采礦工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

陳 磊，張開(kāi)放

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 資源與安全工程學(xué)院，北京 100083）

采礦工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

陳 磊，張開(kāi)放

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 資源與安全工程學(xué)院，北京 100083）

采礦工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，要以培養(yǎng)具有“科學(xué)采礦”意識(shí)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，構(gòu)建開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式，注重畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的無(wú)縫對(duì)接，建立“做—學(xué)—研”相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；采礦工程；實(shí)踐；改革

一、引言

創(chuàng)新是國(guó)家和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的源動(dòng)力，國(guó)力的富強(qiáng)和民族的復(fù)興取決于創(chuàng)新能力的不斷提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新能力過(guò)程中尤為重要，其作用不可替代。而且，隨著近年來(lái)高校的不斷擴(kuò)招和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響，高校畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，用人單位對(duì)畢業(yè)生的要求也越來(lái)越高，不但要求他們具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要求他們具有一定的實(shí)踐動(dòng)手能力。因此，高校要逐漸加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在增強(qiáng)自身綜合素質(zhì)的同時(shí)，能夠滿足社會(huì)的需求。

二、采礦工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的中間環(huán)節(jié)，在本科教學(xué)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于課題理論教學(xué)具有直觀性、探索性、綜合性等特點(diǎn)，是課題教學(xué)的有效延伸和深化。實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式是多樣的，包括演示型實(shí)驗(yàn)、操作型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)將課堂所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，系統(tǒng)掌握所學(xué)知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，可以提升學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。采礦工程專業(yè)是一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，很多重要的理論和方法都來(lái)源于工程實(shí)際。采礦工程具有以下特點(diǎn)：理論性和實(shí)踐性相結(jié)合、學(xué)科應(yīng)用過(guò)程中注重細(xì)節(jié)、綜合交叉性等，這就要求工程技術(shù)人員要具有極強(qiáng)的實(shí)踐能力和分析設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，同時(shí)能夠?qū)こ虘?yīng)用過(guò)程中的各系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，具備系統(tǒng)工程的思維。因此，實(shí)驗(yàn)是教學(xué)工作中不可缺少的實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐動(dòng)手能力和重新思維起著特別重要的作用。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院依托國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心——“煤炭安全開(kāi)采與地質(zhì)保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”，積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案等方面進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐。采礦工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)劃，應(yīng)在應(yīng)用創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育并重的理念指導(dǎo)下，緊緊圍繞培養(yǎng)具有“科學(xué)采礦”意識(shí)的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，逐步完善本科培養(yǎng)方案，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建多功能、開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路和方案

（一）采礦工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路

實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要緊緊圍繞高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，注重教育理念和教學(xué)思想的創(chuàng)新，堅(jiān)持以學(xué)生為本，注重教學(xué)過(guò)程和教學(xué)質(zhì)量，不斷借鑒和吸收先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果和經(jīng)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)力度，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍建設(shè)和人員培訓(xùn)工作，不斷完善、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理體制和運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合，形成重點(diǎn)突出、特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，采礦工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)掌握固體礦床（煤炭、金屬及非金屬）開(kāi)采的基本理論與方法，具有采礦工程技術(shù)人員的基本能力，在采礦及其相關(guān)領(lǐng)域從事礦山（井工、露天）設(shè)計(jì)、工程監(jiān)理、礦井生產(chǎn)與技術(shù)管理的高等工程技術(shù)人員及科學(xué)研究人才。構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系核心內(nèi)容為“實(shí)驗(yàn)類型、實(shí)驗(yàn)層次、實(shí)驗(yàn)途徑、效果評(píng)價(jià)”，建立了多層次的實(shí)踐教學(xué)格局。根據(jù)教學(xué)載體和側(cè)重點(diǎn)的不同，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系劃分為課程實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)、行業(yè)實(shí)踐教學(xué)、社會(huì)實(shí)踐教學(xué)等多層次遞進(jìn)和整合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，保證專業(yè)人才的行業(yè)適應(yīng)性和社會(huì)適應(yīng)性。

（二）采礦工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方案

以培養(yǎng)具有“科學(xué)采礦”意識(shí)的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，逐漸改革采礦工程實(shí)踐教學(xué)模式，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，構(gòu)建一個(gè)完整的、與課堂理論教學(xué)平行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

1.進(jìn)一步完善以創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神為中心的“科學(xué)采礦”實(shí)踐教學(xué)模式。按照循序漸進(jìn)、逐漸深化的規(guī)律，逐步完善由基礎(chǔ)教學(xué)、技能學(xué)習(xí)、實(shí)踐應(yīng)用到創(chuàng)造、創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)并組織學(xué)生積極參與到具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)或者科研課題中，逐漸提高學(xué)生的科研意識(shí)和水平，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)采礦”的意識(shí)和素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新思維。引導(dǎo)學(xué)生積極參與“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”項(xiàng)目，充分利用實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)和資源，自主性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)態(tài)度。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)本科生需要參與的創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)分必修和選修兩部分，其中必修部分為科研導(dǎo)論課、科研技能實(shí)踐和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，共計(jì)6學(xué)分96學(xué)時(shí)；選修部分包括研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)術(shù)交流活動(dòng)、大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、科技創(chuàng)新與發(fā)明等環(huán)節(jié)，學(xué)分的認(rèn)定按創(chuàng)新學(xué)分認(rèn)定辦法執(zhí)行。

2.進(jìn)一步完善開(kāi)放式的教學(xué)環(huán)境。采礦工程的很多實(shí)驗(yàn)與巖土工程、土木工程等有一定的相似性和關(guān)聯(lián)度，高校在充分利用自有資源的基礎(chǔ)上，可以尋求兄弟院?；蝾愃茖I(yè)的實(shí)驗(yàn)室資源。例如一些實(shí)驗(yàn)可以聯(lián)系巖土工程或土木工程類高水平實(shí)驗(yàn)室，這樣既實(shí)現(xiàn)了資源的共享，又能拓寬學(xué)生的知識(shí)面，逐步打造開(kāi)放式的教學(xué)環(huán)境。同時(shí)，進(jìn)一步改善了實(shí)踐環(huán)境和條件，打造了網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展一些有特色的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐工作。如果條件允許，可以讓學(xué)生參加國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或國(guó)家級(jí)教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心的一些項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸一些重大項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以拓寬學(xué)生的視野。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)行開(kāi)放式的教學(xué)方式，采取靈活多樣的教學(xué)模式，在必修實(shí)驗(yàn)中增加自主實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和科學(xué)思維。

3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方法，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性。進(jìn)一步創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法，構(gòu)建多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核系統(tǒng)，客觀、立體地考察學(xué)生的實(shí)踐能力。針對(duì)一些演示性的實(shí)驗(yàn)，可以在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生進(jìn)行講解，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。而對(duì)于一些操作性的實(shí)驗(yàn)，則必須要求學(xué)生親自動(dòng)手操作，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、處理等，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)、分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這個(gè)過(guò)程中，教師主要考察的是學(xué)生的實(shí)踐能力和分析解決問(wèn)題的能力。在本科教學(xué)工作中，要一定幅度地增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的權(quán)重，相應(yīng)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)分，逐步健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法，實(shí)行書(shū)面考試與實(shí)踐操作相結(jié)合、考試與小論文相結(jié)合、采用試題庫(kù)等方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性，充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)成才。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)總學(xué)分199學(xué)分，其中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)41學(xué)分，創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)6學(xué)分，非課堂教學(xué)所占比重為23.62%。課堂教學(xué)環(huán)節(jié)2510學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)820學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比重為24.62%。主要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括公益活動(dòng)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等，共計(jì)28學(xué)分。

4.注重畢業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)縫對(duì)接。畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)都是實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，畢業(yè)實(shí)習(xí)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和構(gòu)成。畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，務(wù)必要求學(xué)生根據(jù)教學(xué)大綱要求，深入生產(chǎn)一線，熟悉采礦工程的各個(gè)流程和環(huán)節(jié)，對(duì)一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠?qū)嶋H操作，使學(xué)生將理論知識(shí)與工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，對(duì)采礦工程有直觀、全面的認(rèn)識(shí)。而畢業(yè)設(shè)計(jì)作為對(duì)采礦知識(shí)的系統(tǒng)總結(jié)和應(yīng)用，其實(shí)踐性不言而喻。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，既要強(qiáng)化學(xué)生對(duì)采礦知識(shí)的整體把握，還要求學(xué)生掌握好每一個(gè)細(xì)節(jié)，在滿足《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)安全規(guī)程》的要求下，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，對(duì)整個(gè)礦井合理設(shè)計(jì)。

5.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，采取分層次的教學(xué)方式。第一層次：基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能；第二層次：課程設(shè)計(jì)和專業(yè)綜合設(shè)計(jì)；第三層次：科技創(chuàng)新活動(dòng)。學(xué)生在達(dá)到上一層實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的前提下，獲得進(jìn)行下一層次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，自主選題，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。在必修實(shí)驗(yàn)中增加選修性質(zhì)的自主實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，增加課堂外實(shí)驗(yàn)的比重，給學(xué)生提供自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的空間，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)沖中自行發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析解決問(wèn)題，進(jìn)而鍛煉學(xué)生獲取新知識(shí)的能力。

6.建立“做—學(xué)—研”相結(jié)合的三位一體實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用“做—學(xué)—研”相結(jié)合的三位一體實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的指導(dǎo)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)，使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)、在做試驗(yàn)中培養(yǎng)科研能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新理念。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）的本科生教學(xué)起步晚于研究生教學(xué)，可以說(shuō)是在研究生教學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是師資力量雄厚，教師隊(duì)伍職稱學(xué)歷高，科研經(jīng)驗(yàn)豐富，教師的科研項(xiàng)目也比較多，這些基礎(chǔ)為本科生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新研究提供了技術(shù)支持和指導(dǎo)，也塑造了良好的學(xué)術(shù)氛圍。在實(shí)際操作過(guò)程中，選擇已經(jīng)完成的優(yōu)秀的科研項(xiàng)目，根據(jù)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)度，將科研項(xiàng)目的部分內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元，使學(xué)生在重復(fù)科研過(guò)程的實(shí)驗(yàn)中，逐步掌握從事科研的基本技能?！白觥獙W(xué)—研”的結(jié)合能有效解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受的授課方式，增加了師生之間的交流，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是連接理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐的橋梁和紐帶，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造、創(chuàng)新環(huán)節(jié)起著重要作用。采礦工程作為一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新，需要高等院校的高度重視和大規(guī)模投入。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中，要緊緊把握“以學(xué)生為本”的理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不斷強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手過(guò)程，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神。同時(shí)，積極搭建開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，多措并舉，齊頭并進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)成才。

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G642.0

A

1674-9324（2014）45-0100-03

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助（2014QZ03）

陳磊（1982-），男，安徽太和人，講師，博士在讀，研究方向：煤礦安全開(kāi)采。