工程教育理念在《采礦通論》教學中的實踐

張錦鵬，張迎新，魏春榮

(黑龍江科技大學 安全工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027)

工程教育理念在《采礦通論》教學中的實踐

張錦鵬，張迎新，魏春榮

(黑龍江科技大學 安全工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027)

《采礦通論》課程是安全工程專業(yè)的主干專業(yè)基礎課，具有很強的工程性和實踐性。為加強學生的工程意識、主動學習能力與動手能力，在教學過程中引入工程教育理念，采用工程設計、模型制作和科研參與等教學方式，注重課堂知識與工程實踐相結合，考核方式改為以工程設計與課外實踐為主。實踐表明，工程教育理念的引入，既增強了學生的工程素質，也豐富了教師的教學經驗。

工程教育；工程意識；教學改革；教學方式

安全工程是一個工科專業(yè)，培養(yǎng)能夠從事安全工程方面的設計、研究、檢測、評價、監(jiān)察和管理、職業(yè)衛(wèi)生與防治等方面的工作，具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實踐技能的工程技術人才。因此，安全工程專業(yè)學生的培養(yǎng)理念、培養(yǎng)方式、培養(yǎng)過程等，都應該從工程角度來審視，安全工程專業(yè)的院系領導、教師、輔導管理人員等應該具有工程的思維意識，在學生的職業(yè)規(guī)劃、課堂教學、實驗實習等方面實現全面工程教育，以“人的全面發(fā)展”為目的，注重學生社會能力、專業(yè)技能和個人素質的全面提升。

《采礦通論》是我校安全工程專業(yè)開設的必修課程，通過這門課程的學習，不僅使學生理解礦井生產系統(tǒng)及采礦方法，更為礦山災害理論與防治技術等后續(xù)課程的學習提供必要的基礎。更重要的是使學生明確安全工程專業(yè)在礦山生產建設中的位置，進而使學生認識到自己所學專業(yè)如何與采礦有機地結合。所以在培養(yǎng)礦山安全人才方面，該課程的專業(yè)基礎性地位不可動搖。然而《采礦通論》是一門實踐性很強、內容涵蓋范圍廣的課程，[1]傳統(tǒng)的課堂講授方法，無論是板書講授還是多媒體講授，很難提高學生的學習興趣，教學效果不是很理想。怎么把這門課講活講透，對于授課教師而言是個很大的挑戰(zhàn)。筆者通過對幾年教學實踐經驗的總結，緊抓本課程工程性強、實踐性強的特點，注重學生工程教育，摸索出些簡單實用的教學方法，取得了不錯的教學效果。

一 重視學生工程意識的培養(yǎng)

所謂工程意識，[2,3]是工程師的頭腦對事物、經濟環(huán)境、自然環(huán)境這個“大工程”的能動反應，就是在充分掌握自然規(guī)律的基礎上，尊重自然、保護自然，合理合法地開發(fā)利用自然條件，去完成某項工程，創(chuàng)造出新的物質財富的意念。其主要表現為：全局意識、經濟意識、質量和服務意識、安全生產意識、人本意識、環(huán)保意識、法律意識、開放意識。[4]安全工程專業(yè)學生是未來的安全工程師、安全評價師，應該在求學期間逐漸領悟到上述意識。在課堂教學過程中，首先筆者通過分析礦山事故案例，讓學生了解安全工程專業(yè)在礦山生產的重要性，教授他們如何運用專業(yè)知識分析礦井生產系統(tǒng)是否危險，使學生一開始就從解決實際問題的角度領悟知識，而不是單純地對課本知識的掌握。其次引入工程設計、課題研究、模型制作、現場參觀等教學手段，引導學生主動思考問題、分析解決問題，培養(yǎng)他們的工程意識。最后考核時，弱化知識識記部分，根據學生動手解決問題、相互協(xié)作、主動學習等表現來決定其成績。

二 工程教育理念在教學方式中的滲透

1.將工程設計與課堂教學相結合。

在每輪上《采礦通論》第一堂課時，筆者會讓學生2～3人組成一組，發(fā)給每組一張煤層底板等高線圖與相應的地質資料，要求他們隨著課堂學習，完成一次礦井生產系統(tǒng)設計，課程上完按照畢業(yè)設計要求遞交一份采礦設計成果。為了保證工程設計與課堂教學密切結合，檢驗學生的學習效果，在每個知識單元學完后專門抽出1課時檢查學生應用知識的能力和設計進度，解答大家存在的共性問題。如礦山地質學學完后，每位學生應該熟悉自己設計圖紙上的地質構造、標示符號，應該會計算儲量和確定礦井生產能力。學生對知識的現學現用，面對真實的圖紙資料就不覺得枯燥乏味；且學生帶著任務去學習，對其主動學習有一定的促動。同時，筆者會有意識地告知學生，設計要貼近現場實際，不能太理想化，并且要進行必要的成本考慮。如許多組學生為了簡化采區(qū)系統(tǒng)，每層煤都布置三條上山，造成礦井掘進費用很高，筆者幫學生分析了礦井實際怎么考慮這類問題的，例如盡可能開掘煤層巷道、聯(lián)合開采、改變階段布置方式等。又如學生初始確定礦井生產能力時，硬套設計規(guī)范，造成階段傾向尺寸2000多米，不符合實際情況，筆者從工程角度給學生解釋設置合理尺寸的依據。

在傳統(tǒng)的課堂教學中發(fā)現不了這些問題，知識一經應用問題就暴露出來。其歸根結底是傳統(tǒng)的教學僅只是認知教育或識記教育，并沒有把知識與工程結合起來；學生學了一學期仍不會運用知識，僅記住了幾個概念或框框。由此可見把工程實踐與課堂教學結合的重要性，工程教育的重要性。

2.組織制作工程模型。

利用學校大學生科研立項、二級院系模型制作大賽等活動，組織學生制作采礦工程模型，以此來提高學生的空間思維、動手和協(xié)作能力。在每次活動前，筆者把課堂學習中的一些環(huán)節(jié)形成制作模型的想法告訴學生，讓學生3～5人組成一組，一般2組。讓學生自己利用1周時間思考如何能夠展示要學習的知識，接著編寫模型制作初始方案，包括模型表現原理、學生分工、所需材料、制作步驟、預期效果等。這一切都由學生自己去想去做，指導老師不加干涉，充分發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造性。然后指導教師審閱制作方案，幫助學生分析模型制作的可行性、具體步驟及其難點，與學生充分交流，指導他們運用工程的思維編寫大學生科研立項申請書或模型大賽方案指導書。接下來把經費給學生，由他們購買材料和工具，自負盈虧。制作模型過程中，指導教師只負責進度和出主意，學生自己繪制圖紙、打造框架、接線焊接等。在近三年學校各項活動中，筆者指導學生制做了“采區(qū)運輸系統(tǒng)”、“斷層構造演示”、“綜采工作面風、瓦斯電閉鎖”等模型，這些模型集成了電、光、機械、結構等方面的知識，極大地調動了學生學習知識的熱情和動手協(xié)作能力。

3.讓部分學生參與現場科研實踐。

2008級有2名學生參與了李鳳儀教授主持的“七臺河礦區(qū)桃山礦九井采空區(qū)充填項目”，2名學生參與了蒲文龍老師主持的“雙鴨山礦區(qū)東保衛(wèi)礦大傾角煤層深孔爆破項目”，3名學生參與其他老師的煤礦生產能力核定等科研活動。這些學生參與井下數據實測、材料設備搬運、儀器儀表的使用，目睹了礦井生產的許多環(huán)節(jié)，切實體會到礦井巷道系統(tǒng)如何布置、井下各大系統(tǒng)如何運行。與正常的課堂學習相比，學生參與老師的科研項目，能深刻感受到如何把書本知識應用到工程實踐中，熟悉工程實際問題的處理過程。因此讓學生參與現場科研實踐，能迅速提升其工程意識和工程精神，實現真正意義上的工程教育。

三 教學效果分析

對比分析安全工程2007、2008、2009三屆統(tǒng)招班學習《采礦通論》專業(yè)課情況，2007級三個班采用傳統(tǒng)的課堂講授法教學，考核方式為閉卷考試+課堂表現+考勤；2008級兩個班、2009級一個班引入工程教育的理念改進教學方式，考核方式為工程設計+課外實踐+口試+課堂表現。其教學效果具體表現在以下幾個方面。

1.對后續(xù)畢業(yè)設計的影響。

2007級學生三班88名學生70分以上20人，這20人畢業(yè)設計時大部分做了礦山安全類設計，在做井田開拓部分時，很多學生一臉茫然，無從下手，更不用說其余學生了；指導教師只有像上課的時候重新講一遍。而2008級兩個班41名學生，經過課堂的設計訓練后，能夠很快進行礦井生產地質資料分析、儲量計算，采區(qū)生產系統(tǒng)方案設計也能夠根據實際情況提出合理的方案。如2008級1班的耿新亮同學根據采區(qū)煤層傾角不同，分別在井田東西翼應用了帶區(qū)式和采區(qū)式布置，活學活用了課本知識，積淀了自身的工程思維。

2.學生掌握知識的牢靠程度。

2007級學生主要采用閉卷方式考核，試題三套覆蓋了教材絕大部分知識點，結果有10位不及格，2/3學生在70分以下，說明傳統(tǒng)的教學考核方式使得學生只能死記硬背一些概念、理論，考前突擊，考后全部“回歸老師”。2008級學生主要采用設計+課外實踐方式考核，平時每一單元、每一模塊成績都打分記錄，期末累加考核，結果期末口試時絕大多數學生都能說出問題的實質，知識掌握較為牢靠。

3.學生設計技能的掌握。

通過課堂教學與工程實踐相結合，一使學生具備資料查閱、信息捕捉、計算機繪圖等基本能力；二結合實際地質條件，學生具備采區(qū)生產系統(tǒng)、采掘工作面等方面的獨立工程設計能力。三增強了學生獨立科研和團隊合作能力、與人溝通和協(xié)作的能力。

四 結論

在《采礦通論》教學中引入工程教育理念，改變了傳統(tǒng)的教學方式，揉和了多種教學手段，豐富了教學內容，增加了學生對《采礦通論》課程的學習興趣，效果非常顯著。更重要的是，提早培養(yǎng)學生的工程意識，提早使其感悟工程教育理念，對其今后的學習和工作都大有裨益。

[1]侯英翔．論提高“采煤概論”教學質量的方法[J]．實驗技術與管理，2010，27(3)．

[2]孫平．工程教育“雙師型”教師知識結構目標及發(fā)展途徑[J]．職業(yè)技術教育，2007(13)．

[3]李小朋，劉永紅．從工程意識培養(yǎng)的角度談“機械制造工藝學”教學[J]．中國大學教學，2011(5)．

[4]吳文輝．論卓越工程師的工程精神和工程意識[J]．長春理工大學學報(社會科學版)，2011(7)．

ClassNo.:G642.0DocumentMark：A

(責任編輯：鄭英玲)

ApplicationofEngineeringEducationIdeasintheGeneralTheoryofMiningTeaching

Zhang Jinpeng, Zhang Yingxin, Wei Chunrong

(College of Safety Engineering， Heilongjiang Institute of Science amp;Technology，Harbin, Heilongjiang 150027，China)

General Theory of Mining is a specialized basic course for Safety Engineering majors. Because of a great deal of mining knowledge and complicated spatial structure included in the course , it is of an engineering and practical properties. In order to enhance the engineering consciousness, subjective learning ability and operational ability of students, the ideas of engineering education was introduced into the General Theory of Mining teaching. And some teaching methods , such as engineering design, model making, case discussion and participating scientific research , are applied to this course . The results show that the quality of students in engineering and the teaching experiences of instructors have been improved through the introduction of engineering education ideas.

engineering education; engineering consciousness; teaching reform; modes of instruction

張錦鵬，碩士，講師，黑龍江科技大學安全工程學院。研究方向：礦山安全系統(tǒng)工程、煤層氣開發(fā)。

黑龍江省高等教育教學改革項目(JG2012010551)。

1672-6758(2013)08-0005-2

G642.0

A