新形勢下的采礦工程論文

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一、煤炭開采發(fā)展新趨勢對本科生新要求

1．深部開采理論知識的儲備

煤炭開采由淺部進(jìn)入深部不存在驟變，但相較淺部開采，深部開采普遍表現(xiàn)出原巖應(yīng)力大、動(dòng)力災(zāi)害頻發(fā)、瓦斯抽采難度大、熱害嚴(yán)重、巖體流變性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此本科生生專業(yè)知識儲備應(yīng)包含淺部開采和深部開采兩個(gè)方面。目前，高校對采礦工程專業(yè)本科生專業(yè)知識的講授仍局限于淺部開采，專門講授深部開采知識的課程及教材建設(shè)已嚴(yán)重落后于行業(yè)發(fā)展所需。部分走在深部開采科研前列的高校憑借師資優(yōu)勢通過專題報(bào)告等形式可使學(xué)生對深部開采得到初步了解，如中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)在“學(xué)科前沿講座”中專門有一講來介紹深部開采，但也只是杯水車薪。

2．知識結(jié)構(gòu)的多學(xué)科交融性

煤炭資源的賦存特點(diǎn)———煤、水、瓦斯三相介質(zhì)共存與多物理場(應(yīng)力場、溫度場、裂隙場、時(shí)間場)耦合，直接決定了采礦工程是一門多學(xué)科交叉性學(xué)科。根據(jù)采礦工程專業(yè)現(xiàn)行培養(yǎng)方案，本科生知識結(jié)構(gòu)具備一定的多學(xué)科性;以適應(yīng)煤炭開采發(fā)展新趨勢的要求。

(1)在涉及學(xué)科廣度上，范圍不斷擴(kuò)大?？茖W(xué)采煤理念的提出使采礦工程與原先非密切相關(guān)的機(jī)械、信電、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科的交流日益頻繁［4-5］。首先，本科生要加強(qiáng)機(jī)械知識學(xué)習(xí)。其次，本科生要增強(qiáng)“研發(fā)礦用信息電子檢測儀器設(shè)備”的意識。最后，本科生要會算技術(shù)經(jīng)濟(jì)賬。煤炭產(chǎn)能的快速提升、進(jìn)口總量的連年攀升以及市場對資源匹配的自行調(diào)控，致使“降低開采成本”愈發(fā)重要，各類方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益比較已成最終方案選擇的決定性因素;對本科生相關(guān)能力的要求已由過去的“了解技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基本思想”過渡為“運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)知識進(jìn)行抉擇”。

(2)在涉及學(xué)科的交叉深度上，與密切相關(guān)的巖石力學(xué)、流體、地質(zhì)、材料等學(xué)科的交叉研究不斷深化。主要表現(xiàn)為:對巖體變形破壞機(jī)理的研究已突破單一的“應(yīng)力—應(yīng)變”關(guān)系，引入了時(shí)間、溫度、滲流等多種因素;保水開采、突水防治、煤與瓦斯共采等研究中，對開采引起的流體運(yùn)移問題逐步由“定性考慮”向“定量計(jì)算”轉(zhuǎn)變;充填、注漿、支護(hù)構(gòu)件性能強(qiáng)化等新興方法、工藝使材料科學(xué)的重要性日益凸顯;高安全生產(chǎn)水平、高資源回收率的客觀要求對地質(zhì)資料詳盡度提出更高要求，構(gòu)造應(yīng)力場對開采活動(dòng)的影響程度亦日受重視。當(dāng)前，采礦工程專業(yè)課程體系已體現(xiàn)出多學(xué)科性，但學(xué)科間的交叉、滲透則明顯不足［6-7］。例如，采礦工程專業(yè)開設(shè)的“流體力學(xué)與機(jī)械”、“材料科學(xué)概論”等課程，均注重于自身知識體系的完善，著實(shí)拓寬了學(xué)生理論基礎(chǔ);但未能與煤炭開采中涉及的裂隙水滲流、瓦斯運(yùn)移及材料研發(fā)相融合，未能實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科知識結(jié)構(gòu)間的碰撞與交融。

3．專業(yè)實(shí)踐能力的提升

工科專業(yè)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在工程中對所學(xué)知識的運(yùn)用水平，即專業(yè)實(shí)踐能力，而非一味的知識積累。本科生專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)主要依靠實(shí)踐教學(xué)，與國外相比，實(shí)踐教學(xué)歷來就是我國本科教育中的一項(xiàng)短板［8］。傳統(tǒng)教學(xué)思想的束縛致使學(xué)生及教師對實(shí)踐教學(xué)重視度不夠;實(shí)踐教學(xué)組織不夠嚴(yán)謹(jǐn)、既定制度落實(shí)不到位、基地建設(shè)落后、教學(xué)內(nèi)容層次不清晰等也導(dǎo)致了實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的下降。煤炭開采條件的日益復(fù)雜化及高度集中化對從業(yè)人員的實(shí)踐能力提出了更高要求。采礦工程專業(yè)現(xiàn)行專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系以“課程實(shí)驗(yàn)—課程設(shè)計(jì)—專業(yè)實(shí)習(xí)—畢業(yè)設(shè)計(jì)”為主線，保障各環(huán)節(jié)實(shí)施的規(guī)章制度也均已形成，體系結(jié)構(gòu)已較為完善。但畢業(yè)生專業(yè)實(shí)踐能力尚不能滿足用人單位的需求，校內(nèi)招聘會上用人單位對采礦工程本科生的評價(jià)亦多為“理論知識豐富，但到工作崗位上啥也不會”。根本原因在于實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的缺失。

二、新時(shí)期采礦工程專業(yè)本科生培養(yǎng)策略

1．專業(yè)課程體系調(diào)整:“突出—轉(zhuǎn)變—拓展”

(1)“突出”即突出深部開采的重要性。面對本科生深部開采理論知識儲備的迫切需求，實(shí)現(xiàn)深部開采教學(xué)與傳統(tǒng)淺部開采教學(xué)的并列、同步進(jìn)行，必須首先完成深部開采教學(xué)所需的教材建設(shè)與師資配備。課程開設(shè)采取單獨(dú)開設(shè)的方式，就深部開采進(jìn)行集中講解。

(2)“轉(zhuǎn)變”即實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的“兩元化”(既包含基礎(chǔ)理論知識，又囊括理論知識在煤炭開采中的應(yīng)用)轉(zhuǎn)變?！皟稍笔潜究粕鄬W(xué)科交融性知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建的客觀要求，其根本目的在于幫助學(xué)生完成“理論學(xué)習(xí)”到“知識自主運(yùn)用”過渡，具體實(shí)施形式不受課程開設(shè)門數(shù)與方式等限制，重點(diǎn)在于教學(xué)內(nèi)容的完善。既要保留相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論知識的教授;又要實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的交叉、滲透，以煤炭開采為背景促進(jìn)相關(guān)學(xué)科知識應(yīng)用教學(xué)。

(3)“拓展”即拓展本科生學(xué)術(shù)研究接觸渠道。采礦工程與相關(guān)學(xué)科交叉研究的深入主要體現(xiàn)在學(xué)術(shù)研究中;但隨著煤炭開采行業(yè)科技水平及人才培養(yǎng)層次的提升，將科研動(dòng)態(tài)滲入本科教學(xué)已為本科生培養(yǎng)所需，這對未來走向?qū)W術(shù)研究領(lǐng)域的本科生則更為重要。對于采礦工程領(lǐng)域更高層次多學(xué)科復(fù)合型人才的培養(yǎng)，相較于國內(nèi)高校普遍采用的“雙學(xué)位”培養(yǎng)模式，英國高等教育中聯(lián)合專業(yè)(分雙科專業(yè)、三科專業(yè)和主副修專業(yè))的設(shè)置更具借鑒性［9］，學(xué)生既享有對各學(xué)科的獨(dú)立學(xué)習(xí)，又兼有學(xué)科間的交叉和向?qū)W科重疊領(lǐng)域的統(tǒng)一回歸，輔以高水平師資(具有多學(xué)科知識背景)，使學(xué)生具備跨學(xué)科、多視角的思考能力。

2．專業(yè)綜合技能訓(xùn)練體系強(qiáng)化:“五步走”

(1)虛擬礦井漫游與專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)。利用三維建模軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)專門面向煤炭開采教學(xué)虛擬礦井漫游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井交互漫游、自動(dòng)漫游、設(shè)備展示、工藝演示、過程操作、事故模擬及視頻播放等功能［10］，使學(xué)生在入井實(shí)習(xí)前形成感性認(rèn)識，結(jié)合入井前安全教育;然后，深入煤礦生產(chǎn)一線，感知真實(shí)礦井，為專業(yè)課程學(xué)習(xí)做鋪墊。

(2)課程實(shí)驗(yàn)。加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)配套教材的建設(shè)，確保每一項(xiàng)課程實(shí)驗(yàn)均有資可參，注重課程實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備，提升課程實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量;充分發(fā)揮國家與教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及國家級教學(xué)示范中心的資源優(yōu)勢，使實(shí)驗(yàn)性課程授課方式為“教師示范學(xué)生操作”;對本科生在校期間須自主完成實(shí)驗(yàn)量進(jìn)行定量考核，突出自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要性。

(3)課程設(shè)計(jì)。簡化工程實(shí)際條件，降低課程設(shè)計(jì)難度，突出課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)相應(yīng)部分在難度上的遞進(jìn)關(guān)系;注重學(xué)生對課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程的熟悉;著重審核課程設(shè)計(jì)學(xué)生自主完成程度，并將其作為成績考評重點(diǎn)。

(4)專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)目的在于使本科生能夠參與到礦井實(shí)際生產(chǎn)中，在實(shí)踐中加深對理論知識的理解與應(yīng)用，但受“生產(chǎn)—實(shí)習(xí)”矛盾及安全等因素影響，實(shí)習(xí)內(nèi)容與認(rèn)知實(shí)習(xí)相差無幾，實(shí)訓(xùn)更是無法開展。運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)礦井、晉煤集團(tuán)鳳凰山煤礦采礦工程實(shí)踐教學(xué)中心等基地建設(shè)［11］，為專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)提供了新途徑。

(5)畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)。畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)是本科生在前述“四步”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次系統(tǒng)的、獨(dú)立的采礦設(shè)計(jì)技能培養(yǎng)與鍛煉，是對本科生專業(yè)綜合技能的升華，畢業(yè)設(shè)計(jì)完成質(zhì)量可直接反映出本科生對專業(yè)理論知識的運(yùn)用能力與水平。本科生應(yīng)以實(shí)事求是的態(tài)度對實(shí)習(xí)礦井開展調(diào)研，同時(shí)不斷提高本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，加大學(xué)術(shù)不端行為抽查力度。

3．專業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化:“個(gè)性化”

適應(yīng)煤炭開采發(fā)展新趨勢的采礦工程人才培養(yǎng)應(yīng)以本科生為本，充分調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性。專業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)以及各類評優(yōu)條例猶如本科生自身努力方向的“指南針”，具有強(qiáng)烈的導(dǎo)向作用。按照近年來采礦工程專業(yè)本科生就業(yè)崗位工作性質(zhì)的不同，畢業(yè)生可被分為應(yīng)用型人才(約占75%)和研究型人才(約占25%)。對本科生不同類型人才的培養(yǎng)在很大程度上存在一定的共性，但也各有側(cè)重，導(dǎo)向也應(yīng)有所區(qū)別。

(1)在考核內(nèi)容上，加強(qiáng)對專業(yè)綜合實(shí)踐能力的考核力度。煤炭開采的工程實(shí)踐能力是對研究型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的共性要求，在專業(yè)綜合實(shí)踐能力上“工程師”與“研究員”的培養(yǎng)是統(tǒng)一的。應(yīng)用型人才作為生產(chǎn)一線技術(shù)人員，必然要求其能夠根據(jù)所學(xué)知識對現(xiàn)場各種問題做出準(zhǔn)確的判斷與決定;研究型人才作為先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)造者，更應(yīng)準(zhǔn)確把握生產(chǎn)一線存在的各類問題，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)完成相關(guān)理論的研究。

(2)在考核標(biāo)準(zhǔn)上，要兼顧對本科生不同類型人才的導(dǎo)向作用。按照現(xiàn)行的學(xué)士學(xué)位授予辦法，本科生學(xué)業(yè)考核主要體現(xiàn)在課程考核上;而獎(jiǎng)學(xué)金等各類評優(yōu)均以學(xué)生課程成績?yōu)榛A(chǔ)，其次兼顧學(xué)生素質(zhì)發(fā)展來展開;因此，總體而言現(xiàn)行考核標(biāo)準(zhǔn)有利于研究型人才的培養(yǎng)而對應(yīng)用型人才的成才未能起到較好的導(dǎo)向作用。應(yīng)用型人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問題綜合能力的提升，既包括知識的積累與運(yùn)用，更包括協(xié)作能力、交際能力等在內(nèi)的各種技能。現(xiàn)行考核標(biāo)準(zhǔn)的不平衡性也與許多本科生在校表現(xiàn)平平，但在工作崗位卻很快凸現(xiàn)出來的現(xiàn)實(shí)相印證。研究型人才培養(yǎng)的導(dǎo)向主要依靠提高推薦免試碩士研究生要求條件來進(jìn)行。

三、結(jié)語

研究型人才培養(yǎng)注重基礎(chǔ)理論知識的寬厚性，特別是專業(yè)主干課程的學(xué)習(xí);推薦免試碩士研究生要求條件中除對本科階段課程加權(quán)成績以及“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)英語”等課程成績提出硬性要求外，對與科研工作密切相關(guān)的“工程力學(xué)”、英語等級等的要求也應(yīng)凸顯;學(xué)生參與科研實(shí)驗(yàn)情況以及在各類科技創(chuàng)新活動(dòng)中的表現(xiàn)也應(yīng)作為考核因素。

作者：李桂臣 衛(wèi)英豪 萬志軍 范軍 單位：中國礦業(yè)大學(xué) 深部煤炭資源開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室