采礦工程專業實驗教學改革探討

陳磊　張開放

摘要：采礦工程專業的實驗教學改革，要以培養具有“科學采礦”意識的高素質創新人才為目標，構建開放式的實驗教學環境，改革實驗教學考核方式，注重畢業實習和畢業設計的無縫對接，建立“做—學—研”相結合的實驗教學方法。

關鍵詞：實驗教學；采礦工程；實踐；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0100-03

一、引言

創新是國家和社會持續發展的源動力，國力的富強和民族的復興取決于創新能力的不斷提高。實驗教學在培養創新能力過程中尤為重要，其作用不可替代。而且，隨著近年來高校的不斷擴招和經濟形勢的影響，高校畢業生的就業形勢日趨嚴峻，用人單位對畢業生的要求也越來越高，不但要求他們具備扎實的理論基礎，還要求他們具有一定的實踐動手能力。因此，高校要逐漸加強對學生動手實踐能力的培養，使學生在增強自身綜合素質的同時，能夠滿足社會的需求。

二、采礦工程實驗教學的意義

實驗教學是理論學習和實踐相結合的中間環節，在本科教學過程中起著至關重要的作用。實驗教學相對于課題理論教學具有直觀性、探索性、綜合性等特點，是課題教學的有效延伸和深化。實驗教學形式是多樣的，包括演示型實驗、操作型實驗和創新型實驗等，學生可以通過實驗教學環節將課堂所學理論知識應用于實踐，系統掌握所學知識。通過實驗教學環節，可以提升學生的動手能力、創新思維，逐步培養學生的科研意識。采礦工程專業是一門應用性極強的學科，很多重要的理論和方法都來源于工程實際。采礦工程具有以下特點：理論性和實踐性相結合、學科應用過程中注重細節、綜合交叉性等，這就要求工程技術人員要具有極強的實踐能力和分析設計基礎，同時能夠對工程應用過程中的各系統進行綜合考慮，具備系統工程的思維。因此，實驗是教學工作中不可缺少的實踐環節，對于培養學生的綜合素質、實踐動手能力和重新思維起著特別重要的作用。

中國礦業大學（北京）資源與安全工程學院依托國家級實驗教學示范中心——“煤炭安全開采與地質保障實驗教學中心”，積極開展實驗教學改革，在實驗教學規劃、實驗教學改革方案等方面進行了積極的探索和實踐。采礦工程實驗教學的規劃，應在應用創新教育和素質教育并重的理念指導下，緊緊圍繞培養具有“科學采礦”意識的高素質創新型人才，逐步完善本科培養方案，加強實驗教學和創新實踐環節，構建多功能、開放型實驗教學平臺。

三、實驗教學改革的思路和方案

（一）采礦工程實驗教學改革的思路

實驗教學也要緊緊圍繞高校的人才培養目標，注重教育理念和教學思想的創新，堅持以學生為本，注重教學過程和教學質量，不斷借鑒和吸收先進的實驗教學成果和經驗，改革實驗教學方法，提高學生的實踐動手能力，培養學生的創新意識。加大對實驗室的建設力度，加強實驗室師資隊伍建設和人員培訓工作，不斷完善、創新實驗室管理體制和運行機制，實現教學與科研相結合，形成重點突出、特色鮮明的實驗教學體系。中國礦業大學（北京）采礦工程專業為國家重點學科，采礦工程專業的培養目標是：培養掌握固體礦床（煤炭、金屬及非金屬）開采的基本理論與方法，具有采礦工程技術人員的基本能力，在采礦及其相關領域從事礦山（井工、露天）設計、工程監理、礦井生產與技術管理的高等工程技術人員及科學研究人才。構建的實驗教學體系核心內容為“實驗類型、實驗層次、實驗途徑、效果評價”，建立了多層次的實踐教學格局。根據教學載體和側重點的不同，將實驗教學體系劃分為課程實踐教學、創新實踐教學、項目實踐教學、行業實踐教學、社會實踐教學等多層次遞進和整合的實驗教學體系，保證專業人才的行業適應性和社會適應性。

（二）采礦工程實驗教學改革的方案

以培養具有“科學采礦”意識的高素質創新型人才為目標，逐漸改革采礦工程實踐教學模式，完善實驗教學內容，創新實驗教學方法，構建一個完整的、與課堂理論教學平行的實驗教學環境。

1.進一步完善以創新意識和科學精神為中心的“科學采礦”實踐教學模式。按照循序漸進、逐漸深化的規律，逐步完善由基礎教學、技能學習、實踐應用到創造、創新的實踐教學模式。在實驗教學過程中，引導并組織學生積極參與到具體的生產環節或者科研課題中，逐漸提高學生的科研意識和水平，培養學生“科學采礦”的意識和素質，激發學生學習的主動性和創新思維。引導學生積極參與“大學生創新實驗計劃”項目，充分利用實驗室平臺和資源，自主性地設計實驗環節，培養學生的創新精神和科學態度。中國礦業大學（北京）采礦工程專業本科生需要參與的創新教學環節分必修和選修兩部分，其中必修部分為科研導論課、科研技能實踐和大學生創新訓練項目，共計6學分96學時；選修部分包括研究性實驗項目、學術交流活動、大學生學科競賽、發表學術論文、科技創新與發明等環節，學分的認定按創新學分認定辦法執行。

2.進一步完善開放式的教學環境。采礦工程的很多實驗與巖土工程、土木工程等有一定的相似性和關聯度，高校在充分利用自有資源的基礎上，可以尋求兄弟院校或類似專業的實驗室資源。例如一些實驗可以聯系巖土工程或土木工程類高水平實驗室，這樣既實現了資源的共享，又能拓寬學生的知識面，逐步打造開放式的教學環境。同時，進一步改善了實踐環境和條件，打造了網絡化的實踐教學平臺，使學生通過網絡開展一些有特色的實驗項目的實踐工作。如果條件允許，可以讓學生參加國家重點實驗室或國家級教學實驗示范中心的一些項目和實驗，使學生有機會接觸一些重大項目的實驗環節，以拓寬學生的視野。在實驗教學過程中，實行開放式的教學方式，采取靈活多樣的教學模式，在必修實驗中增加自主實驗、獨立實驗、課程設計、專業綜合設計等實踐教學環節，重點培養學生的探索精神和科學思維。

3.創新實驗教學考核方法，充分發揮學生的能動性。進一步創新實驗教學的考核方法，構建多元化的實驗教學考核系統，客觀、立體地考察學生的實踐能力。針對一些演示性的實驗，可以在教師的指導下，由學生進行講解，以增強學生對知識的理解程度。而對于一些操作性的實驗，則必須要求學生親自動手操作，獨立完成實驗過程，做好實驗數據的收集、處理等，并對實驗結果進行總結、分析，完成實驗報告。在這個過程中，教師主要考察的是學生的實踐能力和分析解決問題的能力。在本科教學工作中，要一定幅度地增加實驗教學的權重，相應提高實驗教學的學分，逐步健全實驗教學的考核方法，實行書面考試與實踐操作相結合、考試與小論文相結合、采用試題庫等方式，充分調動學生的積極性，發揮學生學習的自主性和能動性，充分體現學生的創新思維和實踐能力，促進學生成長成才。中國礦業大學（北京）采礦工程專業總學分199學分，其中實踐教學環節41學分，創新實踐環節6學分，非課堂教學所占比重為23.62%。課堂教學環節2510學時，實驗教學環節820學時，實驗教學所占比重為24.62%。主要的實踐教學環節包括公益活動、認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計等，共計28學分。

4.注重畢業實習，實現畢業實習和畢業設計無縫對接。畢業實習和畢業設計都是實踐性很強的教學環節，畢業實習是畢業設計的基礎和構成。畢業實習階段，務必要求學生根據教學大綱要求，深入生產一線，熟悉采礦工程的各個流程和環節，對一些生產環節能夠實際操作，使學生將理論知識與工程實踐結合起來，對采礦工程有直觀、全面的認識。而畢業設計作為對采礦知識的系統總結和應用，其實踐性不言而喻。在整個畢業設計的過程中，既要強化學生對采礦知識的整體把握，還要求學生掌握好每一個細節，在滿足《煤礦安全規程》和《煤炭工業安全規程》的要求下，充分發揮學生的創造性，對整個礦井合理設計。

5.創新實驗教學方法和手段。在實驗教學過程中，采取分層次的教學方式。第一層次：基礎理論和實驗技能；第二層次：課程設計和專業綜合設計；第三層次：科技創新活動。學生在達到上一層實驗教學要求的前提下，獲得進行下一層次實驗的機會，鼓勵學生結合教師的科研項目，自主選題，調動學生的主動性。在必修實驗中增加選修性質的自主實驗環節，增加課堂外實驗的比重，給學生提供自主設計實驗的空間，引導學生在實驗過沖中自行發現問題、分析解決問題，進而鍛煉學生獲取新知識的能力。

6.建立“做—學—研”相結合的三位一體實驗教學體系。在實驗教學實施過程中，充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，針對不同的實驗項目，采用“做—學—研”相結合的三位一體實驗教學方法，將實驗教學和工程實踐緊密結合起來，加強對學生實驗細節和實驗過程的指導，強化學生的實踐能力培養，使學生在做實驗中學習、在做試驗中培養科研能力，進而培養學生的創新理念。

中國礦業大學（北京）的本科生教學起步晚于研究生教學，可以說是在研究生教學的基礎上發展起來的，其特點和優勢就是師資力量雄厚，教師隊伍職稱學歷高，科研經驗豐富，教師的科研項目也比較多，這些基礎為本科生開展實驗教學和創新研究提供了技術支持和指導，也塑造了良好的學術氛圍。在實際操作過程中，選擇已經完成的優秀的科研項目，根據本科生的專業基礎課進度，將科研項目的部分內容轉化為實驗教學單元，使學生在重復科研過程的實驗中，逐步掌握從事科研的基本技能。“做—學—研”的結合能有效解決傳統實驗教學過程中教師講授為主、學生被動接受的授課方式，增加了師生之間的交流，培養了學生的動手能力。

四、結語

實驗教學是連接理論學習和工程實踐的橋梁和紐帶，在培養學生創造、創新環節起著重要作用。采礦工程作為一門實踐性極強的學科，其實驗教學的改革與創新，需要高等院校的高度重視和大規模投入。在實驗教學改革過程中，要緊緊把握“以學生為本”的理念，充分調動學生的主觀能動性，不斷強化學生的動手過程，逐步培養學生的科研能力和創新精神。同時，積極搭建開放式的實驗教學環境，完善實驗教學體系，創新實驗教學方法，多措并舉，齊頭并進，促進學生的成長成才。

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基金項目：中央高校基本科研業務費專項資金資助（2014QZ03）

作者簡介：陳磊（1982-），男，安徽太和人，講師，博士在讀，研究方向：煤礦安全開采。