美国肯塔基大学采矿工程专业课程分析及启示

韦四江 刘少伟 熊祖强 王成 陈晓祥 徐学锋

摘要：在分析美国肯塔基大学采矿工程专业《露天开采设计和环境保护》课程的基础上，认为其课堂教学具有老师备课充分、信息丰富、学生课后作业贴合工程实际特点，达到了学生学得会、用得上的目的。针对河南理工大学采矿工程《矿山压力与岩层控制》课程，提出了发挥学生自主能动性，强化课后作业及设置课程设计的建议。

关键词：肯塔基大学；采矿工程；课堂教学；课后作业；课程设计；

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

Enlightenment and Course Analysis of Surface Mining Design & Environment Protection in University of Kentuky

Wei Sijiang ，Liu Shaowei ，Xiong Zuqiang， Wang Cheng， Chen Xiaoxiang， Xu Xuefeng

（School of Energy Sceince and Technology， Henan Polytechnic University， Jiaozuo， Henan）

Abstract： Based on the analysis of Surface mining design & Environment protection in University of Kentuky， the course was charactered with surficent lesson preparation， rich information， homework with field background. The goal of the course is that students can learn and apply the knowledge and skill. To the course Mining pressure and strata control， the proposal includes promotion of students own initiative， homework and course design.

Keywords： University of Kentucky， Mining engineering， classroom teaching， homework，course design.

2014年11月至2015年5月，笔者受国家留学基金委地方合作项目资助，前往美国肯塔基大学进行为期6个月的访学，期间旁听了该校采矿工程专业《露天开采设计和环境保护》课程，感触颇深。该课程所采用的教学方法、内容、手段等值得国内工科专业思考、借鉴。

1 课程分析

从课程特点及内容分析、教师准备（教师备课、教师上课）、上机实习（专业软件-EXCEL、Maptek Vulcan、Carlson、Rockscience等）、学生课后作业、考核等方面展开分析。

（1） 课程内容及特点

Jhon Silva Castro为授课教师，工程实践经验丰富，他本科（岩土工程，1996年）、研究生（地质工程，2003年）均毕业于南美的哥伦比亚大学；博士（采矿工程，2012年）毕业于肯塔基大学。做过10年岩土咨询师，博士期间继续兼职矿业高级咨询主管。在矿产资源储量计算、边坡稳定计算、爆破设计、露天及井工开采设计及规划等方面有丰富的现场经验。熟练掌握Rocscience software、Surpac Vision、VB、Plaxis和FLAC等软件，并且能用Matlab进行编程。Jhon能够将自己参与或相关的项目融入课堂中，使课堂增色不少。

露天开采设计和环境保护（Surface Mine Design & Environmental Issues ）课程，15周时间，每周3次，每次讲授大约40mins。课程内容包括矿井地质、资源储量计算、边坡稳定、岩石力学及Rocscience软件、AUTOCAD及Carlson软件，矿区规划、开发设计及Maptek Vulcan软件、矿区道路设计、排水设计、生产计划及设备选型、环境保护、开采成本核算等。美国教材较贵，因此仅指定基本参考书和手册，更多的是大量的自学阅读资料。课程内容更多的是方法、技能的学习和实训，做到基础扎实，毕业后能胜任工作。

（2） 课堂教学及辅导

虽然每周只有不到3个小时的上课时间，但Jhon需要花费大量的时间去准备，每次课一个文件夹，包含相应的阅读材料（该课程没有指定教材，而是指定了基本参考书）、课程有关的幻灯片、参考资料网站（如世界矿山信息网、美国煤矿产能网）、矿山及软件学习视频；课件没有华丽的动画及严格的时间规定。课堂学生23人，上课气氛轻松活泼，学生如遇到不懂的地方，学生立即举手示意，老师会停下来耐心作答。

肯塔基大学每位师生员工都有一个linkblue账号，无线wifi信号全校覆盖，Jhon把上课所用的资料上传到自己的课程空间里，学生可以凭账号下载。课后辅导以发邮件为主，邮件回复速度很快；如果需要当面讨论问题，则要提前发邮件或电话预约。

（3） 上机实习

本课程涉及的软件包括基本绘图软件AutoCAD及其二次开发矿业软件Carlson、三维矿山开发软件Maptek Vulcan、岩石力学软件Rocscience和边坡稳定分析软件Slope，相关作业需要相应的软件辅助完成，作业电子版发给Jhon，批改后返回。除了老师对相关软件进行面授外，多数时间学生则在机房加班加点学习软件、完成作业。

（4） 课程考核

课程注重过程控制，考核方式多样化，包括作业（15%）、课程设计（15%）、课前测试（10%）、期中考试（30%）、期末考试（30%）；硕士研究生略有差异，作业和课程设计份额各减少5%，增加优化设计内容（10%）。正式课程之前，老师都会对上次课的重要内容进行小测试，时间3-5分钟，回答后活页纸张上交；每堂课结束前，作业都会随课堂布置，类似于课程设计的作业计5次。如第1次课综述，其作业为：为何要用露天开采，用自己的话写个综述；用图表显示最近8年来露天开采和地下开采的产量对比图，并分析之；学生需要认真阅读老师指定的参考书或论文，才能对较好的回答相关问题。老师仅指定基本相关的参考文献、著作、手册、网站等作为参考书，需要学生花费大量的时间去阅读。其它作业：矿体模型计算、矿坑极限边界计算、道路设计、边坡稳定分析，这些作业类似国内高校的课程设计，不同的是需要在相关内容讲授结束后以作业的形式完成，非常及时，让学生能够学得会，用得上。

2 启示

我国的高等教育毛入学率超过15%，从“精英化”阶段进入了 “大众化”阶段，但马丁·特罗教授指出，大众化阶段不仅仅量的扩张，更重要的扩张后带来的所有教育活动的预警[1]。纵观高校1999年大规模扩招以来，国内多数高校工程教育存在人才供给与社会需求之间存在鸿沟、工程人才的培养目标定位模糊，培养模式趋同等方面的问题[2]。结合《露天开采设计和环境保护》课程的粗浅认识，对采矿工程专业课《矿山压力与岩层控制》的启示如下：

（1） 过程控制，考核方式多元化

国内的专业课往往为一考定终身，课程结束后，多数老师会根据考试的重点问题复习，所谓的划重点，期末考试后，即还给了老师，教学效果不佳。因此，《矿山压力与岩层控制》要借鉴《露天开采设计和环境保护》课程的课堂小测试、期中考试、课程设计、期末考试的考核模式，实施过程控制，相信定能取得好的效果。

（2） 还自由时空给学生

在美国，不止一次听本科生、研究生说，自己本学期选了4门或5门课，累的够呛。因为课堂上老师讲的内容较少，学生课后要花大量的时间去阅读、完成作业及课程设计。相比之下，国内高校学生课堂排的满满当当，疲于应付，没有太多的时间思考。因此，国内高校应削减不必要的考试课，如就业指导、形势与政策、思想道德修养、法律基础等课程，不是满堂灌，而是充分发挥学生的能力，去调查社会存在的问题，运用知识提出解决的办法。如采矿工程专业课《矿山压力与岩层控制》，每周四个学时，应留出1个小时，让大家去讨论，提问题，提高学生参与思考问题的积极性。

（3） 注重作业和课程设计

随课作业反映了讲授的重点和难点，因此要布置结合工程实践的作业和课程设计。《矿山压力与岩层控制》课后作业不能完全反映当前的工程技术现状，授课老师要结合当前矿压控制的新设备、新技术，给出现场的工程背景，布置作业或课程设计（采场支护设计、巷道支护设计、矿压观测设计；具体工程地质条件来自矿井真实条件），调动学生思考问题和解决问题的能力。

（4） 专业课尝试小班上课

我国的高等教育经历了如下4个发展阶段： 注重具体知识的传统教育阶段、扩充办学规模的过渡阶段和素素质教育、创新教育阶段[3]。因此，培养高素质的工程技术人才成为当前工程教育的重点[4]。要改变专业课大班上课的模式，摈弃以班级数计算工作量的做法，为真正实现过程控制做好制度准备。

（5） 信息平台

目前，微课、大规模在线开放课程（慕课MOOC，Massive open online course）在国内高校正轰轰烈烈的开展，但我们不能仅仅限于形式而忽略了实质[5]，需要大量的诸如制度建设、教学内容及评价等方面的建设。在相当长的时间内，网络大学还不能取代传统的教学模式，但网络开放课程的做法值得借鉴。国内学校要构建网络教学平台，开展网上答疑、网上辅导、网上批改作业等教学活动，提高授课效果和效率。

3 结论

本文在分析美国肯塔基大学采矿工程专业《露天开采设计和环境保护》课程教学方法、教学内容、考核方式等方面的基础上，对我国采矿工程专业《矿山压力与岩层控制》课程提出了几点意见和建议，希望能够为采矿工程专业课教学提供有益的帮助。

参考文献

[1]李斌，高春彦.大众化教育背景下混凝土结构课程教学改革研究与实践[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2012，14（11）：111-112.

[2]白逸仙.社会需求导向的工程人才培养目标研究[D].武汉：华中科技大学，2007.

[3]刘晓华，刘宏升，王正，等.精英人才培养模式下教学实验中心的建设与发展[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：99-102.

[4]瞿曌.美国工程教育对我国教育改革的启示[J].理工高教研究，2002，21（6）：12-13.

[5]窦苗苗.MOOC本土化的适切性研究[J].教育发展研究，2015（7）：76-77.