工程教育理念在《采矿通论》教学中的实践

张锦鹏，张迎新，魏春荣

(黑龙江科技大学 安全工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027)

工程教育理念在《采矿通论》教学中的实践

张锦鹏，张迎新，魏春荣

(黑龙江科技大学 安全工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027)

《采矿通论》课程是安全工程专业的主干专业基础课，具有很强的工程性和实践性。为加强学生的工程意识、主动学习能力与动手能力，在教学过程中引入工程教育理念，采用工程设计、模型制作和科研参与等教学方式，注重课堂知识与工程实践相结合，考核方式改为以工程设计与课外实践为主。实践表明，工程教育理念的引入，既增强了学生的工程素质，也丰富了教师的教学经验。

工程教育；工程意识；教学改革；教学方式

安全工程是一个工科专业，培养能够从事安全工程方面的设计、研究、检测、评价、监察和管理、职业卫生与防治等方面的工作，具有创新意识、创新精神和实践技能的工程技术人才。因此，安全工程专业学生的培养理念、培养方式、培养过程等，都应该从工程角度来审视，安全工程专业的院系领导、教师、辅导管理人员等应该具有工程的思维意识，在学生的职业规划、课堂教学、实验实习等方面实现全面工程教育，以“人的全面发展”为目的，注重学生社会能力、专业技能和个人素质的全面提升。

《采矿通论》是我校安全工程专业开设的必修课程，通过这门课程的学习，不仅使学生理解矿井生产系统及采矿方法，更为矿山灾害理论与防治技术等后续课程的学习提供必要的基础。更重要的是使学生明确安全工程专业在矿山生产建设中的位置，进而使学生认识到自己所学专业如何与采矿有机地结合。所以在培养矿山安全人才方面，该课程的专业基础性地位不可动摇。然而《采矿通论》是一门实践性很强、内容涵盖范围广的课程，[1]传统的课堂讲授方法，无论是板书讲授还是多媒体讲授，很难提高学生的学习兴趣，教学效果不是很理想。怎么把这门课讲活讲透，对于授课教师而言是个很大的挑战。笔者通过对几年教学实践经验的总结，紧抓本课程工程性强、实践性强的特点，注重学生工程教育，摸索出些简单实用的教学方法，取得了不错的教学效果。

一 重视学生工程意识的培养

所谓工程意识，[2,3]是工程师的头脑对事物、经济环境、自然环境这个“大工程”的能动反应，就是在充分掌握自然规律的基础上，尊重自然、保护自然，合理合法地开发利用自然条件，去完成某项工程，创造出新的物质财富的意念。其主要表现为：全局意识、经济意识、质量和服务意识、安全生产意识、人本意识、环保意识、法律意识、开放意识。[4]安全工程专业学生是未来的安全工程师、安全评价师，应该在求学期间逐渐领悟到上述意识。在课堂教学过程中，首先笔者通过分析矿山事故案例，让学生了解安全工程专业在矿山生产的重要性，教授他们如何运用专业知识分析矿井生产系统是否危险，使学生一开始就从解决实际问题的角度领悟知识，而不是单纯地对课本知识的掌握。其次引入工程设计、课题研究、模型制作、现场参观等教学手段，引导学生主动思考问题、分析解决问题，培养他们的工程意识。最后考核时，弱化知识识记部分，根据学生动手解决问题、相互协作、主动学习等表现来决定其成绩。

二 工程教育理念在教学方式中的渗透

1.将工程设计与课堂教学相结合。

在每轮上《采矿通论》第一堂课时，笔者会让学生2～3人组成一组，发给每组一张煤层底板等高线图与相应的地质资料，要求他们随着课堂学习，完成一次矿井生产系统设计，课程上完按照毕业设计要求递交一份采矿设计成果。为了保证工程设计与课堂教学密切结合，检验学生的学习效果，在每个知识单元学完后专门抽出1课时检查学生应用知识的能力和设计进度，解答大家存在的共性问题。如矿山地质学学完后，每位学生应该熟悉自己设计图纸上的地质构造、标示符号，应该会计算储量和确定矿井生产能力。学生对知识的现学现用，面对真实的图纸资料就不觉得枯燥乏味；且学生带着任务去学习，对其主动学习有一定的促动。同时，笔者会有意识地告知学生，设计要贴近现场实际，不能太理想化，并且要进行必要的成本考虑。如许多组学生为了简化采区系统，每层煤都布置三条上山，造成矿井掘进费用很高，笔者帮学生分析了矿井实际怎么考虑这类问题的，例如尽可能开掘煤层巷道、联合开采、改变阶段布置方式等。又如学生初始确定矿井生产能力时，硬套设计规范，造成阶段倾向尺寸2000多米，不符合实际情况，笔者从工程角度给学生解释设置合理尺寸的依据。

在传统的课堂教学中发现不了这些问题，知识一经应用问题就暴露出来。其归根结底是传统的教学仅只是认知教育或识记教育，并没有把知识与工程结合起来；学生学了一学期仍不会运用知识，仅记住了几个概念或框框。由此可见把工程实践与课堂教学结合的重要性，工程教育的重要性。

2.组织制作工程模型。

利用学校大学生科研立项、二级院系模型制作大赛等活动，组织学生制作采矿工程模型，以此来提高学生的空间思维、动手和协作能力。在每次活动前，笔者把课堂学习中的一些环节形成制作模型的想法告诉学生，让学生3～5人组成一组，一般2组。让学生自己利用1周时间思考如何能够展示要学习的知识，接着编写模型制作初始方案，包括模型表现原理、学生分工、所需材料、制作步骤、预期效果等。这一切都由学生自己去想去做，指导老师不加干涉，充分发挥他们的想象力和创造性。然后指导教师审阅制作方案，帮助学生分析模型制作的可行性、具体步骤及其难点，与学生充分交流，指导他们运用工程的思维编写大学生科研立项申请书或模型大赛方案指导书。接下来把经费给学生，由他们购买材料和工具，自负盈亏。制作模型过程中，指导教师只负责进度和出主意，学生自己绘制图纸、打造框架、接线焊接等。在近三年学校各项活动中，笔者指导学生制做了“采区运输系统”、“断层构造演示”、“综采工作面风、瓦斯电闭锁”等模型，这些模型集成了电、光、机械、结构等方面的知识，极大地调动了学生学习知识的热情和动手协作能力。

3.让部分学生参与现场科研实践。

2008级有2名学生参与了李凤仪教授主持的“七台河矿区桃山矿九井采空区充填项目”，2名学生参与了蒲文龙老师主持的“双鸭山矿区东保卫矿大倾角煤层深孔爆破项目”，3名学生参与其他老师的煤矿生产能力核定等科研活动。这些学生参与井下数据实测、材料设备搬运、仪器仪表的使用，目睹了矿井生产的许多环节，切实体会到矿井巷道系统如何布置、井下各大系统如何运行。与正常的课堂学习相比，学生参与老师的科研项目，能深刻感受到如何把书本知识应用到工程实践中，熟悉工程实际问题的处理过程。因此让学生参与现场科研实践，能迅速提升其工程意识和工程精神，实现真正意义上的工程教育。

三 教学效果分析

对比分析安全工程2007、2008、2009三届统招班学习《采矿通论》专业课情况，2007级三个班采用传统的课堂讲授法教学，考核方式为闭卷考试+课堂表现+考勤；2008级两个班、2009级一个班引入工程教育的理念改进教学方式，考核方式为工程设计+课外实践+口试+课堂表现。其教学效果具体表现在以下几个方面。

1.对后续毕业设计的影响。

2007级学生三班88名学生70分以上20人，这20人毕业设计时大部分做了矿山安全类设计，在做井田开拓部分时，很多学生一脸茫然，无从下手，更不用说其余学生了；指导教师只有像上课的时候重新讲一遍。而2008级两个班41名学生，经过课堂的设计训练后，能够很快进行矿井生产地质资料分析、储量计算，采区生产系统方案设计也能够根据实际情况提出合理的方案。如2008级1班的耿新亮同学根据采区煤层倾角不同，分别在井田东西翼应用了带区式和采区式布置，活学活用了课本知识，积淀了自身的工程思维。

2.学生掌握知识的牢靠程度。

2007级学生主要采用闭卷方式考核，试题三套覆盖了教材绝大部分知识点，结果有10位不及格，2/3学生在70分以下，说明传统的教学考核方式使得学生只能死记硬背一些概念、理论，考前突击，考后全部“回归老师”。2008级学生主要采用设计+课外实践方式考核，平时每一单元、每一模块成绩都打分记录，期末累加考核，结果期末口试时绝大多数学生都能说出问题的实质，知识掌握较为牢靠。

3.学生设计技能的掌握。

通过课堂教学与工程实践相结合，一使学生具备资料查阅、信息捕捉、计算机绘图等基本能力；二结合实际地质条件，学生具备采区生产系统、采掘工作面等方面的独立工程设计能力。三增强了学生独立科研和团队合作能力、与人沟通和协作的能力。

四 结论

在《采矿通论》教学中引入工程教育理念，改变了传统的教学方式，揉和了多种教学手段，丰富了教学内容，增加了学生对《采矿通论》课程的学习兴趣，效果非常显著。更重要的是，提早培养学生的工程意识，提早使其感悟工程教育理念，对其今后的学习和工作都大有裨益。

[1]侯英翔．论提高“采煤概论”教学质量的方法[J]．实验技术与管理，2010，27(3)．

[2]孙平．工程教育“双师型”教师知识结构目标及发展途径[J]．职业技术教育，2007(13)．

[3]李小朋，刘永红．从工程意识培养的角度谈“机械制造工艺学”教学[J]．中国大学教学，2011(5)．

[4]吴文辉．论卓越工程师的工程精神和工程意识[J]．长春理工大学学报(社会科学版)，2011(7)．

ClassNo.:G642.0DocumentMark：A

(责任编辑：郑英玲)

ApplicationofEngineeringEducationIdeasintheGeneralTheoryofMiningTeaching

Zhang Jinpeng, Zhang Yingxin, Wei Chunrong

(College of Safety Engineering， Heilongjiang Institute of Science amp;Technology，Harbin, Heilongjiang 150027，China)

General Theory of Mining is a specialized basic course for Safety Engineering majors. Because of a great deal of mining knowledge and complicated spatial structure included in the course , it is of an engineering and practical properties. In order to enhance the engineering consciousness, subjective learning ability and operational ability of students, the ideas of engineering education was introduced into the General Theory of Mining teaching. And some teaching methods , such as engineering design, model making, case discussion and participating scientific research , are applied to this course . The results show that the quality of students in engineering and the teaching experiences of instructors have been improved through the introduction of engineering education ideas.

engineering education; engineering consciousness; teaching reform; modes of instruction

张锦鹏，硕士，讲师，黑龙江科技大学安全工程学院。研究方向：矿山安全系统工程、煤层气开发。

黑龙江省高等教育教学改革项目(JG2012010551)。

1672-6758(2013)08-0005-2

G642.0

A