程设计及毕业设计中来看，主要为验证型及演示性实验，没有综合型实验课。验证型与演示型实验有效地将理论与实践进行糅合，实验重现了理论解释的现象，也更容易让学生理解理论以及实物的抽象性，在一定程度上会促使学生加深对实验原理及相关知识的思考。综合型实验综合了相关的知识点，加强了知识的体系性和完整性。但从现有阶段来看，大多数院校的综合型实验无法做到这一点，往往把验证型与演示型实验进行简单叠加或部分修改从而归类为综合型实验，并没有实现综合型实验的功能，也阻碍了学生的思考空间，限制了创新意识和实践能力的培养。显然，综合型实验项目的整体设计是创意型课题，有很大的难度，但对创新意识和创新能力的培养尤为重要，应得到高校实验教师的足够重视。

2.课时设置不合理，实验经费不足

实验课学时少、经费不足是每个学校的常见现象，以“矿山岩体力学”课程实验岩石的单轴抗压强度为例。岩石单轴抗压强度测试为验证型实验，由于本课程采用合班上课，80人至少需要进行8组实验，每组10人，实验过程需消耗3个标准岩样，每组实验从准备到结束需要2.5个小时，8组实验需要进行20个小时，同时要消耗至少24个标准岩样。然而课程只给定了2个课时及有限的实验经费。这与实际严重脱节，致使实验过程中，80人共同观看了老师的表演。实验课程课时设置不合理，经费预算少严重影响了实验的质量。

3.教师少，学生多

从今年来看，大多数学校师生比例失调，学生多，教师少，具有实践教学经验的老师更少。致使在毕业设计实践环节，一个老师往往指导20多名学生，不可能达到每人一题的要求。而且为了完成相关教学任务，老师不得已简化设计任务。这种情况不仅仅使老师们搞得疲惫不堪，而且效果也不好。

4.企业实习走过场

从学校实施“3+1”学校企业联合培养新模式以来，看似形成了学校与企业联合培养的模式，但是在实际过程中，企业为了生产及安全相关责任问题，实习行程安排往往缩短，一月的生产实习，缩短为一周，下井2～3次，更别谈跟班劳动了。实践过程的偷工减料，也是学生实践能力跟不上的根本原因所在。

5.实践教学考评机制不健全

实践教学环节的最后一环与整个过程的不衔接致使老师与学生对实践教学不重视。由于实践教学很难像理论课程那样，通过考试而取得最后的成绩，老师只能凭印象给学生成绩，一般都是优秀与良好，很多学生在实践课程上于是应付了事，态度上不够重视。老师受现有学校绩效考评体制限制，往往注重科研而忽视教学，而且学生们对科研项目多的老师的认可更加速老师重心转移。所以说建立健全实践教学考评机制也是实践教学质量得到提升的保证［6-12］。

二、采矿工程专业实践教学综合改革措施

1.把创新融入教学

不断深化人才培养模式改革，以适应国家和煤炭行业战略及地方经济社会发展需求为导向，以工程技术为核心，以实际工程为背景，树立工程教育理念，按照定位准确、深化内涵、突出及强化特点的原则，加快推进实践教学培养模式、实践教学团队、实践教学方式、实践教学管理等重要环节的综合改革，促进人才培养水平的整体提升，为煤炭工业现代化发展提供有力的人才支撑。通过深化实验教学改革，建立了实验室人员、任课教师、企业科研管理人员与相关行业专家结合的人才梯队，为把矿山实际困难搬到实验室进行分析提供支持，同时也提高了学生对于实验的认识。卸压增透实验室就是基于此而建立起来的，为不同应力环境下瓦斯渗透率测试提供了多角度测试方案。打通本科基础教学与科研实验室之间的壁垒，不断完善教学内容和体系，增加基础研究型、设计型、创新型实验内容，实现从验证性实验为主逐步向综合性、研究性实验为主体模式的转变；积极探索灵活多样教学方法，使学生在实验参与、实践能力、科研兴趣与团队协作等方面的素质明显提高；推动了实验室条件的改善和实验教学质量的全面提高。

2.把“矿井”搬到学校，把课堂搬到“煤矿”

学校坚持“把矿井搬进校园”的思想，深入整合实验教学资源。统筹相似模拟实验室、矿井水灾防治实验室、岩石三轴伺服实验机、煤矿防火实验室、矿山压力与岩层控制实验室、通风安全实验室、矿井仿真实验室、采煤方法模型室、井田开拓模型室、瓦斯防治实验室、瓦斯地质实验室、矿井水灾防治实验室、煤尘防治实验室、矿山救护实验室等和安全工程专业的基础性、科研创新实验平台，构建功能集约、交叉渗透的“大采矿”专业实验平台集群，实验室固定资产已达到1300万元左右，实验室总面积3000m2。同时与我省煤炭企业集团联合建立了学生实习基地。学校现已投资千万余元建立教学用模拟矿井—工程实操中心，从各大煤业集团进行矿井设备转借，从而实现矿井的真实化与可操作化，模拟矿井作为实践教学的场地及实际操作中心，把煤矿现有的系统按照1∶1的比例搬到学校，真正实现矿井搬到学校的设想，教师上课的时候可以把学生带到模拟矿井中来，让学生亲身实地感受矿井实际情况，不但易于接受，而且增加了学生学习的主动性及积极性。

“把课堂搬到煤矿”，积极建设校外协同创新基地。学校紧密联系煤炭行业企业，建设校外实验实践基地，现有河南能源化工新安煤矿实习实践基地、河南神火公司实习实践基地和河南巩义大裕沟煤业集团实习实践基地。并与相关企业实践教育培训中心（河南大裕沟煤业集团工程实操中心）签订了理论教学、工程实践、科研创新互惠协同培养人才框架协议，不断夯实、创新校企协同培养人才机制，扩大河南矿区协同基地建设，建立应用创新型采矿人才校企联合培养实验教学体系，形成了较宽的基础理论，较强的科研创新能力与企业专业实践应用为一体的人才培养新模式，为全面提高专业人才工程经验、实践素质奠定基础。

3. 实验“虚实”结合

学校实行虚实结合原则，大力发展虚拟仿真实验教学。学校投资建设了数字化矿山实验室（中南大学与长沙迪迈科技有限公司共建），利用现代化的多媒体交互技术，实现煤矿开采高危、不可及过程的数字化仿真，结合专业的ICOAL矿山应用设计软件，可实现于煤矿地质、勘探、资源估计、储量计算、露天采矿和地下采矿设计。例如，利用ICOAL软件进行复杂矿井巷道系统的建立，实现了多角度、可视化的直观表达。引进IVent通风系统模拟软件，实现矿井通风网络三维模拟及编辑；通风网络解算，支持多机站、千条风网结算；通风网络分析与调节优化；可直观了解矿井通风网络构成以及风门、风窗、风桥安装与部署位置；通风网络的解算过程分析，包括网孔圈划的方式、生成树的寻找等。结合流行的FLAC、RFPA等数值模拟软件实现多种理论课程中复杂问题的数值重现。实验教学中心虚拟仿真实验资源建设，补充了现场工程实践不足，对煤矿不可及、不可逆的工程问题解决，为学生实践认识提供了很好的平台。

4.保障实验课时及资金投入

实践课程不能通过硬性规定的学时及资金进行简单安排。为提高实践实习效果，实现实践课程的学时及经费投入的弹性制，需要通过分组教学进行课时及实践课资金投入的统筹安排。企业实习经费预算要包含企业导师及工作人员的酬劳。还以单轴矿压强度测试为例，这一实验的学时应该为16学时，同时试件的消耗也应该增加为24个岩样。学生去煤矿企业跟班劳动，企业也应尽到培养学生的义务，政府应从企业接待学生实习情况给企业一定的优惠政策。

5.实行导师制

由于实践课程的特殊性，要求学生与老师之间经常沟通，为确保学生与老师之间的信息畅通，可以实行实践课程的导师制，即每项实践课实行指导老师负责制，对其整个实践过程进行监督指导。企业实习可以设企业导师，负责学生在企业实习期间的实习安排、指导及考核工作。河南工程学院实习带队老师由以前的2人带40人实习已经改为每个老师最多带8名学生进行生产或毕业实习，同时还配备了企业导师。河南工程学院为了加强工程实践教学环节，特聘请了以中国工程院院士为首的31名知名专家学者作为专业的兼职教授或客座教授，形成了一支强大的兼职教师队伍，其中涵盖了省煤炭行业主管部门、煤矿安全监察部门、科学研究部门、工程设计部门、煤炭企业领导和技术专家，为采矿工程专业人才的培养打造了强有力的技术支撑平台。

6.建立健全实践教学质量考评机制

构建立体化实验能力评价体系。将理论考核和平时考核、研究报告、阶段性实验操作考核结合起来，努力提高学生动手能力。实验室对学生全部开放，学生在导师指导下自行设计实验方案、分析实验结果，考核主要分为前期考核、中期检查、后期评估，由学校指导老师和企业导师进行不同阶段的评价，所有资料归档整理，最终给出学生实践课的总评成绩。矿山实习增加了企业实习鉴定及企业导师评语等考核环节，多环节下的实习考核机制为建立健全实践教学质量考评机制提供了保证。部分学生也可参与教师科研项目的研究。

三、结束语

河南工程学院采矿工程专业的实践教学体系改革进行了多年的尝试，主要成果如下:深度优化实验教学，突出实践教学环节。构建理论教学、实践教学、素质教育三部分组成的教学课程体系，实行“3+1”模式，在校学习3年，生产实践环节累计1年，使实验教学更加科学合理；鼓励教师灵活运用互动式、数字模拟式、相似模拟式、逆向思维；构建实践能力评价体系。将理论考核和平时考核、研究报告、阶段性实验操作考核结合起来，努力提高学生动手能力。通过实践教学改革，为培养一个合格的采矿工程师打下了基础。

［1］ 华心祝，杨科，涂敏，等.加强采矿工程专业本科生实践能力培养的对策分析［J］.实验室研究与探索，2011，（3）:103-106.

［2］ 何标庆，郭玉森，林世豪.地方性本科高校采矿工程专业实践教学模式的研究［J］.龙岩学院学报，2011，（2）:109-111.

［3］ 陈静，郭惟嘉，刘音.采矿工程专业目标型人才培养实践教学体系创新与实践［J］.中国电力教育，2011，（19）:143-144.

［4］ 张东升，屠世浩，万志军，等.高等工程创新人才培养体系的构建与实践—以中国矿业大学采矿工程专业建设为例［J］.长春大学学报，2011，（11）:137-143.

［5］ 徐学锋，刘少伟，韦四江，等.新形势下采矿工程专业实践教学模式探讨［J］.实验技术与管理，2009，（3）:150-151.

［6］ 翟新献，周英，郭文兵.采矿工程专业人才培养方案优化与实践［J］.河南理工大学学报（社会科学版），2012，（1）:84-87.

［7］ 刘祥鑫，孙光华，李占金.采矿工程专业实教学环节模式优化［J］.河北联合大学学报（社会科学版），2012，（4）:157-159.

［8］ 刘音，樊克恭.采矿工程专业卓越工程师培养实践教学体系研究［J］.中国地质教育，2012，（3）:58-60.

［9］ 李占金，李示波，孙光华.采矿工程专业应用型人才实践教学模式［J］.河北联合大学学报（社会科学版），2012，（4）:65-67.

［10］ 管伟明，木合塔尔·扎日，郭宏正.新疆大学采矿工程专业实践能力培养模式探讨［J］.中国地质教育，2010，（2）:40-43.

［11］ 曹树刚.采矿工程专业工程实践性教学探讨［J］.高等建筑教育，2008，（2）:123-126.

［12］ 陈辉，张东升，管伟明，等.依托学科竞赛培养采矿工程专业学生的实践创新能力—以新疆大学采矿工程专业为例［J］.中国地质教育，2014，（3）:83-86.

mining engineering； practice teaching； comprehensive reform； practice ability

G642

A

1006-9372（2015）02-0075-03

2015-03-09；

2015-04-13。

“安全工程”国家级、省级特色专业和“采矿工程”省级专业综合改革试点建设经费资助。

孙光中，男，讲师，主要从事采矿工程的教学和研究工作。

投稿网址： www.chinageoeducation.net.cn 联系邮箱:bjb3162@cugb.edu.cn

引用格式:孙光中.采矿工程专业实践教学综合改革探讨［J］.中国地质教育，2015，24（2）:75-77.

Title: Discussion on Practice Teaching Comprehensive Reform of Mining Engineering

Author（s）: SUN Guang-zhong