矿山立体模型在采矿专业教学应用中的效果分析

刘镐++刘洪洋++王祥松

摘要：本论文从采矿工程教学的实际出发，总结了采矿教学中存在的问题与不足，分析了在采矿教学中应用矿山立体模型的必要性，并阐述了矿山立体模型的实际效果和经济性，指出了适当地运用矿山立体模型进行教学，能有效地提高学生的空间想象力，提高学习效率，减少教学成本，降低教学难度，提高学生实际操作能力。用矿山立体模型进行辅助教学是现代采矿教学的一个新方向，也是一个大的趋势，在现实教学中具有重要意义。

关键词：采矿专业 立体模型 教学应用 效果分析 矿山

【中图分类号】TD80-4

1、引言

采矿工程专业是一门行业特色明显、实践性很强的学科，对于学生的专业知识、实践经验都有比较高的要求。在实际教学中学生往往因为没有接触到矿山的作业技术与方法而导致在学习上出现困难，然而学校安排的实习教学环节和实习条件也十分有限。因此必须在采矿专业教学中使用矿山立体模型，矿山立体模型可将矿山以微缩或虚拟的方法呈现在学生面前，能够让学生对教学内容有一个较为直观的了解，可大幅度地提高教学效果，节约教学成本。

2、目前教学中的存在的问题

2.1实习教学环节薄弱，感性认识有限

对于地矿类专业实习教学环节是提高学生感性认识的重要手段，采矿工程专业的主要的实习教学环节包括认识实习、生产实习和毕业实习，然而在实习过程中矿山企业常常因为安全问题考虑而只是在技术员的带领下走马观花式地看一下生产过程，因为地矿类专业的特殊性与艰巨性，学生对该行业接触本来就很少，加之实习没有达到相应的效果，于是就造成学生实习效果差，缺乏对矿山的感性认识。

2.2学生空间想象力较差 ，学习兴趣不高。

由于煤矿行业的特殊性及危险性，大多数学生在学习专业课之前都没有下井的经历，一部分学生对采矿行业根本不了解 ，在志愿填报时只是因为采矿行业就业好、待遇好而选择了采矿专业，更有一部分同学是因为在录取过程中被调剂而身不由己地选择了采矿，这些都是客观存在的问题。

2.3课堂教学与井下实践衔接不合理 ，书本知识难以理解。

进入到专业课学习阶段，一些专业术语、概念理论的工程实践性非常强，设备设施及其布置都要结合现场才能理解。因此，在学习书本上的知识时学生必须要具备一定的下井经历和较强的空间想象能力。然而在实际生产中一些企业为了追求利益最大化和环境条件限制而出现了一些不按常理出牌的现象，即实际生产与书本上知识是有一定差距的。于是便导致有些学生虽然理论知识已经通过，但是到实际工作中时却不能灵活运用，这些都是由于理论知识与实践衔接不合理造成的。

2.4理论知识与矿山实际仍有差距 ，学生现场经验匮乏。

采矿专业本科生理论知识已相对丰富，基本能从事矿井的设计和技术方面的工作。但是由于井条件的复杂性和多元性，学生由于缺乏实践经验以及运用理论知识的能力而不能完全胜任相关工作。这与本科时期的教学手段单一、教材内容陈旧有着直接的关系。

3、立体模型的应用效果

3.1构建空间概念，提高识图和绘图能力

矿山是一个三维立体空间的实体，特别是地下矿山，对于从来没有见过矿山的学生来说，要想让学生系统全面地掌握《采矿学》课程的内容几乎是不可能的，这不仅需要学生有非常好的空间想象力，还要有一定的下矿经历。为了让学生有效地提高学习效果，运用矿山立体模型教学，将讲授过程直观地、形象地、直接作用于学生的各种感官。通过矿山立体模型，能够较为直观地向学生提供矿床的产状、埋藏要素、赋存条件等情况。通过课堂教学，学生们能够比较清晰地了解煤矿开采方法及井巷布置等具体方法，利用对矿山立体模型的观察学生就可以形成对于矿山的一个整体认识，并能够根据这些了解绘制出矿山的相关图纸，有效提高学生的绘图和识图能力。

3.2能够让学生对各种采矿方法进行掌握

矿山立体模型可以形象地展示出各种采矿方法，学生可以矿山立体模型去认识崩落法、空场法、充填法等各种采矿方法，熟练掌握采矿方法的各种方案、结构参数、回采工作等主要技术指标。学生可以利用采矿模型绘制采矿方法的图纸，通过采矿方法图能够还原实际的采矿现场！通过这样的途径，能够使学生更好地掌握采矿的工艺和方法。

3.3能够增强学生实践的能力和技巧

通过课堂中对矿山立体模型的利用，不但能够提高学生对理论知识的学习效果，还能够使学生感受到实际生产的艰辛和困难，培养学生的实际动手和操作技能，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，让学生的综合素质得到全面发展。

3.4 有助于学生学习相关课程

矿山立体模型不仅有助于露天开采技术和地下开采技术课程的教学，对《工程制图》、《采矿学》、《井巷工程》、《矿井通风》等课程的教学也起到了一定促进作用，將课本上的内容立体化、可视化，降低了学生的学习难度，提高了学生的学习兴趣。

3.5节省教学成本 ，降低教学难度

教师在进行专业课的教学过程中，由于专业知识具有一定的抽象性，教师总是很难用语言准确形象地描述和表达。但是由于专业的特殊性，我们不可能进入到现场进行教学，而且成本也会大大提高。教师在讲解这些课程时往往会忽略许多的细节，但在井下这些看似不重要的细节却是矿山生产中不容忽视的关键环节。例如在讲解长壁式采煤工艺中落、装、运、支、处五个工序之间在时间和空间上的相互配合时只是略讲，而在实际生产中这些对矿山安全生产来说却是极为重要的。通过利用矿山立体模型进行教学，既解决了教学上的困难，又节省了一些不必要的开支，还可以突出重点、突破难点，降低教学的难度，让学生对知识更好的理解和接受。

4、结语

总而言之，矿山立体模型应用在采矿专业教学中不仅可以使教学活动具体形象，还能够节约教学成本，提高教学的效果，深化学生的理论知识和锻炼实践能力，达到事半功倍的作用，是采矿教学未来的必然发展趋势。它使实体矿山变得立体化、可视化，充分调动学生的学习兴趣，优化教学过程，从而提高学生的学习质量。为能培养出更多高素质的采矿专业人才奠定了重要基础，从而更好更快地促进我国能源工业的发展。

参考文献：

[1]王超，陈世江.矿山立体模型在采矿教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2011（01）.

[2]卢新明，尹红.数字矿山的定义、内涵与进展[J].煤炭科学技术，2010，01：48～52.

项目基金：

1、校级大学生科研项目，LPSSYDXS1402；

2、贵州省第二批国家级采矿工程专业综合改革试点项目，黔教高发[2013]446号。endprint