采礦卓越工程師實踐能力數字化培養路徑研究

摘 要：隨著煤炭資源的日益枯竭與生態環境保護意識的提升，采礦工程領域面臨諸多挑戰，對具有高水平實踐能力的采礦卓越工程師的需求日益增加。文章探討了采礦卓越工程師實踐能力的數字化培養路徑問題，旨在提高學生的實踐能力以適應工程實際需求。傳統的教育模式已無法滿足培養高素質卓越工程師的需求，因此，文章分析了當前采礦工程實踐教育存在的問題，提出了針對采礦卓越工程師實踐能力培養的數字化路徑和策略，以提升學生的實踐操作技能、創新思維、團隊協作與解決復雜工程問題的能力。數字化教育在現代采礦工程教育中扮演著至關重要的角色，為采礦工程教育改革和人才培養提供了新視角和有效途徑。

關鍵詞：采礦卓越工程師 實踐能力 數字化教育 作用評估

中圖分類號：F061.3;TD821文獻標志碼：A

文章編號：1004-4914（2024）12-212-02

引言

隨著煤炭資源的日益枯竭和生態環境保護意識的增強，近年來礦業領域發展面臨著諸多挑戰與機遇。采礦工程師需要具備更高水平的實踐能力來應對復雜的工程問題，故對采礦卓越工程師的需求越來越迫切。采礦卓越工程師不僅需要具備扎實的理論基礎，更要具備豐富的實踐能力。然而，傳統的培養模式往往注重理論知識的講授，實踐能力的培養不足，傳統的培養模式已經無法適應新時代采礦工程師實踐能力的要求。因此，如何有效地培養采礦工程專業學生的實踐能力成為一個亟待解決的問題。一些學者對卓越工程師的培養進行了相關研究。葉喜蔥指出卓越工程師教育培養計劃應著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，強化創新精神培養，為社會輸送知識、能力、素質協調發展的卓越應用型工程師[1]。邵安林對當前采礦專業卓越工程師培養中存在的問題進行深入剖析，指出學校應與企業合作，定期聘請經驗豐富的現場專家到學校做講座緊密聯系礦山實際[2]。李金波深入分析實踐教學改革發展的方向和未來趨勢，提出適用于地方應用型高校的采礦工程專業“卓越工程師教育培養計劃”實踐教學改革辦法與措施[3]。中央網絡安全和信息化委員會印發《提升全民數字素養與技能行動綱要》，對提升全民數字素養與技能作出安排部署，數字化新技術融入傳統教學中必然對人才培養起到積極推進作用[4，5]。本文旨在探索采礦卓越工程師實踐能力的數字化培養路徑，提高學生的實踐能力以解決復雜工程實踐問題，豐富采礦卓越工程師教育培養體系，為實踐教育提供新的思路和方法，為高校工程教育的改革和創新提供借鑒和參考。

一、采礦卓越工程師實踐培養存在的問題

實踐教學資源匱乏：采礦工程專業教育的實踐性要求高校擁有充足的實驗設備和實習基地。然而，由于資金投入限制、地理位置約束等多種因素，許多高校無法提供足夠的實踐教學資源。例如，部分學校的實驗設備老舊、實驗室環境狹小，無法滿足新技術教學的需要。而部分高校則因地處城市中心或地理位置偏遠，難以為學生提供實際的采礦場所實習機會，從而導致學生缺乏必要的現場操作經驗。

實踐教學與產業需求脫節：隨著采礦技術的快速發展，對采礦卓越工程師的需求日益增長，然而當前高校的實踐教學內容往往滯后于產業發展的真實需求，導致學生在畢業后很難快速適應行業的工作環境。這種脫節主要表現在：實踐教學內容過于理論化，缺乏創新技術的應用;實踐案例落后，不能反映當前行業的前沿問題和解決方案。

實踐教學內容單一：在許多高校的采礦工程實踐教學中，側重點往往集中在課程設計與畢業設計上，而對于提升學生創新能力、團隊合作能力和解決復雜工程問題的能力的培養不足。這種單一的實踐教學模式無法滿足卓越工程師綜合素質發展的需求。

傳統的實踐教學方法和評價機制：大量采礦工程領域的實踐教學仍采用傳統的教學模式，這種模式下的教學方法缺乏足夠的互動性和創新性，無法激發學生的學習興趣和創新思維。此外，實踐教學的評價機制通常側重于實踐報告評估，忽視了對學生軟技能（如團隊合作、問題分析和解決等）的綜合評價，使得評價結果難以全面反映學生的實踐能力和綜合素質。

欲解決上述問題，需要對當前的采礦工程領域實踐教育進行改革和創新，這包括但不限于增加實踐教學資源、更新實踐教學內容以匹配產業需求、引入多樣化的實踐教學模式以及改進實踐教學方法和評價機制等。通過對實踐教育的全面優化，我們可以為采礦工程專業學生提供一個豐富、現代化、符合產業發展趨勢的教育環境，進而培養出能夠適應快速技術變革的卓越工程師。在這一進程中，數字化教育工具和平臺的應用將發揮關鍵作用，為實踐教學提供更廣泛的資源和更有效的教學方法。

二、數字化教育的特點

數字化教育已成為促進學習和教學方式變革的重要手段，數字化教育的引入不僅可以彌補傳統實踐教學的不足，還能有效提升學生的實踐能力，培養出符合行業需求的卓越工程師。

（一）數字化資源的豐富性與可訪問性

數字化教育通過提供大量的在線資源，如在線課程、模擬軟件、虛擬實驗室等，極大地豐富了學生的學習資源。這些資源不受地理位置和時間限制，使得學生能夠自由學習和實踐操作，從而增強了學生的自主學習能力。

（二）虛擬仿真技術的應用

在采礦工程實踐教學中，虛擬仿真技術的應用是提升學生實踐能力的重要途徑之一。通過構建虛擬的采礦環境和工作場景，學生可以進行風險較低的實驗操作練習，如礦山開采、地下工程施工等。這種虛擬實踐不僅能夠提供比傳統實踐教學更安全、更經濟的學習方式，還能夠幫助學生更好地理解復雜的工程原理和操作流程。

（三）數字化教學平臺的交互性

數字化教學平臺具有良好的交互性，能夠支持教師與學生、學生與學生之間的實時互動和溝通。這種互動性不僅增強了學生的學習興趣，還促進了知識的深入理解和應用。此外，一些平臺還支持項目協作和團隊討論，有助于培養學生的團隊合作能力和解決實際復雜工程問題的能力。

（四）數據分析與反饋

數字化教育平臺能夠收集和分析學生的學習數據，為教師提供實時的學習進度和成效反饋。這種數據分析不僅可以幫助教師及時調整教學策略，還能為學生提供個性化的學習建議和輔導。通過這種及時反饋，學生可以更清楚地認識到自己的學習強項和弱點，從而有針對性地改進和提升。

綜上所述，數字化教育在培育和提升采礦卓越工程師實踐能力方面具有重要的應用價值。通過豐富的數字化資源、虛擬仿真技術的應用、交互性強的教學平臺、數據分析與反饋方式，不僅能夠有效提升學生的實踐能力，還能促進學生的全面發展，為采礦工程領域培養出更多高素質的卓越工程師。

三、采礦卓越工程師實踐能力培養的數字化路徑

傳統的教育模式已無法完全滿足培養高素質卓越工程師的需求，探索并實施有效的數字化教育路徑和策略，對于提升采礦卓越工程師實踐能力的培養有重要意義。

（一）構建全方位的數字化學習資源庫

構建全方位的數字化學習資源庫，這個資源庫不僅包括基礎的采礦理論課程，還應涵蓋與之相關的實踐操作視頻、虛擬仿真實驗、行業前沿技術研討以及案例分析等。這些資源的多樣性和實用性可以幫助學生在理論學習之外，獲得更加豐富的實踐經驗和技能訓練。

（二）開發互動虛擬仿真實驗平臺

采礦工程專業培養需要大量的實驗和實踐操作，因此各高校開發自己的互動性強、逼真度高的虛擬仿真實驗平臺是十分必要的。通過這個平臺，學生可以在安全的虛擬環境中進行各種采礦操作練習，如煤炭開采、巷道掘進、穿孔爆破等。此外，這個平臺還可以模擬采礦突發情況，讓學生在應對這些挑戰的過程中鍛煉自己的決策能力和應急處理能力。

（三）利用大數據和人工智能技術進行個性化教學

采用大數據和人工智能技術根據學生的學習習慣、能力水平和偏好，提供個性化的學習建議和教學資源。例如，通過分析學生在虛擬仿真實驗中的操作數據，系統可以自動識別學生的弱點，并推薦相應的練習和學習資料。這種個性化的學習方式不僅能夠提高學生的學UT7UDIIBcBM+KMQCrPH8qTqw1OtUQv/LSmI+F2o0k3M=習效率，還能夠增強學生的學習動力。人工智能技術還可以為教師教學提供有效新穎的實踐教學方案，輔助教師進行教學設計等。

（四）建立線上線下相結合的混合式學習模式

雖然數字化教育在提高學生的實踐能力方面具有不可替代的作用，但線下的實踐活動也同樣重要。因此，建立一個線上線下相結合的學習模式是非常必要的，學?？梢酝ㄟ^與企業合作，為學生提供實習實訓的機會，讓學生在真實的工作環境中應用所學知識，與此同時，通過線上平臺進行知識復習和技能提升。

（五）實施動態評估與反饋機制

建立動態評估與反饋機制也是提升學生實踐能力的關鍵，這一機制不僅包括對學生采礦知識和技能的評估，還應包括對學生創新思維、團隊協作能力和問題解決能力的評估。通過全面的評估可以及時發現學生在學習過程中的不足，給予針對性的指導和幫助。

綜上所述，采用科學嚴謹的方法構建數字化路徑，對于培養和提升采礦卓越工程師的實踐能力具有重要作用。通過實施上述措施，以提高學生的實踐操作能力、創新能力和綜合素質。

四、數字化培養對學生實踐能力的作用評估

通過現代教育技術培養符合未來行業需求的采礦卓越工程師，為了確保路徑的有效性，對學生實踐能力作用的評估顯得尤為重要。

（一）定性評估

通過訪談、問卷調查等方法收集學生、教師和行業相關人士的反饋，掌握數字化培養路徑對提高學生實踐操作能力、創新思維和團隊協作能力等方面的影響。例如，可以設置問卷調查學生在完成虛擬仿真實驗后對自己實踐能力的自我評估，以及在企業實習中的表現情況等。

（二）定量評估

對學生在數字化學習平臺上的學習行為數據進行分析，如學習時間、完成任務的數量和質量、虛擬仿真實驗的操作時間與準確性等。

（三）長期跟蹤評估

跟蹤學生畢業后的職業發展情況，評估數字化培養路徑對學生長期職業能力的影響。包括學生在工作中的表現、職業晉升速度等。

通過以上方式可以深入理解其效果和不足之處，為進一步優化教學路徑提供依據。

五、結論

在當代采礦工程領域的教育實踐中，數字化培養方式對提高學生的實踐能力具有顯著效果。通過構建數字化學習資源庫、開發虛擬仿真實驗平臺、利用大數據和人工智能技術提供個性化教學，以及建立線上線下相結合的混合式學習模式等，有效地促進了學生實踐操作技能、創新解決問題能力以及團隊協作和解決復雜工程問題能力的提升。數字化教育已然是培養適應未來采礦行業發展需求的卓越工程師的有效策略。未來應持續優化這一教學路徑，確保其能夠充分滿足采礦工程教育和行業發展的雙重需求。

參考文獻：

[1] 葉喜蔥，黃才華，趙光偉.基于卓越工程師培養的實踐教學初探[J].教育教學論壇，2016（10）：135-136.

[2] 邵安林，邱景平，柳小波等.采礦卓越工程師培養模式的改革與探索[J].高教學刊，2020（08）：150-152.DOI：10.19980/j.cn23-1593/g4.2020.08.050.

[3] 李金波，常治國，楊長德等.采礦卓越工程師實踐教學改革研究與實踐——以新疆工程學院為例[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（17）：26-28+98.

[4] 張玉玉，劉瑞儒.數字化時代提升全民數字素養的路徑研究[J].黑龍江教師發展學院學報，2023，42（02）：145-147.

[5] 吳應強，石樂怡.數字賦能全民共享——2023年全民數字素養與技能提升高峰論壇會議綜述[J].圖書與情報，2023，（03）：121-125.