采礦工程專業(yè)教學(xué)中科研與課程教學(xué)相結(jié)合探索

【摘要】分析采礦工程專業(yè)的特點及傳統(tǒng)課堂教學(xué)中存在的問題，探討如何將科研和采礦課程教學(xué)相結(jié)合。

【關(guān)鍵詞】采礦工程專業(yè)科研課程教學(xué)實踐

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）10C-0037-02

科研在培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才過程中具有多方面的重要意義和作用，有組織有計劃地開展本科生科研訓(xùn)練是培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新精神的有效途徑。采礦工程專業(yè)是專業(yè)性、實踐性和應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(yè)，將科研與教學(xué)相結(jié)合，讓本科生參與到導(dǎo)師的科研項目中去，對學(xué)生理解、消化、運用專業(yè)知識有非常重要的意義。

一、采礦工程專業(yè)的特點及傳統(tǒng)課堂教學(xué)中存在的問題

采礦專業(yè)是一個老牌的工科專業(yè)。新中國成立后，特別是從1950年開始，我國先后有30多所高等院校開辦了采礦專業(yè)，在學(xué)科建設(shè)和招生規(guī)模等方面有了巨大的發(fā)展，許多高校的采礦工程專業(yè)已有半個世紀(jì)的歷史。盡管歷經(jīng)了多次的起伏，由于礦產(chǎn)資源在國民經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的地位，采礦工程專業(yè)一直存在并逐漸發(fā)展壯大。采礦工程專業(yè)屬于地礦類專業(yè)，主要研究各種礦藏的開采方法和原理?，F(xiàn)在的采礦工程專業(yè)是一門專業(yè)性、綜合性和應(yīng)用性都特別強(qiáng)的學(xué)科，覆蓋了幾乎原有的地下開采、露天開采及礦井通風(fēng)與安全三個學(xué)科，并要求實現(xiàn)煤與非煤固體礦床開采相結(jié)合、采礦與巖土工程相結(jié)合、地下開采與露天開采相結(jié)合以及采礦與機(jī)電、計算機(jī)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)管理等相結(jié)合。鑒于采礦專業(yè)的特點，我們不能因循守舊，沿用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。近年來，經(jīng)過國內(nèi)外采礦前輩的教學(xué)摸索和實踐，逐漸形成了一條適合采礦專業(yè)教學(xué)的新思路，即將課堂教學(xué)與科研相結(jié)合的實驗教學(xué)。

相對于教學(xué)與科研相結(jié)合的教學(xué)新思路，傳統(tǒng)采礦專業(yè)課教學(xué)中存在以下問題：一是書本知識空洞乏味，學(xué)生接受困難。在專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，采礦工程專業(yè)所開主干專業(yè)課就十幾門，新概念、新知識點繁多，學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力很大。二是學(xué)生對課程有陌生感。對采礦工程學(xué)生而言，一般是在大三接觸專業(yè)課，這對從未接觸過礦山的學(xué)生來說，感覺很陌生。在采礦教學(xué)中，往往老師在講臺上講得津津有味，而臺下的學(xué)生卻不感興趣，甚至出現(xiàn)抵觸情緒。三是實習(xí)時講的多、實踐少。學(xué)校一般安排采礦工程專業(yè)的學(xué)生在大二、大三、大四分別進(jìn)行認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)。形式上很合理，但是實踐環(huán)節(jié)就相對薄弱，實習(xí)因種種原因困難較大，學(xué)生實踐能力培養(yǎng)受到很大影響。這方面與國外差距很大，如莫斯科礦業(yè)大學(xué)，實習(xí)課時約占總學(xué)時的三分之一左右，我國采礦學(xué)生在本科階段，也就10個井左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不足以提高學(xué)生的動手能力。四是理論聯(lián)系實際的能力較差。在礦山企業(yè)一線工作，采礦專業(yè)本科生與一線工人相比，理論知識相對豐富，但缺乏在實踐中運用理論知識的能力，這與本科教學(xué)手段單一、教材內(nèi)容陳舊不無關(guān)系。

二、采礦課程教學(xué)與科研相結(jié)合的實施

（一）實施的原則

本科生參加科研活動能夠鞏固加強(qiáng)他們已學(xué)的專業(yè)知識，逐步培養(yǎng)他們的科研意識，從而提高其整體能力。但鑒于學(xué)生理論知識的局限以及他們在閱歷和經(jīng)驗上的欠缺，在參與導(dǎo)師的科研項目中只能是輔助作用，依照學(xué)生的實際情況給予相適應(yīng)的課題。劃分課題時應(yīng)注意以下原則：

1.難度適宜原則。每一項科研課題一般都由不同的部分組成，其中既有容易實現(xiàn)的部分，也有相對難以突破的內(nèi)容。所以在吸納本科生參與科研項目時，應(yīng)先將課題按難度劃分。總的原則是由學(xué)生來完成容易部分，而課題組的其他成員完成難點和重點部分。比如學(xué)生可以進(jìn)行資料的搜索、數(shù)據(jù)的處理、現(xiàn)場的觀測、實驗以及一些理論的運算等方面的工作。而一些課題方向的規(guī)劃、相關(guān)模型的建立、理論的假設(shè)以及規(guī)律的分析等方面的內(nèi)容則應(yīng)該由老師來完成。

2.有利于知識掌握的原則。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式能夠在較短的時間內(nèi)把知識傳授給學(xué)生，但這種單向被動的教學(xué)方式很難讓學(xué)生切實理解這些知識的重要作用，慢慢地就可能對學(xué)習(xí)失去興趣，從而影響學(xué)習(xí)效果。相反讓學(xué)生參與科研項目則不同。因為科研活動本身是一種在原有知識、經(jīng)驗、閱歷的基礎(chǔ)上進(jìn)行的探索性活動，在科研工作中會直接或間接地用到之前學(xué)過的知識和積累的經(jīng)驗。顯然讓學(xué)生參與教師的科研項目，對他們知識的掌握、素質(zhì)的提高以及能力的培養(yǎng)都是十分重要的。

3.有利于能力培養(yǎng)的原則。大學(xué)教育是整個學(xué)校教育過程中的最高級階段。在吸收本科生參與科研課題時，必須加強(qiáng)對學(xué)生能力的鍛煉。主要包括查閱文獻(xiàn)搜集資料的能力、現(xiàn)場調(diào)研的能力、實驗實施的能力以及科研報告撰寫的能力，等等。

（二）具體實施方法

為了提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力，筆者在課堂教學(xué)中逐步滲透了科研工作中所取得的成果，并穿插實例，由此來引導(dǎo)他們思維的獨立性和專業(yè)性。筆者根據(jù)長年的教學(xué)體會并借鑒他人的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)科研與教學(xué)相結(jié)合有以下實施模式：

1.課堂教學(xué)。主要包括以下兩種：

第一，在課堂教學(xué)中進(jìn)行科研指導(dǎo)。主要是指教師在課堂教學(xué)中有計劃有步驟地進(jìn)行科研方法和科研內(nèi)容的介紹；把與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的學(xué)術(shù)觀點、學(xué)術(shù)動態(tài)向?qū)W生做引導(dǎo)性的講解，啟發(fā)學(xué)生思考；結(jié)合科研課題，讓學(xué)生查閱相應(yīng)文獻(xiàn)，并進(jìn)行研究性實驗；鼓勵學(xué)生獨立選擇實驗題目、制訂實驗方案、進(jìn)行實驗操作，從中培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。

我們結(jié)合采礦課程教學(xué)，有機(jī)穿插現(xiàn)場工程課題的內(nèi)容，使學(xué)生掌握有關(guān)專業(yè)知識，逐步培養(yǎng)解決工程、科研實際問題的能力。同時課題組成員利用自身的研究成果參加了許多現(xiàn)場課題研究及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)，解決了礦山企業(yè)解決的生產(chǎn)難題，給礦山企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，在取得了豐富的現(xiàn)場的經(jīng)驗同時又完善了自己的研究成果，提高了自身的業(yè)務(wù)水平和理論高度。

第二，用科研實例進(jìn)行講解。為增加教學(xué)的真實感和教學(xué)效果，在講授知識點時，應(yīng)穿插科研實例進(jìn)行講解，這樣不但學(xué)生易于理解和掌握，而且無形中就將學(xué)生引入科研，逐步培養(yǎng)他們的科研能力和創(chuàng)新思維。比如筆者在講“采動影響下巷道圍巖的變形規(guī)律及控制方法”時就相應(yīng)地穿插了自己關(guān)于“下工作面開采對上部砌碹巷道的破壞”的研究成果，借助多媒體放映，收到了很不錯的效果。

2.實踐教學(xué)。在實踐教學(xué)中進(jìn)行科研指導(dǎo)，各種實驗、參觀、實習(xí)都是科研活動的有效形式，要引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生積極參與。

第一，讓學(xué)生參加科研。在教學(xué)實踐中，若有機(jī)會讓學(xué)生參加部分科研活動，應(yīng)當(dāng)說是教學(xué)活動的一部分，對培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新思維是有益的。為了使學(xué)生得到培養(yǎng)，筆者將自己的科研課題分成若干項讓學(xué)生參與。比如筆者在“永城煤電集團(tuán)城郊煤礦頂板分類及采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究”中，就把學(xué)生分組去分別輔助測定煤（巖）的容重、堅固性系數(shù)、超聲波速、抗拉強(qiáng)度、單向抗壓強(qiáng)度、楊氏模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、黏結(jié)力等。這些工作不需要高深的理論，只要掌握基本的原理并在教師的指導(dǎo)下就可以完成。而且在這個過程中，學(xué)生獲得掌握知識的成就感會激發(fā)他們深入學(xué)習(xí)的興致。

第二，積極引導(dǎo)校外實習(xí)，在實踐中進(jìn)行鍛煉。為了增加實踐環(huán)節(jié)，利用學(xué)院采礦工程學(xué)科的技術(shù)優(yōu)勢，在河南煤化集團(tuán)、中平能化集團(tuán)等建立了幾十個科研基地，科研基地為學(xué)科的發(fā)展提供科研課題，為學(xué)生各類實習(xí)提供場地，同時也是學(xué)科的技術(shù)成果優(yōu)先轉(zhuǎn)化的平臺。近年來，依靠科研基地，我們開展了許多研究工作，比如不穩(wěn)定煤層放頂煤開采、可回收金屬錨桿、松軟煤層鉆孔掘進(jìn)等幾十項課題，每年的科研經(jīng)費均在千萬元以上，同時一些先進(jìn)科研成果也及時地在科研基地得到了推廣應(yīng)用，每年科研成果的轉(zhuǎn)讓費在200萬元以上。在這些科研項目的開發(fā)過程中，年輕教師及高年級學(xué)生均有所參與，許多本科生的畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文均是在導(dǎo)師及現(xiàn)場技術(shù)人員的指導(dǎo)下完成的，許多同學(xué)畢業(yè)后直接去科研基地所在的單位工作，為科研基地的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

總之，采礦課程教學(xué)與科研相結(jié)合，通過在課堂中穿插介紹科研，并將礦山企業(yè)第一線的生產(chǎn)需求及技術(shù)攻關(guān)難題推到了課堂教學(xué)的第一線。讓學(xué)生參與真正的科研項目和科學(xué)實踐活動，也讓學(xué)生從教學(xué)中的客體逐漸變?yōu)橹黧w，促進(jìn)了教學(xué)水平和科研水平的提高，同時也能夠使他們盡早融入到煤炭企業(yè)的生產(chǎn)實踐當(dāng)中，培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的能力，最終能更好地為國家能源行業(yè)服務(wù)。

（責(zé)編 黎原）