“互联网+”条件下的采矿工程专业课程体系建设

2023-11-27李建东

山西青年 2023年21期

李建东

辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新 123000

煤炭在我国一次能源中是占据主要地位的最经济可靠的资源，是国家发展中不可或缺的重要能源。在实现我国制定的“双碳”战略目标过程中，煤炭的基础能源作用更显突出，煤炭行业的智能化发展形势更加迫切。采矿工程专业按照煤矿智能化发展要求，需要具备学科专业融合的复合型人才，来推进煤矿的“智能化、信息化、大数据、绿色化”发展。基于此，在“互联网+”条件下，开展采矿工程专业课程体系建设，重构专业培养目标，丰富专业知识内涵，提升学生创新能力和社会竞争力，加强采矿工程专业人才培养质量，促进学校采矿专业办学水平提升，支持煤矿智能化发展具有重要的社会价值。

一、采矿工程专业的特点与现状分析

采矿工程专业主要培养在各类矿山企业、开采装备制造企业及相关领域，从事矿山工程设计与施工、生产与管理、科学技术研究等工作的应用创新型人才，来满足煤炭行业绿色、安全、高效开采需求。

采矿工程专业课程体系现状分析：

（一）学科交叉融合不足，课程体系不够完善

采矿工程的专业定位主要立足于传统采矿模式，在多学科深度交叉融合方面有所欠缺［1］。按照煤矿智能化发展的指导意见，目前的课程体系缺少人工智能、工业物联网、大数据和智能装备等与煤炭开发利用的深度融合，知识体系对人才的培养支持不够，导致学生对专业学习兴趣缺乏，专业实践能力不够。此外，关于智能化矿山建设相关的交叉学科培养教材比较缺乏［1］。

（二）课程内容缺少“高阶性、创新性、挑战度”

采矿工程专业教学内容整体上缺少“高阶性、创新性、挑战度”，其与智能化煤矿发展的要求相差较多，课程教学内容不能够很好地支持煤矿企业发展对人才的要求，采用的教材比较陈旧，知识体系更新较少。对采矿行业未来发展需要的相关知识涉及较少，教师在课程知识更新和准备也有所欠缺。所以，采矿工程专业课程体系需要进行重构，从而更好地支持煤炭行业发展。

二、基于“互联网+”的采矿工程专业课程体系建设

基于“双碳战略”和“矿山工业4.0”的发展规划，采矿工程专业人才培养模式研究主要以工程教育认证为主，课程体系设计规划如图1 所示，主要包括课程体系启动和课程体系建设。

图1 采矿工程专业课程体系设计规划

（一）课程体系启动

1.OBE 教育理念

课程体系设置以OBE 教育理念为指导，以学生为中心作为出发点，以成果导向作为落脚点，以持续改进作为着力点。坚持以学生为中心，即教学内容主要取决于学什么即煤矿智能化建设需要的知识；教学方法的选取主要以达到学习目的及学生怎么学，可借助信息化教学采用基于互联网的微课视频加翻转课堂的线上线下混合式教学，通过师生角色互换，案例教学，课堂讨论等方式促进学习效果提升；教学评价主要取决于学生学习成果，通过过程性评价，综合性评价等多种方式考核学生能力达成度［2］。以成果为导向，反向设计教学过程，根据智能化煤矿建设对人才的需求为抓手，重构人才培养目标，根据培养目标制定具体毕业要求，再由毕业要求决定课程体系设计人才培养方案。课程教学质量持续改进机制着重把握目标达成导向、闭环运行和贯穿课程教学整个过程，在教学运行的不同环节，存在多个基于反馈与改进的微环［2］，如图2 所示。

图2 课程教学质量持续改进机制

2.重构专业培养目标

采矿工程是矿业工程学科下的二级学科，学校矿业工程在第五轮学科评估中获得B-评价，说明辽宁工程技术大学矿业学院该学科具有较强实力。采矿工程是学校首个通过中国工程教育认证专业，是国家“双万计划”国家一流本科专业。在“互联网+”条件下，随着采矿工程领域向智能化方向的快速发展，推进采矿专业与机械制造、电气工程、计算机科学技术等其他学科的交叉融合，需要培养适应矿业新需求的具备学科专业融合的复合型人才，需要对原有的专业培养目标进行重构［3］。

采矿工程专业培养目标重在学生的综合发展，培养具有创新意识和创新能力，具备扎实的理工科基础知识，系统的采矿工程专业知识，较强的工程实践能力及专业表达能力。培养在各类矿山企业、开采装备制造企业及相关领域，从事矿山工程设计与施工、生产与管理、科学技术研究等工作的应用创新型人才，满足煤炭行业绿色、安全、高效开采需求。

（二）课程体系建设

采矿工程专业人才培养目标既要继承传统学科优势，又要站在煤矿智能化发展的高度做好顶层设计。要切实以学生为中心，准确把握学生的成长成才规律［3］。以学习成果为导向，构建入门层、基础层、提高层、强化层和拓展层的递进式课程体系［4］；以实验实习平台为载体，强化知识应用能力、工程实践能力、学科交叉能力和创新创业能力的四级能力提升；以促进学科融合、加强工程实践能力和培养创新创业能力为主线的“五层四级一线”课程体系。

1.“五层”递进式课程体系

采矿工程专业课程体系主要由入门层、基础层、提高层、强化层和扩展层五层递进构成。入门级课程即通识课程，包括《思想政治理论》《数学与自然科学》《大学外语》等课程。基础层课程由《工程力学》《电路与电子技术》《机械制图》《计算机基础》课程组成。入门层和基础层课程为后续专业课程学习奠定基础，基础牢固，更有助于专业课程的学习。提高层和强化层是专业课程体系的核心部分，是学生走向工作和科研岗位的立命之本，其主要课程包括《矿井开拓》《采矿系统工程》《煤矿采掘机械》《井巷工程》《露天矿边坡稳定》《采煤方法》《露天采矿学》等。通过专业课程的学习，培养学生专业知识应用能力。扩展层课程包括与其他专业课程的融合，如《矿业大数据与云计算》《物联网与人工智能》《自动控制》等，使学生掌握不同学科知识交叉应用能力，具有创新意识和创新能力，课程体系如图3 所示。

图3 采矿工程专业“五层四级一线”课程体系

调整课程结构的同时，基于课程知识的高阶性、创新性和挑战度，重点加强一流课程建设。采矿专业目前拥有《矿井通风与安全》《露天矿边坡稳定》《岩体力学与工程》《非煤矿床开采》《智能采矿学》等七门省级一流课程。通过这些一流课程的引领，加快其他课程的改革与建设，提升采矿工程专业的整体水平。

2.“四级”能力培养实践教学

规划设计理论课程体系的同时，从实践技能、综合创新建设和完善实践教学课程体系，建立“四年一条线、三个层次相配合、四级能力培养为目标”的工程化实践教学体系。“四年一条线”是指实践环节围绕以促进学科融合、加强工程实践能力和培养创新创业能力的主线；“三个层次相配合”，第一层是指课程配套实验和课程设计；第二层次为专业实习，包括认识实习、生产实习和矿山测量实习；第三层次是实训和毕业设计，实训包括地质实训、矿井通风仿真实训、边坡控制实训、采矿综合能力实训［5］。实践教学过程中，提升学生知识应用能力、工程实践能力、学科交叉能力和创新创业能力的四级能力培养，实现毕业要求，使学生毕业后能更好地胜任露天和地下开采、固体矿物采掘、隧道工程等方面的工作。