智能采礦工程新專業(yè)建設(shè)探索及對(duì)策研究—以安徽理工大學(xué)智能采礦工程專業(yè)建設(shè)為例

＊段敏克 楊科 張向陽(yáng) 胡學(xué)龍 陳登紅 高盼盼

（1.安徽理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 安徽 232001 2.中石化中原油建工程有限公司 河南 457001）

隨著國(guó)家發(fā)展改革委等八部門發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，煤礦類相關(guān)企業(yè)、院校、煤炭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理等設(shè)備供應(yīng)商都積極推進(jìn)礦山智能化建設(shè)。煤炭企業(yè)發(fā)揮先鋒作用，以陜西黃陵礦業(yè)公司、蒙古智能煤炭有限責(zé)任公司麻地梁煤礦等為代表的智能化礦山建設(shè)成效顯著。華為、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也開始紛紛進(jìn)軍煤炭行業(yè)，將5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、萬(wàn)兆以太網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到煤炭勘探、生產(chǎn)、運(yùn)維、管理及災(zāi)害預(yù)警方面，進(jìn)一步推動(dòng)了煤礦智能化飛速發(fā)展[1-2]。與此同時(shí)，煤炭類高校也都逐步從傳統(tǒng)采礦工程升級(jí)改造到智能采礦工程，設(shè)置智能采礦班甚至開辦智能采礦工程新專業(yè)。2021年2月10日，教育部發(fā)布《教育部關(guān)于公布2020年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》及《列入普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄的新專業(yè)名單（2021年）》，我國(guó)普通高等學(xué)校開設(shè)新專業(yè)“智能采礦工程”。2021年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）和安徽理工大學(xué)成為首批開設(shè)智能采礦工程專業(yè)的院校，2022年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、重慶大學(xué)、河南理工大學(xué)三所高校也獲批智能采礦工程專業(yè)，智能采礦工程專業(yè)在煤炭類院校相繼建立。

在“雙碳”目標(biāo)、人民對(duì)美好生活的迫切追求以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人工智能飛速發(fā)展的大背景下，新工科建設(shè)不斷深化，傳統(tǒng)采礦工程專業(yè)升級(jí)改造到智能采礦工程專業(yè)是所有礦業(yè)類高校發(fā)展的必然趨勢(shì)[3]。煤礦智能化建設(shè)穩(wěn)步推行，智能化礦山將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)落后的機(jī)械化礦山，煤炭高校的智能采礦工程專業(yè)將逐步代替采礦工程專業(yè)。智能采礦工程專業(yè)建設(shè)如火如荼，但又困境重重。由于智能采礦工程專業(yè)交叉融合了多學(xué)科，是一個(gè)復(fù)雜綜合性的新專業(yè)門類[4]。智能采礦相關(guān)專業(yè)師資嚴(yán)重缺乏，亟需培育一批智能采礦相關(guān)的師資隊(duì)伍。智能采礦工程專業(yè)建設(shè)處于探索期，沒(méi)有案例可抄襲，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，智能化煤炭行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也還未統(tǒng)一。高校智能采礦工程專業(yè)建設(shè)又明顯滯后于煤礦現(xiàn)場(chǎng)智能化飛速發(fā)展，目前智能采礦工程專業(yè)課程體系還處在初期階段，智能采礦課程體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)還存在很多不對(duì)應(yīng)之處。

針對(duì)智能采礦工程專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)所遇到的困境，研究提出行之有效的相關(guān)對(duì)策或政策，逐步標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化智能化礦山建設(shè)，不斷完善智能采礦課程體系、課程具體內(nèi)容，逐步修訂智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，建立與智能煤礦標(biāo)準(zhǔn)相銜接的“產(chǎn)-學(xué)-研”智能采礦工程人才培養(yǎng)新模式，推動(dòng)智能采礦工程專業(yè)高效、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)與發(fā)展變化的智能化煤礦建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)同步同行、與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)一批德智體美勞全面發(fā)展、創(chuàng)新能力強(qiáng)、學(xué)科交叉融合的新一代煤炭高端技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤炭的智能、安全、精準(zhǔn)、高效、綠色、無(wú)人開采[5]。

1.智能采礦工程專業(yè)建設(shè)探索階段的主要問(wèn)題

(1)智能采礦教學(xué)內(nèi)容與智能煤礦發(fā)展的“不同步”問(wèn)題

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、機(jī)器人等技術(shù)的飛速發(fā)展和人民對(duì)美好生活的向往，煤炭資源的安全、高效、綠色、智能開采是當(dāng)前煤炭發(fā)展的大勢(shì)所趨，我國(guó)煤礦迎來(lái)了巨大的信息化、數(shù)字化、智能化技術(shù)變革。煤礦智能化建設(shè)如火如荼、飛速發(fā)展，煤炭企業(yè)在煤礦智能化建設(shè)方面也取到了很多初探實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和新理論新成果，是煤礦智能化建設(shè)的排頭兵、踐行者，掌握著煤礦智能化建設(shè)的第一手資料與技術(shù)[6]。而礦業(yè)類高校智能采礦工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、儀器設(shè)備明顯落后于智能煤礦企業(yè)的發(fā)展革新，高校智能采礦工程專業(yè)教學(xué)與智能煤礦發(fā)展的“不同步”問(wèn)題非常突出[7]。煤炭企業(yè)引領(lǐng)智能開采的快速前進(jìn)，高校需要努力跟上煤炭企業(yè)的步伐，為煤炭企業(yè)培養(yǎng)急缺的智能化相關(guān)的技術(shù)人才。

(2)智能采礦師資力量與教學(xué)課程建設(shè)的“不匹配”問(wèn)題

智能采礦工程專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的新興專業(yè)，涉及采礦工程專業(yè)、電氣與自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、人工智能專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)、大數(shù)據(jù)專業(yè)等多個(gè)專業(yè)[8]。能夠精通多個(gè)專業(yè)的智能采礦師資力量相當(dāng)有限，而智能采礦的課程涉及的知識(shí)面相當(dāng)廣，開設(shè)的課程也相對(duì)較多，并且絕大部課程是新開課程，沒(méi)有教材，課程建設(shè)任務(wù)非常艱巨。因此，智能采礦建設(shè)普遍存在師資力量與教學(xué)課程建設(shè)工作量的“不匹配”問(wèn)題。

(3)智能采礦課程體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)的“不對(duì)應(yīng)”問(wèn)題

智能采礦工程專業(yè)是新開設(shè)的教育部目錄外專業(yè)，目前全國(guó)首批此專業(yè)的兩個(gè)高校中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）與安徽理工大學(xué)，已于2021年開始招收第一批智能采礦工程專業(yè)本科生，目前已經(jīng)探索性的編制了智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案（2021版），雖然（2021版）培養(yǎng)方案經(jīng)歷過(guò)多輪校內(nèi)外知名專家以及智能化煤炭企業(yè)專家工程師論證，但目前還未檢驗(yàn)其培養(yǎng)人才的效果，很多課程與人才培養(yǎng)目標(biāo)是否對(duì)應(yīng)還有待檢驗(yàn)。目前很多課程都是基于傳統(tǒng)采礦工程專業(yè)課程體系，再結(jié)合一些計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能相應(yīng)課程的疊加，從表面上看已經(jīng)達(dá)到智能化人才培養(yǎng)的相應(yīng)目標(biāo)，但課程之間缺乏整體性、層次性、邏輯性及關(guān)聯(lián)性，課程之間的層序關(guān)系混亂。智能采礦人才培養(yǎng)中，智能與采礦工程的有機(jī)結(jié)合程度還不夠深入。所以智能采礦課程體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)需要不斷在教學(xué)與反饋中改進(jìn)完善，初步規(guī)劃的智能采礦工程專業(yè)課程體系還不能很好的對(duì)應(yīng)智能采礦人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.智能采礦工程專業(yè)建設(shè)探索階段需要采取的相應(yīng)對(duì)策

(1)調(diào)研智能化煤炭企業(yè)、一流高校及供應(yīng)商，充分吸納企業(yè)與高校智能化建設(shè)成果

充分開展企業(yè)高校調(diào)研工作，全面掌握智能化建設(shè)動(dòng)態(tài)。調(diào)研全國(guó)智能化煤礦建設(shè)示范礦井，全面掌握當(dāng)前智能化礦山建設(shè)前沿技術(shù)理論與方法，將現(xiàn)場(chǎng)智能化開采技術(shù)引入課程教學(xué)。調(diào)研中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）等行業(yè)高水平大學(xué)，學(xué)習(xí)借鑒高校在智能采礦工程專業(yè)課程體系建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，選派青年教師到相應(yīng)高校進(jìn)行進(jìn)修。以安徽理工大學(xué)智能采礦建設(shè)為列，2021年期間，學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)牽頭調(diào)研了智能化煤礦企業(yè)如皖北煤電集團(tuán)智能公司麻地梁煤礦、淮北礦業(yè)集團(tuán)楊柳煤礦，邀請(qǐng)智能采礦建設(shè)相關(guān)企業(yè)專家多次研討智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂。調(diào)研中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）、華北科技學(xué)院等高校，學(xué)習(xí)研討各個(gè)高校智能采礦工程培養(yǎng)方案修訂和課程建設(shè)、智能采礦實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。選派2～3名青年教師到中國(guó)礦業(yè)大學(xué)進(jìn)修半年以上進(jìn)行智能采礦相關(guān)主干課程學(xué)習(xí)。選派2～3名青年教師入站智能采礦博士后師資研修班（王國(guó)法院士倡議組建），培養(yǎng)智能采礦師資力量。調(diào)研天地瑪珂、鄭煤機(jī)、四川航天、華為及北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司等智能化開采供應(yīng)商、運(yùn)行管理商及虛擬仿真科技公司，了解最新智能采礦相關(guān)設(shè)備、技術(shù)、運(yùn)維管理軟件平臺(tái)及虛擬仿真教學(xué)方式等。

(2)梳理智能化煤炭建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，探索智能采礦工程專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容體系

根據(jù)智能煤礦建設(shè)指導(dǎo)性文件或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合智能煤礦建設(shè)人才需求，邀請(qǐng)高校、行業(yè)專家，研討修訂智能采礦工程專業(yè)培養(yǎng)方案，探索智能采礦工程專業(yè)課程教學(xué)具體內(nèi)容，建立一套與智能化煤炭建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相銜接的智能采礦工程課程體系。收集梳理國(guó)家相關(guān)部門發(fā)布的智能化建設(shè)的相關(guān)指南、標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)文件，形成智能化建設(shè)相關(guān)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容，根據(jù)前期調(diào)研梳理材料和專家論證修訂成果，進(jìn)一步根據(jù)動(dòng)態(tài)變化的智能化建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定智能采礦工程專業(yè)的課程教學(xué)內(nèi)容，細(xì)化主干課程。以安徽理工大學(xué)智能采礦工程專業(yè)課程體系建設(shè)為列，實(shí)行分課程組分步建設(shè)辦法，首先，細(xì)化建設(shè)五門專業(yè)主干課程（如圖1所示），分課程組對(duì)五門專業(yè)主干課程進(jìn)行分組研討，由資深采礦教師作為課程組負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)2～3名青年教師和1名實(shí)驗(yàn)室教師，細(xì)化每個(gè)課程、每個(gè)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)目標(biāo)以及相對(duì)應(yīng)開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每月按課程組匯報(bào)智能采礦主干課程建設(shè)情況。最終，編寫五門專業(yè)主干課程大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、講義、制作PPT和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，初步編寫五門智能采礦相關(guān)專業(yè)主干課程的教材。以五門專業(yè)主干課程建設(shè)為基礎(chǔ)，用類似的方法逐步建設(shè)智能采礦非專業(yè)主干課程或?qū)I(yè)選修課程，形成與智能化煤炭建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相銜接的智能采礦工程專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容體系。

圖1 智能采礦工程專業(yè)教育模塊課程建設(shè)規(guī)劃圖

(3)“產(chǎn)-學(xué)-研”智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式構(gòu)建

智能采礦工程專業(yè)的培養(yǎng)處于探索階段，需要教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，從智能化煤礦建設(shè)的實(shí)踐中總結(jié)獲取智能采礦工程專業(yè)教學(xué)的新知識(shí)[9]。構(gòu)建企業(yè)與高校聯(lián)合培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)雙導(dǎo)師制，結(jié)合智能化礦山建設(shè)的需要，培養(yǎng)能夠解決智能化相關(guān)工程問(wèn)題的學(xué)生，形成“產(chǎn)-學(xué)-研”智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式。安徽理工大學(xué)長(zhǎng)期與陜西黃陵礦業(yè)公司、皖北煤電集團(tuán)蒙古智能煤炭有限責(zé)任公司麻地梁煤礦、淮北礦業(yè)集團(tuán)楊柳煤礦等智能化煤礦建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，在智能化煤礦建立安徽理工大學(xué)智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)踐實(shí)習(xí)基地，聯(lián)合培養(yǎng)智能采礦工程專業(yè)的本科生、研究生，定期邀請(qǐng)智能采礦專家、技術(shù)人員到學(xué)校開展講座或?qū)W生座談會(huì)，深度交流智能采礦建設(shè)的最新動(dòng)態(tài)，深度了解智能化煤礦對(duì)人才培養(yǎng)的需求。形成“產(chǎn)-學(xué)-研”智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，使得培養(yǎng)的人才更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，更加適應(yīng)企業(yè)發(fā)展更新的需要。

3.結(jié)束語(yǔ)

煤炭企業(yè)、高校積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召與社會(huì)需求，穩(wěn)步推進(jìn)煤炭智能化建設(shè)和智能采礦工程人才培養(yǎng)。在智能采礦工程專業(yè)建設(shè)初期探索階段，存在“三不問(wèn)題”（即智能采礦教學(xué)內(nèi)容與智能煤礦發(fā)展的“不同步”、智能采礦師資力量與教學(xué)課程建設(shè)的“不匹配”、智能采礦課程體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)的“不對(duì)應(yīng)”問(wèn)題）。針對(duì)相關(guān)問(wèn)題，提出了“三大對(duì)策”（即調(diào)研智能化煤炭企業(yè)、一流高校及供應(yīng)商，充分吸納企業(yè)與高校智能化建設(shè)成果，梳理智能化煤炭建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，探索智能采礦工程專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容體系，構(gòu)建“產(chǎn)-學(xué)-研”智能采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式）。持續(xù)改進(jìn)智能采礦工程專業(yè)采礦工程的人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)過(guò)程、考核方式、評(píng)價(jià)機(jī)制及反饋完善模式。讓課程建設(shè)與智能礦山建設(shè)緊密聯(lián)動(dòng)、同步更新，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求相結(jié)合。