采矿卓越工程师实践能力数字化培养路径研究

摘 要：随着煤炭资源的日益枯竭与生态环境保护意识的提升，采矿工程领域面临诸多挑战，对具有高水平实践能力的采矿卓越工程师的需求日益增加。文章探讨了采矿卓越工程师实践能力的数字化培养路径问题，旨在提高学生的实践能力以适应工程实际需求。传统的教育模式已无法满足培养高素质卓越工程师的需求，因此，文章分析了当前采矿工程实践教育存在的问题，提出了针对采矿卓越工程师实践能力培养的数字化路径和策略，以提升学生的实践操作技能、创新思维、团队协作与解决复杂工程问题的能力。数字化教育在现代采矿工程教育中扮演着至关重要的角色，为采矿工程教育改革和人才培养提供了新视角和有效途径。

关键词：采矿卓越工程师 实践能力 数字化教育 作用评估

中图分类号：F061.3;TD821文献标志码：A

文章编号：1004-4914（2024）12-212-02

引言

随着煤炭资源的日益枯竭和生态环境保护意识的增强，近年来矿业领域发展面临着诸多挑战与机遇。采矿工程师需要具备更高水平的实践能力来应对复杂的工程问题，故对采矿卓越工程师的需求越来越迫切。采矿卓越工程师不仅需要具备扎实的理论基础，更要具备丰富的实践能力。然而，传统的培养模式往往注重理论知识的讲授，实践能力的培养不足，传统的培养模式已经无法适应新时代采矿工程师实践能力的要求。因此，如何有效地培养采矿工程专业学生的实践能力成为一个亟待解决的问题。一些学者对卓越工程师的培养进行了相关研究。叶喜葱指出卓越工程师教育培养计划应着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，强化创新精神培养，为社会输送知识、能力、素质协调发展的卓越应用型工程师[1]。邵安林对当前采矿专业卓越工程师培养中存在的问题进行深入剖析，指出学校应与企业合作，定期聘请经验丰富的现场专家到学校做讲座紧密联系矿山实际[2]。李金波深入分析实践教学改革发展的方向和未来趋势，提出适用于地方应用型高校的采矿工程专业“卓越工程师教育培养计划”实践教学改革办法与措施[3]。中央网络安全和信息化委员会印发《提升全民数字素养与技能行动纲要》，对提升全民数字素养与技能作出安排部署，数字化新技术融入传统教学中必然对人才培养起到积极推进作用[4，5]。本文旨在探索采矿卓越工程师实践能力的数字化培养路径，提高学生的实践能力以解决复杂工程实践问题，丰富采矿卓越工程师教育培养体系，为实践教育提供新的思路和方法，为高校工程教育的改革和创新提供借鉴和参考。

一、采矿卓越工程师实践培养存在的问题

实践教学资源匮乏：采矿工程专业教育的实践性要求高校拥有充足的实验设备和实习基地。然而，由于资金投入限制、地理位置约束等多种因素，许多高校无法提供足够的实践教学资源。例如，部分学校的实验设备老旧、实验室环境狭小，无法满足新技术教学的需要。而部分高校则因地处城市中心或地理位置偏远，难以为学生提供实际的采矿场所实习机会，从而导致学生缺乏必要的现场操作经验。

实践教学与产业需求脱节：随着采矿技术的快速发展，对采矿卓越工程师的需求日益增长，然而当前高校的实践教学内容往往滞后于产业发展的真实需求，导致学生在毕业后很难快速适应行业的工作环境。这种脱节主要表现在：实践教学内容过于理论化，缺乏创新技术的应用;实践案例落后，不能反映当前行业的前沿问题和解决方案。

实践教学内容单一：在许多高校的采矿工程实践教学中，侧重点往往集中在课程设计与毕业设计上，而对于提升学生创新能力、团队合作能力和解决复杂工程问题的能力的培养不足。这种单一的实践教学模式无法满足卓越工程师综合素质发展的需求。

传统的实践教学方法和评价机制：大量采矿工程领域的实践教学仍采用传统的教学模式，这种模式下的教学方法缺乏足够的互动性和创新性，无法激发学生的学习兴趣和创新思维。此外，实践教学的评价机制通常侧重于实践报告评估，忽视了对学生软技能（如团队合作、问题分析和解决等）的综合评价，使得评价结果难以全面反映学生的实践能力和综合素质。

欲解决上述问题，需要对当前的采矿工程领域实践教育进行改革和创新，这包括但不限于增加实践教学资源、更新实践教学内容以匹配产业需求、引入多样化的实践教学模式以及改进实践教学方法和评价机制等。通过对实践教育的全面优化，我们可以为采矿工程专业学生提供一个丰富、现代化、符合产业发展趋势的教育环境，进而培养出能够适应快速技术变革的卓越工程师。在这一进程中，数字化教育工具和平台的应用将发挥关键作用，为实践教学提供更广泛的资源和更有效的教学方法。

二、数字化教育的特点

数字化教育已成为促进学习和教学方式变革的重要手段，数字化教育的引入不仅可以弥补传统实践教学的不足，还能有效提升学生的实践能力，培养出符合行业需求的卓越工程师。

（一）数字化资源的丰富性与可访问性

数字化教育通过提供大量的在线资源，如在线课程、模拟软件、虚拟实验室等，极大地丰富了学生的学习资源。这些资源不受地理位置和时间限制，使得学生能够自由学习和实践操作，从而增强了学生的自主学习能力。

（二）虚拟仿真技术的应用

在采矿工程实践教学中，虚拟仿真技术的应用是提升学生实践能力的重要途径之一。通过构建虚拟的采矿环境和工作场景，学生可以进行风险较低的实验操作练习，如矿山开采、地下工程施工等。这种虚拟实践不仅能够提供比传统实践教学更安全、更经济的学习方式，还能够帮助学生更好地理解复杂的工程原理和操作流程。

（三）数字化教学平台的交互性

数字化教学平台具有良好的交互性，能够支持教师与学生、学生与学生之间的实时互动和沟通。这种互动性不仅增强了学生的学习兴趣，还促进了知识的深入理解和应用。此外，一些平台还支持项目协作和团队讨论，有助于培养学生的团队合作能力和解决实际复杂工程问题的能力。

（四）数据分析与反馈

数字化教育平台能够收集和分析学生的学习数据，为教师提供实时的学习进度和成效反馈。这种数据分析不仅可以帮助教师及时调整教学策略，还能为学生提供个性化的学习建议和辅导。通过这种及时反馈，学生可以更清楚地认识到自己的学习强项和弱点，从而有针对性地改进和提升。

综上所述，数字化教育在培育和提升采矿卓越工程师实践能力方面具有重要的应用价值。通过丰富的数字化资源、虚拟仿真技术的应用、交互性强的教学平台、数据分析与反馈方式，不仅能够有效提升学生的实践能力，还能促进学生的全面发展，为采矿工程领域培养出更多高素质的卓越工程师。

三、采矿卓越工程师实践能力培养的数字化路径

传统的教育模式已无法完全满足培养高素质卓越工程师的需求，探索并实施有效的数字化教育路径和策略，对于提升采矿卓越工程师实践能力的培养有重要意义。

（一）构建全方位的数字化学习资源库

构建全方位的数字化学习资源库，这个资源库不仅包括基础的采矿理论课程，还应涵盖与之相关的实践操作视频、虚拟仿真实验、行业前沿技术研讨以及案例分析等。这些资源的多样性和实用性可以帮助学生在理论学习之外，获得更加丰富的实践经验和技能训练。

（二）开发互动虚拟仿真实验平台

采矿工程专业培养需要大量的实验和实践操作，因此各高校开发自己的互动性强、逼真度高的虚拟仿真实验平台是十分必要的。通过这个平台，学生可以在安全的虚拟环境中进行各种采矿操作练习，如煤炭开采、巷道掘进、穿孔爆破等。此外，这个平台还可以模拟采矿突发情况，让学生在应对这些挑战的过程中锻炼自己的决策能力和应急处理能力。

（三）利用大数据和人工智能技术进行个性化教学

采用大数据和人工智能技术根据学生的学习习惯、能力水平和偏好，提供个性化的学习建议和教学资源。例如，通过分析学生在虚拟仿真实验中的操作数据，系统可以自动识别学生的弱点，并推荐相应的练习和学习资料。这种个性化的学习方式不仅能够提高学生的学UT7UDIIBcBM+KMQCrPH8qTqw1OtUQv/LSmI+F2o0k3M=习效率，还能够增强学生的学习动力。人工智能技术还可以为教师教学提供有效新颖的实践教学方案，辅助教师进行教学设计等。

（四）建立线上线下相结合的混合式学习模式

虽然数字化教育在提高学生的实践能力方面具有不可替代的作用，但线下的实践活动也同样重要。因此，建立一个线上线下相结合的学习模式是非常必要的，学校可以通过与企业合作，为学生提供实习实训的机会，让学生在真实的工作环境中应用所学知识，与此同时，通过线上平台进行知识复习和技能提升。

（五）实施动态评估与反馈机制

建立动态评估与反馈机制也是提升学生实践能力的关键，这一机制不仅包括对学生采矿知识和技能的评估，还应包括对学生创新思维、团队协作能力和问题解决能力的评估。通过全面的评估可以及时发现学生在学习过程中的不足，给予针对性的指导和帮助。

综上所述，采用科学严谨的方法构建数字化路径，对于培养和提升采矿卓越工程师的实践能力具有重要作用。通过实施上述措施，以提高学生的实践操作能力、创新能力和综合素质。

四、数字化培养对学生实践能力的作用评估

通过现代教育技术培养符合未来行业需求的采矿卓越工程师，为了确保路径的有效性，对学生实践能力作用的评估显得尤为重要。

（一）定性评估

通过访谈、问卷调查等方法收集学生、教师和行业相关人士的反馈，掌握数字化培养路径对提高学生实践操作能力、创新思维和团队协作能力等方面的影响。例如，可以设置问卷调查学生在完成虚拟仿真实验后对自己实践能力的自我评估，以及在企业实习中的表现情况等。

（二）定量评估

对学生在数字化学习平台上的学习行为数据进行分析，如学习时间、完成任务的数量和质量、虚拟仿真实验的操作时间与准确性等。

（三）长期跟踪评估

跟踪学生毕业后的职业发展情况，评估数字化培养路径对学生长期职业能力的影响。包括学生在工作中的表现、职业晋升速度等。

通过以上方式可以深入理解其效果和不足之处，为进一步优化教学路径提供依据。

五、结论

在当代采矿工程领域的教育实践中，数字化培养方式对提高学生的实践能力具有显著效果。通过构建数字化学习资源库、开发虚拟仿真实验平台、利用大数据和人工智能技术提供个性化教学，以及建立线上线下相结合的混合式学习模式等，有效地促进了学生实践操作技能、创新解决问题能力以及团队协作和解决复杂工程问题能力的提升。数字化教育已然是培养适应未来采矿行业发展需求的卓越工程师的有效策略。未来应持续优化这一教学路径，确保其能够充分满足采矿工程教育和行业发展的双重需求。

参考文献：

[1] 叶喜葱，黄才华，赵光伟.基于卓越工程师培养的实践教学初探[J].教育教学论坛，2016（10）：135-136.

[2] 邵安林，邱景平，柳小波等.采矿卓越工程师培养模式的改革与探索[J].高教学刊，2020（08）：150-152.DOI：10.19980/j.cn23-1593/g4.2020.08.050.

[3] 李金波，常治国，杨长德等.采矿卓越工程师实践教学改革研究与实践——以新疆工程学院为例[J].创新创业理论研究与实践，2023，6（17）：26-28+98.

[4] 张玉玉，刘瑞儒.数字化时代提升全民数字素养的路径研究[J].黑龙江教师发展学院学报，2023，42（02）：145-147.

[5] 吴应强，石乐怡.数字赋能全民共享——2023年全民数字素养与技能提升高峰论坛会议综述[J].图书与情报，2023，（03）：121-125.