美國肯塔基大學(xué)采礦工程專業(yè)課程分析及啟示

韋四江 劉少偉 熊祖強(qiáng) 王成 陳曉祥 徐學(xué)鋒

摘要：在分析美國肯塔基大學(xué)采礦工程專業(yè)《露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)》課程的基礎(chǔ)上，認(rèn)為其課堂教學(xué)具有老師備課充分、信息豐富、學(xué)生課后作業(yè)貼合工程實(shí)際特點(diǎn)，達(dá)到了學(xué)生學(xué)得會(huì)、用得上的目的。針對(duì)河南理工大學(xué)采礦工程《礦山壓力與巖層控制》課程，提出了發(fā)揮學(xué)生自主能動(dòng)性，強(qiáng)化課后作業(yè)及設(shè)置課程設(shè)計(jì)的建議。

關(guān)鍵詞：肯塔基大學(xué)；采礦工程；課堂教學(xué)；課后作業(yè)；課程設(shè)計(jì)；

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

Enlightenment and Course Analysis of Surface Mining Design & Environment Protection in University of Kentuky

Wei Sijiang ，Liu Shaowei ，Xiong Zuqiang， Wang Cheng， Chen Xiaoxiang， Xu Xuefeng

（School of Energy Sceince and Technology， Henan Polytechnic University， Jiaozuo， Henan）

Abstract： Based on the analysis of Surface mining design & Environment protection in University of Kentuky， the course was charactered with surficent lesson preparation， rich information， homework with field background. The goal of the course is that students can learn and apply the knowledge and skill. To the course Mining pressure and strata control， the proposal includes promotion of students own initiative， homework and course design.

Keywords： University of Kentucky， Mining engineering， classroom teaching， homework，course design.

2014年11月至2015年5月，筆者受國家留學(xué)基金委地方合作項(xiàng)目資助，前往美國肯塔基大學(xué)進(jìn)行為期6個(gè)月的訪學(xué)，期間旁聽了該校采礦工程專業(yè)《露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)》課程，感觸頗深。該課程所采用的教學(xué)方法、內(nèi)容、手段等值得國內(nèi)工科專業(yè)思考、借鑒。

1 課程分析

從課程特點(diǎn)及內(nèi)容分析、教師準(zhǔn)備（教師備課、教師上課）、上機(jī)實(shí)習(xí)（專業(yè)軟件-EXCEL、Maptek Vulcan、Carlson、Rockscience等）、學(xué)生課后作業(yè)、考核等方面展開分析。

（1） 課程內(nèi)容及特點(diǎn)

Jhon Silva Castro為授課教師，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，他本科（巖土工程，1996年）、研究生（地質(zhì)工程，2003年）均畢業(yè)于南美的哥倫比亞大學(xué)；博士（采礦工程，2012年）畢業(yè)于肯塔基大學(xué)。做過10年巖土咨詢師，博士期間繼續(xù)兼職礦業(yè)高級(jí)咨詢主管。在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算、邊坡穩(wěn)定計(jì)算、爆破設(shè)計(jì)、露天及井工開采設(shè)計(jì)及規(guī)劃等方面有豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)。熟練掌握Rocscience software、Surpac Vision、VB、Plaxis和FLAC等軟件，并且能用Matlab進(jìn)行編程。Jhon能夠?qū)⒆约簠⑴c或相關(guān)的項(xiàng)目融入課堂中，使課堂增色不少。

露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)（Surface Mine Design & Environmental Issues ）課程，15周時(shí)間，每周3次，每次講授大約40mins。課程內(nèi)容包括礦井地質(zhì)、資源儲(chǔ)量計(jì)算、邊坡穩(wěn)定、巖石力學(xué)及Rocscience軟件、AUTOCAD及Carlson軟件，礦區(qū)規(guī)劃、開發(fā)設(shè)計(jì)及Maptek Vulcan軟件、礦區(qū)道路設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃及設(shè)備選型、環(huán)境保護(hù)、開采成本核算等。美國教材較貴，因此僅指定基本參考書和手冊(cè)，更多的是大量的自學(xué)閱讀資料。課程內(nèi)容更多的是方法、技能的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，做到基礎(chǔ)扎實(shí)，畢業(yè)后能勝任工作。

（2） 課堂教學(xué)及輔導(dǎo)

雖然每周只有不到3個(gè)小時(shí)的上課時(shí)間，但Jhon需要花費(fèi)大量的時(shí)間去準(zhǔn)備，每次課一個(gè)文件夾，包含相應(yīng)的閱讀材料（該課程沒有指定教材，而是指定了基本參考書）、課程有關(guān)的幻燈片、參考資料網(wǎng)站（如世界礦山信息網(wǎng)、美國煤礦產(chǎn)能網(wǎng)）、礦山及軟件學(xué)習(xí)視頻；課件沒有華麗的動(dòng)畫及嚴(yán)格的時(shí)間規(guī)定。課堂學(xué)生23人，上課氣氛輕松活潑，學(xué)生如遇到不懂的地方，學(xué)生立即舉手示意，老師會(huì)停下來耐心作答。

肯塔基大學(xué)每位師生員工都有一個(gè)linkblue賬號(hào)，無線wifi信號(hào)全校覆蓋，Jhon把上課所用的資料上傳到自己的課程空間里，學(xué)生可以憑賬號(hào)下載。課后輔導(dǎo)以發(fā)郵件為主，郵件回復(fù)速度很快；如果需要當(dāng)面討論問題，則要提前發(fā)郵件或電話預(yù)約。

（3） 上機(jī)實(shí)習(xí)

本課程涉及的軟件包括基本繪圖軟件AutoCAD及其二次開發(fā)礦業(yè)軟件Carlson、三維礦山開發(fā)軟件Maptek Vulcan、巖石力學(xué)軟件Rocscience和邊坡穩(wěn)定分析軟件Slope，相關(guān)作業(yè)需要相應(yīng)的軟件輔助完成，作業(yè)電子版發(fā)給Jhon，批改后返回。除了老師對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行面授外，多數(shù)時(shí)間學(xué)生則在機(jī)房加班加點(diǎn)學(xué)習(xí)軟件、完成作業(yè)。

（4） 課程考核

課程注重過程控制，考核方式多樣化，包括作業(yè)（15%）、課程設(shè)計(jì)（15%）、課前測試（10%）、期中考試（30%）、期末考試（30%）；碩士研究生略有差異，作業(yè)和課程設(shè)計(jì)份額各減少5%，增加優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容（10%）。正式課程之前，老師都會(huì)對(duì)上次課的重要內(nèi)容進(jìn)行小測試，時(shí)間3-5分鐘，回答后活頁紙張上交；每堂課結(jié)束前，作業(yè)都會(huì)隨課堂布置，類似于課程設(shè)計(jì)的作業(yè)計(jì)5次。如第1次課綜述，其作業(yè)為：為何要用露天開采，用自己的話寫個(gè)綜述；用圖表顯示最近8年來露天開采和地下開采的產(chǎn)量對(duì)比圖，并分析之；學(xué)生需要認(rèn)真閱讀老師指定的參考書或論文，才能對(duì)較好的回答相關(guān)問題。老師僅指定基本相關(guān)的參考文獻(xiàn)、著作、手冊(cè)、網(wǎng)站等作為參考書，需要學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間去閱讀。其它作業(yè)：礦體模型計(jì)算、礦坑極限邊界計(jì)算、道路設(shè)計(jì)、邊坡穩(wěn)定分析，這些作業(yè)類似國內(nèi)高校的課程設(shè)計(jì)，不同的是需要在相關(guān)內(nèi)容講授結(jié)束后以作業(yè)的形式完成，非常及時(shí)，讓學(xué)生能夠?qū)W得會(huì)，用得上。

2 啟示

我國的高等教育毛入學(xué)率超過15%，從“精英化”階段進(jìn)入了 “大眾化”階段，但馬丁·特羅教授指出，大眾化階段不僅僅量的擴(kuò)張，更重要的擴(kuò)張后帶來的所有教育活動(dòng)的預(yù)警[1]?？v觀高校1999年大規(guī)模擴(kuò)招以來，國內(nèi)多數(shù)高校工程教育存在人才供給與社會(huì)需求之間存在鴻溝、工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位模糊，培養(yǎng)模式趨同等方面的問題[2]。結(jié)合《露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)》課程的粗淺認(rèn)識(shí)，對(duì)采礦工程專業(yè)課《礦山壓力與巖層控制》的啟示如下：

（1） 過程控制，考核方式多元化

國內(nèi)的專業(yè)課往往為一考定終身，課程結(jié)束后，多數(shù)老師會(huì)根據(jù)考試的重點(diǎn)問題復(fù)習(xí)，所謂的劃重點(diǎn)，期末考試后，即還給了老師，教學(xué)效果不佳。因此，《礦山壓力與巖層控制》要借鑒《露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)》課程的課堂小測試、期中考試、課程設(shè)計(jì)、期末考試的考核模式，實(shí)施過程控制，相信定能取得好的效果。

（2） 還自由時(shí)空給學(xué)生

在美國，不止一次聽本科生、研究生說，自己本學(xué)期選了4門或5門課，累的夠嗆。因?yàn)檎n堂上老師講的內(nèi)容較少，學(xué)生課后要花大量的時(shí)間去閱讀、完成作業(yè)及課程設(shè)計(jì)。相比之下，國內(nèi)高校學(xué)生課堂排的滿滿當(dāng)當(dāng)，疲于應(yīng)付，沒有太多的時(shí)間思考。因此，國內(nèi)高校應(yīng)削減不必要的考試課，如就業(yè)指導(dǎo)、形勢與政策、思想道德修養(yǎng)、法律基礎(chǔ)等課程，不是滿堂灌，而是充分發(fā)揮學(xué)生的能力，去調(diào)查社會(huì)存在的問題，運(yùn)用知識(shí)提出解決的辦法。如采礦工程專業(yè)課《礦山壓力與巖層控制》，每周四個(gè)學(xué)時(shí)，應(yīng)留出1個(gè)小時(shí)，讓大家去討論，提問題，提高學(xué)生參與思考問題的積極性。

（3） 注重作業(yè)和課程設(shè)計(jì)

隨課作業(yè)反映了講授的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此要布置結(jié)合工程實(shí)踐的作業(yè)和課程設(shè)計(jì)?！兜V山壓力與巖層控制》課后作業(yè)不能完全反映當(dāng)前的工程技術(shù)現(xiàn)狀，授課老師要結(jié)合當(dāng)前礦壓控制的新設(shè)備、新技術(shù)，給出現(xiàn)場的工程背景，布置作業(yè)或課程設(shè)計(jì)（采場支護(hù)設(shè)計(jì)、巷道支護(hù)設(shè)計(jì)、礦壓觀測設(shè)計(jì)；具體工程地質(zhì)條件來自礦井真實(shí)條件），調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問題和解決問題的能力。

（4） 專業(yè)課嘗試小班上課

我國的高等教育經(jīng)歷了如下4個(gè)發(fā)展階段： 注重具體知識(shí)的傳統(tǒng)教育階段、擴(kuò)充辦學(xué)規(guī)模的過渡階段和素素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育階段[3]。因此，培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才成為當(dāng)前工程教育的重點(diǎn)[4]。要改變專業(yè)課大班上課的模式，擯棄以班級(jí)數(shù)計(jì)算工作量的做法，為真正實(shí)現(xiàn)過程控制做好制度準(zhǔn)備。

（5） 信息平臺(tái)

目前，微課、大規(guī)模在線開放課程（慕課MOOC，Massive open online course）在國內(nèi)高校正轟轟烈烈的開展，但我們不能僅僅限于形式而忽略了實(shí)質(zhì)[5]，需要大量的諸如制度建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容及評(píng)價(jià)等方面的建設(shè)。在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)大學(xué)還不能取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式，但網(wǎng)絡(luò)開放課程的做法值得借鑒。國內(nèi)學(xué)校要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，開展網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上輔導(dǎo)、網(wǎng)上批改作業(yè)等教學(xué)活動(dòng)，提高授課效果和效率。

3 結(jié)論

本文在分析美國肯塔基大學(xué)采礦工程專業(yè)《露天開采設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)》課程教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等方面的基礎(chǔ)上，對(duì)我國采礦工程專業(yè)《礦山壓力與巖層控制》課程提出了幾點(diǎn)意見和建議，希望能夠?yàn)椴傻V工程專業(yè)課教學(xué)提供有益的幫助。

參考文獻(xiàn)

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