基于采礦工程實踐作品大賽的大學(xué)生實踐能力培養(yǎng)

毛金峰，李金波，李 鈺，胡 勇

(新疆工程學(xué)院 礦業(yè)工程與地質(zhì)學(xué)院， 烏魯木齊 830000)

隨著礦業(yè)行業(yè)對采礦人才的需求量增大，高校采礦工程專業(yè)人數(shù)增加，但高校辦學(xué)條件與實踐教學(xué)等方面條件受限，采礦工程專業(yè)學(xué)生的動手能力和實踐創(chuàng)新能力比較欠缺。2011年，由中南大學(xué)承辦第25屆全國高校采礦工程專業(yè)學(xué)術(shù)年會，同時還舉辦了首屆全國高等學(xué)校采礦工程專業(yè)學(xué)生實踐作品大賽，至今已連續(xù)舉辦了九屆，累計有來自全國30多所礦業(yè)類高校的數(shù)千名大學(xué)生參與其中，目前已逐步發(fā)展為礦業(yè)類高校具有較強影響力的大學(xué)生創(chuàng)新實踐競賽活動。

采礦工程專業(yè)以培養(yǎng)工程實踐能力強和可應(yīng)用創(chuàng)新型工程技術(shù)的人才為目標(biāo)，要求學(xué)生具有扎實的專業(yè)理論知識、突出的工程實踐能力、專業(yè)創(chuàng)新意識和專業(yè)創(chuàng)新能力。培養(yǎng)采礦專業(yè)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是近年來各礦業(yè)高等院校急需探索的課題，也是采礦專業(yè)學(xué)生個人成長和發(fā)展必須解決的難題。

1 采礦模型實踐作品大賽的必要性與采礦模型類別

1.1 采礦模型大賽必要性

采礦工程是地礦類工程技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)，是一門實踐性很強的學(xué)科。采礦專業(yè)實踐課程對學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。礦山企業(yè)具有行業(yè)特殊性，采礦大學(xué)生赴生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行實習(xí)實訓(xùn)時，在成本投入和安全保障兩方面具有較大隱患。需在采礦工程專業(yè)范圍內(nèi)大力開展采礦模型設(shè)計與制作實踐活動，促進(jìn)學(xué)生采礦理論知識學(xué)習(xí)、實踐能力訓(xùn)練、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

1.2 采礦模型類別

采礦模型最初是指礦山(包含露天礦和井工礦)立體實體模型，即物理模型。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展，采礦模型由原來傳統(tǒng)的物理模型演變?yōu)槎喾N類型，如傳統(tǒng)的采礦物理實體模型、采礦數(shù)字模擬仿真模型、采礦教學(xué)互動類學(xué)習(xí)模型。

傳統(tǒng)的采礦物理實體模型是以某生產(chǎn)礦山為依據(jù)并按照一定比例制作的礦山整體或一部分實體物理模型，如井工開采煤礦的開拓方式、采煤方法、通風(fēng)系統(tǒng)、提升運輸系統(tǒng)、供電與給排水系統(tǒng)，等等。采礦數(shù)字模擬仿真模型是指使用計算機(jī)地礦軟件而建立的虛擬礦山整體或某一部分?jǐn)?shù)字模型，等等。采礦教學(xué)互動類學(xué)習(xí)模型是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下制作的與采礦技術(shù)相關(guān)的DV作品、采礦動漫與課件、學(xué)習(xí)網(wǎng)站與網(wǎng)上實驗，等等。

2 采礦模型應(yīng)用背景下采礦專業(yè)學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

采礦物理模型應(yīng)用于采礦工程專業(yè)教學(xué)與學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)，經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。最初，采礦模型僅是采礦工程專業(yè)核心課程理論課堂上的教具，學(xué)生通過觀察模型結(jié)構(gòu)來理解礦山空間的位置關(guān)系，熟悉開拓準(zhǔn)備、采煤通風(fēng)、運輸提升等生產(chǎn)系統(tǒng)。當(dāng)前的采礦模型已發(fā)展為礦業(yè)高校培養(yǎng)采礦專業(yè)人才的重要實踐教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生不僅能通過理論課堂來觀察模型和走進(jìn)教學(xué)模型實驗室，而且可在理論學(xué)習(xí)與教師指導(dǎo)的基礎(chǔ)上親自設(shè)計并制作模型，這有利于提高學(xué)生對采礦職業(yè)的興趣，加深對專業(yè)理論知識的理解，提高實踐動手能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

3 采礦模型實踐作品的設(shè)計與制作

3.1 新疆工程學(xué)院參賽現(xiàn)狀

新疆工程學(xué)院的前身可追溯到1958年開辦的新疆煤礦學(xué)校，采礦辦學(xué)歷史悠久，但大賽舉辦近十屆以來，幾乎沒有參賽，于2018年首次組隊參加全國采礦模型實踐作品大賽，參賽的兩項作品一舉獲得兩項獎勵。由此開始，學(xué)院每年都會組織學(xué)生團(tuán)隊開展模型設(shè)計與制作，為參加大賽做準(zhǔn)備。

3.2 參賽目的

讓學(xué)生結(jié)合采礦專業(yè)實踐課程親自設(shè)計制作采礦模型，夯實采礦專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，深入理解礦山井巷空間的位置關(guān)系，掌握礦山開拓方式分類及特點，掌握采煤方法分類及特點，訓(xùn)練工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

3.3 采礦模型實踐作品研究設(shè)計與實體制作

基于采礦工程專業(yè)核心課程的實踐部分，以井巷工程、煤礦開采學(xué)等課程的實踐內(nèi)容為基礎(chǔ)，以高等學(xué)校采礦工程專業(yè)實踐作品大賽為引領(lǐng)，重點從四個方面來開展研究設(shè)計與制作：①采礦模型分類及特點。②煤礦井巷空間位置關(guān)系與巷道布置模型的設(shè)計與制作。③煤礦開拓方式分類與開拓方式模型的設(shè)計與制作。④煤礦采煤方法分類與采煤方法模型的設(shè)計與制作。

3.4 學(xué)生團(tuán)隊組建

鑒于采礦實踐作品大賽的每年比賽時間，考慮到不同年級學(xué)生的理論基礎(chǔ)與實踐動手能力，組建團(tuán)隊以小組來進(jìn)行。每個小組由1名指導(dǎo)教師和3～5名采礦工程專業(yè)的學(xué)生組成，學(xué)生分別從大三年級、大二年級、大一年級中進(jìn)行遴選。大三年級學(xué)生任組長，是總負(fù)責(zé)人，低年級學(xué)生主要負(fù)責(zé)具體分工協(xié)作，形成由高到低的年級梯隊。指導(dǎo)教師一般邀請教學(xué)經(jīng)驗豐富或具有實踐經(jīng)歷的教師，主要承擔(dān)作品設(shè)計與制作過程的理論技術(shù)指導(dǎo)工作。