采礦工程實踐教學模式改革

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摘要：針對采礦工程實踐教學現狀及問題，以提高實踐教學的質量為出發點，重點改革集中實習的關鍵環節，初步構建了“五位一體，階段遞進，虛實結合”的新型專業實踐教學模式。新模式在教學方式、教學內容及教學組織等方面具有眾多優點，已經開始在采礦工程實踐教學中應用，未來還將作為專業綜合改革試點中實踐教學部分重要的改革方向。

關鍵詞：采礦工程；實踐教學；教學模式

近年來，社會經濟快速發展，市場改革不斷深化，高等教育實現了跨越式發展，完成了由“精英化”向“大眾化”的轉變，對工程實踐創新型人才的需求不斷增加，對人才培養的質量也提出了更高的要求。

一、采礦工程實踐教學現狀

煤礦大都是井工開采，不僅井下生產系統龐大而復雜，而且人員活動范圍和作業空間有限，對各個環節的要求也極其苛刻，稍有疏漏則可能導致非常嚴重的災害事故。同時，煤礦安全生產又是對從業人員的應用技能要求很高的行業，除非身臨其境且親手操作，否則很難完全理解和熟悉井下生產系統的立體空間特性，很難真正掌握和操持好必要的技術和裝備，使其發揮最大的效能和作用。鑒于煤礦生產的以上特點，在采礦工程人才培養過程中的實習環節就顯得尤為重要。然而，由于煤礦生產對下井人員在安全上的嚴格管理和要求，加之受行業經濟形勢的影響，企業對學生下井參觀、實習、跟班勞動多持不積極配合的態度，一是擔心學生下井影響正常的生產進程，二是顧忌一旦學生在井下發生安全事故要承擔責任，從而使學生在校外實踐這一重要的教學環節和人才培養活動遇到極大的阻礙和困難。目前全國涉煤高校的大學生下井實習很難安排到位，并且已經愈來愈發展為常態化。實踐教學模式是實踐教學的各內容環節在空間時間上的有機組合，是實踐教學活動具體的實施方案與開展步驟。目前采礦工程專業實踐教學模式仍然是20世紀80年代沿用至今的“三類三階段”實踐教學模式。學習過程中，基礎課和專業課有相應的課程實驗，專業核心課有課程設計。從大學二年級開始，每學年分別安排有認識實習、生產實習和畢業實習和畢業設計。集中實習多采用井下參觀的方式進行。其中集中實習環節在專業實踐教學內容體系中占舉足輕重的地位，集中實習的質量直接影響人才培養的質量。國際通用的實踐教學模式有：德國“企業主導型”模式[1]，加拿大“能力中心的課程開發型”模式[2]，英國“職業資格證書推動型”模式[2]，香港“工業訓練中心型”模式[3]。

二、實踐教學模式的改革

1.新型實踐教學模式的構建

結合人才培養過程中的實際條件和困難狀況，以提高實踐教學的質量為出發點，重點對集中實習的關鍵環節，進行實踐教學模式的改革創新，建立了“五位一體，階段遞進，虛實結合”的新型專業實踐教學模式。“五位一體”是充分利用各種實踐教學平臺，將煤礦井下參觀、企業實習基地的實操車間演練、礦井實訓中心操作、煤礦虛擬仿真模擬和現代礦井模型演示有機組合，共同用于集中實習，改變以往集中實習中只是單純煤礦井下參觀。“階段遞進”是指以煤礦井下現場的實習為主，以現代礦井模型展示、礦井仿真體驗、礦井實訓中心操作和實操基地演練為輔，從認識事物的規律出發，對煤礦生產的參與程度及對煤礦的認識程度，在認識實習、生產實習和畢業實習中的階段遞進，逐步深入，最終提高實踐能力。（1）認識實習。專業認識實習是學生入校后的第一次專業集中實習，目的是使學生初步認識了解煤礦，對礦井的生產系統和生產環節有基本的概念，為后續專業課程增加感性認識，為專業學習奠定基礎。在學習專業基礎課期間，配合教學內容，通過等比例縮小的實物模型展示煤礦地面工業廣場和井下主要生產系統的概況，有效補充學生對教材知識的感性理解和認識，特別是加強對礦井生產系統（如通風系統、采掘系統、運輸系統、供電系統等）的空間立體感。實物模型展示主要配合相關課程的教學環節穿插進行，課程結束后集中安排1次煤礦井下的實習參觀，加深對煤礦現場的印象和認識。（2）生產實習。專業生產實習是在專業核心課程學習過程中或學習之后的集中實踐環節，通過專業理論與生產實踐相結合，鞏固擴展和加深對專業理論知識的理解，鍛煉生產實踐過程中發現問題、分析問題和解決問題能力，并培養學生的勞動意識。在學生具備基本的煤礦專業知識后，借助大型的煤礦生產系統及裝備的虛擬仿真軟件，指導學生在電腦終端的虛擬現實環境下，模擬井下各個生產系統的作業過程，并依次操作不同生產工序的裝備和儀器，以此來認識和掌握煤礦生產的組織和過程，同時逐步了解和熟悉不同裝備的工作原理、內部結構和基本操作。在此基礎上，集中安排2～3次煤礦井下實習感受，現場觀看實際作業現場，親身體驗采掘組織與安全管理等主要生產環節和工作內容。（3）畢業實習。畢業實習安排在學生完成所有理論知識之后，重點檢驗他們對理論知識的掌握程度，并為學生提供更多的實際動手操作機會，培養訓練實際應用能力，以利于畢業后可以在最短的時間內熟悉并適應煤礦生產環境，進入工作狀態，實現學校到企業的“無縫銜接”。畢業實習充分依靠聯合共建的校外實習實訓基地，安排學生到實習基地的實操車間，按照井下采掘作業流程依次親自操作、調試各種機械、電器等裝備。與此同時，分批次安排學生到井下跟班實際參與生產作業，并結合具體問題進行畢業設計所需資料收集與準備?！疤搶嵔Y合”有兩層含義：一是煤礦井下生產現場的為真實現場，實操車間、實訓中心等為虛擬現場；二是實際生產現場、實訓實操現場和礦井模型等為實物場景，礦井虛擬仿真系統演示為虛擬場景。集中實習過程中，充分發揮“真實現場”與“虛擬現場”、“實物場景”與“虛擬場景”的作用，虛實結合，提高實習質量。

2.實踐教學保障平臺建設

實踐教學保障平臺是實踐教學活動開展的物質基礎，是實踐教學模式實現的載體，是實踐教學模式改革中最重要的配套設施。保障平臺的建設包括實驗教學示范中心、標準化實習基地及礦井實訓中心。經學校批準，整合相關資產和設備，成立了安全工程實驗教學示范中心。在河南省高校重點實驗室培育基地建設項目“煤礦災害預防控制實驗室”，安全工程國家級特色專業和采礦工程綜合改革試點專業等多個教學和實驗項目平臺的資助下，經過幾年的建設，已經發展成為總面積1400m2，儀器設備總價值900余萬元，包括礦井火災防治實驗室、礦山壓力與巖層控制實驗室和數字化礦山實驗室等17個專業實驗室的綜合教學科研基地。數字化礦山實驗室是河南工程學院與中南大學及長沙迪邁科技有限公司聯合共建，利用現代化的多媒體交互技術，實現煤礦開采過程的數字化仿真，結合專業的礦山應用設計軟件，可實現于煤礦地質、勘探、資源估計、儲量計算、露天采礦和地下采礦設計，并可進行復雜礦井巷道系統的建立，實現了多角度、可視化的直觀表達。礦井實訓中心整體按照礦井實際尺寸等比例縮小設計建設。礦井系統采用立井、斜井混合開拓方式，巖層和煤層巷道采用目前廣泛應用的支護方式，巷道斷面局部按礦井實際尺寸建設。所有機械及電氣設備都按照煤礦的實物配置，其中主要包括綜采液壓支架、采煤機、帶式輸送機運等。實際生產礦井的幾乎所有功能和元素都能看到，并能夠從全局上認識礦井生產系統及礦井巷道的空間關系。目前建成并有效運行的校外實習基地共9個，重點建設了河南神火煤電股份有限公司、河南能源義煤公司新安煤礦、鄭煤集團裴溝煤礦、河南大峪溝煤業集團和河南鑫安利安全科技股份有限公司等5家標準化規范化實習基地。

3.新型實踐教學模式的特點

新型專業實踐教學模式具有以下特點：（1）實踐教學方式的多樣性和全面性。充分利用各種實踐教學平臺開展實踐教學，開展多種形式的實踐，煤礦井下參觀、企業實習基地的實操車間演練、礦井實訓中心實際操作、煤礦虛擬仿真模擬和現代礦井模型演示，增加學生實踐學習的興趣，提高實踐教學的效果。（2）實踐教學內容的科學性和完整性。不同的實踐教學平臺從不同的角度展現礦井的系統要素，從工作面（巷道）的局部到礦井的整體，從開拓掘進到采煤工藝，從煤巖賦存到機械電氣，能夠全方位、多角度地進行觀察、了解和參與，克服以往集中實踐環節中的片面性和局部性。（3）實踐教學模式的合理性和新穎性。各種實踐教學平臺的有機組合，在認識實習、生產實習和畢業實習中參與程度的逐步深入，實踐認識的逐步加深，符合事物的認識規律，提高實踐教學的質量。（4）實踐教學組織的開放性和可重復性。礦井實訓中心最終的建設目標是大型的煤礦科普基地，在條件允許的情況下，可以全天候隨時進行實踐教學的組織與安排。建設完成的“五位一體，階段遞進，虛實結合”的新型專業實踐教學模式，能綜合利用各種實踐教學平臺，具有眾多優點，已經開始在采礦工程實踐教學中應用，未來還將作為專業綜合改革試點中實踐教學部分主要的改革方向，具有重要的應用價值。

三、結束語

通過探索實踐，針對實踐教學的現狀及存在的問題，以提高實踐教學的質量為出發點，在實踐教學保證機制建設的基礎上，建立了“五位一體，階段遞進，虛實結合”的新型專業實踐教學模式。新模式具有實踐教學方式的多樣性和全面性；實踐教學內容的科學性和完整性；教學模式的合理性和新穎性和教學組織的開放性和可重復性等特點，將作為專業綜合改革試點中實踐教學部分重要改革的方向。

參考文獻：

[1]張慶久.德國應用科技大學與我國應用型本科的比較研究[J].黑龍江高教研究，2004(8)：31-33.

[2]劉海燕.幾種典型實踐教學模式對應用型本科院校的啟示[J].理工高教研究，2005，24(6)：82-83.

[3]顧金亮.香港理工大學的工業訓練模式及啟示[J].中國大學教學，2001(3)：39-41.

作者：郭兵兵 吳金剛 單位：河南工程學院安全工程學院