新形勢下的采礦工程論文

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一、煤炭開采發展新趨勢對本科生新要求

1．深部開采理論知識的儲備

煤炭開采由淺部進入深部不存在驟變，但相較淺部開采，深部開采普遍表現出原巖應力大、動力災害頻發、瓦斯抽采難度大、熱害嚴重、巖體流變性強等特點，因此本科生生專業知識儲備應包含淺部開采和深部開采兩個方面。目前，高校對采礦工程專業本科生專業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已嚴重落后于行業發展所需。部分走在深部開采科研前列的高校憑借師資優勢通過專題報告等形式可使學生對深部開采得到初步了解，如中國礦業大學采礦工程專業在“學科前沿講座”中專門有一講來介紹深部開采，但也只是杯水車薪。

2．知識結構的多學科交融性

煤炭資源的賦存特點———煤、水、瓦斯三相介質共存與多物理場(應力場、溫度場、裂隙場、時間場)耦合，直接決定了采礦工程是一門多學科交叉性學科。根據采礦工程專業現行培養方案，本科生知識結構具備一定的多學科性;以適應煤炭開采發展新趨勢的要求。

(1)在涉及學科廣度上，范圍不斷擴大。科學采煤理念的提出使采礦工程與原先非密切相關的機械、信電、經濟等學科的交流日益頻繁［4-5］。首先，本科生要加強機械知識學習。其次，本科生要增強“研發礦用信息電子檢測儀器設備”的意識。最后，本科生要會算技術經濟賬。煤炭產能的快速提升、進口總量的連年攀升以及市場對資源匹配的自行調控，致使“降低開采成本”愈發重要，各類方案的技術經濟效益比較已成最終方案選擇的決定性因素;對本科生相關能力的要求已由過去的“了解技術經濟比較的基本思想”過渡為“運用技術經濟知識進行抉擇”。

(2)在涉及學科的交叉深度上，與密切相關的巖石力學、流體、地質、材料等學科的交叉研究不斷深化。主要表現為:對巖體變形破壞機理的研究已突破單一的“應力—應變”關系，引入了時間、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移問題逐步由“定性考慮”向“定量計算”轉變;充填、注漿、支護構件性能強化等新興方法、工藝使材料科學的重要性日益凸顯;高安全生產水平、高資源回收率的客觀要求對地質資料詳盡度提出更高要求，構造應力場對開采活動的影響程度亦日受重視。當前，采礦工程專業課程體系已體現出多學科性，但學科間的交叉、滲透則明顯不足［6-7］。例如，采礦工程專業開設的“流體力學與機械”、“材料科學概論”等課程，均注重于自身知識體系的完善，著實拓寬了學生理論基礎;但未能與煤炭開采中涉及的裂隙水滲流、瓦斯運移及材料研發相融合，未能實現不同學科知識結構間的碰撞與交融。

3．專業實踐能力的提升

工科專業強調學生在工程中對所學知識的運用水平，即專業實踐能力，而非一味的知識積累。本科生專業實踐能力培養主要依靠實踐教學，與國外相比，實踐教學歷來就是我國本科教育中的一項短板［8］。傳統教學思想的束縛致使學生及教師對實踐教學重視度不夠;實踐教學組織不夠嚴謹、既定制度落實不到位、基地建設落后、教學內容層次不清晰等也導致了實踐教學質量的下降。煤炭開采條件的日益復雜化及高度集中化對從業人員的實踐能力提出了更高要求。采礦工程專業現行專業實踐教學體系以“課程實驗—課程設計—專業實習—畢業設計”為主線，保障各環節實施的規章制度也均已形成，體系結構已較為完善。但畢業生專業實踐能力尚不能滿足用人單位的需求，校內招聘會上用人單位對采礦工程本科生的評價亦多為“理論知識豐富，但到工作崗位上啥也不會”。根本原因在于實踐教學質量的缺失。

二、新時期采礦工程專業本科生培養策略

1．專業課程體系調整:“突出—轉變—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，實現深部開采教學與傳統淺部開采教學的并列、同步進行，必須首先完成深部開采教學所需的教材建設與師資配備。課程開設采取單獨開設的方式，就深部開采進行集中講解。

(2)“轉變”即實現專業課程教學內容的“兩元化”(既包含基礎理論知識，又囊括理論知識在煤炭開采中的應用)轉變。“兩元化”是本科生多學科交融性知識結構構建的客觀要求，其根本目的在于幫助學生完成“理論學習”到“知識自主運用”過渡，具體實施形式不受課程開設門數與方式等限制，重點在于教學內容的完善。既要保留相關學科基礎理論知識的教授;又要實現學科間的交叉、滲透，以煤炭開采為背景促進相關學科知識應用教學。

(3)“拓展”即拓展本科生學術研究接觸渠道。采礦工程與相關學科交叉研究的深入主要體現在學術研究中;但隨著煤炭開采行業科技水平及人才培養層次的提升，將科研動態滲入本科教學已為本科生培養所需，這對未來走向學術研究領域的本科生則更為重要。對于采礦工程領域更高層次多學科復合型人才的培養，相較于國內高校普遍采用的“雙學位”培養模式，英國高等教育中聯合專業(分雙科專業、三科專業和主副修專業)的設置更具借鑒性［9］，學生既享有對各學科的獨立學習，又兼有學科間的交叉和向學科重疊領域的統一回歸，輔以高水平師資(具有多學科知識背景)，使學生具備跨學科、多視角的思考能力。

2．專業綜合技能訓練體系強化:“五步走”

(1)虛擬礦井漫游與專業認知實習。利用三維建模軟件和虛擬現實軟件開發專門面向煤炭開采教學虛擬礦井漫游系統，實現礦井交互漫游、自動漫游、設備展示、工藝演示、過程操作、事故模擬及視頻播放等功能［10］，使學生在入井實習前形成感性認識，結合入井前安全教育;然后，深入煤礦生產一線，感知真實礦井，為專業課程學習做鋪墊。

(2)課程實驗。加強課程實驗配套教材的建設，確保每一項課程實驗均有資可參，注重課程實驗的前期準備，提升課程實驗完成質量;充分發揮國家與教育部重點實驗室及國家級教學示范中心的資源優勢，使實驗性課程授課方式為“教師示范學生操作”;對本科生在校期間須自主完成實驗量進行定量考核，突出自主設計性實驗的重要性。

(3)課程設計。簡化工程實際條件，降低課程設計難度，突出課程設計與畢業設計相應部分在難度上的遞進關系;注重學生對課程設計內容和流程的熟悉;著重審核課程設計學生自主完成程度，并將其作為成績考評重點。

(4)專業實習實訓。專業實習實訓目的在于使本科生能夠參與到礦井實際生產中，在實踐中加深對理論知識的理解與應用，但受“生產—實習”矛盾及安全等因素影響，實習內容與認知實習相差無幾，實訓更是無法開展。運城職業技術學院教學礦井、晉煤集團鳳凰山煤礦采礦工程實踐教學中心等基地建設［11］，為專業實習實訓提供了新途徑。

(5)畢業實習與設計。畢業實習與設計是本科生在前述“四步”的基礎上進行的一次系統的、獨立的采礦設計技能培養與鍛煉，是對本科生專業綜合技能的升華，畢業設計完成質量可直接反映出本科生對專業理論知識的運用能力與水平。本科生應以實事求是的態度對實習礦井開展調研，同時不斷提高本科生畢業設計質量要求，加大學術不端行為抽查力度。

3．專業考核標準優化:“個性化”

適應煤炭開采發展新趨勢的采礦工程人才培養應以本科生為本，充分調動其主觀能動性。專業考核標準以及各類評優條例猶如本科生自身努力方向的“指南針”，具有強烈的導向作用。按照近年來采礦工程專業本科生就業崗位工作性質的不同，畢業生可被分為應用型人才(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在很大程度上存在一定的共性，但也各有側重，導向也應有所區別。

(1)在考核內容上，加強對專業綜合實踐能力的考核力度。煤炭開采的工程實踐能力是對研究型和應用型人才培養的共性要求，在專業綜合實踐能力上“工程師”與“研究員”的培養是統一的。應用型人才作為生產一線技術人員，必然要求其能夠根據所學知識對現場各種問題做出準確的判斷與決定;研究型人才作為先進技術的創造者，更應準確把握生產一線存在的各類問題，通過科學實驗完成相關理論的研究。

(2)在考核標準上，要兼顧對本科生不同類型人才的導向作用。按照現行的學士學位授予辦法，本科生學業考核主要體現在課程考核上;而獎學金等各類評優均以學生課程成績為基礎，其次兼顧學生素質發展來展開;因此，總體而言現行考核標準有利于研究型人才的培養而對應用型人才的成才未能起到較好的導向作用。應用型人才培養強調解決實際問題綜合能力的提升，既包括知識的積累與運用，更包括協作能力、交際能力等在內的各種技能。現行考核標準的不平衡性也與許多本科生在校表現平平，但在工作崗位卻很快凸現出來的現實相印證。研究型人才培養的導向主要依靠提高推薦免試碩士研究生要求條件來進行。

三、結語

研究型人才培養注重基礎理論知識的寬厚性，特別是專業主干課程的學習;推薦免試碩士研究生要求條件中除對本科階段課程加權成績以及“高等數學”、“大學英語”等課程成績提出硬性要求外，對與科研工作密切相關的“工程力學”、英語等級等的要求也應凸顯;學生參與科研實驗情況以及在各類科技創新活動中的表現也應作為考核因素。

作者：李桂臣 衛英豪 萬志軍 范軍 單位：中國礦業大學 深部煤炭資源開采教育部重點實驗室