劉洪磊 朱萬成 侯晨 牛雷雷
摘? 要:采礦工程是人類走向深部的先行者,應(yīng)用巖石力學(xué)課程作為為采礦提供安全技術(shù)保障的學(xué)科方向,隨著“四深”戰(zhàn)略的實(shí)施和推進(jìn),其作用變得更為重要和突出。在此背景下,也給采礦工程人才培養(yǎng)提出新的挑戰(zhàn)。通過進(jìn)行課程思政教學(xué)改革,使愛國主義教育、情感教育、意志道德教育貫穿課堂,使專業(yè)課程與思政課程同向同行,形成合力,培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的責(zé)任感與使命感,落實(shí)高校教育立德樹人的根本任務(wù)。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用巖石力學(xué);課程思政;教學(xué)改革;采礦工程
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? 文章編號(hào):2096-000X(2022)05-0134-04
Abstract: Mining engineering is the forerunner of mankind going to the deep. As the discipline direction of Applied Rock Mechanics to provide safety technology for mining, with the implementation and advancement of the "Four Deeps" strategy, its role will become more important and prominent. In this context, new challenges are also presented to the training of mining engineering talents. Through the reform of curriculum ideological and political education, patriotism education, emotional education, will and moral education are run through the classroom, so that professional courses and ideological and political courses can go in the same direction, forming a joint force, cultivating contemporary college students' sense of responsibility and mission, and implementing college education. The fundamental task of the tree man.
Keywords: Applied Rock Mechanics; curriculum ideology; teaching reform; mining engineering
在全國高校思想政治工作會(huì)議上,習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程”“要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道……使各類課程都要與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)”[1-2]。礦業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),采礦工程為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了90%以上的能源,80%以上的工業(yè)原材料,90%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。礦業(yè)支撐著我國400多座礦業(yè)城市的生存和發(fā)展,涉及3.1億人口,占工業(yè)總產(chǎn)值的25.4%。無論未來科學(xué)技術(shù)如何發(fā)展,礦業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的地位都無法取代[3-4]。應(yīng)用巖石力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,是研究巖石、巖體在力場(chǎng)作用下的變形和破壞及工程巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的一門學(xué)科,為采礦提供安全技術(shù)保障的學(xué)科方向[5-6]。國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出,要加強(qiáng)“深空”“深海”“深地”“深藍(lán)”(簡稱“四深”)領(lǐng)域的戰(zhàn)略高技術(shù)部署。“四深”既是人類對(duì)世界未知領(lǐng)域的探索方向,也是世界大國競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。在這種時(shí)代背景下,面向未來采礦發(fā)展的國家需求和國際學(xué)術(shù)前沿,適應(yīng)國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)于巖石力學(xué)方面人才的需求,也給采礦工程人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)[5,7-8]。
應(yīng)用巖石力學(xué)課程通過在課堂中強(qiáng)調(diào)采礦專業(yè)服務(wù)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位,穿插愛國主義思想引導(dǎo)、政治教育、情感教育和行業(yè)精神鼓勵(lì),培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感;引導(dǎo)學(xué)生敢于擔(dān)當(dāng)責(zé)任,勇于直面行業(yè)發(fā)展和技術(shù)瓶頸的矛盾,把礦業(yè)發(fā)展使命放在心上、把礦業(yè)安全的責(zé)任扛在肩上,學(xué)會(huì)擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任;鼓勵(lì)學(xué)生要勤于學(xué)習(xí)、敏于求知,注重把所學(xué)知識(shí)內(nèi)化于心,形成自己的見解,既要專攻專業(yè)知識(shí),又要關(guān)心國家、關(guān)心人民、關(guān)心世界,學(xué)會(huì)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任;培養(yǎng)當(dāng)代中國大學(xué)生的責(zé)任感與使命意識(shí),敢于擔(dān)當(dāng),積極有為地做礦業(yè)安全發(fā)展的開路人和奠基者。
一、培養(yǎng)目標(biāo)
國外自上個(gè)世紀(jì)60年代起,不斷研究自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化采礦技術(shù),目前正在向智慧化、無人化采礦方向發(fā)展。迎接第四次工業(yè)革命的到來,中國為礦業(yè)大國,絕不可袖手旁觀。這對(duì)于培養(yǎng)和造就中國21世紀(jì)的時(shí)代新人提出了更加迫切的要求。對(duì)于采礦工程專業(yè)來說,全面推進(jìn)采礦工程專業(yè)人才素質(zhì)教育,也是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德、智、體全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的采礦工程技術(shù)人員和研究人員的要求。
在這種時(shí)代背景下,面向未來采礦發(fā)展的國家需求和國際學(xué)術(shù)前沿,適應(yīng)國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)于巖石力學(xué)方面人才的需求,也給采礦工程人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。采礦工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)有較高的政治覺悟、良好的道德品質(zhì)、堅(jiān)強(qiáng)的心理素質(zhì)和健康的身體素質(zhì),有艱苦樸素、吃苦耐勞、踏實(shí)肯干的優(yōu)良傳統(tǒng)和作風(fēng),有扎實(shí)牢固的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí),能很好地適應(yīng)采礦工作的能力,有較寬知識(shí)面,對(duì)新技術(shù)和新知識(shí)的更新有較強(qiáng)適應(yīng)能力的綜合素質(zhì)人才。所以“采礦工程專業(yè)人才素質(zhì)教育”不是一般的采礦工程基礎(chǔ)知識(shí)教育、相關(guān)技能教育、操作教育,而是一種具有開發(fā)性的,在新時(shí)期從事艱苦專業(yè)行業(yè)工作的心理教育、情感教育、意志道德教育和人的整體發(fā)展水準(zhǔn)的教育,歸根結(jié)底,是一種為國家、社會(huì)的采礦業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀和審美觀的教育。
二、教學(xué)內(nèi)容和題材更新
教學(xué)團(tuán)隊(duì)需要在課堂中不斷強(qiáng)調(diào)采礦專業(yè)服務(wù)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位,同時(shí)穿插思想引導(dǎo)、政治教育和行業(yè)精神鼓勵(lì),不斷增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。這就需要明確教學(xué)內(nèi)容中每章節(jié)的課程思政目標(biāo),增加相關(guān)采礦典型人物、典型事例和思政教育目標(biāo)的映射關(guān)系,同時(shí)在教學(xué)方式和學(xué)時(shí)分配上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。與此同時(shí),教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來一直從事“巖石損傷與破裂及礦山災(zāi)害防控”的學(xué)術(shù)研究,通過將學(xué)術(shù)成果反哺教學(xué)進(jìn)而不斷更新教學(xué)內(nèi)容,增強(qiáng)課程實(shí)用性,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
目前,我國及世界主要采礦國家都已邁入千米級(jí)以上的礦山開采深度。面對(duì)國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)“深地”的要求,應(yīng)用巖石力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多體現(xiàn)國家戰(zhàn)略對(duì)深部巖石力學(xué)問題提出的新挑戰(zhàn)。深部巖體處于“三高一擾動(dòng)”賦存環(huán)境,表現(xiàn)出與淺部巖體明顯的不同力學(xué)行為,傳統(tǒng)的巖石力學(xué)理論對(duì)深部地下巖石工程已顯得力不從心。而當(dāng)前的巖石力學(xué)教材內(nèi)容基本仍停留在淺部巖石力學(xué)基本理論和研究方法方面,新的巖石力學(xué)問題和實(shí)踐技術(shù)工藝在教材中很少涉及,教材內(nèi)容滯后于目前深部巖石力學(xué)的研究現(xiàn)狀,未能反映當(dāng)前巖石力學(xué)新技術(shù)、新方法和新理念。基于此,本團(tuán)隊(duì)編撰了一部能反映當(dāng)前深部巖石力學(xué)新思想、新技術(shù)和新方法的巖石力學(xué)本科生教材,以適應(yīng)培養(yǎng)當(dāng)前和未來巖石力學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的拔尖創(chuàng)新人才的需要,為服務(wù)國家“深地”戰(zhàn)略培養(yǎng)合格的采礦從業(yè)人員,同時(shí)也為我校雙一流學(xué)科建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)(圖1)。
圖1 深地工程巖石力學(xué)涉及問題
與此同時(shí),面向采礦工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班同學(xué)生,教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展應(yīng)用巖石力學(xué)課程的雙語教學(xué),雙語部分內(nèi)容采用國外著名的巖石力學(xué)教材《Rock Mechanics for Underground Mining》,并且利用暑期課程邀請(qǐng)國外著名的巖石力學(xué)專家來給本科生授課,實(shí)現(xiàn)了該門課程的教學(xué)內(nèi)容與國外接軌。
三、教學(xué)形式多元化
教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過與從事智能采礦的科研院所合作(北京礦冶科技集團(tuán)、聯(lián)想研究院、中國恩菲工程技術(shù)有限公司等國內(nèi)知名礦山科研院所),開發(fā)礦山安全培訓(xùn)虛擬交互系統(tǒng)、礦山混合現(xiàn)實(shí)智能互動(dòng)展示系統(tǒng)及配套設(shè)備開發(fā)的自然崩落法放礦智能管理系統(tǒng)等加強(qiáng)和完善智能采礦教學(xué)的要求。引進(jìn)先進(jìn)的智能采礦軟硬件系統(tǒng)滿足礦業(yè)最新需求,以社會(huì)需求促進(jìn)教學(xué)課程建設(shè),同時(shí)依托金屬礦山巖石力學(xué)與安全開采國家級(jí)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,搭建“虛實(shí)結(jié)合”的智能采礦本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室不僅具有展示功能,還具備還原生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、演示生產(chǎn)過程、用戶與虛擬場(chǎng)景間的智能互動(dòng)與管理控制功能,部分模塊還具有設(shè)計(jì)、模擬計(jì)算等功能,能夠切實(shí)加強(qiáng)智能采礦的教學(xué)效果,拓展學(xué)生知識(shí)面,打牢智能采礦基礎(chǔ)知識(shí)。
由于學(xué)生對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)這種新技術(shù)十分感興趣,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于巖石力學(xué)課程教學(xué)中,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了學(xué)習(xí)效果。通過重點(diǎn)建設(shè)線上虛擬仿真試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,并結(jié)合現(xiàn)有線下教學(xué)內(nèi)容,形成應(yīng)用巖石力學(xué)線上線下混合式課程教學(xué)體系。針對(duì)課程中所涉及的物理試驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)環(huán)節(jié),安排4學(xué)時(shí)的線下物理試驗(yàn)、4學(xué)時(shí)的線下數(shù)值試驗(yàn)以及2學(xué)時(shí)的線上虛擬仿真試驗(yàn)。
在課程的教學(xué)方法上,因課因內(nèi)容制宜,采取不同的教學(xué)方法。講授過程中,把講授的重點(diǎn)由單純講知識(shí)本身轉(zhuǎn)向同時(shí)講授獲得知識(shí)的方法和思維方式。不斷完善“以學(xué)生為中心”“以學(xué)習(xí)為中心”“教學(xué)與國家時(shí)事相結(jié)合”的教與學(xué)模式。這種參與式、互動(dòng)式、時(shí)事式教學(xué)大大激發(fā)了學(xué)生的自主意識(shí),提升了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體觀念,強(qiáng)化了使命意識(shí)和責(zé)任意識(shí),從傳統(tǒng)的說教被動(dòng)式變成了“以學(xué)生為中心”“以學(xué)習(xí)為中心”的主動(dòng)學(xué)習(xí)過程,既加強(qiáng)了學(xué)生的參與程度,同時(shí)有效培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、關(guān)注時(shí)事、形象思維、文獻(xiàn)查閱、論文寫作和口頭表達(dá)等能力,教學(xué)成效顯著。
四、教學(xué)方法的多元化
借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬仿真軟件,課堂采用豐富多樣的參與式、互動(dòng)式、啟發(fā)式、討論式和研究式教學(xué)模式,結(jié)合具體的科研案例教學(xué)法、實(shí)地考察法、模擬訓(xùn)練法等教學(xué)方式,教師在課堂上主要起到講清思路、突出重點(diǎn)、引導(dǎo)開發(fā)的作用。
在課程的教學(xué)方法上,因課因內(nèi)容制宜,采取不同的教學(xué)方法。講授過程中,把講授的重點(diǎn)由單純地講知識(shí)本身轉(zhuǎn)向同時(shí)講授獲得知識(shí)的方法和思維方式。不斷完善”以學(xué)生為中心“以學(xué)習(xí)為中心”“教學(xué)與國家時(shí)事相結(jié)合”的教與學(xué)模式。這種參與式、互動(dòng)式、時(shí)事式教學(xué)大大激發(fā)了學(xué)生的自主意識(shí),提升了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體觀念,強(qiáng)化了使命意識(shí)和責(zé)任意識(shí),從傳統(tǒng)的說教被動(dòng)式變成了“以學(xué)生為中心”“以學(xué)習(xí)為中心”的主動(dòng)學(xué)習(xí)過程,既加深了學(xué)生的參與程度,同時(shí)有效培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、關(guān)注時(shí)事、形象思維、文獻(xiàn)查閱、論文寫作和口頭表達(dá)等能力,教學(xué)成效顯著。
五、教學(xué)改革實(shí)踐探究
應(yīng)用巖石力學(xué)將課程思政貫穿于整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),明確課程目標(biāo)與立德樹人根本任務(wù)的融合,以下分別從師資隊(duì)伍建設(shè)、典型案例樹立、重塑課程考核評(píng)價(jià)方面探究巖石力學(xué)課程思政實(shí)踐內(nèi)容。
(一)師資隊(duì)伍建設(shè)
教師不僅是學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域的領(lǐng)路人,同樣是學(xué)生“三觀”形成過程中的指引者,通過提高教師的思想政治理論水平和職業(yè)素養(yǎng),培育政治過硬和技術(shù)扎實(shí)的采礦學(xué)生。加強(qiáng)師資隊(duì)伍的思想政治教育,恪守師德師風(fēng),通過定期舉辦教師思想交流會(huì),進(jìn)行政治理論學(xué)習(xí),提高教師的思想政治理論水平;在教學(xué)中將思想政治教育始終貫穿于整個(gè)課程,針對(duì)應(yīng)用巖石力學(xué)課程特點(diǎn),培養(yǎng)教學(xué)能力強(qiáng)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師,團(tuán)隊(duì)通過與礦企合作,一方面派遣教師前往不同類型的礦山實(shí)踐,另一方邀請(qǐng)礦山巖石力學(xué)工程師來校交流,提高教師的實(shí)踐水平,同時(shí)把握生產(chǎn)實(shí)際對(duì)巖石力學(xué)知識(shí)的需求;鼓勵(lì)和支持教師參與巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、指導(dǎo)學(xué)生競(jìng)賽,鼓勵(lì)和支持教師承擔(dān)企業(yè)科研項(xiàng)目和社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目,參與一線科研實(shí)踐和技術(shù)研發(fā),掌握礦山企業(yè)巖石力學(xué)需求的最新動(dòng)態(tài)。同時(shí),團(tuán)隊(duì)通過派遣青年教師出國訪問和參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議等方式開闊視野,提高教師的雙語授課能力。通過國際交流,讓年輕教師明確“四個(gè)自信”,并且讓老師把這種“自信”傳遞給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生愛國、愛家、愛崗的熱情,以更加飽滿的熱情投身到祖國的礦業(yè)建設(shè)事業(yè)中。
(二)樹立典型案例
東北大學(xué)采礦工程學(xué)科歷史悠久,是我國最早設(shè)立的專業(yè)之一,是國內(nèi)礦業(yè)工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)的重要基地之一,也涌現(xiàn)了大批具有典型事跡的典型人物,其中最具有代表性的是“54煤”團(tuán)體。從1950年8月開始,東北工學(xué)院采礦系采煤專業(yè)100多位同學(xué)在校期間刻苦鉆研、獨(dú)立思考、尊師愛生、教學(xué)相長,各項(xiàng)成績?cè)谌C星懊纬甚r明的班級(jí)特色?!跋蜃鎳鴧R報(bào)成績,絕不允許任何一位同學(xué)掉隊(duì)!”“國家百廢待興,但必須地質(zhì)、采礦先行,否則其他的什么行業(yè)都干不了”這些口號(hào)至今仍擲地有聲。其中典型人物既有秉持“百廢待興、采礦先行”堅(jiān)定信念、一生獻(xiàn)給巖石力學(xué)、東北大學(xué)第一個(gè)女博導(dǎo)、世界第一個(gè)工程巖體分級(jí)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的制定者之一的林韻梅教授;也有首倡“巖石破碎和防止巖石破碎”、提出巖石鑿碎比能分級(jí)原理、一生著作等身的徐小荷教授;更有投身礦山生產(chǎn)第一線,扎根艱苦地方、“獻(xiàn)了青春獻(xiàn)終生,獻(xiàn)了終生獻(xiàn)子孫”的廣大基層“54煤”前輩。需要結(jié)合采礦工程專業(yè)特點(diǎn)及應(yīng)用巖石力學(xué)課程內(nèi)容,將“54煤”先鋒事跡與新時(shí)代發(fā)展理念相融合,將愛國主義情懷教育融入課堂教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí),給學(xué)生傳遞作為礦業(yè)學(xué)科學(xué)生的使命和責(zé)任,實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育向?qū)I(yè)素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變。
(三)重塑課程考核
檢驗(yàn)課程思政教學(xué)育人效果,提高學(xué)生積極主動(dòng)性的關(guān)鍵所在是進(jìn)行科學(xué)有效的評(píng)價(jià)[9]。這就需要在進(jìn)行教學(xué)大綱修改的同時(shí),對(duì)課程考核環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的修改。具體實(shí)踐中,考核內(nèi)容分為三部分:項(xiàng)目學(xué)習(xí)、自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng),對(duì)每一環(huán)節(jié)賦予不同的權(quán)重,將思政評(píng)價(jià)成果進(jìn)行量化,相關(guān)成績占學(xué)期總成績的7%~12%。項(xiàng)目學(xué)習(xí)中,教師利用MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái),如圖2所示,記錄每個(gè)學(xué)生對(duì)含思政元素類教學(xué)資源的點(diǎn)擊量和觀看時(shí)長,對(duì)學(xué)生思政評(píng)價(jià)量化;然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià),談?dòng)^看感想及對(duì)相關(guān)問題的看法,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí);最后在學(xué)習(xí)過程中廣泛開展小組互評(píng)學(xué)習(xí),記錄學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成以及團(tuán)隊(duì)合作(互幫互助等)。通過學(xué)生的言行和思想表現(xiàn)反饋、學(xué)生上課效果反響以及教師的同行評(píng)價(jià)等多種方式對(duì)課程思政效果進(jìn)行反思,借助反思推動(dòng)課程思政發(fā)展以及教師個(gè)人的發(fā)展。
圖2 應(yīng)用巖石力學(xué)MOOC平臺(tái)
六、結(jié)束語
通過應(yīng)用巖石力學(xué)課程思政教學(xué)改革實(shí)踐,在課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),體現(xiàn)愛國主義情懷教育,讓學(xué)生了解采礦的未來和國家的需求,激發(fā)他們的愛國熱情和服務(wù)于國家的專業(yè)情懷。引導(dǎo)學(xué)生敢于擔(dān)當(dāng)責(zé)任,勇于直面行業(yè)發(fā)展和技術(shù)瓶頸的矛盾,把礦業(yè)發(fā)展使命放在心上、把礦業(yè)安全的責(zé)任扛在肩上,學(xué)會(huì)擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任,最終為國家培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求、德才兼?zhèn)涞牡V業(yè)人才。
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基金項(xiàng)目:2019年度國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目“膠結(jié)充填體與圍巖粗糙接觸面剪切特性研究”(51904055);2020年度中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目“尾砂膏體與圍巖界面剪切特性細(xì)觀機(jī)理研究”(N2001010)
作者簡介:劉洪磊(1981-),男,漢族,山東棗莊人,博士,副教授,研究方向?yàn)閹r石力學(xué)。
*通信作者:朱萬成(1974-),男,漢族,新疆呼圖壁人,教授,研究方向?yàn)閹r石類介質(zhì)損傷與破裂過程數(shù)值模擬方法。