陳世江 王創業 劉樹新 李建偉 王茜茜

[摘? ? ? ? ? ?要]? 采礦學是一門礦業工程采礦專業研究生的專業基礎課程。結合內蒙古科技大學采礦工程專業研究生高等采礦學教學的實際情況,對課程內容、教學方法、教學考核進行探討,重點突出課程的育人功能,凸顯行業發展動態,團隊教學傳授課程前沿知識,旨在激發研究生的學習熱情,提升研究生分析問題、解決問題的能力。
[關? ? 鍵? ?詞]? 采礦學;研究生教學;采礦工程;教學改革
[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2021)03-0086-02
一、引言
高等采礦學這門課程是我校礦業工程采礦專業研究生的一門必修課。隨著近二十年礦業的快速發展,采礦工藝、裝備、信息化以及礦產資源開發利用的理念都發生了根本性變化。因此,為培養新時代礦產資源安全、高效開采及其可持續發展的高級專業人才,高等采礦學這門課程改革勢在必行。
二、課程內容改革
(一)落實立德樹人,突出育人功能
《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》(2014)明確指出,立德樹人是發展中國特色社會主義教育事業的核心所在,課程是教育思想、教育目標和教育內容的主要載體。2018年9月10日,習近平總書記在全國教育大會上指出要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環節,貫穿基礎教育、職業教育、高等教育各領域。
為落實立德樹人理念,突出育人功能,高等采礦學這門課程內容首先要明確采礦業對國民經濟發展的重要性,某些特殊礦產還是國家的重要戰略資源;同時也要讓學生懂得,采礦行業雖艱苦但任務光榮,特別是高級專業采礦人才更要有為祖國礦業事業奉獻畢生的精神。其次,該課程內容要強調礦產資源的開發給生態環境帶來的負面影響,以此培養學生要有資源開發與環境協調發展的理念,且具備達此目標的科研攻關能力。最后,該課程內容還需突出采礦工程是一項復雜的系統工程,需培養學生團結協作的精神。
(二)凝練課程內容,凸顯發展動態
高等采礦學作為我校礦業工程研究生的一門必修課程,其課程內容在深度、廣度上均要有明顯體現。另外,課程內容也要充分體現礦山發展最新動態和相關學術研究最新進展。為此,近兩年,我們教學團隊在收集關于礦山發展新情況、新問題、最新解決方案、最新研究進展的現場資料與文獻的基礎上,不斷總結凝練課程內容,目前初步凝練出5個教學模塊,見下表內容。
(三)補充采礦學基礎知識,服務跨專業學生學習
我校地處西北邊疆,采礦工程專業研究生招生存在困難。近年來,學校出臺了一系列吸引優質生源政策,學院領導及專業教師每年也走訪一些相關專業院校并進行報考前的宣講,對研究生招生起到了一定的作用。雖在招生方面推出一些舉措,但效果仍不理想,每年仍有部分生源為非本專業學生。若直接給非本專業學生講授比較深入的采礦工程專業內容,絕大多數學生是難以理解的。在這樣的背景下,該門課程還需增設10個學時左右的采礦學基礎知識,主要包括礦井基本開拓方案及采礦方法。以此為鋪墊,有助于其他專題內容的學習。
三、教學方法改革
(一)問題導向,激發學生的探索熱情
對部分采礦工程專業研究生來說,并非熱愛而選擇,而是被碩士研究生光環所吸引。所以,采礦工程專業課程的講授更需激發學生的學習興趣。為此,首先讓學生深知采礦意義重大,從我們日常生活基本用品到高科技產品都離不開礦產資源。其次,讓學生圍繞“怎么安全高效開采”這條主線進行課程學習。授課前,以礦山成功、失敗案例或開采所遇瓶頸介紹教學專題背景,圍繞問題,布置查閱相關文獻工作,以備上課討論。
比如學習深部巷道、采場圍巖控制專題時,首先要介紹礦山開采現狀——淺部資源逐步枯竭,多數礦山已向深部進軍;其次,要讓學生圍繞深部開采圍巖變形特征以及深部地質環境進行文獻查閱,初步理清深部巖石力學特性,為深入學習巷道、采場布置及有效支護奠定基礎。
(二)模型搭建,直觀展示采礦三維空間狀態
采礦方法,特別是地下開采,概念比較抽象;三維空間感不強的學生理解起來更是費勁。為了便于學生理解,將課堂搬到采礦模型實驗室,這樣可以直觀展示巷道、采場以及相鄰圍巖或其他結構工程的位置關系。
近年來,我校采礦工程專業在實驗室建設方面進行了大量資金投入,其中包括采礦模型實驗室的建設。目前建成三個采礦模型實驗室,分別為金屬礦地下開采模型實驗室(有豎井開拓模型、淺孔留礦采礦模型、階段礦房采礦模型、有底柱分段崩落采礦模型、無底柱分段崩落采礦模型、充填采礦模型等)、煤礦地下開采模型實驗室、露天礦開采模型實驗室。10個學時采礦基礎知識課程均在采礦模型實驗室進行講授。這樣非采礦專業學生在短時間內會理解采礦工藝;采礦工程專業學生能進一步對采礦工藝在三維空間上加深理解。通過采礦模型教學,使學生很快建立起礦床開采三維空間結構,有助于后續專題內容的深入理解。
(三)團隊教學,傳授研究專長
采礦學課程內容豐富,就我們團隊目前凝練的5個教學模塊,若把其講清、講透也不是一件容易事。何況要在較短的學時內,把相關內容清晰地傳授給學生,就更加困難了。因此,需團隊協作。我們授課團隊按照上表教學模塊,由擅長每個教學模塊的教師組織相關教學內容。這樣,每個專題的講授,在有限的時間內能夠做到精與簡、深與淺的統一。深度內容,通過課堂精講,學生可以及時消化;淺顯議題,通過課堂簡要介紹,而后學生課后查閱文獻,也能達到深入理解。
目前,該課程教學團隊基本組建完成,已進行了2輪團隊授課教學,經學生問卷調查反饋,團隊教學更能激發學生的學習興趣,教學效果良好。以后,我們仍繼續加強教學團隊建設,同時也有利于該課程內容在廣度上擴充、深度上凝練。
四、教學考核改革
考試是反映教學效果和實現教育目標的重要途徑。為了檢驗學生的學習效果以及教師授課方式的有效性,本課程采用課后大作業和結課考試相結合的形式進行考核。課后大作業主要圍繞課堂講授內容,及時布置專題內容,考查學生是否領會教師上課所傳授的知識要點;同時根據學生作業反饋,檢驗教師是否在課堂上把本該講授的內容清晰地展示給學生。結合考試題型重點以專題論述的形式進行考核,學生可以進行文獻查閱,這樣可以考查學生對課堂知識的掌握程度,同時也可以考查其分析問題、解決問題的能力。
五、結語
深部開采、智能采礦和綠色開發是礦業發展趨勢[12],因此,為培養新時代礦產資源安全、高效開采及其可持續發展的高級專業人才,高等采礦學這門課程要緊緊圍繞這一趨勢,仍需課程建設工作者不斷進行現場調研、文獻查閱,繼續完善教學內容,探索教學方法。
參考文獻:
[1]康紅普,王國法,姜鵬飛,等.煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術構想[J].煤炭學報,2018,43(7):1789-1800.
[2]康紅普,范明建,高富強,等.超千米深井巷道圍巖變形特征與支護技術[J].巖石力學與工程學報,2015,34(11):2227-2240.
[3]何滿潮.深部的概念體系及工程評價指標[J].巖石力學與工程學報,2005,24(16):2854-2858.
[4]王運敏.露天地下聯合開采關鍵問題及技術方向[J].金屬礦山,2099(S1):127-131.
[5]李小雙,王運敏,趙奎,等.金屬礦山露天轉地下開采的關鍵問題研究進展[J].金屬礦山,2019(12):12-19.
[6]余健,黃興益,吳東旭,等.緩傾斜中厚礦體機械化采礦理論與技術[J].中南大學學報,2005,36(6):1107-1111.
[7]李俊平,肖旭峰,馮長根.采空區處理方法研究進展[J].中國安全科學學報,2012,22(3):48-52.
[8]尹永煥.礦山生態環境的保護、預防及治理[J].吉林地質,2011,30(1):143-146.
[9]范立民,馬雄德,冀瑞君.西部生態脆弱礦區保水采煤研究與實踐進展[J].煤炭學報,2015,40(8):1711-1717.
[10]范京道,李川,閆振國.融合5G技術生態的智能煤礦總體架構及核心場景[J].煤炭學報,2020,45(6):1949-1957.
[11]盧新明,闞淑婷.煤炭精準開采地質保障與透明地質云計算技術[J].煤炭學報,2019,44(8):2296-2305.
[12]朱萬成,關凱,閆保旭,等.采礦發展趨勢及未來人才知識結構需求議[J].教育教學論壇,2018(30):6-10.
編輯 馮永霞