生态文明建设背景下矿山环境保护课程建设

刘世奇 杜莉莉 高来举

摘  要：随着环境保护的紧迫需求以及国家生态文明建设的加紧实施，矿山环境保护课程也应与时俱进，进行课程创新。针对该课程知识冗杂，知识点难以直观理解等诸多教学难点，提出将PBL教学理念引入该课程的方法，打造“三位一体”、课上课下多角度、全方位的课程教学。将课程知识与实际案例相结合，学以致用，运用小组讨论，设计汇报等模式吸引学生学习兴趣。拓宽授课方式，为此类工程专业课提供一定的经验。

关键词：生态文明建设；矿山环境保护；PBL；三位一体；课程教学

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）22-0090-04

Abstract： With the urgent need for environmental protection and the implementation of the national ecological civilization， the course of Mine Environmental Protection should also keep up with the times and make curriculum innovation. In order to address the difficulties of teaching the course including that the knowledge of the course is redundant and difficult to understand intuitively， we propose to introduce the PBL teaching concept into the course， and create a "trinity"， multi-angle and all-round teaching in class and in class. We combine the course knowledge with actual cases， apply the knowledge to practice， and use group discussions， design presentations and other modes to attract students' interest in learning. It has broadened the way of teaching and provided some experience for this kind of engineering courses.

Keywords： ecological civilization construction; Mine Environmental Protection; PBL; Trinity; course teaching

基金项目：国家自然科学基金科普专项“煤炭资源安全智能开采科普活动”（42042043）；中国矿业大学（北京）本科教育教学改革项目“生态文明建设背景下《矿山环境保护》课程教学内容升级与结构优化”（J211111）

第一作者简介：刘世奇（1987-），男，汉族，河北衡水人，博士，讲师，硕士研究生导师。研究方向为特殊开采技术研究与教学。

生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央以前所未有的力度推动生态文明建设。“绿水青山就是金山银山”更是贴合我国的矿山行业发展，生态文明理念日益深入人心，矿业改革刻不容缓[1]。“十四五”时期我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期[2]。在全面推进生态文明建设的背景下，如何更好地解决矿山环境问题变得刻不容缓。矿山开采多以破坏地表形态为主，从而造成了空气污染、水土流失等相关灾害，不合理的资源开发管理理念和开采利用方式造成了矿产资源的浪费，同时也必然导致多重生态环境问题的出现[3]。生态环境与经济发展如鸟之双翼，缺一不可。如果没有矿业发展，就不可能有经济社会的发展，生态文明建设也就成了空中楼阁。所以，在建设美丽中国、实现中华民族伟大复兴中国梦的新形势下，矿业开发与生态文明之间是相互促进、相互发展的。面对当前新形势、新政策，矿山环境保护愈发重要。对于采矿工程专业来说，对矿山的开发设计不能只是一采了之，更关键的是在合理的开发下保护环境不受破坏，真正做到人与自然和谐共生。

一  课程教学

PBL（Problem Based Learning，PBL）教学法即问题导向学习法，由美国神经病学教授Howard Barrows在加拿大麥克马斯特大学首先创立实施，随后迅速在全世界范围内被推广和应用，成为国际上公认的最受欢迎的三大教学方法之一[4-5]。该教学理念强调发挥学生的主动性，挖掘学生潜力，并通过一定方法激发学生的学习兴趣，把促进和支持学生的全面发展作为最终的教学目标[6-7]。该模式主要以分组讨论形式进行，通过开展合作式学习，培养学生的团队协作能力。教师结合生活实例引出相关知识点和原理，使学生掌握应用基本原理解决实际问题的方法。课上教学和课后作业的形式丰富多样，以小组协作交流和讨论为主。在PBL教学模式中，学生已由知识的被动接受者转变为自主学习者、合作者和研究者，成为了此种教学模式的主体。学生在这种教学模式下，要努力实现角色转变，增强参与意识，从关注理论学习转变为关注理论的实际运用，从注重倾听转变为善于交流，亦善于倾听，勇于承担责任，在PBL教学中发挥好主导者的作用。教师负责引导和启发学生，以加深其对相关知识点的理解，提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[8]。同时以雨课堂为教学辅助，二者相互结合形成一种教学模式，如图1所示。该教学方式从工程实际出发，通过具体工程案例引出知识要点，摆脱传统、生硬的知识点讲解，从根本上增加课堂的生动性，调动学生学习的积极性。学生参与互动课堂气氛活跃，给予学生一定的展示舞台，激发各种观点碰撞融合，适应当前大学教学。

（一）  教学目标

课程需立足于学生培养方案从思想意识和应用学习两方面入手。

1）从思想意识来看，目前在国家推进生态文明建设背景下，矿山环境问题显得尤为突出，但对部分矿山企业来说，为压缩成本，削减甚至取消对环境保护的预算，在思想上淡化甚至抵触环境保护。本门课程应首先使学生建立环境保护意识，体会国家生态文明建设的战略思想，深刻认识到矿山环境污染所带来的弊端，培养学生拥有长远眼光，既考虑当下经济发展又考虑未来生存环境，将“绿水青山就是金山银山”落到实处。例如，废弃矿山的生态修复和生态文明建设已成为我国的一项重要任务。经济社会发展不仅需要“金山银山”，还需要“绿水青山”。坚持“青山绿山”是以“金山银山”为根本，应考虑不同地区资源和环境的实际情况，适应当地条件促进环境保护与矿产资源开发之间的协调。在开发矿产资源的过程中，有必要恢复区域生态环境作为前提。如果没有生态保护条件，就必须等到条件合适。

2）从应用学习来看，掌握基础理论，学习相关知识以应用到工程中。例如，如表1为徐州张集煤矿高矿化度矿井水水质特征，从表中数据可以看出，该矿矿井水的硬度较高，其Mg2+、Ca2+含量高于160 mg/L，但铁含量低，符合电渗析器进水含铁不高于0.1 mg/L的要求，进而绘制如图2所示的工艺流程图[9]。

（二）  教学内容

根据教学目标将教学内容分为以下三部分来进行。

1）课程初期从生态文明建设角度引入矿山环境问题，从国家战略角度提出矿山环境治理的重要性与紧迫性。通过案例分析、图片展示、国内外矿山环境污染与治理现状等，使学生对矿山环境保护有初步的认识了解。例如图3为全球最大露天金属矿坑宾厄姆峡谷矿区，位于美国犹他州盐湖城的奥克尔山脉，从1906年至今已挖掘了117年。矿山开采导致地表严重破坏，图4为露天爆破产生的巨大扬尘。100多年的污染历史造成其周围30％的鱼类种群在20世纪末就已经被杀死；临近居民皮肤、肺部损伤率非常高；21世纪初发生的大型化学品泄漏事件导致多次地下水污染使得周边城镇将无法利用地下水生活。

2）课程中期讲解矿山的主要污染，如矿山废水污染、矿区大气污染、矿山噪声污染等，以及矿山固体废物与资源化利用、矿山地质灾害与防治等。在学习过程中启发学生思考解决方法，讲解矿山生态环境的治理，提出清洁生产方式，为生态文明建设布局。

3）课程后期分析国内矿山环境治理成功与失败案例，总结经验，分析当前生态文明建设背景下应如何更加有效便捷的治理污染，整治环境，从而激发学生的潜力，培养思考的能力。

在习近平生态文明思想的指引下，先后涌现出把矿区当景区打造、依靠科技创新走内涵式发展的甘肃金徽矿业绿色发展模式；在茫茫戈壁开发一片绿洲、重塑矿山生态环境的青海都兰金辉高原地区绿色发展模式；将博物馆、采矿遗迹、尾矿库、塌陷复垦绿化区等有机融合而建设成为工矿旅游景观的矿山遗迹多功能用途开发绿色矿业发展模式等，促进了环境治理的良好发展。

最后，学习矿山环境影响评价的分类、重点、要点，將工矿企业发展与矿山环境影响评价紧密结合。

（三）  教学手段

教学采用多媒体视频图片展示，生动直观，便于理解。雨课堂知识巩固，使老师学生线上线下联系更紧密，方便布置任务，如图5所示。“三位一体”教学即案例分析、专项探究（课程后期引导学生针对矿山某一具体环境污染进行专项研讨，提出污染产生原因并根据所学提出自己的治理方式，选出优秀设计课上展示）、素质考核。

（四）  教学实践

课程考核避免考察死记硬背知识点，可加大对工程案例进行分析的题目比重，活学活用，着重培养学生实践能力。基于PBL教学法，由老师引导多组织小组讨论给学生更多展示和提出想法的机会，并进行成果汇报。课程考核方式应遵循以下原则。

1）课程成绩不局限于试卷上的分数，对于课堂表现，汇报展示，成果讨论等课程中的环节也应纳入考核中。

2）应考察学生对生态文明建设的理解，强化生态文明建设理解。

3）试卷采用开卷形式，引导学生融会贯通。

4）试题内容加大主观题的考察，设置具体工程案例分析，真正做到学以致用。

5）全方位，多角度考量考核成绩，即课堂考勤、作业情况、课堂讨论展示情况等。

在教学过程中更多地去培养学生发现问题、解决问题的能力，分享前沿文献研读，指导学生在一个个案例中提出自己的想法，鼓励学生去论证自己的观点。例如在废弃矿山的环境治理与转型方面，以国内较为成功的阜新新邱矿区为例，利用废弃矿山规划建设主题赛车公园，打造出赛道种类多样、赛事类型齐全的阜新百年国际赛道城，实现了多元产业链接融合。目前国内主流做法是改建成矿山公园，但大部分矿山公园人流量较少，在此可让学生展开讨论分析其原因，借鉴成功转型的矿山治理经验，并讨论对于废弃矿山的治理是否还有其他更合适的方法。

二  结束语

在生态文明建设的背景下矿山环境保护课程逐渐变得重要，授课过程中应使学生保有正确的心态，充分认识到当下环境保护的重要性与紧迫性。不断完善教学手段，丰富教学内容，实现“三位一体”和PBL的教学理念，通过多媒体影像视频以及雨课堂，充分调动学生学习积极性，也让老师更好地掌握学生学习状态，及时发现教学中的不足加以改正。一个生态、绿色、安全、集约、和谐的矿业绝不会成为生态文明建设的障碍，而是建设生态文明的重要支撑。否定矿业发展对当前我国经济社会发展的重要作用与意义，将不利于国家安全，人类文明将无所依。生态文明建设需要一代又一代人的不懈努力，矿山环境保护课程的学习也必将影响一代能源人才加紧对矿山环境的整治，为我们的后代共建一片碧海蓝天。

参考文献：

[1] 刘威.生态文明建设环境下矿山环境保护及治理分析[J].河北企业，2019（4）：73-74.

[2] 黄润秋.把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局[N].学习时报，2021-11-17（001）.

[3] 要智勇，刘天林，吕刚.新时代生态文明矿山建设管理体系构建与实践[J].矿业工程，2021，19（2）：68-72.

[4] 彭映林，黄毅，林立，等.PBL教学法在《水污染控制工程》教学中的应用探讨[J].广州化工，2021，49（22）：115-116，119.

[5] 宋增福，彭孟凡，张也，等.PBL教学法在《环境微生物学》教学中的应用探讨[J].教育教学论坛，2017（48）：167-168.

[6] 闫红叶，赵平.基于翻转课堂的PBL教学模式的应用研究——以“马克思主义基本原理概论”课程教学为例[J].科学咨询（教育科研），2021（6）：39-41.

[7] 张振家.基于PBL教学模式提升硕士研究生学术研究内驱力探析[J].科教文汇，2021（11）：58-60.

[8] 王芳，刘中秋，李宝宽.新工科背景下PBL教学模式在工程流体力学课程中的实践[J].化工高等教育，2021，38（4）：52-55.

[9] 梁天成.矿井水处理技术及标准规范实用手册[M].北京：当代中国音像出版社，2004.