東北大學國家級教學成果獎“《采礦學》教材建設”教學改革成果總結

王青　顧曉薇　邱景平　孫曉剛　劉婉婷　林萱

摘要：針對在內(nèi)容體系上與21世紀采礦專業(yè)知識結構的信息化、數(shù)字化、生態(tài)化和國際化之間的適應性問題，《采礦學》確立了“硬技術與軟科學并重，國內(nèi)實用和與國際接軌兼顧，體現(xiàn)最新研發(fā)成果”的知識內(nèi)容體系?？紤]到采礦中大量單體技術和方法的融會貫通問題，以及引入“軟科學”理論和方法后新產(chǎn)生的與“硬技術”有機結合問題，《采礦學》將“以采礦方式方法和工藝過程為主線，把相關單體技術和方法置于主線上的對應應用點上”作為教材整體結構框架。針對采礦工程所特有的時空動態(tài)特征給學生帶來的在建立三維空間概念和工程時序概念上的困難，東北大學采礦所的老師們研發(fā)了一系列關于采礦工程結構和工藝過程的三維動畫短片，很好的幫助了學生在建立三維空間和時序概念中的困難。《采礦學》（第2版）作為采礦工程專業(yè)課的主導教材，在內(nèi)容結構體系上的時代性和系統(tǒng)性已經(jīng)得到業(yè)界的廣泛認可，并被評為國家級教學成果二等獎。

關鍵詞：教材建設；采礦學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0081-02

一、采礦學教材建設的必要性與意義

教材作為傳授知識的主要載體，是對課程內(nèi)容體系的集中反映，同時也是學生獲取知識的重要來源?！恫傻V學》（第2版）就是在近10多年中不斷的教學實踐、研究以及改革中逐漸形成的，對采礦工程專業(yè)課教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高都具有十分重要的意義。

隨著全球采礦行業(yè)的蓬勃發(fā)展，采礦技術不斷更新，逐漸從之前的以機械化和大型化為主向數(shù)字化、信息化、自動化轉變。目前，國外普遍將為環(huán)境設計理念為基本出發(fā)點，把生態(tài)化開采作為礦山設計的主要內(nèi)容，礦山環(huán)境得到有效的改善和保護。因此，傳統(tǒng)的采礦方法和設計理念也隨之發(fā)生了深刻的變化[1，2]。

新的采礦技術和設計思想，對從事采礦工作的人才無論是在知識結構上還是思維方式上都提出了更高的要求?！恫傻V學》就是為了適應這一發(fā)展趨勢對采礦專業(yè)人才的知識結構提出的新要求，凝結了15年的教學實踐經(jīng)驗和眾多業(yè)內(nèi)人士的反饋意見，系統(tǒng)研究分析了歐美和我國典型大學采礦工程專業(yè)教學內(nèi)容及其教材的特點和優(yōu)點后，形成的教學成果[3，4]。

二、教材改革與建設目標

《采礦學》教材改革的總體建設目標：以教材為載體，推動教學內(nèi)容體系的改革和完善，不斷提高采礦專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，使之適應采礦科學技術的發(fā)展要求。

針對內(nèi)容設計，《采礦學》（第2版）融入了目前世界上最新的環(huán)保、節(jié)能、高效采礦方法和理論。鑒于目前政府鼓勵海外礦產(chǎn)資源投資建設以及越來越多的礦業(yè)人才走出國門，參與到世界的采礦潮流中，所以以往的采礦教學內(nèi)容必須改變，既要滿足國內(nèi)礦山技術人才的需要，又要與世界國際性人才接軌?！恫傻V學》再版就是著力解決21世紀采礦專業(yè)知識結構與數(shù)字化、信息化、國際化和生態(tài)化之間相適應的問題，實現(xiàn)工藝技術、采礦方法等傳統(tǒng)“硬技術”與技術經(jīng)濟決策、數(shù)值模型以及生態(tài)化開采、開采方案優(yōu)化等“軟科學”并重，同時兼顧國內(nèi)、國際相關理念和方法，并充分顯示國內(nèi)外在礦業(yè)領域應用較成熟的最新研究成果。在實踐上，《采礦學》以解決采礦工程專業(yè)課教學中特有的礦山三維空間概念（礦體模型以及回采空間布置）和工藝時序（采礦方法和回采時空順序等）概念難以建立以及實踐性強的難點問題為目標，在教學中，運用與教材配套發(fā)行的采礦工藝三維模型、實際礦山的數(shù)值模型數(shù)據(jù)庫以及專門為教學研發(fā)的優(yōu)化設計軟件，使學生盡量快速牢固地掌握采礦工程空間布置結構、回采過程的時空先后順序以及相互關系。同時學生通過使用提供的軟件可以進行近于實戰(zhàn)的優(yōu)化設計，在很大程度上提高了學生應用課堂知識的能力。

三、教材建設特色

《采礦學》教材建設在內(nèi)容設計以及理論研究上具有顯著的時代創(chuàng)新特色。隨著環(huán)境問題的日益突出，人類對環(huán)境保護意識逐漸增強，為環(huán)境設計理念逐漸走進公眾視野。造成當今環(huán)境問題日趨嚴重的一個非常重要的因素就是礦山開采，在整個資源開采過程中，大量的地表被剝離、地下水位下降以及地下水嚴重污染、尾礦庫和排土場的沙塵飛揚、土地重金屬污染等，為了控制礦山環(huán)境問題的惡化，國外政府對礦山開采進行了嚴格的限制以保障環(huán)境，但大多都還停留在先污染后治理的末端環(huán)境保護，本教材中提出的為環(huán)境設計理念思想中一個關鍵點就是實現(xiàn)源頭減量，即在礦山設計初期就將環(huán)境問題考慮進去，同時把技術經(jīng)濟評價、決策和優(yōu)化等“軟科學”作為與礦山開采同等重要的環(huán)節(jié)融入到新教材中，形成了一個適應時代特色的、新的采礦專業(yè)知識結構體系。在體系結構上，《采礦學》形成了一個較為完整的系統(tǒng)，不再是對新技術、新思想的簡單組合，而是從整個采礦工業(yè)和采礦方法出發(fā)，將理論知識、技術方法等進行融會貫通，使之形成一個完整體系。比如在礦山生產(chǎn)設計優(yōu)化中，首先以礦山開采的基本特點為基礎，結合已經(jīng)成型的且較為成熟的理論算法，進行礦山優(yōu)化設計；在設計過程中將經(jīng)濟決策作為礦山優(yōu)化的目標，量化生態(tài)壓力，將生態(tài)環(huán)境保護作為約束條件；同時，以整個礦山生產(chǎn)工業(yè)為線索，在不同工業(yè)環(huán)節(jié)進行展開論述，包括設計思想、運輸工具調(diào)度配置、炸藥型號選擇等。在實踐上，從軟件的開發(fā)到三維模型的應用都讓學生參加進來，首先在思維形式上樹立起全面觀，在教學過程中，將實際礦山建立成數(shù)字模型，通過軟件教學對礦山生產(chǎn)的每一個工藝環(huán)節(jié)都進行現(xiàn)場模擬，讓學生如親臨現(xiàn)場，有效解決了學生建立三維立體感的困難，不僅提高了教學質(zhì)量，更培養(yǎng)了學生的動手能力以及應用所學知識解決實際問題的能力

四、教材建設成效

《采礦學》（第2版）從教材結構安排以及內(nèi)容設計上，都凝結了東北大學采礦工作者們過去十多年里中在教學研究、實踐和改革方面的心血。東北大學《采礦學》教材自出版以來，獲得各種教學類成果獎：《采礦學》第一版被批為教育部普通高等教育“九五”國家級規(guī)劃教材；2004年由該教材編著者王青教授主講的采礦學課程獲“東北大學校級精品課程”；經(jīng)過不斷的探索、研究和總結，該課程2008年被評為“國家精品課程”，得到學校和教育部的大力支持；2009年申報“課程建設成果及其教學和課程體系改革成果”，獲得遼寧省教學成果一等獎的佳績。在上述課程建設項目建設的支撐下，以及多年的教材建設和課堂講學經(jīng)驗，結合在校生課堂反饋和畢業(yè)生的工作經(jīng)歷反饋，對《采礦學》教材在內(nèi)容和結構體系上進行重新改進和編著，《采礦學》再版并列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，并于2011年4月再次出版發(fā)行。2012年，以《采礦學》教材建設申報的教學成果——“《采礦學》教材建設”，同時獲東北大學教學成果一等獎，遼寧省教學成果（教材類）一等獎的好成績。2012年，我專業(yè)同時被教育部評為采礦工程“國家卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施高?！敝攸c建設專業(yè)，配套“專業(yè)綜合改革試點”項目。2012年底，綜合教改項目再次獲得東北大學教學成果特等獎、遼寧省教學成果一等獎；2014年5月，《采礦學》第二版被列入高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材；2014年6月和9月，“采礦工程專業(yè)課程體系改革與卓越人才培養(yǎng)模式研究”分別獲東北大學本科教項目立項以及遼寧省教改項目立項；2014年7月，“《采礦學》教材建設”教學成果被評為國家級教材成果二等獎，根據(jù)教材內(nèi)容建設的網(wǎng)絡平臺獲得東北大學優(yōu)秀網(wǎng)絡課程二等獎；2014年9月，采礦學網(wǎng)絡精品課程獲“遼寧省教育軟件大賽二等獎”。

五、成果應用

《采礦學》第一版作為教育部普通高等教育“九五”規(guī)劃教材，在2001年由冶金工業(yè)出版社出版統(tǒng)一發(fā)行，首次面世，其內(nèi)容和結構上的顯著創(chuàng)新逐漸得到我國采礦教育界和工業(yè)界的認可，發(fā)行量不斷增加，成為許多大專院校教學、公司培訓的教學用書以及廣大采礦工程技術人員的參考用書。截止2011年，《采礦學》第一版先后印刷九次，印數(shù)高達25000余冊，其發(fā)行量之高在同類專業(yè)教材中實屬少見。應廣大采礦同行要求，根據(jù)近些年的教學實踐以及相關反饋意見，同時針對該書出版以來采礦科學技術的發(fā)展，對原教材進行了重新整理和編著，融入新的時代特色。由于新教材的獨特構思，《采礦學》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，于2011年出版發(fā)行。由于第一版已經(jīng)得到業(yè)界的廣泛認可，加上第二版具有的顯著時代特色，其發(fā)行量劇增，截止2013年，已印刷了五次，總印數(shù)高達23000冊，成為冶金工業(yè)出版社近兩年年度出版的所有書籍中發(fā)行量最大的教材。據(jù)出版社不完全統(tǒng)計，訂購《采礦學》教材的有東北大學、中南大學、北京科技大學、中國礦業(yè)大學、昆明理工大學、重慶大學、遼寧工程技術大學、西安建筑科技大學、山東理工大學等高等院校，包括福建、貴州、重慶、甘肅和浙江等地的學校和企業(yè)?！恫傻V學》已經(jīng)成為一部在全國具有重大影響力的專業(yè)教材，在現(xiàn)代采礦專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。

參考文獻：

[1]王青，顧曉薇，邱景平，孫曉剛.《采礦學》本科專業(yè)教材建設改革與實踐[J].教育教學論壇，2014，（10）：31-33.

[2]顧曉薇，邱景平，王青，孫曉剛.采礦工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式建設與實踐[J].教育教學論壇，2014，（15）：205-206.

[3]王青，顧曉薇，任鳳玉，等.采礦學課程建設與教學改革研究[J].重慶大學學報（社會科學版），2010，（16）：71-74.

[4]顧曉薇，王青，邱景平，魏德洲，等.礦業(yè)類高等工程教育卓越人才培養(yǎng)模式改革與實踐[J].教育教學論壇，2013，（49）：219-220.endprint