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采矿工程专业是矿业企业的主打专业,而本科毕业设计是采矿工程专业学习的最后阶段的教学环节。经过毕业设计,采矿工程本科毕业生对本专业所学的基本理论和专业知识进行了一次实际系统的演练,并结合矿山现场生产加以实际应用,从而巩固和扩展采矿工程基本知识,拓展学生的采矿工程理论计算、工程制图和计算机设计等技能,培养和提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力和素质,拓宽学生本科阶段所学的理论知识和技能技巧,丰富学生将来在实际工作中解决问题的能力。通过采矿工程本科毕业实习和毕业设计,能够进一步增加采矿工程本科生对所学专业的热爱,善于理论联系实践,尊重科学和实践的良好学术、思想作风。因此,毕业实习、毕业设计及说明书写作质量能够充分反映学生在本阶段学习的重视程度和教学水平的重要指标。由于学生前期找工作、考研、考公务员及出国等因素的影响,采矿工程本科生毕业实习、毕业设计和说明书的质量有所下降,这其中的主要原因是整个环境的影响,也有指导老师和学生的因素。毕业设计是采矿工程专业学生走向工作岗位和深造的重要过渡阶段。如果毕业设计不能达到要求,可能会造成采矿工程本科生对本专业基本理论和专业知识的理解不系统、不深入,基本技能不够熟练,动手能力差,不但造成企业、研究生导师和机关领导对培养的本科生印象差,而且会直接影响学生前进方向和前途。因此,针对目前采矿工程专业本科毕业设计存在的一系列问题,本文进行较为深入的剖析,对矿业类高校培养采矿工程专业人才具有一定的意义。
2采矿工程本科毕业设计存在的问题
当前,采矿工程专业本科毕业设计一般要求具有一定的典型性、专业性、合理性和规范性。同时,设计说明书还应达到一定的书写要求,需要达到通俗易懂程度,还应具有一定的解决问题的深度和技术难度。当然,我校对毕业设计要求更高一些,就是需要具有专题研究,该部分要求和毕业设计说明书具有一定的相关性,并具有一定的学术性和创新性等,如果用这样的标准来衡量当前的采矿工程本科毕业设计一般部分(含设计、图纸和说明书)及专题部分,部分学生的设计质量大部分都偏低,甚至有的学生都不能满足最低要求。综上所述,采矿工程专业本科毕业设计存在如下问题:
2.1毕业设计选题简单及内容相近在进行毕业设计选题过程,一般采矿工程专业院校都按照既有模式进行,设计选题题目根据毕业实习矿山为背景,设计题目没有针对性或比较肤浅,有的甚至不科学,重复以前的题目,缺乏对应的研究。这不仅限制了学生主观能动性的拓展,而且阻碍了学生对生产问题、技术创新和解决实际问题的技能培养。
2.2书写功底差毕业设计过程中比较严重的问题是设计说明书的写作能力差,在整个设计过程中,特别是摘要和设计说明书中阐述的设计过程不够严谨,表述不清,很多学生无从下手,不知道如何能把问题解释清楚,把说明书写成记账式说明或敷衍了事的概述。另外,毕业设计说明书的排版格式不规范、结构不合理、条理不清晰、计算错误,甚至有的学生把导师名字都写错,可见学生对本科毕业设计的重视程度和写作功底比较差,需要加强这方面的锻炼。
2.3工程制图漏洞百出毕业设计工程制图要求采矿工程本科毕业生具有较强的绘图能力、空间想象能力和图文表达能力,学生在制图过程中不断提高绘图能力。通过毕业设计,采矿工程本科生能够较为熟练地掌握计算机绘图、手工绘图能力和追求完美的视观感受。但在实际毕业设计过程中,甚至最后提交的毕业设计说明书和设计图纸,还发现很多问题,比如说明书和设计图纸不符合、CAD制图的比例不对应、工业广场留设不合理、代表符号混乱不合要求、矿块布置不合理、通风线路标示错误、平面图和剖面图不对应等。这严重影响整个制图效果,并直接降低了毕业设计的质量。
2.4低级错误多采矿工程本科毕业设计的一个重要不足在于设计中所犯低级错误、原则性错误较多。比如:具有高瓦斯矿井,很多同学没有在设计及说明书中阐述如何抽放瓦斯,更不用说如何实现煤与瓦斯共采等深奥问题;在地面上有构建筑物需要保护区域没有留设保安矿柱;通风系统混乱,污风相互混合,形成不通畅系统等。这些问题都属于采矿工程本科生最容易犯的低级错误,违反了相关安全规程和设计规程,采矿工程专业本科生经常犯这些低级错误,说明学生没有很好地掌握基本理论知识和专业知识,最重要的是将来走向工作岗位如果一直马虎下去将会造成严重的后果。
2.5设计内容高度相似由于扩招等各方面的原因,现在每个毕业设计指导老师都带3-8个毕业生,项目多的老师相对简单,但对于项目少的老师只能给学生为数不多的设计任务,也就说,指导老师给的任务就比较相近。有的同学的毕业设计大部分内容照抄其他同学的,或者从前几届毕业的学生那抄袭和照搬。虽然设计题目不尽相同,但设计内容和说明书高度相似,导致说明书前后表述矛盾、不一致,相似错误频发等等问题。
3问题产生的因素
导致采矿工程本科毕业设计质量低下的原因较多,有学生自身的原因也有指导教师的原因,甚至有外部环境的影响。总结起来有以下几点:
3.1前期准备不充分因为采矿工程专业是一门专业性很强、实践性强的学科,毕业设计前应做好充分准备,包括理论知识和专业知识的复习,经过了认识实习、生产实习和毕业实习的不断进步,应该可以作出质量较高的毕业设计和说明书,毕业设计前期准备不够充分主要表现在:
(1)矿山接受学生实习的积极性不高,指导教师联系实习地点困难,一般靠老师的学生在矿山当了领导以后才能给安排。所以,矿山对学生实习的重视程度不够;
(2)实习经费不足,学校提供的实习经费一压再压,已经完全不能适合经济快速发展的步伐,实习费用已经远远不能满足实习需要;
(3)实习内容不够全面,由于实习经费不足,致使指导教师无奈把实习时间从3周压缩成2周,甚至1周,促使实践性很强的实习不能完全联系实际;
(4)实习过程过于简单,由于实习时间的压缩,导致实习过程相对简单,不跟班实习,不能切实体会理论联系实际的效果;
(5)有些同学对毕业实习和毕业设计积极性不高,采矿工程专业属于高危行业,学生对从事的专业具有一定的厌烦和恐惧感,特别是部分学生毕业后不打算到矿山工作,致使毕业设计和实习成为这些学生的艰巨的任务和负担,使学生在思想和行动上对毕业设计和实习重视的态度不够;
(6)指导教师人员匮乏,难以胜任繁重的实习指导任务,缺少用制度管理学生的经验,对学生产生的众多问题及指导教师提出了要求和修改意见后学生无动于衷的问题束手无策;
(7)考核制度不够健全、实施不够严厉,成绩评定过于简化,造成学生的重视程度不够,有失公平。
3.2指导教师自身因素由于采矿工程专业就业压力小,相对10年前,招收采矿工程专业的学生大幅度提高,导致每个教师需要指导的学生数逐渐增多,因此,产生了如下问题:
(1)指导教师的投入得不到保障。从时间和精力上讲,大多数高校教师承担着大量教学和科研任务,另外还需完成大量的考核指标,比如:每年要完成多少高水平的论文、获得的科研奖励、专利、著作、指导研究生数量、上讲台课时数、在研科研项目数、是否有纵向课题(国家自然科学基金)、评职称、无休止的会议等等,在高校激烈竞争的今天,指导教师的自由度相对较小。很多指导老师无法保证有足够的时间来指导学生更好地完成设计,只能把握方向;
(2)指导教师相对缺乏采矿设计方面的知识。一部分高校教师本身缺乏科研与工程实践经历,尤其是作为毕业设计指导为主体的年轻教师,个别教师没有很丰富的采矿工程方面的经验来有效地指导毕业设计。同时,也存在个别教师工作责任心不强的现象,没有很好地起到监管作用,放松了对学生毕业设计的要求。导致毕业生认为毕业设计就是走过场,不可能在最后还不让过。
3.3外部环境因素目前,随着国民经济的高速发展,采矿工程专业的毕业生就业相对容易,每个学生均有4-5个单位可以选择,但有一部分学生把主要心思放在考研、出国、考公务员上,从主观上对毕业设计没有足够的重视,加上毕业设计期间是求职择业的最佳时机,学生的大部分时间均不在毕业设计上。当然,也有为数不多的毕业后去矿山的学生可以完全发挥自己主观能动性,拓展自己的思路,把精力放在毕业设计上。
4结论
关键词:毕业设计;联络通道;周汇报;人才培养
本科采矿工程专业经历四年的学习,从高数、大学英语、工程制图等基础课到井巷工程、采矿学、矿山压力与岩层控制等专业课程,并且安排了矿山机械、工程经济学、矿山电子等拓展课程[1],学习内容之广,但学习的深度较浅。采矿工程毕业设计是教学计划中教学的最后一个环节[2-3],其目的就是让毕业生综合的、系统的运用四年所学知识,毕业设计还要求学生实地考察学习,理论联系实际,科学的培养自身技能,为将来从事煤炭行业打下坚实基础。近年来发现,采矿本科毕业设计的内容水平明显下降,究其原因是学生或者指导教师的责任[4-5]。学生毕业设计不合格说明培养的质量不能满足企业要求,盲目不求质量输送毕业生,可能由于知识缺漏造成的人员伤亡,对国家和社会造成很大的损失,也会对本校的声誉以及个人的前途发展有很大的影响[6]。因此,剖析目前采矿工程毕业设计存在的问题和提出解决新思路是本文的目的所在。
一、存在的问题
(一)单位实习情况差在单位实习情况的好坏是决定是否能做好毕业实习的重要影响因素之一。每个煤炭学校的采矿专业学生都安排至少四周的单位实习时间,如果充分利用好这四周在单位现场实习,对矿井的各个环节有个初步认识并对重要部分重点了解,可以说毕业设计以及答辩就不是问题。但了解学生实际到单位实习情况不容乐观,据统计只有三成的学生实际到单位进行了现场实习,并且学生到单位后没有下井实习,只是做了收集矿上基础资料的工作,收集之后便离开单位,浪费了大量的宝贵时间,造成对煤矿情况不了解、巷道设计不清楚、实际的采煤生产一无所知,造成毕业设计和答辩的被动。
(二)毕业设计的选题及内容单一纵览近年来的采矿毕业设计题目,设计的矿井集中在河南、山西,相当一部分矿井被学生重复拿来设计,如焦作、平顶山和晋城的矿井,重复次多过多,甚至一个学期有两到三个学生做同一个矿的初步设计,设计的内容只是部分不同,缺乏创新。
(三)工程绘图全部依赖电脑,缺乏手绘能力2000年以前,电脑未能全面普及,采矿毕业设计普遍要求手绘图纸,手绘的内容有《井田开拓方式平面图》、《井田开拓方式剖面图》、《采区平面图》、《采区剖面图》与《井底车场》,抄袭较少,但电脑普及之后,出现了电脑绘图软件,如AtoCAD,为了减少学生工作量,学生可以利用CAD绘图,逐渐学生缺乏手绘图纸的能力,对图纸的熟悉度大不如以前,出现了诸多问题,如线性不对,图中比例不对、标注不规范等问题,并且学生可以轻易的复制,抄袭的严重。
(四)毕业答辩情况不容乐观部分毕业生在答辩时尽管设计说明书内容和排版较好,但答辩时对自己设计的论文的内容模糊,答辩时语言不流畅,思路不清晰,对设计的内容只知其一不知其二,很难用可衡量的标准去给学生定量给分,只能靠答辩老师定性给分,由于收到诸多因素影响,不能准确的去判断情况。
二、解决问题新思路
(一)改变毕业设计实习方式,建立三点一线的联络通道针对部分学生不去单位实习情况,建立“毕业生—指导教师—实习单位”联系通道,即实习学生、实习单位联系人与指导老师建立联系通道,及时沟通了解学生在实习单位的实习情况,指导老师及时进行实习指导和实习内容安排,目的让学生在最短的时候内,高效的将所需了解的内容尽快掌握,也约束了学生的行为,杜绝学生不去单位实习情况。
(二)利用3D模拟现场等手段建立新的实习场景由于煤矿行业性质决定,现场实习存在很大的安全风险,再加上煤矿行业不景气,各煤矿经营情况不好,学生寻找实习单位比较困难,下井进行一线实习更是难上加难,所以寻求新的实习模式刻不容缓,可以实验室为实践教学基础平台,可利用3D模拟现场场景,可为学生提供新的设计思路,打破常规只在现场实习才能了解情况。
(三)加强毕业设计中间环节的管制,建立周汇报答辩制度。毕业设计期间完全由学生自主安排时间,部分同学懒惰性太强,设计进程一拖再拖,到最后阶段随意糊弄过关,为了杜绝此现象,加强毕业设计中间环节的管制,建立周汇报答辩制度,即学生一周一次给指导老师汇报设计进程。
(四)建立完善的毕业答辩管理制度。可实施“三项答辩法”,即在原来采矿工程毕业设计答辩采用单一设计内容及图纸答辩的基础上,增加了基础知识答辩和采矿CAD设计能力考核两个答辩环节,并通过采用一定的指标权重进行综合得出毕业设计成绩。例如答辩成绩和指导老师的成绩比重分别为70%和30%;答辩成绩和指导老师的成绩相差20分时,以低分为最终成绩;答辩成绩和指导老师成绩一个不及格时,则答辩最终成绩不及格。
三、结语
采矿工程毕业设计环节的好坏是决定采矿工程专业人才培养能否成功的关键一步,毕业学生正处于青春期,叛逆和懒惰时常伴随着他们,但如果毕业实习环节严谨、科学、合理,及时打消学生其他想法,将精力全身心投入到毕业设计中,从中学到各项能力,使同学们能达到具备扎实牢固的基础知识和专业知识,具有较高的适应采矿工作能力,对新技术和新知识有所了解的复合型人才。
作者:李红斌 单位:河南理工大学
参考文献:
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随着时代科学技术的迅猛发展,人们对岩石的认识具有更深层次的理解:第一,岩石并不是固体力学中的一种材料,世界上的所有岩石工程中的岩石是一种天然地质体,具有复杂的地质结构和赋存条件,是一种天然的典型的不连续介质;第二,在岩体中存在地应力,这种作用力是由于地质构造和重力作用等因素形成的一种内应力。在开采岩石的过程中,开挖岩石引起的地应力的释放,才会引起岩石工程变形和破坏。因此,岩石力学的研究思路、研究方法和材料力学的研究存在着本质的区别。在对岩石力学的研究时,研究者的思想不要根深蒂固于用传统的研究方法来得到答案,要站在科学的高度来思考问题,学会灵活运用相关知识来研究。通过不断地分析,得知自然环境赋予了岩石,在人类活动中,采矿工程是人类和大自然相结合的结果,因此,采矿工程的行为和功能与施工因素密切相关。根据以上的综合分析,我们对岩石力学有了新的思考和认识,岩石力学是研究和控制采矿工程的科学。
2采矿工程中的岩石力学的重要性
在采矿过程中,地下采矿工程和露天采矿工程无论哪一种,都是以具有地质构造的岩石为对象。因此,岩石力学问题始终贯穿在采矿工程中的每一方面。其一:在采矿工程中的岩体都是地质体,它们在反复的地质作用下变形、破坏,形成具有一定岩石成分和结构的地质体,并且赋存于特定的地质环境中;其二:采矿工程是经过不停地劳动进行开挖的过程,是动态的非静态的。开挖过程中岩体的力学性质也会随着工程的尺寸和开挖的延伸方向的不同而发生变化,并且环境因素(例如地应力、水、温度)也是影响岩体性质的一个重要方面,冲击矿压和煤与瓦斯突出主要是由地应力中的高地应力引起。岩体的力学性质特征包括了岩体的稳定性、强度性和变形性,它会随着岩体内结构面形状的不同而变化。因此,这些特征决定了采矿工程中的岩石力学问题具有极其复杂性。
3采矿工程中的岩石力学的应用
3.1预测采矿工程中的灾害
在采矿工程的开展过程中任何人为和自然因素都会造成极大的危害,其中自然因素有地震、岩爆等危害,岩石力学在采矿工程中的应用,可以通过对采矿地点的土层地质分析来提前预测在采矿工程中会出现的灾害,然后可以在工程设计中规避这些灾害。
3.2测量采矿工程中的地应力
所谓的地应力就是指地底地质底层中自然产生的力量,在采矿过程中,由于开挖导致的周边土层地质发生变化的根本原因就是地应力。要想制定完整且安全的采矿工程开采方案就必须首先运用岩石力学对采矿工程所在地的地应力进行测量,只有完全的了解采矿工程周边的地应力情况,才能设置最正确、最合理的采矿方案,确保采矿工程的安全有效开展。
3.3优化深凹开采的边坡设计
随着深凹开采的普遍出现开采难度不断增加,对于采矿工程的安全性和稳定性的要求也越来越高,这就要求岩石力学在开采过程中起到积极作用。通过岩石力学的测量,精确定量,充分的把岩石力学应用到采矿工作中来,在保证安全的基础上,保证工程安全快速进行。
4结语
关键词:科技采矿;采矿工程专业;实验实践平台;校际合作交流
作者简介:柴修伟(1980-),男,安徽亳州人,武汉工程大学环境与城市建设学院,讲师;张电吉(1963-),男,安徽灵璧人,武汉工程大学环境与城市建设学院院长,教授。(湖北 武汉 430073)
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)05-0082-02
近年来,随着国民基础建设的稳定增长和实施可持续发展的战略方针,采矿业作为经济基础建设的基石,既面临着行业发展的巨大机遇,又要迎接实现科技采矿的挑战。[1,2]科技采矿的提出对采矿工程专业人才需求量在逐年增加,对采矿工程专业毕业生的质量和能力也有了更高的要求。新时期采矿业发展的趋势是推动高校采矿工程专业的发展的原动力,针对当前矿业发展的需求,国内很多学者对高等采矿专业教育的人才培养方式,从专业设置到教学方法、产学研的探讨等进行了探讨和改革研究,[3-5]认为全面推进采矿工程专业人才素质教育,培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和创新能力的采矿工程高级专门人才是适应目前形势的迫切要求。[6-8]本文以武汉工程大学采矿工程专业基本情况为背景,探讨采矿工程专业的实验实践教学平台建设的可行思路,加强“三基教育”,即“实习基地、实验基地、实践基地”教育,增强学生实践能力培养的新观点。
一、武汉工程大学采矿工程专业概况
武汉工程大学矿业工程学科是培养化工矿山专业人才的学科,和全国其他高校一样,在20世纪90年代初期由于矿业类行业处于低迷状态,学校对采矿工程专业进行停招。随着我国经济的复苏,矿产资源的需求及矿业技术的发展,对采矿工程专门人才的需求也急剧增长,学校抓住机会,在2008年通过自愿调剂专业、自愿报名、专业老师面试选拔的方式在2007级理工类学生中选取26名其他专业的学生进入采矿工程专业,组建了武汉工程大学采矿工程专业停招后恢复的第1个采矿班――2007级采矿工程01班。
二、采矿工程专业实验实践平台现状
1.实验平台短缺
停招前采矿专业的实验仪器和模型,如采矿模型、运输提升模型、通风系统模型等大多已不存在,剩下一些大型仪器,如压力机等也基本丧失其功能,现在采矿专业的实验只能通过认识实习、生产实习来代替。
2.采矿专业矿山实习基地问题
由于长期失去与矿山企业的紧密联系,2007级采矿01班的各种实习多是通过专业教师的私人关系联系的实习地点,造成实习环节安排不能自主,如生产实习安排是大三暑假在南京梅山铁矿和大四开学前两周在湖北黄麦岭磷矿两个地点实习,对实习效果影响比较大。
三、采矿工程实验实践平台建设思路
采矿工程专业实践性及实习、设计环节多,大学四年学生需经过金工实习、地质实习、测量实习、专业认识实习、专业生产实习及专业毕业实习等许多实习环节及许多相关课程的实验等,由于采矿工程专业中断的时间很长,很多实验实践基础都基本处于报废状态,恢复招生后学校又不可能将这些实验实践平台一次性全部配备齐全。采矿教研室结合自身的情况,进行实验实践平台的建设。
1.实验教学平台建设
除了购置一些基本的采矿教学模型外,为配合采矿工程专业实验教学建设和提高采矿工程专业科学研究的硬件设施,采矿教研室拟购建一套中型充填系统和一系列充填材料试验设备。既能给学生进行演示实验,也能进行相关的科学研究,使实践教学与理论教学以及科学研究共同协调发展。
2.实践教学实习基地建设
积极推进与矿山企业紧密联系,建立长期稳定的实习基地模式,探索由校企双方共同建设、归双方所有、由双方使用和经营的模式来实现实习基地的长期稳定发展,与大冶铁矿共同建设了武汉工程大学大冶校外实践教学示范中心。[9]
武汉工程大学黄石市大冶校外实践教学示范中心位于湖北省黄石市大冶地区,由武汉工程大学环境与城市建设学院于2005年开始建设,属于校级实践教学示范中心,并于2008年成功申报为湖北省高等学校实验教学示范中心。示范中心主要依托黄石市大冶铁矿丰富的实践教学资源为主体,并辅以大冶铁矿周边区域相关单位的实践教学资源,可满足我校采矿工程、选矿工程、安全工程、土木工程等多个专业学科的各类实践教学需要。
大冶校外实践教学示范中心实践教学体系是按新世纪我国经济建设和社会发展对高素质综合性、创新性人才培养的需求,以专业培养目标和市场需求来编制具有特色的实践教学计划,并同理论教学紧密结合,由浅入深、相互交融地合理设置实践教学项目。按此原则并结合中心实际情况,示范中心设置的主要实践教学项目内容具体包括相关专业的认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、课程实习、课程设计以及大学生课外科技活动等,这些实践教学项目均体现在各专业培养方案之中。通过这些实践环节的教学,不仅可达到理论知识学习与工程实践训练的协调统一,而且可全面培养学生的工程实际应用能力、创新思维能力以及综合分析和解决实际问题的能力。
3.加强校际交流合作
武汉市有三所矿类专业学校,武汉理工大学、武汉科技大学和武汉工程大学,武汉理工大学的采矿工程专业属于原来的武汉建材学院的,主要是针对建材类矿山;武汉科技大学原名武汉冶金科技大学,是一所具有鲜明冶金行业特色的大学,其采矿工程专业的培养目标和学生就业去向多为以金属矿床为代表的固体矿物开采领域。武汉工程大学矿业工程学科是培养化工矿山专业人才的学科,全国化工矿山企业的负责人或技术骨干大多数出自该校。
2011年初武汉理工大学、武汉科技大学和武汉工程大学三校矿类专业建设交流会在武汉工程大学环境与城市建设学院会议室召开,探索通过师资、实验室、实习基地等资源的整合和共享,达到现有资源的充分合理应用,开展更为广泛的校际合作。其中武汉工程大学2007级采矿工程的“矿山运输与提升”专业课是聘请武汉理工大学的专业教师讲授,“爆破工程”实验课在武汉理工大学爆破实验室进行,“采矿学”实验课是在武汉科技大学的采矿模型实验室参观学习的。
四、结语
新形势下采矿业的发展为采矿工程专业的毕业生提供了广阔的就业前景,也对采矿工程的毕业生提出了更高的要求,对高等院校的教学改革指明了方向。培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和创新能力的采矿工程高级专门人才是适应目前形势的迫切要求。另外矿产资源开发行业的跨越式发展使得矿类专业的建设投入也逐渐增多,出现了采矿工程专业建设资金的相对宽裕,本着建设节约型社会和可持续发展的方针,加强校际合作、校企合作,通过师资、实验室、实习基地等资源的整合和共享,可以达到现有资源的充分合理应用,让有限的资源发挥出更大的作用。
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关键词:采矿工程 专业英语 教学方法
一、 引言
采矿工程专业是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、 具有创新意识和创新能力的采矿工程技术和研究的专业人员 [1]。随着科技的快速发展,高等院校和煤炭企业对外合作交流也日益频繁,英语这一国际间的沟通语言变得越来越重要,采矿工程技术和研究离不开英语,矿业类高校把采矿工程英语作为采矿工程专业的必修课,然而,教学效果仍有待提高[2~3]。笔者针对安徽理工大学采矿工程专业英语的教学现状,总结采矿工程专业英语教学中存在的实际问题,并探讨改进对策,以达到改善教学效果的目的。
二、采矿工程英语教学现状
1.学生忙于考研、就业,无暇认真学习
在完成采矿基础专业课的学习后,我校于第七学期开设采矿专业英语,这段时间也正是本科生就业的最佳时期和考研复习的冲刺阶段,近几年采矿行业发展逐渐减缓,就业压力显著增大,考研的学生也逐步增多。学生们不是急于寻找称心的工作就是在努力复习考研,他们很难专心学习专业英语等课程,缺课、迟到现象时有发生,很不利于采矿专业英语的教学。
2. 常规教学方法单一,难调动学习积极性
要学好一门课程,学习的积极性至关重要,主动学习会事半功倍。许多学生认为采矿英语用处不大,以后很难用到,根本没有必要学习,学习目标不明确,主动性差。再加上采矿英语的教学一般缺乏师生必要的互动,学生学习兴趣低下,上课注意力不集中。另外,专业英语的专业生僻词汇较多,需要认真记忆,学习任务重、难度较大。如果没有良好、多样的教学方式,细腻全面地讲解知识点,充分调动学生的积极性,会使本来就不易掌握到的专业英语知识学习起来更加枯燥,教学效果会很不理想。
3. 课程学时偏少,授课内容偏多
专业英语有其特殊性,涵盖《煤矿开采学》、《矿上压力与岩层控制》以及《井巷工程》等对门专业基础课的相关知识点,教学内容颇多,教学任务繁重。然而,采矿专业英语的课程一般在32个学时,课程量较少,很难详尽的讲解全部课程内容,更无法拓展其它密切关联的重要知识点,如此一来必然造成教学内容不完整,学生能完全掌握的知识量更是非常有限,极大的限制了采矿专业英语的教学。
4. 缺少专业师资,“专业强-英语弱”普遍
学习英语需要良好的语言环境,在矿业类高校中,一般都是专业知识相当精通,英语水平薄弱的教师讲授采矿专业英语,授课教师业务水平普遍不高,面对内容复杂、任务繁重的专业英语时,很难运用英语全方位、详细的讲解采矿专业知识,无法创造学习专业英语必要的语言环境,英语教学易变成汉语教学,同时也完全达不到了开设专业英语课程,提升学生专业英语水平和运用能力的目的。
三、针对问题的对策
1.疏导学生,调动学习积极性
从思想上疏导学生,通过耐心的讲解煤炭形势的发展趋势,强鼓励他们要对煤炭行业充满信心,并及时了解、传达就业、考研信息,引导学生走出困境。对于就业的学生,对外交流需要和阅读设备说明书都需要专业英语;考研继续深造的学生,查阅和撰写科技论文离不开采矿专业英语,作为一名从事采矿行业的人才,必须要掌握采矿专业英语。引导学生主动学习,加强出勤考察,采用多媒体教学,活跃课堂气氛,吸引学生注意力,充分调动学生的积极性。
2. 紧扣专业知识,合理拓展教学内容
学习专业英语必须以专业知识为基础,任课教师在教学过程中要突出采矿专业的特点。现有的教材相对陈旧,无法真实的反映国内外采矿的行业现状,合理拓展书本外采矿行业的最新动态,既能让学生们系统的了解采矿行业的发展趋势,又能开拓学生们的视野,使教学内容饱满的同时也引发了学习兴趣,让学生主动学习。
3. 调整课程设置,增加实用性考核
采矿工程专业英语教学内容颇多,教学任务繁重,给授课老师和学生带来了巨大的挑战。因此要适当增加专业英语课时,精简教学量,突出主次,详细讲解专业英语的特点以及与采矿专业知识的联系,“授之于鱼不如授之以渔”,教会学生学习采矿专业英语的有效方法,督促学生利用课余时间自主学习。改简单的测试考核为综合多样式的考核,重点考察学生的读、写和阅读能力,锻炼学生阅读采矿专业英语文献以及撰写采矿科技论文的能力了,做到学以致用。
4. 提高授课教师业务水平
对授课教师进行专业的英语培训,以采矿专业知识为基础,组织授课教师与专业英语教师交流、探讨,提高授课教师的英语水平,综合培养专业知识精通、英语水平相当的授课教师。授课教师可以完全运用英语教学,为学生学习采矿专业英语创造良好的语言环境,有助于提高学生学习效率。
结语
综上所述,采矿专业英语的教学质量不理想主要受学生无暇认真学习、学习缺乏主动性、教学方法单一、课程设置和考试制度合理以及教师业务水平有限等因素的限制。疏导学生,调动学习积极性,紧扣专业知识,合理拓展教学内容,调整课程设置,增加实用性考核和提高授课教师业务水平等相应对策,可以调动学生学习专业英语的积极性,提高教学质量和学生应用采矿专业英语的能力。
参考文献
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1.1跨学科研究生自身的约束力欠缺
跨学科的研究生由于是跨学科报考,备考耗时长和付出努力较多,因此,考上研究生后,由于入校第一年为基本课程和专业课程学习过程,专业课程的学习相对本科的考核手段和方法较宽松和自由,故对研究生的自觉性要求较高,需要发挥自己的主观能动性,在专业基础课程的学习中,主动发现问题并及时和导师进行沟通探讨,这样才能在较短时间内对知识融会贯通。但是,由于研究生阶段有部分本专业的学生,这部分学生对专业知识的学习是属于重复学习,学习可能存在不认真现象,态度的不同对跨专业的学生也有不利的影响,因此,研究生的学习对跨学科的学生自身的约束力有较高的要求。
1.2培养方式的不合理性跨
学科报考研究生已经成为不可忽视的问题,但现行的培养方案为统一的培养方法,研究生第一年统一进行基础课学习,第二年和第三年进入科研完成毕业论文和呈现成果阶段,但是,由于跨学科的学生本科大多没有采矿工程专业理论基础,因此,在统一的培养方案实施下,存在不能明确自己研究方向,科研无从下手的现象。
1.3研究生课程的设置时间不尽合理
由于跨学科研究生缺少本专业基础知识,故大多数的跨学科学生需要进行本科知识的补习,即跟随本科生课堂学习,但是,本专业的研究生课程的学习时间大部分和采矿本科生的主干课程学习时间冲突。另外,采矿工程是一门以力学为基础的学科,因为其的研究对象比较复杂,故所需要学习的力学知识比较多,比如:弹性力学、材料力学、弹塑性力学和流体力学等知识,如果研究生学习基础课时间和本科专业课相互冲突,会极大的限制跨学科学生补习本科的基础知识。
1.4没有明确的研究目标问题
由于跨学科学生没有本专业的知识背景,在研究生阶段既要完成研究生课程的学习,又要对本专业的本科知识进行系统的补习,且还需要参加导师的科研项目,时间相对比较紧张。因此,当跨学科研究生渡过研究生第一年的学习期之后,再无理论上存在的课程学习,在从学习完毕过渡到进行科研的过程,是否已经设定了自己的研究目标,并对其的实现过程有明确的思路,通过笔者和参与本论文完成的在读博士生和相关学生进行交谈,总结出,在这个过渡过程中,跨专业研究生普遍存在焦虑感,一方面,课程学习结束进入无课阶段,另一方面,由于专业知识的缺乏且本科毕业设计绝大部分和采矿工程没有联系,普遍感到茫然。
2.针对以上存在的4个方面的问题提出解决措施
2.1增加学生的自我约束能力
改变学生复试见过导师后进入学习阶段很少能碰到导师的情况,建议导师应该在学生入学后第一周召开见面座谈会,最佳的方式是高年级的研究生、博士研究生和刚参加工作的年轻教师,通过言传身教,使刚从本科考取硕士研究生的学生意识到研究生首要具备的素质和研究生主要的培养目标,缩短学生从刚入学时的新奇茫然转换为有明确目标并为之努力的时间,尤其针对跨学科的研究生,充分了解这部分学生的知识背景,和其一起初步制定学习规划,使得学生懂得研究生的道路任重且道远。
2.2改变培养模式分类教育
针对研究生不分跨学科还是本学科统一上课的问题,笔者认为除过公共课等科目外,专业课授课形式分类教育势在必行,针对不同的学生本科专业的学术背景进行引导,多进行交叉学科的研究。例如:跨学科学生具有化工背景的学生,可以引导学生进行化学方法在采矿中的应用;具有计算机知识背景的学生,可以引导他们进行和采矿相关的软件学习等,弥补跨学科学生本科专业和研究生专业之间的不连续性,这样也可增加学生的学习兴趣,因势利导。
2.3课程设置的时间进行合理的调整
对于跨学科的采矿工程专业研究生来说,打好基础是非常重要的问题,因此,研究生设置专业课的时间应该尽量灵活的和本专业本科生的上课时间进行时间上的互补,这样,跨学科的学生能有足够的时间补习本专业的专业课,对他们的专业知识的增加大有裨益。研究生课程的设置决定着研究生的知识面,针对非采矿专业研究生的课程设置上应充分体现打好基础和建立知识结构体系的特点。
2.4跨学科研究生多和导师、同学进行学术探讨
跨学科的学生在打好专业知识的基础上,应多和导师、同学进行交流,带着问题讨论专业问题,不断地对自己的研究目标和在研究的过程中存在的问题进行定位。例如,学化工的本科生考取了采矿工程专业的研究生,是典型的跨学科研究生,如果导师和学生本人可以找到学科和学科之间的交叉点,不但有利于建立学生的科研知识构架,更可以提高学生的科研兴趣。
3.启发和结论
通过分析采矿工程专业外语教学中存在的问题,结合多年的教学经验,从师资力量建设、教学方法、考核方式和教材选取等方面出发,提出教学改革意见,旨在实现提高采矿工程专业外语教学质量的目的。
关键词:
采矿工程;专业外语;教学改革;教学方法
采矿工程专业外语是面向采矿工程专业本科生开设的选修课程。课程内容主要涉及采矿工程领域中矿井设计与开拓、煤田地质与勘探、井巷工程、矿山压力与岩层控制、采煤方法、矿山环境保护和系统工程等专业基础知识,通过课程学习,达到提高学生学习的兴趣,帮助学生尽快掌握专业英语文献的阅读技巧,了解外文文献检索、写作知识,帮助学生提高自身的口语表达和专业交流能力。随着时代的进步和发展,如何扩大优质的教育资源,培养在德智体上全面发展并且具有从事相关专业领域科研能力的精英人才,成为我国高等教育重要目标之一[1,2]。随着煤炭市场的发展,越来越多的国外先进设备和技术被引入煤矿,而扎实的专业外语基础及其应用能力成为汲取国外先进经验、丰富学术交流和开拓视野的必备条件[3]。虽然采矿工程专业本科生进行了大学基础英语的学习,但这无法满足专业的发展和需要,必须在经过公共英语和四六级应试培训后,进行外语学习内容和专业课程相结合的专业外语。我校采矿工程专业外语的教学方面缺乏成熟教学方法,作者结合近几年采矿工程学科的发展趋势和专业外语教学实践,对现存在的问题进行了分析,并提出了教学改革措施。
一、当前采矿工程专业外语教学中存在的问题
(一)教学师资力量薄弱且不稳定
目前,我校担任采矿工程专业外语的教师流动性大,且教学任务繁重。不同的教师不同的教学方法,使得学生在短时间内难以适应,造成上课积极性差,效果低。且教学轮次少,连续性差,严重影响了教学水平的提高。由于专业外语教师多为本土教师,在外语学习上存在“哑巴外语”的现象,虽然具有很强的听、写和读的能力,但口语表达能力差,存在开不了口的问题,采用双语教学难度大。
(二)学生认识不足,积极性差
我校采矿专业外语为大三开设,之前已学习了大学基础英语,很多同学将外语学习的重点放在四、六级考试,认为专业外语只要考试及格即可,学习积极性差。本专业学生在采用母语授课条件下的专业课学习存在理解困难,由于专业外语授课期间增加了外语部分,且外语听说能力欠缺,学生经常出现听不懂、看不懂、说不出的情况。久而久之,学生失去学习信心,造成厌学态度,学习成绩不断下降,失去了教与学的积极互动,缺乏主动性和参与性的学习气氛逐渐影响其他同学,使得整个学习氛围减弱,从而导致教学效果降低,严重影响了教学质量。
(三)教学形式单一
在采矿工程专业外语教学中,一般采用教师讲解提问,学生笔记回答的传统教学方法,教学形式过于单一,显得尤为被动,难以发挥学生的主体作用和启发学生的逻辑思维能力。虽然目前很多教师已采用了多媒体教学方式代替了板书教学,但是在教学过程中仍然过于注重专业外语课文的翻译讲解,或是教师翻译课文,或是让学生边读课文边自行翻译,课堂气氛沉闷,严重影响了教学效果。
(四)课程考核方式不健全
目前,采矿工程专业外语的考核仍然停留在课内考核加平时考勤的方式。课内考核主要通过对词汇、句子和短文的翻译,无法达到深入理解的目的,没有形成一套听、说、读、写等学生综合能力的考核方式。教学期间尝试过进行考试题型的改变,但明显发现学生表现出严重不适应,考试成绩下降明显。
(五)专业教材匮乏
适合采矿工程专业外语课程教学的教材不多,原先使用的教材为蒋国安主编中国矿业大学出版社《采矿工程专业英语(第二版)》。就知识结构而言,该书是非常好的教学及科研参考书,但其涵盖内容过多且内容陈旧,涉及不少淘汰落后的采煤技术,在实际工作中用途不大,没能体现出煤矿开采技术的发展。知识点与学生的知识结构不匹配,与专业课相关性及实用性低,容易使学生产生抵触心理,进而不重视专业外语学习。由于教材广度过大,学生的专业知识理解能力达不到要求,在有限的课时中,无法吸收全部内容,导致学生积极性差,学习气氛低。
二、采矿工程专业外语教学改革建议
(一)加大专业外语师资力量建设
师资力量是采矿工程专业外语发展和进步的基础,可以通过以下四个途径实现加强师资力量和提高教学水平。一是引进具有高水平的专业知识和外语能力的人才,特别是国外高校的采矿工程专业博士和优秀的硕士。二是加大专业外语教师的出国进修学习,通过国家、省部和学校的留学资助,鼓励老师出国深造,提高外语表达能力和扩宽视野。三是定期组织老师到其他高校进行调研,学习国内采矿工程专业外语先进的教学经验。四是定期组织教师进行培训和交流,可采取定期举办专业外语教学法研讨的方式,提高教师的教学水平和积极性。
(二)改进教学方法
在教学过程中,放弃以前的常规教学方法,可采用以下几种方式。1.小组讨论的方式,由教师按照教学内容提出问题,学生组成小组进行查阅资料和讨论,最有由老师随机抽取小组进行回答问题。这样更能发挥学生的主观能动性和积极性,提高教学质量。2.在日常教学中,除了要求学生记忆和理解常用的专业词汇和短语外,鼓励学生通过网络阅读采矿工程相关的外文文献等方式扩大阅读量和词汇量。3.由于学生的专业基础理论水平参差不齐,因此,在正式学习课堂内容之前,可以先带领学生回顾一下相关的专业知识,然后再有针对性地讲解,并在课堂内添加一部分课外专业内容和词汇,增加学生的学习广度。4.另外要充分利用学校的网络和多媒体资源,采用图文并茂的教学手段。例如,课堂上通过一些煤矿开采方面的外语视频,让学生逐步意识到专业外语的重要作用,可以将专业外语教学从课堂上延伸至课堂之外,有效地活跃课堂气氛。还可以将采矿工程专业课程相关知识融入到课件中,在必要的时候用动画形式展示,帮助学生理解相关内容,提高教学效率与质量。5.采用教师提出在煤矿生产中的虚拟情景,让学生进行专业外语交流,锻炼学生的口语表达能力。
(三)建立多元化和灵活的考核方式
考核是检验教学效果的重要方式,可采用平时成绩和卷面成绩两部分组成。以卷面成绩为主,内容主要为采矿工程方面的专业词汇、句子和短文特别是学术论文摘要的英文表述等知识。平时成绩分为平时到勤率、平时作业、课堂翻译和课堂提问等方面,其中平时作业成绩避免单调的卷面作业方式,采用规定题目,学生到图书馆和网络等查阅相关资料,然后在课堂上讲解的方式完成;课堂翻译可采用下课前大约15分钟左右的时间,挑选出未讲课本内容的1段让学生进行翻译,下课交上来,既可以督促学生认真听课,加深对课本内容的理解,还可避免抄袭的现象,进而提高学生的翻译水平;课堂提问除了采用常规的提问方法外,还可以在课堂中穿插词汇抢答及小组讨论的形式,最后由教师对学生存在的问题进行点评和讲解。通过这种改革的考核方式,采矿工程专业外语的教学效果将会有很大的提高。
(四)选用符合学生实际的教材
目前,采矿工程专业外语在我校已经形成了一套较为完整的教学体系,根据多年的教学经验,最终选用的教材是蒋国安、付玲毓主编的中国矿业大学出版社《采矿工程专业英语》,该书难度适中,便于学生学习,学生认可度高。该书共包括五大部分24个章节,主要内容包括HistoryofCoalMining(煤炭开采史);OriginofCoal(煤的成因);CoalExploration(煤田勘探);SurveyingandMineMaps(测量和矿图)MinePlanning(矿井设计);MineDevelopment(矿井开拓);ShaftSinkingandTunneling(井巷工程);UndergroundPressure(矿山压力);LongwallMining(长壁开采法);Room-and-PillarMining(房柱开采);MineHaulageandHoisting(矿井运输和提升);MineVentila-tion(矿井通风);MineDrainage(矿井排水);MineElectricalPower(矿井供电);MineEnvironmentProtection(煤矿环境保护);CoalMiningunderSpecialConditions(特殊条件下采煤)。涉及面广,这五大部分所涉及的内容均和学生平时所学的五门专业课程(煤田地质学、煤炭开采学、矿山压力与岩层控制、矿井通风与安全和系统工程)内容对应,学生对课堂内容熟悉,接受快,学生在阅读过程中可以注重专业词汇的整理,而不再花费巨大精力纠结于个别单词的意思,可以提高学生的对专业外语的学习兴趣。为扩大学生的视野,建议学生自学的一些书目,例如煤炭工业出版社《安全工程专业英语》、中国矿业大学出版社《实用矿业英语》和高等教育出版社《地质学专业英语》等。
三、结束语
在了解我校采矿工程专业外语教学存在的问题基础上,可通过加大专业外语师资力量建设、改进教学方法、建立多元化和灵活的考核方式和选用符合学生实际的教材等方面的改革,充分发挥教与学两个方面的积极性和创造性,达到明确学生学习目标,最终实现提高采矿工程专业外语课程教学质量的目的。
作者:吕文玉 单位:西安科技大学能源学院
参考文献
[1]郭智刚,谭冬莲,曹权,等.轨道工程专业外语课程建设探讨[J].教育教学论坛,2015(50):225-226.
[论文摘要]说明邱村金矿采用采矿工程外包方式,详细阐述外包价格、生产技术、安全管理和产生的效益,通过外包管理取得了一些成绩,但还存在很多不足,在今后发展过程中将进一步完善和改进,以适应矿山建设和发展需要。
一、概述
邱村金矿位于德化县葛坑镇交通便利,自1998年6月建成投产以来,开采+647m-+882m矿体,经调试及改造,目前实际采选生产能力200吨/日,最终产品金精矿全部供应福建省德化县冶炼厂。
二、采矿工程外包
(一)外包的概念
所谓外包(Outsourcing),英文直译为“外部资源”,指企业整合利用其外部最优秀的专业化资源,从而达到降低成本、提高效率、充分发挥自身核心竞争力和增强企业对环境的迅速应变能力的一种管理模式[1]。外包的方式有:生产外包、后勤外包、销售外包、采选设计外包、财务外包、人力资源外包等。
(二)外包的意义
其意义在于根据实际生产需要,企业将自己做不好或者别人能做得更好更便宜的事,把一项或几项工作外包出去,交由其它企业进行经营管理,达到降低本企业的经营成本和风险,这样本企业可集中精力去做企业的核心业务,以减少资金投入,达到企业效率最大化。
(三)井下采矿工程外包的方式
井下采矿工程外包的方式一般有3种。
1.按作业类型分包。即采矿和掘进承包。优点是:便于生产管理;缺点是:存在相互影响,岩石混入管理难度增加,不利于降低损失率和贫化率。
2.按作业区域分包[2]。即按不同中段进行分包。优点是:可以根据实际采掘情况进行调整。缺点是:不能实现专业化,每个中段各自为一个生产系统,不利于统一管理。
3.按工序分包。即按打眼、爆破、装车运输等分包。优点是:可以实现专业化作业。缺点是:成本较高,不利于生产管理。
(四)邱村金矿的采矿工程外包方式
邱村金矿采矿工程采用作业类型承包和按工序分包结合的外包方式,即采矿工程用作业类型承包,部分矿石运输采用单独分包。
三、采矿工程外包的管理
邱村金矿外包管理经历了一个逐步完善的过程,目前已基本确定,管理走向科学化,但是随着市场变化,今后工作仍然需进一步完善。邱村金矿除+873中段矿石运输承包给一家运输公司,主要采矿工程承包给一家施工单位。
(一)价格管理
1.采用外包方式的矿山企业与承包单位是甲乙的合同关系,双方考虑的是外包的价格,外包的价格越低,企业的利润越高,当然在市场经济条件下,企业不仅要尽量降低成本,也要考虑承包方的接受能力,邱村金矿每年7月份从新签定合同,根据上一年的采掘成本和本年度物价涨落情况,确定本年度的外包单价,按采矿、掘进分别确定,同时核算出价格涨落和主要材料涨落比率,保证双方制定出一个合理的价格。
2.采矿和掘进价格的确定是按作业成本计算。矿石分采矿矿石与副产矿石(凡井巷掘进中回收的矿石),不同矿石制定出合理的价格。
3.掘进单价确定,矿山802m中段以上部分,平巷、天井、溜井、漏斗、硐室、旧巷道扩邦、旧巷道抬底、清理旧矿碴、水仓按施工立方分别制定出合理的价格。斜井开拓部分,一、二次提升斜井及各种附属工程制定出一个价格,802中段(含802中段)至712中段(含712中段)之间各中段掘进工程,其价格在802以上中段相应单价的基础上增加5元/m3,经二次提升巷道掘进工程其价格在802以上中段相应价格的基础上增加10元/m3,硐室、旧巷道扩帮、抬底、清理旧矿碴等工程在各中段价格相同。上述单价包含直接费、管理费及各种税费。
(二)生产技术管理
1.工程采用外包后,邱村金矿生产科工程技术人员对采掘工程是间接管理,所以只能通过经济手段来保证承包方按设计要求进行施工。
2.采掘计划由生产科根据矿山实际,承包方设备、人员的实际生产能力制定出年月采掘计划,由于井下工作有时会发生相应变化,所以在执行采掘施工过程中会有一定的调整。井下设备管理和生产组织由承包方管理,生产科属于间接管理,为了保证采掘计划的执行,检查和调整工作较多,经常要与承包方协调沟通。
3.采矿地质管理工作是矿山的重要工作之一,邱村金矿矿体沿走向、倾向具有波皱起伏、膨胀收缩、分叉复合及尖灭再现等特征,其厚度、品位变化系数大,矿体与围岩界线不明显,矿石的损失率、贫化率等技术经济指标,根据实际生产情况,确定矿石损失率为7%,贫化率为10%。
4.年供矿量:根据我矿生产组织安排,承包方应均衡稳定供矿,保证全年选厂的生产需要,其产量、质量指标执行按生产科月度计划要求。
5.矿石质量:矿石要求块度不少于250*250mm。为防止人为贫化,承包方应严格按生产科的要求合理进行配矿,承包方不能把废石、废渣倒入矿井或倒入矿仓。
6.矿石计量:以承包方每天的出矿车数计量为准,矿车的容矿体积不低于0.75m3,少于0.75m3的出矿车不参与矿石计算,满矿车(矿石必须超出矿车顶水平面)为1吨湿矿量,不满1矿车的按0.5吨湿矿量计算,不满半矿车的不予计量,邱村金矿每天派人管理,计量当天的出矿车数,以全月统计的湿矿量扣除4%的水分作为干矿量计价,
7.工程验收以生产科设计要求为依据。若工程质量不符合设计要求的,承包方应按生产科要求返工,维修。
四、安全管理
1.邱村金矿在确定承包单位时,对承包单位进行安全资质进行全面审查。在采矿工程承包合同书中,明确双方责任义务。
2.邱村金矿制定了安全管理制度,监督承包方执行。在爆破管理上,制定明确的爆破材料管理制度,从进库、领出、运输、装药、连线、起爆、剩余清退,安全员进行严格监督。
3.每月支付工程结余款项的95%,其余5%作为保证金,合同期满后一次性支付给承包方。
4.承包方自配取得特种作业资格证书的特种作人员(包括空压机工、电焊工、绞车工、爆破工等工种)。
5.承包方必须遵守《国家安全生产法》的有关规定及邱村金矿制定的井下安全生产制度。
五、效益
1.矿山建设投资减少。邱村金矿主要投资选矿厂,道路建设、电力外网、主扇风机生活设施等,而其它设备及维护设施,由承包单位承担,减少了建设投资。
2.降低采掘成本。生产科的有效管理,承包方的选进设备、技术、管理人员,提高了工作效率,使采掘成本大幅度降低。
3.材料采购、储备及流动资金的占用减少,因此产生的费用大为降低。
4.人员的安全和技术培训工作总量减少。承包单位具有矿山生产和建设的管理人员,有一定的基础,培训时安全技术的理解能力较强,容易接受。
5.减少安全风险。承包方要保证安全文明生产、承担工伤事故责任及所发生的一切费用。
六、结语
邱村金矿通过几年来的采矿工程外包,采矿工程成本得到有效的控制,企业效益较好,通过几年的实践,外包形式比较成功。外包已经作为一种新的经营管理模式,已经被许多企业所接受。邱村金矿外包形式在今后发展当中定继续改进和完善,通过科学管来降低成本,使企业利润最大化。
参考文献:
西安科技大学高新学院的采矿工程专业具有比较悠久的历史,并且,在长期的教育实践过程中,传统的人才培养模式与教学方法,也曾经起到了非常重要的影响作用。但是,随着我国采矿业的数字化与信息化发展,企业杜宇采矿专业人才的要求也变得越来越高。在这样的环境背景下,传统的教学培养体系已经不能真正发挥其在教学过程中的作用,所以,采矿专业的课程改革教学势在必行。本文就针对采矿工程专业人才培养方案优化与实践进行简单分析,以供参考。
关键词:
采矿工程专业;人才培养方案;优化;实践
从能源结构的角度来看,我国主要还是一个以煤炭为主要能源的国家,并且,该能源结构在未来很长一段时间内,都不会出现大的变化,在这样的环境背景下,相关的煤炭企业就需要从高校中引进大量具有高素质的复合型采矿工程专业人才,为企业的发展注入新的力量。从本质上来说,对人才培养方案加以完善与修订,是促进人才培养质量提升的重要基础与有效保障。
一、采矿工程专业人才培养现状分析
西安科技大学高新学院的采矿工程专业是本院传统的优势学科,长期以来,历届毕业生都以吃苦肯干,专业知识扎实,实践能力强而供不用求,但是在长期的发展过程中也出现了一些问题。现阶段,其在进行实际的人才培养过程中,所沿用的培养模式更多的还是一种经济一直下的传统人才培养模式,这种培养模式本身存在着明显的弊端,例如专业面过于狭窄,知识结构不够合理等。这样一来,就导致其自身缺乏创新能力,且适应性比较低,使得其难以完全适应社会发展需要。现阶段,中国的煤炭资源开发也逐渐向着集约化与规模化的方向发展变化,其对于煤矿生产技术与生产装备的要求也越来越高,在这样的环境背景下,其对于人才培养的质量要求也就出现了进一步的提升。所以说,我们必须要创新采矿工程专业人才培养模式,来提升专业人才的综合能力与水平[1]。
二、采矿工程专业人才培养方案优化设计
从本质上来说,创新型的人才培养方案,需要包括以下几个方面的特点:首先,专业课程的体系应当依照“平台+模块”的模式来进行构建,这样才能真正实现课程体系的优化。同时,要依据课程知识结构,来把课程设置成五大平台课程,并且要确保综合素质课程能够贯穿于整个培养方案当中。其次,要强化人文教育与工程教育之间的有机结合,加强创新意识与实践能力的培养,来推动国际化与开放性教育。并且,要开设信息检索与英语等选修课程,来提升学生的国际化视野,并帮助学生培养起良好的自学能力。第三,要对部分的专业课程内容与课程设置进行优化与调整,以此来有效拓宽毕业生的就业渠道。把相关的矿山压力与控制课程当中的岩石力学部分,划分到岩体力学与工程课程当中去,并为其补充与矿压测试技术相关的内容。第四,要全面强化安全意识,并进一步为其增设与矿井安全生产相关的课程。并在此基础上,来把矿井安全技术课程从原有的课程体系中分离出来,来强化学生对于矿井安全技术知识与理论的学习,并引导其更好的对相关知识理论有一个更好的掌握。
三、采矿工程专业人才培养方案优化策略
(一)课程改革与建设目标
把硬岩矿床的采矿技术与采矿工艺做为主线,并对相关的知识与技术充分的融会贯通,以此来建立起一个系统完善的采矿专业知识体系。同时,要对教学内容进行及时的更新完善,来为其增加相关方法与科技成果的应用,并通过对相对成熟的方法与理论以及科技成果等进行有效的应用,让实际的教学内容能够充分适应现代采矿技术对于知识本身的需求,并以此来推动课程内容的时代化与体系化。通过运用互动式与参与式教学的办法,来把课程论文与课堂研讨做为其最主要的基本形式,并以此来实现学生参与与教师讲授之间的充分结合。通过对数字化设计系统与三维动画的研发应用,来提升教学内容的时空化与形象化,拉近课堂与实践的距离[2]。此外,要进一步实现教学方法与教学手段的现代化。通过运用新的教学手段与教学内容体系,来积极配合与创新课外实践,只有这样,才能在传授采矿专业知识的同时,来进一步培养其学生们的科学思维能力与动手能力,实现能力培养与知识传授的一体化发展。
(二)优化课程内容体系
在传统的课程内容体系当中,金属矿床露天开采与地下开采等都是采矿专业课当中的重要组成部分。但是,由于这些课程往往都是独立设置并且分散讲授的,就容易导致各个部分之间的知识联系不够紧密,甚至出现严重的脱节问题。由于学生们对于各个部分的知识缺乏系统性的掌握,导致其在实际的运用过程中也会困难重重。因此,就针对这一问题来说,要求我们必须要对课程内容进行综合的体系化改革。把采矿工艺与采矿方法作为主线,并将与储量评价方法和矿岩性质等内容相关的基础知识,与井巷掘进和凿岩爆破等专业技术进行全面的融合,并以此来建立起一个综合的知识体系,让各个方面的知识之间能够有一个有机的联系[3]。
(三)创新教学手段建设
从本质上来说,学习采矿学,往往需要学生们有一个非常强大的实践能力与三维空间想象力,并通过实行教学方法的改革,来大力创新教学手段建设。在实际的课堂教学中,要通过运用学生积极参与的方式,运用互动式教学策略,把课程论文与专题研讨当做是其最主要的形式,来通过运用恰当的采矿实践问题,让学生们能够自主的进行资料查阅,并通过课堂研讨与小论文的撰写,让学生们将自己的研究成果充分的展现出来。从本质上来说,这种办法能够充分调动其学生们的主动性与积极性,培养其问题的研究与解决能力。就针对于互动的方式来说,其可以是多种多样的,例如可以通过幻灯片的形式,来对已经讲授的某些内容进行有效的表达,并以此来强化学生对于教学内容的认识与深入理解,对知识有一个更加牢固的掌握。
(四)优化能力培养建设
简单来说,知识传授与能力培养之间是存在根本性差异的。虽然知识的传授是能力培养的一个重要基础,但是在能力培养的过程中,还要辅之以良好的时间环节。而上文中所讲到互动式教学,就是进行课内能力培养的一个有效措施。其不仅能够有效的培养起学生的自主学习能力,同时也激发了学生的创新能力与科学思维,并在此基础上,进一步深化了学生的口头表达与科技写作能力,有着非常重要的影响作用。此外,我们应当通过运用课外的创新性实践活动,来对学生的综合能力进行更加深入的培养[4]。这样一来,不仅能够有效的激发学生的创造力与想象力,同时也能在很大程度上提升学生们对于专业课程的学习兴趣,并丰富了学生的课外生活。
四、结语
总而言之,在我国社会经济建设的快速发展过程中,能源与资源的短缺,已经成为了阻碍社会经济发展的一个重要因素。企业在这个过程中不仅迎来了新的发展机遇,同时也因为日益严重的环境与安全问题,导致矿业工程专业的人才需求越来越旺盛。通过对采矿工程专业人才培养方案的优化与实践,能够促使人文教育与工程教育之间联系与结合的紧密性,并以此来培养学生的创新意识,强化学生的实践能力。
作者:丁昊 单位:西安科技大学高新学院
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采矿工程是专业性强、知识面广、学科交叉多、应用范围广的实践应用学科。在中国矿产资源开发利用加快的背景下,经长期发展和沉淀,采掘行业形成了其固有的特点和属性。这些基本特点不仅影响和制约采掘业的发展和对人才的要求,在一定程度上也影响着采矿工程专业学生的学习和管理。一是历史悠久。采矿是除了农业耕作外人类从事最早的生产实践活动之一,采矿活动和矿产资源的利用推动了人类历史进步和人类文明繁衍。采矿工业是现代工业的基础,为工业和农业提供了大量的原料与辅助材料,如冶炼及加工业、建筑业、化学工业、石油业、运输业等。没有采矿业作为基础支撑,其他工业就不可能得到发展。大量研究表明,国民经济发展和人类生活水平提高与矿产开发利用有着密切的关系,人均矿产品消耗水平成为衡量一个国家发展程度及国民生活水平的重要指标。二是工艺复杂。矿产资源需要漫长的地质时期才能再生,不能循环利用,被称为不可再生资源。由于开采条件的不可复制性,采矿工业的实践活动也是不可逆的。同时,采矿是一个动态过程,由于资源的稀缺性,采矿工作会随着矿床的延伸而不断改变,由于开采深度的增加,地压和温度也逐渐升高,随之而来的是采矿工艺难度不断加大。三是学科交叉。采矿工程学科作为一个系统工程涵盖了矿山设计、施工、管理、采掘设备、矿井生产、优化、运输以及自动化技术和计算机技术等多方面内容,综合性强,与其他学科交叉较多。因此,采矿工程专业与数学、统计学、力学、管理学、经济学等多种学科有着紧密的联系。同时,采矿工程专业要解决的是实际工程应用问题,有着很强的实践性。四是条件艰苦。矿山开采分为露天开采和地下开采。不论什么矿山,多分布在交通条件相对较差、工业基础薄弱的山区或偏远地区,这就决定了采矿工作环境的基础设施不足、条件艰苦。另外,采掘作业的工作环境也是非常艰苦的。以地下开采为例,其工作面受限于空间,如果存在着设计或者施工缺陷,可能造成冒顶、?帮、透水等安全事故,煤矿还存在着瓦斯爆炸的危险。据统计,“十五”期间,工矿企业共发生事故68805起,死亡77158人。
二、采矿工程专业学生特点分析
武汉科技大学是一所具有鲜明冶金行业特色的大学,拥有矿业工程一级学科博士学位授权点,采矿工程专业开办较早。学生就业去向多为以金属矿床为代表的固体矿物开采领域,随着社会需求的改变,采矿工程学生在学习和择业方面也显现出多元性。采矿工程专业的学生呈现以下主要特点。
(一)个人价值相对单一和模糊
采矿工程专业来自城市的学生仅占19.08%,并且男生数量比例高达89.31%,有的班级甚至没有女生,多数学生接受新鲜事物的能力较差。学生个人价值主要集中在实现个人理想信念上,即回报父母、找到理想的职业和过上幸福的生活之类,表现出相对单一和模糊。思想指导行动,若不能树立远大的理想,不可能有为之奋斗的实际行动。学生个人价值相对单一和模糊在学习上的具体表现是学习基础薄弱,缺乏动力,学习态度不端正。
(二)专业选择被动和对未来茫然
虽然当前就业形势较好,但是由于传统观念和就业环境等多方面因素影响,人们普遍对采矿工程专业认识比较片面。该校有76.72%的学生是因为调剂或者仅仅因为就业率高被动选择采矿专业的,对采矿专业缺乏足够的认识和了解。同时,由于采矿行业的特殊性,其工作条件艰苦、工作地点偏远,部分学生对专业产生厌恶情绪,对未来的就业和生活感到迷茫。
(三)家庭情况复杂和性格习惯孤僻
采矿工程专业学生80.92%来自农村,87.79%来自中西部省(市),家庭情况普遍较差,有的还来自多子女家庭或者单亲家庭。性格是表现在人对现实态度和行为方式中比较稳定的个性心理特征,复杂的家庭情况往往容易造成性格缺陷,直接表现是与其他专业学生相比,采矿专业学生存在心理阴影和自卑感的问题较多。同时,性别比例失衡也造成了学生性格的孤僻性。具体表现是不善表达、不太自信和不愿意表现展示自己,缺乏个性,与人交流沟通能力不足,动手实践能力弱。这种情况在女生中表现尤为突出。
三、采矿工程专业“五位一体”学生教育管理模式构建
教育和教育管理者的主要职责之一是积极探索服务学生成长成才、独立自主的学生管理模式。实践证明,集思想教育管理、专业教育管理、实践教育管理、日常教育管理和亲情教育管理等“五位一体”适应采矿专业特色的学生管理模式具有良好的实际效果。
(一)开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确价值取向
大学生要想有所作为,必须树立正确的世界观、人生观和价值观,在任何情况下都保持积极进取的人生态度。只有将对国家和民族的复兴与个人理想的实现相互联系起来,才可能做到知行合一、有所成就,才可能承担起家庭、国家和社会的责任。结合采矿工程专业学生个人价值的单一性和模糊性,有针对性的开展“思想教育管理”,帮助学生树立正确的价值取向。一是加强时事政治学习,结合“构建两型社会”、“铁矿石价格谈判”等与矿业相关的时事热点,增强学生的责任感和使命感。二是加大对采矿历史和传统文化的教育,打消部分学生认为采矿工程属于夕阳工业的疑虑,树立学习采矿工程专业的自豪感和自信心。通过班会、团日活动、班级QQ群等多种途径加大对矿业的宣传教育,通过举办“主题红、内容新、形式活”的活动,让学生逐步树立正确的价值取向。
(二)注重“专业教育管理”,培养学生严谨的科学态度
学风建设始终是学生教育管理应该牢牢把握的本质和核心。学生要学会学习,提高科研能力和水平,必须具备严谨的科学研究态度。结合绝大多数学生专业选择的被动性,进行专业教育管理。首先,树立学生的专业自信心,从学生进校起就加强专业介绍和宣讲,让学生了解采矿工程专业的重要性。其次,严格课堂管理,严把上课、实习、考试等各个环节,督促学生良好学习习惯的养成。第三,建立以学习成绩为主要参考指标的评优体系,鼓励学生加强主干专业课程的学习,通过开展“矿山设计”、“CAD”等学科知识竞赛营造良好的学习风气。
(三)加强“实践教育管理”,培养学生独立思考和动手能力
加强实践教育管理有助于实现理论和实践的统一,让学生经受锻炼、增长才干。通过加深认识和解决实际问题,不断提高学生独立思考和动手能力。结合学生对未来的迷茫,加强实践教育管理。为学生多到生产一线实践创造条件,增强学生对专业的理性认识。积极征得企业赞助,搭建各种形式的技能竞赛平台,开展大型科技创新活动,培养学生的综合能力。倡导创建具有专业背景的学生社团,鼓励学生参与教师的科研项目,在教师的指导下撰写学术论文,开展课题研究。鼓励学生假期进入生产单位开展社会实践和就业见习,提前了解就业形式和工作内容。充分发挥学生的聪明才智,培养学生的独立思考和动手能力。
(四)严格“日常教育管理”,培养学生为人处世能力
良好的交流沟通和表达能力是当代社会人与人和谐相处的根本和前提,恰当的为人艺术和处事魅力更能终生受益。针对采矿工程专业学生性格习惯的孤僻性,培养学生良好的为人处世能力,从严格日常教育管理上做文章。从言行举止、课堂纪律、考试纪律、生活习惯、宿舍卫生状况等各个方面规范学生的行为,加强养成教育,帮助学生养成良好的生活和学习习惯。通过开展辩论赛、交流会、座谈会等多种方式让学生学会表达自己,设立“值周班长”制度,加强培训和锻炼,让学生懂得如何与人相处。此外,与学生干部朝夕相处的辅导员老师更应该言传身教,用自己的实际行动教育和感染学生。
(五)探索“亲情教育管理”,重塑学生阳光健康心态
健康的心理品质是大学生全面发展的基本要求,积极阳光的乐观心态有助于迎接困难和挑战。针对采矿工程专业学生家庭情况的复杂性,探索亲情教育管理。以尊重学生为基本出发点,采用人性化的管理,关注学生的内心世界。通过心灵上的沟通、情感上的相互认可消除教师与学生之间的层级概念,使学生心甘情愿地接受管理,参与集体活动。
四、结语
关键词:采矿工程专业;应用型人才;培养模式
0引言
应用型人才是一种社会需求越来越多的人才类型,然而采矿工程专业应用型人才培养需要首要解决的就是“具体要培养出来什么样的专业应用型人才”的这一难题。就目前而言采矿行业是现代工业的基础,对所需的应用型人才要在创新与实践上有一定的基础个能力,然而在专业知识与实践性是目前需首要解决的问题。接下来还要想到“就现在教学模式而言我们应该如何的去培养采矿工程专业的应用型人才”?则需要按照人才培养方案课程的模块化形式进行理论教学与实践相结合的教学体系来使学生提高这种创新和实践的能力,以达到采矿工程专业的真正有能力的应用型人才。因此,培养工程应用型创新人才是当前高等教育的当务之急。
1采矿工程专业应用型人才培养模式
第一,首要目标是定位要精准,学会适当调整动态;运用网络问卷调查的方式对国内煤炭院校与省内国内大型的煤炭企业进行走访与调研;将采矿工程专业应用型人才需求情况与学校在办学条件、优势与特色及服务面向等多个方面相结合;对四大原则理论,即面向服务、社会需求、自身特色与办学层次严格遵循。第二,将“学校与企业、学校与学校”的教育资源与人才培养所需的精准定位相结合,将课程体系进行优化不但可以凸显社会需求,而且能够对学科人才培养的定位进行契合,对就业导向与平台模块相结合的课程体系加以构建。不同的企业在知识结构体系方面存在一定差异,而“平台+模块”一样的知识结构体制主要表现出就业导向这一人才培养的特点,统一搭建相应的平台,只是能够依照学生自身发展与企业需求通过平台下面的课程模块加以适当调整,构建出以“订单式课程体系”为主的个性化发展。第三,依靠国家目前实施的“国家大学生实践基地建设与卓越人才培养工程,同时以“学校与企业”共同对工程进行创新,建立起以“生产、学习、研究”为一体的基地,对采矿教学仿真实验室进行优化与充实,运用“教学-实践”的方式进行循环与结合培养,达到有效融合校内仿真教学和现场实践形式的目的。对“虚拟仿真+轮岗挂职”为主的建实验室和实践教学模块进行构建,一方面,能够解决只能依靠高校的实验条件建设与学生依照考纲进行实践执行,不会学以致用的难题;另一方面,有效对实习难及入井难的问题进行解决。第四,为了实现高校对应用型人才进行“高素质、高技能”的培养,务必运用“社会需求+校企协同”模式与建立学校-企业联盟,通过企业参与对人才的培养,及“就业导向+平台模块”的运行模式,并将毕业设计管理和指导模式为主的“专业交互+协同创新”相结合,对学生自身的专业认知感与意识形态进行强化培养。运用学校与企业进行合作,构建一套“利用待遇留住人才进行终身培养”的用人机制,学校跟踪指导毕业学生进行继续教学培训与学历提高,对学生终身学习的意识形态进行培养。将采矿工程专业应用型人才存在“人才用的上却流失严重”的难题进行解决。
2采矿工程专应用型人才培养模式应用效果
在采矿工程专业应用型人才培养模式这个选题上,通过四年对其进行的分析与研究,这个模式对其人才培养的实施存在的实践能力与人才需求定位与意识培养等系列问题进行有效解决,同时在应用过程中获得了满意的成效。主要体现在如下三个方面:第一,达到了对人才进行“定位要精准,并适当调整动态”的培养,保证了招生与就业的稳定情况。将采矿工程专业应用型人才需求情况与学校在办学条件、优势与特色及服务面向等多个方面相结合,对招生计划进行适当调整。在煤炭行业处于低迷时期,通过将培养方案、大幅提高人才培养质量及课程体系优化等方面进行结合,促使黑龙江科技大学的学校就业率中,采矿工程专业的就业率一直处于前列。第二,企业对人才培养的参与积极性非常高,在学校与企业、学校与学校的合作模式取得满意效果。国家大学生实践基地与校企合作实习教学基地等一系列多样化的教育资源得以实现充分利用,最大程度提高了学生自身专业认知感与意识形态。第三,显著提升了学生的实践能力和创新意识。在校学生在省级、国家级各项大赛,多人获得了良好的成绩,同时又61余项的创新实践作品大赛作品由全国采矿工程专业本科生获得,同时有6篇学生发表科研论文取得了5次专利。
3结论
通过将黑龙江科技大学采矿工程专业12级全体学生作为主体明星这次培养模式的试验,同时获得了最佳的成效,开辟了一条采矿工程专业应用型人才培养有效实施的便捷途径。依靠所建立的就业导向+平台模块”、“课程体系与运行模式”及“专业交互+协同创新”等一系列全新的毕业设计管理与指导培养模式,对学生自身的专业认知感与团队意识进行强化,让学生能够对企业发展意识形态形成正确认识。该培养模式经过四年一体化的分析研究,正在逐步的改进和完善,将加快以黑龙江科技大学采矿工程专业13级全体学生再进行一轮的升级培养。
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1.1人才培养目标
以我国社会主义现代化经济建设和社会发展的需要为依据,以采矿工程与行业需求相结合为特色,改革专业人才培养方案,完善教材内容,改革实践教学,提高学生自觉认识、解决问题的能力和创新能力,形成创新性教学和专业人才培养体系,培养适应于我国现代采矿技术发展的人才,为我国矿业类高校采矿工程专业人才培养模式改革起到示范和引领作用。
1.2改革的必要性
人才培养模式的改革就是要切实提高大学生的实践能力和创新能力,全面提高采矿工程毕业生的综合素质,为国家培养高水平专业人才,对我国人才培养事业和工程技术的发展具有重要的意义。随着我国采矿技术的不断发展,现代矿业对人才的要求也在不断提高,为了培养适应国家建设需求和具有国际适应性的人才,本着以学生为本的基本教学理念,使学生的实践能力、创新能力得到显著提升。因此,无论是从科学发展的角度还是从适应社会的角度来讲,人才培养模式的改革都是必要的。
1.3改革的可行性
矿业工程系经过近5年的建设,通过引进高层次师资力量,培养年轻教师,解决了采矿工程专业师资力量不足的问题,已经建成了一支高素质的采矿工程专业师资队伍。他们承担了大量国家级基础研究课题和应用基础研究课题,并多次获得国家和北京市优秀教学成果奖,教学中注重能力的培养,教学质量较高,在目前和未来的教学中,力求扩大专业知识面,为采矿工程专业人才培养提供了良好的支撑。中国矿业大学(北京)经过百年建设和发展,已成为211建设和985建设的重点大学,多年来一直在招生资源方面稳步发展,生源充足。采矿工程专业是学校的龙头专业,发展态势良好。因此,开展人才培养模式的改革具有较好的基础和可行性。
2人才培养模式改革的内容
采矿工程专业人才培养模式改革的重点是强化基础与专业特色并重,注重培养学生的实践能力和创新能力,加强实践教学环节、创新教学环节和毕业设计环节。
2.1强化实践教学环节
采矿工程专业本科生实践教学环节主要包括校内实验和校外实习两大部分,我们正是从这两方面着手强化采矿工程专业本科实践教学环节。
2.1.1充分利用校内实验教学资源,开展创新实验教学
实验室是学校最主要的教学资源,要强化实践教学,首先要充分利用好这些校内实验教学资源。我们采取了实验室对本科生完全开放的方式,让学生们自己走进实验室,学习掌握仪器设备的使用和实验方法,激发学生主动开展实验的兴趣;另外,我们还为学生配备了专业的实验指导教师,通过指导教师的引导和鼓励,可以不断激发学生的创新潜能,动手进行有关创新思想的实验。在这样的创新实验环境中,学生们得到了锻炼和成长,他们的作品多次获得全国大学生实践作品大赛的奖励。
2.1.2发展校外实习基地,保障校外实习效果
采矿工程专业校外实习主要存在两方面的问题:一方面,由于学生实习对现场生产或多或少的产生了一定的影响,生产单位一般不愿意接待学生实习;另一方面,不是任何一座矿井都能适合进行校外实习,学生校外实习的矿井必需具备必要的规范要求,才能满足校外实习的需要。建设一些设备和设施齐全、制度规范的实习基地是完成校外实习任务,实现实践教学目标的基本保障。学校多年来一直努力与煤矿企业联合,建立专门为学生实习服务的校外实习基地,目前已经建成了开滦、冀中、晋城等多个现场实习基地,满足了学生现场实践的需要。
2.2加强创新能力培养
创新教学环节是培养本科生创新能力的重要环节,原来作为本科生的选修科目,学生覆盖率约为20%~30%。为了加强学生创新能力培养,学校专门就本科生培养方案进行了针对性修订,增加了创新教学环节的必修内容与选修内容。必修内容包括:科研导论课、科研选题训练和大学生创新训练项目;选修内容包括:研究性实验项目、大学生学科竞赛、发表学术论文和科技创新与发明等。创新教学环节设置具有以下要求。
2.2.1科研创新训练全覆盖
所有在校本科生全部参加科研创新训练,完成必修内容和6学分的选修内容。必修内容的安排是:第2学期学习科研导论课,第3学期完成科研选题训练,第4~7学期完成大学生创新训练项目。大学生创新训练项目分为教育部、北京市和学校三个等级,由学生自由申请,择优安排。选修内容由学生选择参加研究性实验项目、大学生学科竞赛、发表学术论文和科技创新与发明等,在校期间必须完成6学分以上的选修内容。
2.2.2学院为本科生安排指导教师
学生通过了解教师的主要研究领域与方向来选择指导教师,学院在学生报名的基础上为本科生安排指导教师。专业老师的指导为本科生取得丰富的创新成果提供了强有力的保障,学生们和获得各种奖励的数量有了大幅度的增加。
2.3提高毕业设计质量
毕业设计是采矿工程专业人才培养的又一个非常关键的环节,为了进一步提高采矿工程本科毕业设计的质量,我们重点做了以下几方面的工作。
2.3.1调动学生的主动性
毕业设计总体工作量大,经历的时间长,学生们容易产生畏难情绪,因而在设计中难以主动地去认真做好设计,而是把设计当作一项任务被动地去完成,这样就很难保证毕业设计的整体质量。我们鼓励学生要把毕业设计当作自己一件心爱的作品去大胆创作,调动他们的主动性、积极性,发挥他们的主观能动作用,全身心投入到自己作品的创作之中,取得了较为理想的效果。
2.3.2提高教师的指导水平
我们非常注重教师在毕业设计中的指导作用,经常组织毕业设计指导教师一起学习和交流毕业设计指导过程中的心得和体会,找出各自在指导设计中存在的问题和不足,不断提高教师的毕业设计指导水平,进而通过教师给学生的指导带来更多正面的影响。
2.3.3定期检查设计进度
由于毕业设计持续的时间较长,容易产生设计进度方面的问题,因此进行设计进度的定期检查非常重要。我们严格按照毕业设计大纲的进度要求,进行每一阶段的设计进度检查,对于进度滞后的学生限期完成,并取消其申报优秀毕业设计的资格。
2.3.4严把毕业设计答辩关
学生完成毕业设计之后,学校组织学生进行毕业设计答辩。毕业设计答辩是学生毕业设计成果的综合体现,答辩委员会严格按照毕业设计大纲的要求,严把毕业设计质量关,对于没有达到大纲要求的毕业设计坚决不予通过,保证了学生毕业设计的质量。
3人才培养模式改革的特色
3.1实验室对本科生完全开放
由于实验室对本科生完全开放,使1、2年级的本科生对基础知识的学习有充分的认识,使基础理论的学习扎实,并与后续的专业知识能够融会贯通;使3、4年级本科生参与到科研项目的实验研究,提高实践能力和对专业知识的理解。
3.2强化实习教学环节
加强课堂上的教学与实践教学相结合,制订切实可行的实习计划,并指派业务精湛的实习教师随学生到现场,保证实习环节的落实。在实习过程中,由生产一线人员带队深入现场,了解生产过程,同时由现场人员开设讲座,加深学生对所学知识的理解。
3.3创新教学环节全覆盖
所有的本科生都参加创新环节的训练,激发了学生的创新热情。通过安排本科生创新指导教师,使得学生的创新活动得到了老师的悉心指导,为创新能力的培养提供了强有力的保障。
3.4提高毕业设计与工程应用的结合程度
目前中国矿业大学(北京)采矿工程专业毕业设计水平居全国前列,但仍存在设计观念落后于工程实践的缺陷,通过此次培养模式的改革,提高了毕业设计与实践的整体结合水平。
4结语
随着社会的发展,我国的教育理念及体系也在不断改革。对于采矿工程教学而言,通过以模块化,层次化及多元化的教学体系,在对虚拟仿真实验教学资源进行完善与整合的同时,从而建立起一支具有先进教学理念,较高学术水平及教学能力科研较强的高素养的教学队伍。虚拟仿真实验网络平台的有效建设对于该教学资源的网络化管理及智能化管理都具有十分重要的积极意义,从而使得学生可以根据自身情况自由的选择教学内容与实验时间,并且可以自行配置相关的实验仪器设备,自由灵活地开展相关的实验活动,另一方面对于高校的资源共享发展及学生实践创新能力的培养都具有十分重要的推动作用。
关键词:
采矿工程;教学体系;虚拟仿真实验教学
由于社会经济的不断发展,煤矿行业的整体水平也在不断上升,传统的煤矿以效益为第一的理念早已被摒弃,目前煤矿行业注重绿色,安全与高效的目标,在这样一条全新理念的道路得以长期稳定发展离不开大量的专业基础扎实,工程素养高,并且在实践及创新能力较强的全面性高级技术人才。因此对于身在高校的相关专业的大学生该如何达到这样的目标,值得相关教育者的深思。
1简述采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的必要性
就目前采矿工程学生的实践及创新能力培养而言,由于煤矿企业自身的特点所在,其安全责任重大,生产目标较重,因此对于相关高校来说很难在企业中进行实践教学工作,另一方面,在学校的日常实验教学中,由于煤矿行业所设计设备的昂贵性使得该实验教学环节具有太高的实验教学成本,在实行起来存在很大难度。再者,煤矿日常工作中,生产环境不确定因素较多,很容易发生安全事故,由此传统的实验方式及条件都无法实现。鉴于以上因素,新型的实验教学模式必须被提出并得以推广,在这种形式下,虚拟仿真实验教学体系的建立势在必行,通过在采矿工程实验教学中有效地建立虚拟仿真实验教学体系可以在很大程度上避免其在实验环节危险的实验环境,大型设备的高昂成本及开采过程不可逆等相关阻碍因素的出现[1]。
2虚拟仿真实验教学平台的具体建设
科学合理的平台模块设置对于其平台的作用及综合效果都具有十分重要的积极意义。在采矿工程虚拟仿真实验教学平台中,主要有实验教学资源开放平台,数值模拟与仿真实验平台和工程实训与安全培训平台构成[2]。
2.1简述采矿工程实验教学资源开放平台
在该资源开放平台中,存有采矿概论及岩层控制的实验方法与及时等相关课程的教学视频,利用多媒体技术使得学生更加形象具体的理解煤矿的生产现场及相关的实验过程。另一方面,该平台从认识矿山,了解矿山,矿山安全及煤矿企业的绿色化逐步设置了相关虚拟仿真教学资源,并运用计算机技术使得学生通过视频认识了相关设备及生产系统,细致地了解了煤矿的开采过程及其具体工艺,在设备的工具原理理解,灾害如何进行恶化演变与矿压测试原理的理解及其技术方面的认知都有了充分的理解学习。存于实验教学资源开放平台中的内容均可以有学生自主学习与自行使用,在学习使用的同时,学生可以进行相关的自主实践环节,比如对其内容进行自主配置,对其设备进行自主连接与调试,该平台连接覆盖整个校园,学生可以在任意网络区域进行高平台资源的连接访问,并进行学习及相关实验的开展,该平台除了上述作用外,还具有相关专业信息,实验数据收集整合及成果展示,成绩评定等功能,在此基础上,该平台设有专人进行日常的管理及维护工作,为学生在该平台的日常学习通畅提供保障。
2.2采矿工程数值模拟与仿真实验平台
对于采矿工程学习而言,数值模拟与仿真是学生在学习过程中有效的重要的学习研究方法,通过数值模拟与仿真平台计算机技术的作用,可以对相关数据进行搜集与整合,并将相关图像准确显示,对进行试验工程作以形象的仿真与逻辑推演,从而可以达到有效的解决研究问题的目标。该平台配有各种各样用途不同的仿真软件,比如ITASCA系列FLAC,FLUENT及ABQUES等多种用于数值模拟及仿真过程的计算机软件。运用上述软件可以对岩层运动与矿压显现及其控制及采煤工作面支护等相关问题进行数值模拟仿真研究,从而更加有效的解决f该内容所出现的问题,该凭条依旧设有专业的人员经行日常的管理及护理工作,为学生通畅学习提供保障。
2.3采矿工程实训与安全培训平台
由于煤矿行业在日常工作中,条件复杂,影响其安全的不确定因素较多,因此对于学生安全意识的培养尤为重要,采矿工程仿真实验教学中心利用先进的计算机技术建立相应的虚拟仿真实验室,该仿真实验室中,拥有人与设备在运行过程中进行对话的先进功能呢和主要的操作培训系统。该平台主要用于矿压实测环节的实验教学,就该实训系统而言,其主要以相应的物理模型为基础,通过虚拟技术将物理模型延伸到相对运动的区域中来,物理模型上的实测仪器会随即对矿山压力进行安全测试。该平台系统的有效应用,对学生在设备安全操作技能掌握上具有促进作用[3]。
3采矿工程虚拟仿真实验教学中心的开放共享
采矿工程虚拟仿真实验教学中心的建立是在教育体制改革及网络信息技术快速发展的背景下应运而生的,该中心努力促进全国煤炭实验教学的资源开放共享,建成的《采矿学》国家精品资源共享课程;编写的岩石控制的实验方法与实测技术等3部实验教材,16部实验讲义,研究开发的10多个虚拟仿真实验教学平台及虚拟仿真实验项目等基本上实现了开放共享。近年来,中心还为行业高校培养师资80余人,接受各类外学者进修40多人次,邀请国外专家实验教学交流20余次,主办国际及全国性学术研讨会4次,煤炭高校实验教学会议3次。
4采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的意义
第一,该虚拟实验仿真中心每年可以对不同专业的相关矿业课程学生进行有效的实验课程,并开展相关的毕业论文答辩及科技创新等活动,该中心可以面向校内及校外大学生进行毕业设计,科研研究及各类创新活动的开放,为校内及所在区域的校外学生的实验教学效果[4],创新及实践能力的培养,并且从一定程度上对于该区域的经济发展都具有十分重要的促进作用,另一方面具有创新示范的作用面对去所在区域的教学改革及专业交流的发展同样具有十分重要的积极意义。第二,对学生的综合素质的发展具有促进作用通过虚拟仿真实验教学体系的有效建立,进一步使教学理念,教育资源,教学改革发展走上了一条平稳发展的道路。大大改善了教育者及其学生在相关专业进行有效实验教学与学习受阻的现状,学生的实践创新能力都有了极大的提高,为学生成为一个专业知识扎实,实创新能力较强及综合素质较高的全面人才具有十分重要的促进作用。第三,全国具有12所原煤炭部所属的高等院校,并且有诸多高校也在招收采矿工程专业学生.采矿工程虚拟仿真实验教学平台的建立,其资源共享的体制,使其在各大高校中广泛推广,并很大程度上加深了与其他院校之间的交流学习。
5结束语
综上所述,通过在采矿工程实验教学中有效地建立虚拟仿真实验教学体系可以在很大程度上避免其在实验环节危险的实验环境,大型设备的高昂成本及开采过程不可逆等相关阻碍因素的出现。另一方面,虚拟仿真实验教学体系运用网络信息技术,建立相应的软件及模拟器,可以达到重复运用,安全环保,节约资源及成本低廉的积极效果,从而得以全面深入开展,对于大学生对于采矿专业知识的理解及其实践创新能力的培养都具有十分重要的推动作用。通过每一位涉及人员在汽车教学领域的努力,其教学质量肯定会有明显提高,将为人们的安全出行带来有利保障[5]。
作者:赵树多 单位:中国矿业大学银川学院
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关键词:岩石力学;教学改革;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)51-0091-02
一、引言
岩石力学是主要研究岩石的力学性质和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门理论学科。对于具体的岩土工程,也涉及岩体在力场作用下的强度、变形与破坏以及岩体稳定性问题[1]。岩石力学是矿业学科的理论基础,是一门涉及地质和力学两学科的交叉学科。
岩石力学是内蒙古科技大学采矿工程的核心专业基础课,在《内蒙古科技大学2012版采矿工程专业人才培养方案》中占有重要地位,为我校培养采矿工程本科生和研究生奠定坚实的理论知识基础。岩石力学是反映采矿工程特色的标志性课程,通过本课程学习,采矿工程专业学生能够运用岩石力学知识解决采矿工程中的常见岩石力学问题,为后续进一步学习矿山地压与岩层控制、露天矿边坡、煤矿地下开采、金属矿开采等专业课程打下理论基础。部分矿业类高校将其列为考研专业课,重要性略见一斑。
二、课程存在的问题
采矿工程是内蒙古科技大学的传统特色专业,为内蒙古等西部地区矿业领域培养了大量工程技术人才。由于地域因素和经济发展水平的制约,教学基础及师资力量薄弱,普遍存在一些问题。
1.课程教学内容陈旧,矿业特色不明显。当前r石力学教材内容单一陈旧,新岩石力学问题和实践技术工艺在教材中很少涉及,部分教学内容滞后于现场矿山生产现状。
采矿工程专业目前使用的教材主要是河海大学主编的《岩石力学》,该教材是依据教育部1998年颁布的大土木专业要求编写,与采矿工程专业联系较少、未能充分体现课程的矿业特色[2,3],需要增加含矿山工程中常见或典型矿山岩石力学问题,如采动应力场、浅埋深采动岩体力学、煤矿采场围岩控制、冲击地压等。这些问题已引起自治区教学工作者和现场工程人员的注意。
2.课堂教学模式落后。课堂教学中以教师讲授为中心、以传授书本知识为主的传统教学模式根深蒂固,其教学方法和教学手段单一,未能充分运用先进的教育理论与手段。在讲授知识时,采用“填鸭式”和“满堂灌”方式,学生逐渐丧失学习的兴趣与动力,学生上课睡觉和作业应付的现象日趋严重,这必然影响学生对专业知识的系统掌握,背离了该课程的教学目标。
岩石力学是一门力学理论与矿山工程实践紧密相结合的课程,知识体系复杂且相对零散。由于受教学场地、经费和工程条件等因素制约,本校岩石力学教学体系与生产实践缺乏必要的结合,教师只能以课堂讲授为主,与实际矿山工程的联系较少,影响了学生解决复杂工程问题的实践能力培养。
3.考核手段单一。考试是反馈学生学习效果的重要途径,也是检测教育目标达成度的重要工具。目前,岩石力学考核成绩是由期末考试成绩和平时成绩简单组成,考查内容主要体现在书本知识的记忆掌握程度,较少反映学生独立思考、分析解决问题能力,也阻碍了学生学习的积极性。同时,僵化单一的考核模式也妨碍了教师的主观能动性。
三、岩石力学教学改革思路
随着矿山开采深度的增加,矿产资源赋存环境不断恶化,如高地压、高地温、高瓦斯等问题,采矿工程领域将涌现许多新的复杂研究课题。在一个较短学期,如何既能强化力学基础,又将这些课题之上的采矿岩体力学新知识加入教材,引入课堂,并且在教学过程中培养学生在以后工作中解决类似复杂工程问题的能力,这是课程教学迫切需要解决的一道难题。因此,“岩石力学”课程教学改革势在必行。
1.明确大纲,整合优化教学内容。根据自治区采矿工程专业综合改革试点要求和新版人才培养方案,围绕矿业精英教育教学体系建设目标,认真修订岩石力学教学大纲,体现矿业学科特色。新版的教学大纲应具有科学性、系统性和可操作性,更加适应培养目标和教学计划要求,并能反映学科最新前沿研究成果。在新版岩石力学教学大纲指导下,有利于学生对课程内容的掌握和理解,重新编排教学内容,突出教学重点。
先将岩石力学课程内容分为基础篇和特色篇两部分。第一部分基础篇包含岩石的物理力学性质、岩体力学性质和地应力三章基础内容,基础篇重在强化力学基础。第二部分特色篇体现矿业特色,调整增加矿山工程与岩石力学相关知识内容,如露天矿边坡的稳定、采场与巷道围岩控制等。在特色篇的编排中,首先给出岩石力学问题的常见解决方法,如力学理论分析、数值模拟计算和力学试验等,然后结合分析矿山工程实例,把相近的矿山工程问题建模分析,最后提出解决方案。
2.知识案例化,丰富教学手段。岩石力学部分知识内容抽象难理解,因此可以根据课程重难点部分,采用详细讲解的方式,通过一个或若干个设计实例或工程案例,引导学生对问题的思考和分析,有利于调动学生的主动性。课前,学生应该研读工程案例并认真分析案例材料,围绕案例进行相关力学方面思考,找出其中的关键性问题,弄清案例的关键问题和隐含问题,进而产生新的设想。例如在讲授高地应力内容时,可以引入当前煤矿深井开采所涉及到的巷道围岩控制等案例。
灵活运用现代教学技术工具来增加课堂信息量,增强教学效果。对于必须掌握的基本力学理论和公式推导,仍采用传统“板书”的教学手段,让学生理清思路、掌握推导过程;对于大量的实物图形、三维空间概念、操作规程等较难口述的信息,尤其是结合矿山工程的案例,可充分运用多媒体、互联网等先进教学技术,通过图片、视频和动画等多种表现手段,增加传授信息量[4]。例如在讲解非圆形巷道围岩应力分布规律时,利用FLAC数值模拟软件建立非圆形巷道断面模型,然后在课堂上演绎此数值计算模型。
3.改善考查方式,培养学生综合能力素质。调整增加考试内容,由过去的两部分增加调整为4部分:平时出勤、分阶段性小测验、专题讲演和期末测试,其中平时出勤及作业完成情况占10%,分阶段性小测验成绩占总成绩的10%,自主选择的专题讲演成绩占总成绩的15%,期末考试及大论文作业成绩占总成绩的65%。采用这种考核方式能更加公平合理地评价学生学习成绩,调动学生学习兴趣,培养学生自学能力,加深对本课程的理解,开阔视野。学生缺课严重的情况得到根本改善,考核效果更加真实地反映学生学习情况。
四、结语
岩石力学最早源于采矿实践活动,作为采矿工程专业的一门专业基础课,其行业特色鲜明,必须改革传统教学模式,加强理论与矿山工程实践的联系。需要结合自身教学实践活动,通过开展课程教学改革研究,不断提高采矿专业岩石力学课程的教学质量和教学效果。
参考文献:
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Research on Teaching Reform of Rock Mechanics Course for Mining Engineering
LI Qing,HAO Chang-sheng,ZHENG Wen-xiang,WANG Chao,GUO Ling-fei
(College of Mining Engineering,Inner Mongolia University of Science and Technology,
Baotou,Inner Mongolia 014010,China)
关键词:东北大学;《采矿学》;本科专业;教材建设
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)10-0031-04
一、概述
当今世界综合国力的竞争,说到底就是人才的竞争,只有拥有了一流的人才,才有可能拥有未来。对于高等教育,培养造就富有创新精神和创新能力的卓越工程人才,既是历史赋予高校的重任,也是我国应对新一轮科学技术革命和知识经济挑战的必然选择。东北大学作为我国设立矿业工程学科最早的地矿类高校,在总结以往人才培养实践经验的基础上,围绕如何为社会培养具有全面创造性、技术性卓越工程人才这一问题,在开展教学体系改革的同时,积极开展《采矿学》教材建设与改革工作,努力探索和实践新的人才培养模式。本文根据采矿工程学科专业培养情况,就《采矿学》本科专业教材改革与实践进行探讨与总结。
进入二十一世纪,采矿技术发展十分迅速,发展主趋势从之前的以机械化和大型化为主,转向全面信息化、数字化、自动化,与采矿直接相关的理论和方法也随之发生了深刻的变化。在发达国家,地下铲运、凿岩等设备的自动导航和遥控操作、露天设备的无人驾驶和自动调度、全数字化优化设计等,已经在采矿实践中得到较广泛地应用。近年来出现的一个最新趋势,是高度重视采矿与生态环境的协调,尽量降低采矿对生态环境的冲击,尽快恢复采矿损毁区域的生态功能。我国大型矿山实现了机械化开采,也实现了一定程度地信息化和自动化,如露天矿运输系统自动调度、选矿流程自动监测和控制、采矿方案的CAD设计等。
上述采矿科学技术的发展,对采矿专业人才的知识结构提出了新的要求,对采矿专业课程的内容体系提出了新的要求,对相应教材的内容体系也提出了新的要求。采矿专业课程的教材不仅需要涵盖基本采矿方法和工艺,而且需要涵盖现代采矿科技要求的新理论和新方法,如矿山计算机建模理论和方法、开采方案和各种参数的优化理论和方法、矿山项目的经济评价方法、采矿对生态冲击的量化理论和方法以及生态恢复等。
采矿科学技术发展对相关专业知识的系统性也提出了更高的要求,采矿专业人才应是具有系统性专业技术知识的综合人才。过去以采矿工艺过程划分的课程与教材体系结构,难以实现各工艺环节知识的系统贯通。例如:爆破只讲述爆破相关知识,没有把什么样的爆破参数设计应用于什么采矿方式方法和工艺环节进行有机联系;巷道支护只讲述支护方式及其在给定载荷下的设计计算,没有把不同支护方式与它们所适用的那些采矿方法的具体巷道工程进行有机地联系等等。因此,采矿工程的专业教材在内容体系上,必须把相关专业知识以采矿方式方法和工艺过程为主线融会贯通,实现高度地知识系统性。
我国经济高速发展对矿产的巨大需求,需要利用越来越多的国外矿产资源。越来越多的矿业公司和采矿技术与管理人员走出国门,在国外从事矿产开采。而我国矿业在项目评价、设计、管理理念、方法和手段上与国外有较大的差别。这就需要采矿专业的知识结构能够兼顾国内的实用性和与国际的接轨,以便我国的采矿工程技术和管理人员在国外从事采矿时,能很快适应国际技术经济环境,促进国外资源的开发利用。因此,采矿工程的专业教材在内容体系上必须兼顾国内现实和与国际接轨。
东北大学《采矿学》教材针对上述需求并基于多年教学经验、多方反馈和大量调查研究编写而成,其内容体系在培养满足现代采矿科学技术要求的综合技术型和国际化专业人才中,正在发挥重要的作用。
二、教材改革与建设目标
《采矿学》教材总体建设目标:以教材为载体,推动教学内容体系的改革和完善,不断提高采矿专业人才的培养质量,使之适应采矿科学技术的发展要求。
在内容上,《采矿学》融入了过去教材中没有的、在国内外采矿实践中应用较成熟并在高效采矿上(高经济效益、高生产率、低生态冲击)发挥重要作用的理论和方法,如矿床数值模型的建立、边界品位的确定与优化、露天开采最终境界优化设计、生产计划整体优化、地下开采“三律”(矿岩移动规律、地压显现规律、岩体冒落规律)、露天矿GPS调度、技术经济评价、采矿生态压力和生态成本等。针对我国矿业公司越来越多地走出国门开发利用国外矿产资源的需要,在知识内容上兼顾国内应用和与国际的接轨。
在体系结构上,以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关知识和技术融会贯通,形成一个完整地体系。例如:在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中,有机融合相关工程的参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法;在论述露天开采工艺中,有机融合各工艺的参数设计、设备选型配置、自动化调度等,并讲述相关的优化理论、模型和算法。
针对采矿工程机构和开采过程的时空性强、靠平面三视图难以建立完整的时空概念这一教学难点,《采矿学》教材配发了一套采矿工艺环节的三维动画短片,有效解决时空概念的建立问题。针对采矿工程教学有很强地实践性的特点,《采矿学》教材配发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”及实例数据库,学生可以用来巩固所学知识、提高知识运用能力,并可用于课程和毕业设计。
三、教材建设主要研究范围与实践内容
《采矿学》的编著者们长期从事采矿工程专业的教学工作,注重总结教学经验、收集反馈信息;注重掌握和跟踪国际、国内采矿领域的科学技术现状和发展趋势以及教学方法、课程设置和教学手段;注重研究总结采矿工程专业课程的教学难点和解决办法。
在采矿工程专业的课程内容体系方面,系统收集了美国、欧洲和我国一些大学的采矿工程专业课程所用教材,认真研究其知识体系结构设计。把所有课程依据内容归纳为几个知识板块,分析了这些学校采矿工程专业知识体系和教材的特点、优点。与美国南伊利诺大学采矿系教授、工程学院院长合作完成了论文“A REVIEW OF THE EVOLUTION OF MINING ENGINEERING CURRICULUM(采矿工程课程设置演化的回顾与评述)”,在2011年土耳其伊斯坦布尔召开的第22届世界采矿大会(22nd World Mining Congress)上发表,引起国际采矿界不小的反响。基于上述研究并针对我国采矿工业的特点和对人才的需求,形成了改革完善采矿工程专业课程体系的指导思想和结构框架:采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重;强化应用数学和力学基础;国内实用与轨迹接轨兼顾。这一体系适应了现时和今后一个时期信息化、数字化、自动化、生态化采矿技术的发展对具有系统性现代专业技术知识的综合采矿专业人才的需求。
作为采矿工程专业课的主导教材,《采矿学》在内容体系设计上充分体现了上述指导思想和体系框架,做到采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重。在硬技术方面系统全面地更新完善了典型采矿方法、工艺和技术、设备,充分体现国内外在相关领域应用较成熟的最新研发成果。在软科学方面,系统论述了为高效采矿服务的经济技术评价与决策、数字建模、参数和方案优化等理论、方法、模型和算法。在具体的设计和计划程序与方法方面,既论述我国矿山设计和生产中广泛应用的程序和方法,又介绍国际(主要是发达国家)广泛应用的与我国有明显区别的程序和方法。这样,使用该教材教学,培养的人才不仅具有满足我国现时和将来一个时期采矿业发展的需要,而且满足走出国门开发利用国外矿产资源的需要。
在教学方法和手段方面,《采矿学》的编著者们经过深入研究总结出采矿工程专业课的教学难点:
1.三维空间概念的建立。采矿中各种工程有很强的空间性,各种工程、巷道的布置及其相互之间的衔接,相关几何参数的设计计算,都要求学生能够建立起一个完整的空间三维概念。过去只能借助平面三视图凭想象来形成空间结构,教学时费时且效果不佳。
2.时序概念的建立。采矿不同于一般工厂的生产,后者的作业场地是固定的,而采矿中作业场所和对象是随时间以一定的顺序移动的。这就需要学生掌握采矿过程的时空发展程序,靠静态图解很难达到好的教学效果。
3.实践性强。课堂上讲采矿方法、工艺时,为了具有普遍性,用的大都是典型方案。而采矿的一大特点是地质条件千差万别,实践中的方案与典型方案有较大地差别。把学到的一般知识应用到实践能力必须通过亲自动手来培养,而这是难以在课堂上实现的。
针对头两个教学难点,《采矿学》的编著者们花费大量时间研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片,作为教学辅助手段与《采矿学》教材一起发行。应用这些动画短片,可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念,而且学生需要时在课余可以反复演放。这些教学辅助手段大大拉近了教学与实践的距离,提高了教学效果。
针对第三个教学难点,《采矿学》的编著者们专门研发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”,配以真实矿山的实际地质数据库和使用说明书,与《采矿学》教材一起发行。使用这一软件,学生可以自己动手,应用课堂学到的知识,对露天矿山进行优化设计,做出设计、计划方案,既深化了对所学知识的理解,巩固了知识的掌握,又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术决策能力。这一软件还可用于课程设计和毕业设计,在很有限的时间里提高设计水平,锻炼设计能力。
四、教材改革建设创新与特色
1.教材改革建设创新。
(1)理论与内容创新。《采矿学》在内容上实现了重大突破,体现了采矿工程专业的专业课教学理念和模式的创新。我国一直到上世纪末,采矿工程专业的专业课教学一直沿用以工艺技术为主导的模式,只注重把矿石采出来所需要的工艺技术知识。这一模式在计划经济以及向市场经济转变的过渡时期,发挥了重要作用,培养了国家急需的采矿技术人才。当市场经济占主导地位后,矿山企业面临的不仅仅是按照给定产量把矿石采出来的问题,生产经营的几乎所有方面都需要企业在国家和地方法律、法规下自主决策。是否投资于一个矿山项目、应规划多大的开采规模、什么样的生产计划能带来最大的经济效益等等,都需要工程技术和管理人员具有经济、技术决策和优化的知识。而且,进入二十一世纪,矿山企业不但需要关注经济效益和技术效率,同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上实现了这一重要转变,创新了教学理念和模式,不仅更新完善了采矿方法和工艺技术等“硬技术”,而且把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置,并与硬技术有机融合,形成了一个适应时代需求的、新的采矿专业知识体系。
(2)结构创新。《采矿学》在上述知识体系的结构方面,以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关基础知识、技术和优化决策融会贯通。例如,在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中,有机融合相关工程的结构参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法;在论述露天境界设计和采剥计划编制中,从传统的过程与方法逐步过渡到优化理论、模型和算法,在露天开采工序中有机融合各工序的参数设计与优化、设备选型配置、自动化调度等。这样,硬技术与软科学之间、仍然发挥作用的传统方法与应用较成熟的新成果之间、国内实用方法与国际的接轨之间,实现了融会贯通,形成了一个新的、完整的体系结构。
(3)实践创新。《采矿学》注重教学实践的创新。针对前述采矿工程专业课教学实践中的难点(即,三维空间概念和时序概念难以建立、实践性强),《采矿学》的编著者们研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片,研发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”,并配有真实矿山的实际地质数据库。这些研发成果有效解决了采矿教学三大难点问题,大大提高了教学效率和效果,培养了学生应用所学知识解决实际问题的能力。
2.教材改革建设特色。《采矿学》在促进采矿工程专业课教育教学改革方面,尤其是内容体系的改革上,发挥了重要作用。其特色主要有以下三个方面:
(1)内容新,具有显著的时代特色。作为专业知识载体的教材,《采矿学》充分体现了采矿科技和社会发展对采矿专业人才的知识结构提出的时代性要求。如今的矿山企业不能单纯追求经济效益和技术效率的最大化,同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上体现了这些时代性需求,把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置,并与硬技术相辅相成。
(2)系统性强,具有完整的体系特色。《采矿学》不是在过去教材的基础上加入新东西的简单堆砌,它是以采矿方式方法和工艺过程为主线,把相关知识、技术和方法融会贯通,形成一个完整的知识体系。例如,就爆破技术而言,除具有共性的基础知识外,在每一采矿工序中都阐述了针对该工序具体需要的爆破参数的设计计算、器材选择等。巷道掘进技术、地压控制技术、落矿出矿、优化与决策方法等也类似编排。这样,学生学习每一项单体技术和方法模型时,就掌握了其在采矿中的应用位置;在学到每一工艺、工序时,就掌握了需要用到的合适技术和理论方法。这一体系上的特色,大大提高了知识的连贯性和学生应用知识的能力。
(3)教学针对性强,具有很强的实践性特色。《采矿学》十分注重采矿工程专业课教学不同于其他课程的特点和难点,有针对性地研发了一系列采矿工程结构和工艺过程的三维动画短片,有效解决学生在建立三维空间和时序概念中的困难;开发了“露天矿优化设计软件系统(教育版)”并建立了真实矿山的实际地质数据库,用于培养学生的实际动手能力和知识运用能力。这些动画短片和软件系统是提高教学质量和人才培养质量的有力支撑。
五、教材改革建设综合水平与成效
1.教材综合水平。在知识结构体系上,《采矿学》不仅凝结了大量的教学实践经验和反馈意见,而且纳入了国内外采矿工程的专业课教材及相关课程的优点。在《采矿学》的形成过程中,系统收集了美国、欧洲和我国十多所在采矿专业领域典型大学的采矿工程专业课程设置和所用教材,认真研究其课程知识体系结构和教材的特点、优点,博采众长,形成了改革完善采矿工程专业课程知识体系的指导思想和结构框架。在此基础上,深入研究了国内外广泛应用的采矿技术的现状和发展趋势,抓住信息化、数字化、自动化、生态化开采这一采矿科学技术的时展主旋律,提出了一个完整的知识体系。《采矿学》的知识结构体系充分体现了采矿科技的新成果、新发展,实现了相关知识板块的融会贯通,既具中国特色又与国际接轨,达到了世界先进水平。
《采矿学》不仅仅是一本书,它所承载的是具有时代性、实践性和方向性的采矿工程专业科技的知识体系。《采矿学》的十几次的印刷、在全国的大量使用,本身就是这一教学成果水平的证明。
2.教材改革建设成效。
(1)与教材建设相对应的教学改革及课程建设成效。《采矿学》教材及其承载的采矿课程内容体系,是在过去约15年中不断地教学研究、实践和改革中形成的。《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材,得到学校的资助。2004年由该教材编著者主讲的采矿学课程被评为校级精品课程,在学校的资助下经过四年的建设,2008年该课程被评为国家精品课程,获得教育部和学校的资助,课程建设成果及其教学和课程体系改革成果于2009年获得辽宁省教学成果一等奖。在上述课程建设项目的支撑下,针对教学和课程体系改革需求以及教学实践与反馈,对《采矿学》实施再版,并列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材,于2011年4月完成改版工作,出版发行。
(2)教材应用及推广成效。作为采矿工程专业课的主导教材,《采矿学》在内容结构体系上的时代性和系统系已经得到业界的广泛认可。这一教学成果在全国范围得到广泛应用。据冶金工业出版社不完全统计,使用《采矿学》教材的有东北大学、北京科技大学、中南大学、重庆大学、昆明理工大学、西安建筑科技大学、内蒙古科技大学、辽宁科技大学、河北理工大学、山东理工大学等高等院校,以及贵州、甘肃、福建、重庆、浙江等地的学校和企业。《采矿学》在方法和理念上注重与国际采矿实践接轨的特点,也适应了越来越多的矿业公司走出国门开发利用国外矿产资源需要,受到许多矿山企业管理者的青睐,把《采矿学》作为培训教材和参考书使用。
《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材,于2001年1月由冶金工业出版社出版发行,先后九次印刷,印数25000册,发行量之高在这一时期冶金类专业教材中是少见的。基于多年的教学实践和来自各方的反馈意见,并针对该书出版以来采矿技术的发展现状与趋势,2005年着手再版工作和相关教学辅助手段的研发,《采矿学》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材,于2011年4月出版发行。第二版的发行速度比第一版大大增加,在短短的一年半时间内,印刷了三次,总印数达12000册,已发行10430册,在冶金工业出版社2011和2012年度出版的所有书籍中发行量排名第一。这充分证明了《采矿学》的应用范围和应用程度。
在实施效果上,《采矿学》首先是更新完善了在信息时代、矿业全球化和可持续发展背景下需要的采矿工程专业知识体系,为培养符合时代要求的采矿工程专业人才提供了知识载体。其次,《采矿学》充分注意到采矿工程专业课教学的难点对教学效果的影响。一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片在教学中的应用,可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念,并大大拉近了教学与实践的距离,提高了教学效果。使用“露天矿优化设计软件系统(教育版)”及其真实矿山的实际地质数据库,学生可以自己动手,应用课堂学到的知识进行优化设计,做出设计、计划方案,既深化了对所学知识的理解,巩固了知识的掌握,又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术经济决策能力,提高了教学效果和人才培养质量。
我国是矿业大国,在多种矿产的产量和需求量上都位居世界第一,但我国尚不是矿业强国。走向矿业强国需要掌握信息化、数字化、国际化、生态化矿产开发知识的大批专业人才。《采矿学》为适应这一需求而生,已经在全国范围的采矿专业人才培养中发挥重要作用,必将在走向矿业强国的道路上继续发挥作用。这一教学成果具有非常广泛的应用前景。
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