《礦山壓力與巖層控制》課程設計教學改革與實踐

吳仁倫+楊勝利

摘要：《礦山壓力與巖層控制》課程設計是采礦工程專業學生重要的實踐環節之一，對學生從事理論研究和工程實踐具有重要意義。針對目前《礦山壓力與巖層控制》課程設計中存在的不足，論文從題目及其分配方式設置、時間安排、設計綜合考慮意識、設計創新性、成績判定、教師指導模式等方面進行了調整與改革。改革實踐結果顯示，學生在課程設計過程中的積極性、自主性、創新性、獨立分析能力及理論運用能力均有一定程度的提高。

關鍵詞：礦山壓力與巖層控制;課程設計;教學改革與實踐

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）06-0139-02

礦山壓力與巖層控制以礦山巖石力學為基礎，與礦山工程、采礦工藝等理論密切結合，是具有一定特色的巖層控制理論和工程實踐體系的基礎理論學科與工程技術學科互相交叉互相滲透的獨立分支學科[1]?！兜V山壓力與巖層控制》是采礦工程專業學生以后從事煤礦行業理論研究和工程實踐的必備課程。課程設計是將課程理論轉化為課程實踐的“橋梁”，同時也是實踐教學和大學本科教學中的一個重要環節[2-3]?！兜V山壓力與巖層控制》課程設計是采礦工程專業學生一項重要的之間環節。近年來，用人單位、企業機構反饋了采礦工程本科生在礦山壓力與巖層控制方面理論基礎較為扎實，但結合實際生產情況和具體問題的分析、設計和應對能力略有欠缺的整體情況。隨著信息、機械、控制等多領域的技術革新，《礦山壓力與巖層控制》課程設計也同眾多理工科專業課程一樣，在遵循基礎原理的前提下，不斷嘗試改革與實踐新型教學模式，以此促進學生在具備充足的知識儲備基礎上擴充專業性強、技能水平高、多層面的實踐能力。

一、當前課程設計存在的問題

問題是改革之“眼”，在《礦山壓力與巖層控制》課程設計的輔導和考核中主要存在以下問題。

1.題目及其分配方法設置相似。為了避免學生相互抄襲，現有課程設計大綱中列出了煤層采深、煤層厚度和頂底板巖性等18個詳細的指標及相應的取值范圍和選取原則供學生自行選擇，雖然實際設計過程中學生所選取參數雖各不相同，但是仍有極大的相似性，設計說明書和設計圖紙抄襲現象較多，限制了學生創新能力和獨立思考、工作能力的培養。

2.時間安排過于緊迫。本科生的《礦山壓力與巖層控制》課程設計一般安排第五學期期末（理論知識學習結束后），設計時間為一周。學生要在較短的時間內接受設計任務、理解設計內容、查閱相關資料、完成相關分析和計算、編寫設計說明書和繪制設計圖紙，難度相對較大。調查發現，時間緊迫是造成學生相互抄襲的原因之一。

3.設計過程缺乏綜合考慮的意識。采礦工程專業各類設計均不是獨立存在的，設計過程中需要做到綜合考慮，兼顧各個系統才能保證設計參數的合理性和實用性?！兜V山壓力與巖層控制》課程設計中大部分學生在設計中都難以做到綜合考慮和“瞻前顧后”，經常出現設計參數前后矛盾的現象，如：回采巷道斷面設計時未能綜合考慮設備、通風、行人、管路敷設等情況，設計所確定的參數往往偏小。

4.學生運用新理論、新技術、新工藝的意識不強，設計內容缺乏創新。大多數學生在設計過程中未能充分利用學校提供的圖書和網絡資源，僅僅以教材為參考資料，但由于教材自身性質所限，不可能涵蓋本專業所有的新理論、新技術、新工藝以及設計的相關規定，造成了學生設計過程中不易選擇合適的理論、方法及相關設計規范，設計內容易出現錯誤。同時，設計說明書中選用的理論、方法等基本雷同，未能結合設計題目的具體條件進行有效分析和選擇，設計說明書千篇一律，缺乏創新。

5.成績判定方式落于陳舊。以往成績判定方式主要是以學生的設計態度、設計說明書和圖紙的完成質量為依據，忽略了學生對設計內容的領悟和掌握情況，與課程設計的核心目的不符。

6.教師指導模式有待改進。課程設計教師指導現有模式為：設計任務布置—講解注意事項—檢查出勤情況和設計進度—單個學生答疑—批改設計說明書及圖紙。這種模式造成指導教師對同樣問題或錯誤的重復講解與說明，既加重了教師工作量，又增強了學生對教師指導的依賴性，減弱了學生的自主性和創新性，對綜合能力培養極其不利。

二、課程設計教學改革與實踐

1.建立選題題庫。充分利用多年來我校采礦工程專業本科生畢業設計所積累的現場實際工程資料，進行提煉、加工、整理，建立《礦山壓力與巖層控制》課程設計選題題庫，并將題目根據圍巖結構、埋深、采高、瓦斯等條件進行分類，目前已建立的題庫中包含不同開采條件的題目達100余份。課程設計的題目采用隨機分配的方法，確保每個學生的題目不重復，而且有其特有的地質和開采特征。通過題庫的建立，可以實現《礦山壓力與巖層控制》課程設計真正結合工程實踐，為學生提供獨立思考和設計的基礎條件。

2.調整課程時間安排。通過綜合調研、課程設計任務分析，對課程設計任務下達時間、開始時間和持續時間進行優化調整，在《礦山壓力與巖層控制》課程開始的時候下達設計任務，使學生了解課程設計的內容、設計要求、注意事項、考核要求等。學生可以先帶著任務進行理論知識的學習，在學期末再集中進行課程設計。這樣既能提高學生課堂學習的積極性，又能提供充足的時間供學生對課程設計題目進行深入思考和分析，進而提高課程設計的效率和效果。確保學生有充足的時間接受設計任務、理解設計內容、查閱相關資料、完成相關分析和計算、編寫設計說明書和繪制設計圖紙。

3.優化成績判定方式。調整各種評判方式所占比重，制定詳細的實施方案。兼顧設計過程和設計結果，建立科學合理的課程設計成績判定體系。課程設計的目的之一是培養學生將理論知識運用于工程實踐的能力。因此，考核的側重點應放在學生獨立完成課程設計的情況，以及對理論知識的理解程度和運用情況。原有的考核方式是遞交課程設計說明書，根據設計說明書的完成情況確定成績，這種方式既無法考核學生是否獨立完成設計，更無法考核學生將理論運用于實際的情況。為此，對原有考核方式進行改革，建立“設計說明書+設計答辯”的考核模式，二者所占成績分值比例分別為60%和40%。通過學生答辯的環節，可以了解學生對知識的掌握程度，以及準確運用知識點的情況。

4.改革教師指導模式。堅持“學生設計為主，教師指導為輔”的原則，充分發揮教師的指導作用以及學生設計的主動性和創新性。根據題目類型將學生劃分為3～5人一組，對題目進行分析討論，充分激發學生的積極性、自主性和創新性，通過小組分析討論分別獨立完成設計。同時，利用設計教室和通訊平臺（微信、QQ、飛信群等），建立現場和在線兩種答疑模式，將單個學生答疑改革為集中答疑，可就設計過程中出現的問題進行集中解答，從而提高指導效率。通過在線答疑平臺的建立，學生可以反復查詢答疑記錄，加深對設計難點的理解，指導教師也可有效收集學生在設計過程中普遍存在的問題，及時掌握學生理論知識及實踐操作的薄弱點，為后續進一步完善課堂授課和課程設計環節奠定一定基礎。

5.培養學生自主學習能力。通過文獻查閱、成功案例學習、向資深教師請教等手段，培養學生資料查閱、分析問題解決問題等方面的主動性和積極性。首先，激發學生的學習興趣。指導教師先以相關科學技術研究現狀介紹和案例分析等手段，讓學生了解到課程設計的重要性，使他們明白自己所做的課程設計并非是紙上談兵，而是對實際生產中安全、經濟等方面都具有重要意義的一項工作，激發責任感，從而促進他們對設計內容深入的了解和學習的興趣。其次，培養學生自主學習的意識和能力?？茖W技術在不斷發展，采礦科學也是如此。因此，學生在課程設計中所需要用到的理論、方法、工藝等，不能僅僅局限于教材所介紹的相關內容，而是鼓勵學生根據題庫中實際設計題目盡量采用新的理論、方法和工藝。這就需要學生閱讀一定的前沿科技文獻，從中獲取所需內容。“授人以魚不如授人以漁”，指導教師應提前教會學生查閱資料文獻的途徑、方法和技巧，讓學生自主地“動”起來。同時，定期檢查學生對資料文獻的閱讀情況，結合設計題目進行分析，選擇與題目相適應的內容運用到設計中。通過以上能力的培養，基本可以培養學生“查—閱—析—用”的自主學習模式。

三、結論

通過教學改革，將《礦山壓力與巖層控制》課程設計中以傳統的假定條件參數為主轉變為以煤礦企業生產中工程實踐數據為主，建立《礦山壓力與巖層控制》課程設計選題題庫，并建立了一套完善的課程設計選題題庫及題目分配方法。同時，合理調整了課程設計教學體系和組織模式。通過對企業具體項目的研究，學生表現出濃厚的鉆研熱情、加深了理論知識的理解內化;培養學生獨立思考、分析問題、解決問題、計算和設計等能力;培養學生設計說明書編寫和設計圖紙的繪制能力，更符合礦業人才培養的要求，為畢業設計以及畢業后從事煤炭工作奠定良好的基礎，使其能夠為煤炭事業發展做出更大的貢獻。同時，也可以為其他院校開設《礦山壓力與巖層控制》課程設計提供參考依據。

課程設計教學組織模式的改革，確立了“學生設計為主，教師指導為輔”的思路。教師的角色從知識的傳授者、教學的組織領導者轉變成為學習過程中的咨詢者、指導者和伙伴。這并非意味著教師地位與價值的弱化，相反，教師的作用和責任更加重大，對教師提出了更加全面和更高的要求。

參考文獻：

[1]錢鳴高，石平五，許家林.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業大學出版社，2010.

[2]湯智林，韓龍君.課程設計教學環節的有效控制[J].廊坊師范學院學報，2008，8（3）：28-30.

[3]劉敦文，楊光.安全工程專業實驗課研究性教學與創新型人才培養[J].中國安全科學學報，2010，20（5）：157-161.