“露天矿边坡工程”教学改革研讨

2020-01-09孙书伟

科教导刊 2020年8期

孙书伟

(中国矿业大学（北京）能源与矿业学院北京 100083)

0 引言

“露天矿边坡工程”是采矿工程专业露天开采方向的一门重要的专业课程。[1]本课程旨在培养和提高学生露天矿边坡工程基础理论和认识水平，让学生较系统地掌握露天矿的相关知识，利用相关的理论知识，分析并解决实际工程问题。从相关的教学活动及效果来看，现有的露天矿边坡工程课程教学中还存在较多的问题。本文结合作者在中国矿业大学（北京）采矿工程专业近十年的露天矿边坡工程教学经验，通过分析课程教学中存在的主要问题，提出露天矿边坡工程的教学改革建议。

1 “露天矿边坡工程”的教学概况

1.1 课程主要内容

露天矿边坡是露天采场的边界。随着露天开采活动的进行，露天矿边坡加深加大，边坡稳定问题贯穿于整个露天矿的生命周期，直至露天采场闭坑。为了适应露天采矿工业的发展需要，培养满足行业需要的专业型人才，自20世纪90年代开始，国内部分矿业院校陆续开设了“露天矿边坡工程”课程。通过课程学习，学生应掌握露天矿边坡的术语和概念、基本理论和分析方法，较系统地掌握露天矿边坡工程的基础知识，正确认识到露天采矿的科学问题，能够科学评价边坡稳定性，并选取合理的方法进行露天矿边坡监测及边坡灾害控制。“露天矿边坡工程”课程主要内容包括露天矿的基本概念、岩体的成因类型及工程地质特性、岩体的工程分级以及强度理论、露天矿岩体结构面的调查方法、结构面统计和分析方法、露天矿边坡稳定性极限平衡分析方法、露天矿边坡监测手段和预警系统、露天矿边坡加固措施及机理以及排土场参数的确定等。“露天矿边坡工程”应用性和实践性很强，本科生在学习这门课时，普遍缺乏对工程实践的认知，以至于对课程内容难以深入理解。

现有的“露天矿边坡工程”课程牵涉的学科内容多，涉及到岩土工程、材料力学、理论力学等多方面知识，课程主要内容包括露天矿节理的调查和统计分析方法、露天矿边坡稳定性评价方法、边坡监测手段和预警系统和边坡加固措施及机理以及排土场参数的确定等。[2]所有这些内容大部分都是纯粹的理论知识，难于理解和接受。因此，在“露天矿边坡工程”的教学中，也存在课程授课内容与实践缺乏衔接的问题。由于书本上的知识过于理论化，不能加强学生解决问题的能动性，导致学生思路局限性强，思维停留在书面，对具体工程问题的工作思路、工作方法和实际问题的对策缺乏清晰的轮廓和系统认识。另外，现有的教学过程中，“露天矿边坡工程”相关的案例较少，露天矿边坡特色问题的体现不突出，导致本科生学习的被动性很强，学生对所学知识的实用性缺乏认识，难以构建出“露天矿边坡工程”的理论、方法和技术体系，这在很大程度上影响该课程教师的授课质量和学生的吸收效果。

1.2 教学理念

很多矿业高校“露天矿边坡工程”的课程教学采用以教师为中心的传统教学理念。由于“露天矿边坡工程”课程内容涉及多个学科，包括工程地质、采矿工程、岩土工程、防灾减灾工程等，本科生很难具备扎实的知识结构，课程内容中涉及的基本概念、方法、技术、理论等对学生而言，是抽象的、晦涩难懂的。[3]现有落后的教学理念，不能激发学生学习的自主性和对问题进一步探索的兴趣，不利于学生培养。

1.3 教学手段

很多矿业高校“露天矿边坡工程”的教学采用多媒体教学并配合适当的板书，整体上，教学手段较为单调、缺乏实践性和多样性，学生在学习“露天矿边坡工程”时不能被激发出浓厚的兴趣，甚至由于消化不了相应教学内容而部分学生产生排斥情绪，非常不利于“露天矿边坡工程”的教学。学生个体之间差异较大，学习基础不同，现行教学手段很难适应特色化教学的要求。

1.4 教学考核方面

“露天矿边坡工程”课程在考核时采用闭卷考试和平时成绩相结合的方式。以笔者所在的中国矿业大学（北京）为例，闭卷考试成绩占70%，平时成绩占30%。闭卷考试以考察基础理论知识的掌握、方法的使用和概念的理解为主，对实践能力、认识和分析工程问题的能力难以开展有效考核。平时成绩以出勤和作业成绩、课堂表现为主，其中出勤占10%，作业占15%，课堂表现占5%。这种考核模式偏重于基础理论知识的考核，对实践能力的考核有所欠缺，因此，学生习惯于记忆和背诵为主进行备考。这样培养出的学生很难具有实践能力和创新思维，不能为学生以后的就业打下良好的基础。因此，对“露天矿边坡工程”课程考核方式进行教学改革是非常有必要的。

2 “露天矿边坡工程”教学改革

2.1 不断提升教师素质

在“露天矿边坡工程”教学的改革中要不断提高教师素质，提高课堂教学质量和效果。教师要全面了解包括工程地质、采矿工程、岩土工程、防灾减灾工程等学科与本课程相关的知识，并结合露天矿边坡的特殊性，把更多经典的案例、有启发性的成果带到课堂。

教师的讲授决不是简单的重复教材，也没必要逐章逐节地“盖被式”讲授。教材上的哪些内容需要教师课堂上讲解，哪些内容需要同学们课下自学，教师都要根据教学思路做出合理的安排。教师要多采用课前回顾的方式，以示例图片、示意图等为主，对“露天矿边坡工程”知识体系中的要点进行提炼和提升，从而起到强调的效果。

要提高教师的创新能力，提高教师的讲解水平。要加强教师的职业道德，通过对教师的师德培养，使教师全身心投入到“露天矿边坡工程”的教学工作中，通过言传身教，理论与实践的结合，精心地讲好每一节课程，对每一个学生负责。另外，老师要平易近人，利用课间等闲暇时间，多了解学生的学习情况，通过交流授课经验和听课情况，整体提升授课效果。

2.2 丰富教学手段

通过丰富教学手段，能够提高露天矿边坡工程的教学质量，促进“露天矿边坡工程”教学的不断进步。具体包括以下几点：（1）加强案例教学。可以在理论讲解过程中，通过工程实例展示，提出问题，启发学生思考，促使理论与实践紧密相结合，从而帮助学生建立对具体工程问题工作思路、工作方法的轮廓和整体性认识。此外，案例教学可以穿插在课堂中，比如在讲解露天矿边坡岩体结构面调查时，可以将教学工具如地质罗盘等带进课堂，安排学生测量制定的墙面等“模拟结构面”，让学生能够身临其境，从而提高学生的实践和认知能力。（2）综合运用图像、视频和现场数据资料等。讲解露天矿边坡灾害时，可以向学生展示各种灾害照片，通过加深学生对灾害后果的认识，激发学生对灾害监测、预警以及治理等必要性的认识。讲解露天开采穿孔爆破时，可以向学生播放抛掷爆破的视频，让学生直观认识到爆破的规模和威力。此外，当讲解岩体力学基础知识时，可以将现场露天矿实际钻探资料、钻孔柱状图、工程设计、施工图纸等基础资料带到课程，使枯燥、抽象的理论知识变得鲜活。（3）营造民主的教学氛围。只有在民主的氛围中，学生才会感到精神上的自由，才会积极主动地思考，大胆地发表个人见解，提出理论假设，并在实践中努力求证。（4）有意识地结合所讲内容穿插讲授相关的学习方法。如查找文献、阅读文献和利用论坛网站学习相关软件，对所学知识进行探讨和研究等，目的就是提高学生自学或获取知识的能力。

2.3 加强实践教学

“露天矿边坡工程”课程教学，采用开放式互动的教学方式，将理论与实践紧密结合，能够明显提高学生的主动思考意识，提升教学质量。基础理论知识与实践的紧密结合，能够不断提高学生“认识露天矿边坡工程问题、采用所学习的理论知识分析问题、运用所学方法和技术解决实际问题”的综合能力。实践教学是培养学生应用能力和创新意识的重要环节，在露天矿边坡工程教学的过程中强调实践和基本理论的地位同等重要。

教学实践表明，对于应用性的内容，采用信息量大、形象直观的多媒体实践性教学，效果较好；对于计算的内容，传统的板书教学方式，更能条理清楚的展现出公式的推导过程和例题的演算步骤，教学节奏易于控制，学生更容易接受。

2.4 挖掘学生的创新能力与创新思维

在露天矿边坡工程教学中，始终加强对学生创新能力与创新思维的培养。培养学生的创新能力，关键是培养学生的创新思维。在教学过程中将创新思维方法贯穿于整个教学实践中，把“露天矿边坡工程”的基本概念、基本理论、基本方法、前沿技术、大量的工程实例与学生的思维过程紧密结合，采用启发式教学，激发学生的主动思考能力，鼓励学生运用相关知识，从多个学科维度认识、分析和解决“露天矿边坡工程”的普遍问题和特色问题，培养学生善于思考、勇于创新的好习惯，不断挖掘学生的创新能力与创新思维。

中国矿业大学（北京）通过对“露天矿边坡工程”教学内容体系改革和创新，教学内容、教学方法的不断完善，在一定程度上解决了知识体系与露天采矿行业需求不相符等问题，培养了学生的实践能力、创新思维能力，而且提升了学生解决露天矿边坡工程现场施工、设计、管理以及从事科学研究方面的能力，也极大地拓宽了学生的知识面。