应用型地方院校采矿工程专业智能开采实验班建设

刘洪洋，艾德春，刘建刚，刘承伟，张鹏，李志刚

（六盘水师范学院 矿业与机械工程学院，贵州六盘水 553004）

我国经济发展正处于结构调整、转型升级的攻坚期。以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，新技术、新产品、新业态和新模式蓬勃兴起[1-3]。2016年6月，国家发展改革委、能源局联合印发《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》[4]；2019年1月，国家煤矿安监局公布《煤矿机器人重点研发目录》[5]；2019年5月，贵州省科技厅和贵州省能源局签署了战略合作协议，计划到2030年左右实现“井下无人地面无煤”[6]。一系列政策旨在提升煤炭开发效率和智能化水平，研发智能化工作面、在重点煤矿区基本实现工作面无人化。为此，煤炭工业必须由劳动密集型升级为技术密集型，走智能、无人、安全的开采之路，智能开采已成为我国煤炭开采技术发展的必然方向。

产业发展与工程教育联系紧密、互相支撑，新产业的发展依靠工程教育提供人才支撑[7-8]。做好工程教育的主动布局和深化改革，必将对经济转型升级起到推进作用，反之则会阻碍产业升级进程[9-10]。贯彻落实教育部新工科建设的文件精神，培养智能开采专业技术人才，满足煤矿安全高效智能开采的需求迫在眉睫。在明确新时代采矿工程人才培养改革目标的基础上，围绕智能开采的人才培养目标，通过构建人才培养模式、完善人才培养资源，将“互联网+”、人工智能、大数据等新技术融入教学内容，形成一套完善的智能开采人才培养体系，进而达到培养高素质应用型智能开采工程技术人才的目标。

六盘水师范学院承担着为区域煤炭支柱产业发展提供人才保障的重任。在煤炭产业向自动化、智能化转型发展的关键时期，亟待贯彻落实“工程教育认证”“新工科”等理念，培养智能开采方面的专业技术人才，满足煤矿安全高效智能开采的需求。自2018年中国矿业大学率先在国内开设智能采矿特色班以来，各高校矿业类专业纷纷开启智能采矿人才培养的探索。2021年，普通高等学校本科专业目录新增了智能采矿工程专业，中国矿业大学（北京）和安徽理工大学率先开始招收该专业本科生。然而，目前国内仅个别学者开展了智能采矿专业建设与课程体系构建方面的研究。万志军等从智能采矿“智能感知—智能决策—智能控制”的内在逻辑关系出发，构建了智能采矿人才培养课程体系[11]。丁自伟等根据新工科理念，通过师资队伍建设、课程体系改革、实践基地建设、教学内容革新，探索了智能开采人才培养体系的建设[12]。李俊平认为智能采矿需要开设矿山机械与自动控制、机器人与自动控制理论等相关课程[13]。朱万成等则认为未来采矿人才应该具备开采方法、软件工程、数据处理、运营管理等知识[14]。

本文以六盘水师范学院矿业与机械工程学院（二级学院）采矿工程专业为例，基于新工科建设背景和OBE理念，以培养符合区域煤炭产业转型发展需求的应用型工程技术人才为出发点，探索了智能开采方向人才培养的路径，为同类院校采矿工程专业的人才培养提供借鉴。

1 智能开采实验班师资队伍建设

智能开采融合了采矿工程、安全工程、地质工程、机械工程、电气工程、计算机科学与技术等学科的专业知识，要实现智能开采人才的培养目标，离不开涉及智能开采相关学科的专业教师，智能开采师资队伍通过以下三个方面进行建设：

1.1 校内教师资源的优化配置

智能开采虽然涉及的学科众多，但六盘水师范学院工科类专业齐全，为智能开采课程讲授提供了必备的师资。智能开采主要涉及煤矿开采，需要对计算机、电气等专业负责智能开采相关课程教学的教师进行相应的培训，同时进行课程体系建设和课程内容的优化。

1.2 动态优化师资队伍和专门人才引进

根据目前采矿工程专业教学团队现状及教育改革的需求，通过引进聘任和在职培养两个方面加强教学团队建设。在教师的引进聘任方面，以智能开采培养目标为指导，在引进聘任教师时，除了评估应聘者的教学能力、研究水平和品德素质外，重点考查和关注应聘教师关于智能开采相关知识的学习背景和研究背景。在教师在职培养方面，结合智能开采的教学和科研要求，制定和完善具有针对性的、具体可行的在职培养计划，提高教学团队的智能采矿工程教育教学能力、智能采矿工程指导实践能力及智能采矿工程科学研究能力，保证教学团队的专业化。

1.3 兼职教师队伍建设

智能开采是未来矿业的发展方向，要培养学生这方面的能力，现场兼职教师的作用十分重要，通过加强与企业的合作，聘请兼职教师从自身工作经历出发，为学生讲授智能开采相关知识，是智能开采特色班建设的重要内容。

2 智能开采实验班课程建设

课程体系中需新增支撑智能开采能力培养方面的课程，可分为三大类：

第一类是学校其他专业或学院已有课程，如大数据技术、自动控制原理、工业机器人、检测与传感等，经由教务处协调，采矿工程专业与其他相关专业或学院共同研讨，制定了课程大纲。

第二类是新增课程，如智能采矿学、矿井智能通风与安全等，由本学院教师任课，采矿工程专业将安排教师赴相关企业和高校对此类课程进行培训进修，制定课程大纲。

第三类是新增智能开采内容的原有课程，如采矿学课程设计（增加智能开采部分设计）、毕业设计（加入智能开采专题内容）和三大实习（认识实习、生产实习、毕业实习均在有智能开采工作面的矿山进行），针对此类课程，采矿工程专业组织了相关教师就课程大纲和授课方法进行研讨，制定新的课程大纲。

3 智能开采实验班校内外实践基地建设

智能开采人才培养离不开实践教学，实践教学离不开校内外实践基地，智能开采实验班的校内外实践基地建设通过以下两个措施实现。

3.1 校内智能开采实训基地建设

矿业与机械工程实验中心建设了一系列沉浸式虚拟仿真实验资源，能够开展采煤机、综掘机、瓦斯防治和探放水虚拟仿真实验，并且正在以发耳煤矿为原型，建设功能完备的智能开采实习实训系统，为智能开采人才培养提供实验基础。但缺乏新型的矿山开采、检测、通讯等方面的实验设备，需通过自主研发、采购等多种手段逐步完善。

3.2 智能开采校外实践基地建设

截至2019年4月底，贵州省已有22处煤矿实施采煤工作面智能化升级，其中金彩黔矿业有限公司建成了贵州民营煤炭企业第一个智能综采工作面，7对保留生产煤矿辅助系统智能化全部完成验收，我校采矿工程专业学生已前往实习。同时，随着智能开采在贵州省煤炭企业的研发、应用与推广，采矿工程专业加大了与智能开采矿山企业的联系，与相关企业建立了智能化校外实践基地，为智能开采人才培养提供保障。

4 智能开采实验班建设的意义

新工科范围内的矿山开采技术，除了作为基础的力学、数学、地质学、机械制造、测量学、管理学、经济学、采矿学等学科以外，更应体现多学科专业的融合，即以传统采矿学科为基础，融合社会学、自动化、信息管理与信息系统、云计算、智能信息与控制等学科专业，形成以“专业化、国际化、智能化、无人化”为发展目标的采矿工程新工科人才培养体系，这也产生了一系列亟待解决的问题，即：采矿工程新工科的培养目标、毕业要求及其达成度评价准则、课程体系及相应的知识模块、新工科工程实践基地构建与实践能力提升方式、师资队伍的培养、教学质量监控机制、培养质量跟踪调查机制等，这些都需要在明确智能开采科学内涵的基础上，按照工程教育专业认证的标准来制定详细的规划，并逐一解决，可为地方应用型本科院校新工科专业建设提供宝贵经验。

智能开采融合了机械、电气、计算机、智能控制、信息等学科的专业知识，要实现智能开采人才培养离不开涉及智能开采的多学科的专业教师，可通过整合校内相关学科的专业教师队伍，引进具有信息技术和智能技术相关知识背景的高层次人才，聘任具有丰富工程经历的企业人员作为兼职教师等，保证教学团队的高水平化，促进跨学科师资的交叉融合，满足新工科建设要求。以此为契机，编写出版特色鲜明的智能开采教材，教学内容能够充分体现本校教学改革成果和科学研究成果；建立设备先进、功能齐全的智能开采实验教学中心，具备课程实验教学、科研项目和课外创新活动开展等功能；形成新型数字矿山实习基地建设与运行管理模式以及教学组织与管理模式等。同时，通过开设智能开采实验班，可以增加理工科专业学生的择业选择，扩宽学生的知识领域，提升学生的职场竞争能力。

5 结语

六盘水师范学院以服务地方经济发展为办学目标和总体定位。采矿工程专业以满足区域煤炭支柱产业发展需求为基础，以采矿工程专业智能开采培养目标为依据，在传统采矿课程模块的基础上，结合智能开采需要实现资源与开采环境数字化，调整与优化课程设置；更新采矿技术装备机械化、自动化、信息化、智能化等方面的教学内容；加强培养学生在智能开采方面的综合研究与实际应用能力；完善校内外师资队伍和实践基地建设，将产学研合作融入人才培养全过程中，形成先进、可行的人才培养新模式，提高新工科专业人才的培养水平。