采矿工程实践教学改革探索

刘谦，林世豪，张文武，仲涛

（龙岩学院 资源工程学院，福建 龙岩 364000）

随着矿山企业集约化、规模化的不断发展，企业逐步从注重学历向注重能力转变[1]。矿山企业对学生实践能力的高要求，也迫使学校对采矿实践教学进行改革。

为此，广大学者针对当前采矿工程实践教学中的不足进行了深入研究。洪勇等在课程设计、实习环节、毕业设计等方面进行了实践教学改革，以提高学生的创新能力[2]。李金波等从实验实习、课程设计、毕业设计等教学环节以及师资队伍与实习基地建设等方面进行改革[3]。张军辉等提出了一种通过学科竞赛提高学生创新能力的改革思路[4]。吴金刚等在实践教学改革中，考虑了实践教学内容、实践教学模式、实践教学保障机制和教学质量控制体系四个因素[5]。郑文翔等在实验教学体系、实验室硬件平台、实验教学考核、实习基地方面进行实践教学改革[6]。

众多学者在采矿工程实践教学改革中取得丰硕成果，但在实际教学中依然存在一些问题，例如实验教学中学生动手机会少、课程设计内容缺乏创新、学生实习积极性低、毕业设计雷同等现象，这影响了实践教学的效果。为此，以龙岩学院采矿工程专业为例，进行实践教学改革，以期探索一种新的应用型人才实践教学培养模式。

1 采矿工程实践教学存在的不足

1.1 实验教学以演示为主，学生动手少

鉴于实验条件限制以及考虑学生人身安全等因素，很多课程实验以演示性实验为主，老师讲解实验原理、实验过程、实验结果，学生扮演了“观众”角色，只能被动接受一些抽象的理论，而不能亲手去做实验[7]。

1.2 课程设计内容缺乏创新

部分学生在设计过程中没有养成信息资源检索的习惯，仅仅参考教材和相关的设计指导手册，致使设计说明书选用相同或相近的方法理论，设计未能结合设计题目的特殊条件进行具体分析，导致设计说明书没有新意，雷同现象严重。

1.3 矿山实习艰苦，学生积极性低

矿山企业通常位置偏远，实习环境差，使部分学生内心存在抵触心理。另一方面，部分学生毕业后不打算从事采矿行业，实习积极性不高，导致实习效果较差。

1.4 毕业设计存在照抄、照搬现象

前期的理论知识没有掌握牢固，良好的实践能力没有养成，致使部分学生难以独立完成毕业设计工作，只能根据教材照抄、照搬,使得设计内容与矿井的实际生产条件不符，毕业设计没有起到检验学生本科阶段所学知识的效果。

2 实践教学改革方案

2.1 实践教学改革原则

实践教学可以培养学生的综合素质，特别是团结协作能力、终身学习能力、动手能力、独立思考能力和创新思维，因此，实践教学改革要遵循以下四个原则。

（1）注重课程实验：课程实验与理论教学相得益彰，培养学生独立动手的能力。

（2）培养创新思维：通过实验、现场实习、项目，培养学生的科研思维。

（3）灌输终身学习思想：培养学生的创新素养，做到既授之以鱼又授之以渔。

（4）激发学生的学习主观主动性：提高学生在学习中的自主性，老师把好检验关。

2.2 实践教学改革路线

根据以上原则，制定实践教学的改革路线，如图1所示。该路线从两个维度入手，第一维度是培养方式，注重学生的参与度，提高学生独立思考的能力，主要包括以项目促学习、以竞赛促学习、培养全过程导师制、专家前沿授课、融入思政元素；第二个维度是教学内容，包括课程实验、课程设计、专业实习、毕业设计四个模块，对每个模块的培养目标进行任务分解，逐一完成每个子任务。

图1 采矿工程实践教学改革路线Fig.1 Reform route of mining engineering practice teaching

2.3 实践教学改革内容

2.3.1 培养方式

（1）以项目促学习

老师要引导和鼓励学生参与自己的科研项目，针对具体的科学问题共同制定可行的研究方案，鼓励学生进行科研探索。在老师的指导下，培养学生查阅文献、动手做实验的能力、团队协作能力。形成团队月汇报模式，让学生对一个月的科研工作进行总结，通过科研成果的分享交流，培养学生的PPT制作能力以及表达能力，激发学生的学术潜能。

（2）以竞赛促学习

通过学科竞赛培养学生的动手能力、团队协作能力、组织能力以及自主学习能力。课堂理论知识是抽象的，对于抽象问题的理解是否准确，在课堂中难以得到答案。学科竞赛是对所学专业知识的综合考查，在竞赛过程中注重传导“做中学、学中做”的理念，通过知识竞赛促进学生对课堂知识的融会贯通，让学生在竞赛中反思课堂所学内容，使所学知识在竞赛中得到应用。

（3）培养全程导师制

导师制是一种以人才培养为出发点的教学方式[8]。在导师团队建设中，团队以导师为主导，对本科生的实验、实习、大学生创新训练项目、毕业设计进行直接指导，高年级与低年级学生形成“老中青”的链式团队，形成团队知识、技能的传承，以此培养学生的团队协作能力。其中，大学生创新训练项目是一个很好的纽带，老师可以对项目进行直接指导，特别是对项目实施方案、具体实验以及项目结题报告的指导，可以培养学生的科研思维，为学生今后从事科学研究提供了入门指导。

（4）专家前沿授课

学术前沿讲座是专业课程的延伸与补充，起到开阔学生视野的作用[9]。通过学术前沿知识讲座，让学生把握行业的研究热点，从而激发学生的学习热情。采矿工程定期邀请行业专家学者进行前沿授课，让学生了解最新的前沿知识，有助于学生把握学科发展方向。行业专家不仅可以把最新的前沿知识带到课堂，在课后互动中还可以对学生进行答疑解惑，帮助学生扫除知识盲区。

（5）融入思政元素

采矿工程逐步向遥控化、智能化、无人化方向发展，采矿工程的发展历程是中国工业发展的缩影。在采矿专业课中可以融入相关的思政元素，在传授专业知识的同时，培养学生的民族自豪感，激发学生的学习热情。例如在采矿专业课中介绍华为5G技术在阳煤集团新元煤矿进行应用实施，实现了矿井的智慧化管理，让学生在了解行业发展前沿的同时，确立民族自信、文化自信，凝聚中国力量。

2.3.2 教学内容

（1）课程实验

课程实验一方面要培养学生的动手能力，另一方面要保障学生的安全，可以采取基础实验、虚拟仿真实验、现场实验相结合的方式。基础实验是理论知识的验证，提高学生探索知识的积极性；虚拟仿真实验可以让学生在虚拟的现实环境中做实验，让学生切身体验实验流程；现场实验由现场工程师授课，通过现场学习让学生对工艺流程印象更加深刻。从基础实验到虚拟仿真实验，实现理论知识的形象化、具体化；现场实验进一步丰富了理论知识的展现度，结合具体的应用场景，让知识走出课堂，融入到工程生产实际，让学生对“知识就是生产力”有更深的体会。

（2）课程设计

根据课程设计内容，设置专家题库，定时更新题库内容，做到与时俱进，保证设计题目的新颖性。采矿工程课程设计主要有采区巷道布置、采矿工艺设计、井巷设计、露天（井工）开采设计、矿井通风、矿井排水与提升运输系统设计，这其中涉及工艺流程的设计，为使学生对工艺流程更加熟悉，专任老师安排相应的专题讲座，为课程设计做好准备。设计过程中，需要查阅相关的技术标准以及文献资料，这需要培养学生的信息素养，期间邀请图书馆老师或者相关老师对学生进行检索知识的培训，培养学生终身学习的习惯，让学生掌握知识检索的技巧。

（3）实习环节

实习环节中，认识实习是学生第一次接触专业、了解专业的窗口[10]，该阶段属于集中实习，学生由老师带领到矿山企业进行现场学习。生产实习采用分散实习与集中实习相结合的方式，分散实习是指学生申请自主实习，家长同意，采矿教研室审核，指导老师跟踪检查，学生在企业跟班生产的实习模式，分散实习有助于提高学生实习的主动性。毕业实习采用集中实习与虚拟仿真实习相结合的方式，可以提高实习效率。通过多种实习方式，调动学生的实习积极性，提高实习效果，让学生感受利用知识解决工程问题的乐趣，让学生重新体会知识的重要性。

（4）毕业设计

在毕业设计中做到实习选题、自主选题、项目选题相结合，发挥学生在学习中的主动性。部分学生在本科期间申请了大学生创新创业项目，项目内容可以作为毕业设计的素材。部分学生根据自己在课程学习或实习中遇到的实际问题，通过查阅相关资料进行知识搜索，对问题进行剖析，确定自己的毕业选题。通过形式多样的选题方式，旨在培养学生自主学习的习惯，提高学生独立解决问题的能力。通过毕业设计，让学生了解科研工作的流程，从工程难题出发，结合难题了解行业的发展现状，结合理论知识思考解决方案，并形成具体的研究内容，在方案实施过程中，不断优化研究路线，最终结合研究成果形成毕业设计。

3 改革与建设成效

3.1 实践改革效果

在实践教学改革中，引导和鼓励学生以科研助理身份加入老师的科研团队，给学生分配具体的科研任务，让学生在科研活动中得到锻炼；鼓励学生参加竞赛，通过竞赛培养学生独立思考、团结协作以及动手能力；本科生培养全过程导师制，让学生在传帮带中锻炼成长；定期安排专家授课，让学生掌握学科的发展动态；专业实习采用集中实习、分散实习、虚拟仿真相结合的形式，激发学生的学习自主性和能动性，提高了实习效果。学生在此过程中积极性很高，实验报告、课程设计、毕业设计的完成质量也有提高。通过在专业课程中引入思政元素，培养学生的民族自豪感，激发学生的学习热情，进一步提高实践教学效果。

3.2 竞赛参与度提高

实践教学改革成效也体现在学生的竞赛参与度方面，近三年参加各类学科竞赛的学生覆盖率由原来的30%左右增加到现在的60%左右。对于采矿工程学生而言，全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛是一项重要赛事，学生参与该赛事的积极性越来越高，也取得了可喜的成绩，近四年学生获奖情况如表1所示。

表1 近四年我校参加全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛情况Tab.1 Our university's participation in the national competition of mining engineering students'practical works in recent four years

4 结语

为培养优秀的采矿工程人才，从培养方式、教学内容两个方面对采矿工程实践教学进改革，做到以项目促学习、以竞赛促学习、培养全程导师制、专家前沿授课，激发学生自主学习的热情，培养学生终身学习、团结协作的能力以及创新意识。通过全方位的实践教学改革措施以提高学生的综合能力，为学生的未来就业提供坚实保障。