《露天與金屬礦山開采》教學中存在的問題與對策

針對煤炭院校采礦工程專業露天與金屬礦山開采課程在教學改革過程中面臨的困難與挑戰，分析了目前該課程教學中存在的問題，探討了露天與金屬礦山開采課程建設和教學改革的必要性，并提出了具體思路。

采礦工程教學改革課程建設露天與金屬礦山開采中國礦業大學是一所具有百年辦學歷史、行業特點鮮明的教育部直屬重點大學。實施行業精英教育，培養能源工業精英人才，努力打造中國能源工業精英教育教學體系，是百年礦大在新歷史時期的辦學定位。作為國家級重點學科和國家級特色專業，如何把握研究型本科教育特色，推進本科教育教學研究性內涵建設，培養國家能源工業領軍人才，是新形勢下采礦工程專業教學改革與建設面臨的新挑戰。

然而，在我校構建能源工業精英教育教學體系過程中，傳統的教學模式、授課內容和教學方法已不能適應新形勢的要求。筆者結合《露天與金屬礦山開采》課程的特點和多年的教學實踐，分析了目前煤炭院校在露天與金屬礦山開采課程教學過程中存在的問題，并探討了該課程教學方法改革的思路。

一、課程特點

《露天與金屬礦山開采》是中國礦業大學（北京）采礦工程專業本科一門重要的專業核心課程。通過該課程的學習，使采礦工程專業的學生能夠掌握固態礦床露天開采的基本工藝與設計方法，以及金屬礦床地下開采的主要方法與參數設計，為今后從事露天礦山、地下金屬礦山開采方面的教學、科研、生產等工作奠定必要的理論與技術基礎。

《露天與金屬礦山開采》課程具有以下特點：

1.課程內容多且雜。該課程涵蓋固態礦床露天開采與金屬礦床地下開采兩部分內容，涉及上述領域的開拓方式、生產工藝、采礦方法和設備選擇，主要內容包括露天礦山的礦巖松碎、采裝、運輸、排巖、開采境界、礦床開拓、礦山生產能力與采掘進度計劃、露天礦邊坡穩定與控制，以及金屬礦床地下開拓方式、回采工藝、采礦方法選擇、礦柱回收與空區處理等，知識涵蓋面廣并且信息量大，課程系統性差，故教學難度大。

2.課程學時較少。《露天與金屬礦山開采》綜合了礦山地質學、礦山機械、爆破工程、巖土力學等多個學科的理論和知識，還需適時補充有關爆破作用機理、礦山公路鐵路線路設計等內容，故課程的綜合性和實踐性較強。然而，根據我校新版教學大綱（2011版），該課程的授課時間由原來的40學時調整至32學時，學時少而內容多，這給教師的“教”與學生的“學”均增加困難。

二、教學中存在的主要問題

由于《露天與金屬礦山開采》這一課程涉及固態礦床露天開采和金屬礦床地下開采兩部分內容，具有知識點多且雜、與工程實踐聯系緊密等特點，在課程教學過程中存在教學內容、教學方法、教材選擇、實踐教學等方面的問題。

1.教學內容與現代采礦工程技術發展之間的不適應

現代采礦工程技術發展日新月異，特別是露天煤礦以吊斗鏟為核心的剝離倒堆工藝以及地下深井硬巖礦山大規模安全高效開采理論與技術的飛速發展，對傳統的教學內容提出了極大的挑戰。傳統的教學內容已明顯滯后于采礦工程技術發展，不能及時反映礦業領域科技動態與最新發展，直接影響到新一代采礦高級技術人才的培養。

2.學時壓縮與知識量增長之間的矛盾

要實現“厚基礎、強實踐、重研究”的能源工業精英人才培養目標，就需要增加基礎課程的教學內容，在總學時不變的情況下，必將減少專業課程的學時。此外，隨著科學技術的發展，采礦工程領域中各種新技術、新理論、新方法不斷涌現，讓學生了解學科前沿動態、擴大視野是本科教育的重要任務之一。然而，根據我校新版教學大綱要求，該課程的課時由原來的40學時調整為32學時，這就形成了課程教學學時少與教學內容寬廣之間的矛盾。

3.教學方法和教學手段單一落后

現代教育的教學體系突出教學方法的交互式和教學手段的多樣化，而目前許多課程的教學仍然只停留在以傳授書本知識為主、以教師講授為中心的傳統教學模式上，教學方法和教學手段單一落后。例如，由于《露天與金屬礦山開采》課程的知識體系相對比較零散，往往只注重向學生傳授已有的知識而忽略了對學生創新能力的培養。

4.缺少合適的教材

《露天與金屬礦山開采》在教材選擇上存在以下問題：①課程內容涉及固態礦床露天開采和金屬礦山地下開采，橫跨兩大專業體系，無合適教材可選用；②曾選用教材是根據國家教育部1998年頒布的大采礦專業要求編寫的，不能充分滿足新版教學大綱的要求；③課程的知識體系相對比較零散，涉及礦山地質學、礦山機械、爆破工程、巖土力學等多個學科的理論和知識，還需適時補充有關爆破作用機理、礦山公路鐵路線路設計等內容。

5.實踐教學嚴重不足

科學實驗是自然科學最基本的研究手段之一，然而受到教育理念、教學經費、外部環境等因素的影響，我國高校普遍存在試驗設備陳舊落后、實驗場地嚴重不足，這使得許多高校學生對實驗的認識一般僅停留在書本階段，缺乏科研工作能力和實際應用能力的訓練。此外，采礦工程是一門操作性和實踐性很強的專業，而學生卻缺乏必要的露天礦山認識實習經歷，勢必會影響該課程的學習和理解。

三、課程建設與教學改革的思路

《露天與金屬礦山開采》課程教學改革的基本思路：以優化教學內容為中心，以豐富教學手段為保證，改革傳統教學方法，加強實踐教學與創新能力培養。針對當前課程教學中存在的問題，結合筆者所承擔的“中國礦業大學（北京）《露天與金屬礦山開采》課程建設”項目，談談煤炭院校采礦工程專業《露天與金屬礦山開采》課程建設與教學改革的思路。

1.修訂教學大綱

課程教學大綱是指導教學工作的依據，是課程內容、教學體系建設和改革思想的集中體現。根據我校采礦工程專業教學改革要求和人才培養方案，圍繞能源工業精英教育教學體系建設目標，堅持“全面、適用、先進、簡明”的優化原則，認真修訂《露天與金屬礦山開采》課程教學大綱。新版的教學大綱更加適應培養目標和教學計劃要求，并能反映采礦學科在煤礦露天開采與金屬礦山深部開采等方面的最新研究成果，在總課時減少的情況下，優化選擇教學內容，合理組織教學過程，體現教學改革內容的優化整合。

2.優化教學內容

教學內容的調整，應注重將工程素質的要素轉化為具體的教學內容和教學活動，強調科研促進教學，形成貼近工程實際的教學內容。在新版課程教學大綱的指導下，對原有露天與金屬礦山地下開采的教學內容進行取舍，在合理保留傳統內容的基礎上，注重課程內容的更新，通過在課堂教學中補充本學科的發展前沿，提高學生的學習興趣。例如，通過比較煤礦井工開采與金屬礦山地下開采在開拓、采準和回采工藝等方面的異同，以加強學生對金屬礦山地下開采工藝過程的認識；結合最近的科研成果，介紹大型露天煤礦吊斗鏟剝離倒堆開采工藝和輪斗挖掘機-膠帶-排土機連續性開采工藝。

3.開展教材建設

一本好教材或講義是取得出色教學效果的基本保證。《露天與金屬礦山開采》課程內容涉及固態礦床露天開采和金屬礦山地下開采兩部分內容，曾選用的教材是根據國家教育部1998年頒布的大采礦專業要求編寫的，不能充分滿足我校新版教學大綱的要求。因此，在調整和重新組織教學內容的同時，依托中國礦業大學（北京）教材建設項目，按新的思路組織編寫課程配套教材——《金屬礦床露天與地下開采》。與現有同類教材相比，該教材是針對煤炭院校本科生采礦教學的特點，適當補充固態礦床露天開采與金屬礦床地下開采的相關知識，以及爆破作用機理、礦山公路鐵路線路設計等內容，并力求反映近年來礦業領域較為成型的新概念、新成果、新方法。該教材2011年獲北京市精品教材。

4.改革教學方法

露天與金屬礦山地下開采是一門專業性較強的課程，作為采礦工程專業的專業核心課程，又需要有一定的深度和廣度。因此，應根據課程的特點和教學內容的難易程度，改變傳統的“一言堂”“灌輸式”的課堂教學方法，開展啟發式、互動式、引導式、探究式等教學方法的研究，注重培養學生的創新思維和解決實際問題的能力。例如，在講授露天開采工程設備時，結合我國現代化特大型礦山設備選型實例，適時引入“是什么原因阻礙了國內工程機械制造商不能涉足大型設備領域，什么樣的途徑可以作為進入大型工程機械領域的突破口”的思考，在爭鳴中解決問題，調動學生學習的興趣和熱情，培養學生自主學習的能力。

5.豐富教學手段

在教學過程中，將傳統、常規的教學手段與現代教學技術有機結合，使復雜內容簡單化、抽象內容形象化、難點內容通俗化，提高課堂教學質量和效果。尤其是適當運用多媒體、網絡等現代教學技術，通過圖片、文字、聲音、動畫、視頻等多種形式和表現手段，將教學內容生動、形象、直觀、清晰地展現在學生面前，以增加課堂教學信息量，更新和拓寬知識面。例如，通過動畫演示露天礦山正鏟、反鏟、吊斗鏟等常用設備的作業過程，借助大型礦山企業的影像資料介紹相應的生產工藝等。為了改善教學環境、豐富課程教學資源，還開發了露天與金屬礦山開采課程的BB網絡平臺，在平臺上放置各種教學資源，包括多媒體課件、授課錄像、教學大綱、教學日歷，自學指導等，還有課后自測題、師生討論區、答疑區、通知等，形成網絡“教”與“學”的集成環境。

6.加強實踐教學

露天與金屬礦山開采是一門實踐性非常強的課程。實踐教學改革的思路是：把培養學生實驗與實踐技能放在首要位置，培新學生的創新性思維和動手實踐能力。通過鼓勵學生參加大學生創新性實驗項目或參與教師的科研項目，將露天與金屬礦山開采的知識點融入到項目中，增強學生運用科學知識和方法解決實際問題的能力。例如，利用我校充填采礦實驗室在儀器設備上的優勢，先后組織在校本科生參與“全尾砂固結充填膠凝材料研究”“尾砂膠結充填體自立性能研究”“高地溫環境下全尾砂固結膠凝材料研究”等多項大學生創新性實驗計劃項目，激發學生的創新思維和創新意識，提高了學生的創新實踐能力。

四、結語

隨著中國礦業大學（北京）能源工業精英教育教學體系建設的實施，傳統的露天與金屬礦山開采課程的教學模式和教學內容面臨新的挑戰。作為采礦工程專業的一門專業核心課程，露天與金屬礦山開采具有鮮明的行業特色，不能簡單照搬其它課程的教學模式和教學方法，應從課程自身特點出發，深入開展課程體系建設和教學改革，才能提高課程的教學質量和教學效果。

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