矿业工程篇1

关键词采矿工程核心课程建设管理

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1002-7661（2012）13-0010-02为了充分调动高校的积极性、主动性和创造性，推进培养模式、教学团队、课程教材、教学方式、教学管理等专业发展重要环节的综合改革，形成一批教育观念先进、改革成效显著、特色鲜明的专业点，促进高等学校人才培养水平的整体提升，教育部下发了《教育部关于启动实施“本科教学工程”“专业综合改革试点”项目工作的通知》（教高司函〔2011〕226号）。根据“通知”要求，河南理工大学采矿工程专业立即启动了专业综合改革。

本次专业综合改革着重从教学团队、课程与教学资源、教学方式方法、实践教学环节、教学管理等五个方面进行建设，而核心课程群的建设与管理是这五个方面必须考虑的问题，是关系到专业综合改革成效的关键，因此，本文拟对河南理工大学采矿工程专业核心课程群建设与管理方法进行探讨。

一、采矿工程专业特点

河南理工大学是我国历史上第一所矿业高等学府和河南省建立最早的高等学校。采矿工程专业是学校的传统优势专业，为河南省名牌专业、部级特色专业，拥有采矿工程专业部级教学团队和两门部级精品课程；2010年通过全国工程教育专业认证，2011年被教育部列入第二批“卓越工程师教育培养计划”试点。参与采矿工程专业综合改革试点的专职教学科研人员40人，其职称结构与学历结构如下图。

二、专业核心课程群建设与管理

（一）成立专业核心课程群教学团队

采矿工程专业核心课程群包括：《采矿学》《矿井通风与安全》《矿山压力与岩层控制》《井巷工程》《矿山岩石力学》和《开采损害与保护》等。围绕专业核心课程群，根据主干课程的性质和起居室课老师的研究方法，建立“采矿学课程群教学团队”“开采损害与保护课程群教学团队”“矿山岩层控制课程群教学团队”“岩石力学课程群教学团队”“矿井通风与安全课程群教学团队”等五支课程群教学团队，每个教学团队设有负责人，负责根据课程体系和培养计划要求，团结带领团队成员，搞好该课程群的教材建设、理论教学、实验教学、课程建设、教学方法研讨与改革、教学资源上网，加强课程的协同开发，促进开放共享。

（二）突出专业主干课程的核心地位

结合每门专业主干课程的现有基础和教学资源条件，有针对性地对专业核心课程群进行建设。

1．采矿学课程群与教学资源建设

采矿学课程群教学团队主要承担河南省精品课程《采矿学》《专业导论》《煤矿发展新技术》等课程与教学资源建设。该教学团队由12名教师组成，其中教授4人，副教授4人，高级工程师1人，讲师3人。省级教学名师2人，部级、省级精品课程负责人各1名。

结合“卓越工程师教育培养计划”，《采矿学》课程重点从以下几个方面进行建设：

（1）自主开发“《采矿学》三维数字化教学课件”，促进教学手段与教学方法的改革。

（2）把本课程建设成为优秀的视频公开课，将全部课程资源和教学录像上网，供本校及外校学生、煤矿技术人员和工人远程学习。

（3）开发毕业设计网上指导系统，提供多个真实的矿井设计范本和最新的规程、规范等，设置师生交流平台，随时解决毕业设计过程中出现的问题，提高毕业设计质量。

（4）建设“《采矿学》3D辅助课堂教学和实验教学实验室”、“采矿工程专业三维虚拟仿真实习实验室”和“煤矿综采工作面高仿真实验室”，帮助学生尽早建立起稳固的空间概念，理解和表达煤层与岩层、煤层与煤层、煤层与巷道、巷与巷道之间复杂的空间关系。

2．开采损害与保护课程群与教学资源建设

开采损害与保护课程群教学团队主要承担国家精品课程《开采损害与保护》课程与教学资源建设。该教学团队由5名教师组成，其中教授3人，副教授2人。该课程的建设重点为：

（1）实现双语教学，引入国内外先进的教学理念。

（2）及时把教改教研成果引入到课堂教学，形成一套以案例教学、启发式课堂教学为主，以课堂讨论、师生交流、习题课、多媒体演讲、网络教学等为辅助手段的多元化教学模式。

（3）修订出版《煤矿开采损害与保护》教材，出版双语教材《MiningdamagesandProtection》，出版译著《SurfaceSubsidence》。

（4）开发设计上覆岩层“两带”高度模拟等三个教学实验。

3．矿山岩层控制课程群与教学资源建设

矿山岩层控制课程群教学团队有9名专业教师，其中教授2人，副教授5人，讲师2人，主要承担《井巷工程》和《矿山压力与岩层控制》的教学任务。其建设与改革的重点如下：

（1）矿山压力可视化教学改革。采用Itasca系列软件（FLAC3D、UDEC、3DEC、PFC软件），将枯燥的矿山压力理论转化为能够看到的矿山压力显现过程，生动形象的展现其中蕴含的矿山压力原理，让学生深刻了解矿山压力原理与控制手段与方法。

（2）开发《井巷工程》三维仿真教学课件。利用虚拟现实技术，开发相应的三维仿真课件，让学生亲自上机操作，变枯燥乏味的文字讲解为身临其境。

（3）推行矿山压力和井巷工程案例教学法。

（4）加大《井巷工程》精品课程建设，搞好《矿山压力与岩层控制》视频公开课建设，将课程的全部资源和教学录像上网。

4．岩石力学课程群与教学资源建设

岩石力学课程群教学团队主要承担《岩石力学》《土力学》课程的建设与改革。该团队共有7名教师组成，其中教授(教授级高工)3人、副教授2人，讲师2人。根据《岩石力学》课程特点，教学团队坚持“着眼工程，立足试验，讲授理论，补充文献”的教学思路，从以下方面对课程进行建设：

（1）形成实验教学和课堂理论教学为主，视频及虚拟现实技术教学为辅的教学模式。

（2）进一步完善电子教材上网、网络课件上网、教材配套CAI课件上网。

（3）进一步完善网络环境下的试题库和交互式测试系统，改进网络交流和答疑平台；对网络课件进行修改、完善和提高，将课程教学团队成员的教学录像上网。

（4）对全部网站内容进行升级，形成共享资源丰富、示范性强、应用效果好、推广价值大的精品课程。

（5）出版具有实践特色的《矿山岩石力学》教材。

5．矿井通风与安全课程群与教学资源建设

矿井通风与安全课程群教学团队主要承担《矿井通风与安全》和《瓦斯地质和瓦斯治理》的建设任务。目前，该团队共有5人，其中教授3人，副教授2人。结合“卓越工程师教育培养计划”，《矿山通风与安全》课程的建设重点是：

（1）适当增加矿山安全技术和现代化管理方面最新科研成果，并补充实际案例，形成配套的案例课件。

（2）结合目前煤矿生产自动化、机械化、集约化、智能化的发展方向，注重充分利用信息化技术，适当调整课程内容和结构，完善课程课件。

（3）将科研成果转化为课程教学内容，采用启发式、讨论式和探索式等教学方法与CAI相结合的教学手段，达到形象、直观、生动，做到重点突出，难点突破，教学质量较高。

（三）专业核心课程群教学团队管理

1．运行与激励机制

针对成立的“采矿学核心课程群教学团队”等五个教学团队，制订科学的团队管理制度，明确团队负责人及团队成员的责任与任务，明确课程建设目标，制定量化考核机制和奖惩办法，鼓励优秀教师主动多为本科生上课，作为本科生的四年指导教师，提高学生的培养质量。

2．经费保障

矿业工程篇2

1．1VRML技术

微软开发系统利用虚拟现实建模语言软件与全景图制作工具Sky－Panit软件(可在http:Msys．topcool．net的站点进行下载)相配合进行虚拟现实模拟。当然了，在模拟之前要用Pho－toshop准备好显示图像，这种方法简单更容易掌握。但是对于简单的模拟对象仍然时受到很大限制的，要是带宽不够，还需要下载插件浏览。所以有待提升的方面包括:真实感的改善、文件量过大和交互性的加强等。

1．2Viewpoint技术

Viewpoint技术是在完全互动的功能体系中利用真正的3D模型所建立的，可以将照片创立成具有真实效果的3D影像而且还可以还原现实中的真实模样。所以，解决窄带网最好的方案之一便是视点技术。

1．3可视化编程软件

可视化编程软件的使用，更专注于用户友好的界面和提供客户交互更简便的平台。使用VC、C++、VB、Vpro等软件作为开发的平台，用Autocad勾画对象轮廓，用Potoshop进行渲染，采用Exceel显示图表，用Access储存数据，用flash作片头动画。2．4flash技术导入flash的序列照片是经过从不同角度处理之后形成的，将处理好的照片在flash中制作成MC，通过AC－TIONSCRIPT按钮进行对MC的控制播放，从而达到物体可以前后左右旋转的特殊效果，另外还可以加入鼠标交互和缩放图像的功能。这些文件小、形式新颖基于二维应用程序，因此在网上的得到广泛的应用。2．5JAVA技术(360b环视)能够轻而易举的创立360B的真实物体，显示场景，并且能模拟三维空间的技术，唯有JAVA技术了，JAVA技术产品可直接访问浏览器，不需要任何插件。

2展望可视化技术应用于矿业

2．1在采矿设计中的具体应用

矿业设计研究最关键的环节是采矿设计，采矿设计、矿山后续的生产模式与经济效益是直接挂钩的，一旦采矿设计不够精确，就可能引发许多不必要的麻烦和巨大的经济损失。而采矿设计是一个烦琐的过程，所涉及的数据也是极为庞大的，容易顾此失彼。在此之前便有许多应用程序，但都只能解决某一方面的问题，而解决不了其他可能出现的问题。这时非常不利设计的。因为设计需要统筹大局和不断的修改数据。因此在矿业中应用可视化技术是必然趋势，它能够将矿业工艺化的各个环节编制成友好界面，创立一个交互性更强的可视化设计系统，方便设计者分析和考虑全方面因素，同时，综合的可视化系统能够自动完成常规的设计，自动整理生成数据，简化了之前许多繁杂和反复的计算，提高设计效率的质量，解放繁杂劳动的设计人员，使之迅速的可以全面分析任何问题，使设计更为合理，自然的，这些需要国家重点扶持和投入以及各方面拥有综合知识的人才配合。

2．2在采矿施工模拟中的应用

若采用仿真技术或虚化现实技术模拟出采矿施工，便可将采矿开挖涉及凿岩爆破撬顶、通风、支护、出矿等多道工序考虑周全，预先逐步展示施工过程，从中发现问题和设计的缺陷，及时纠正，避免或减少施工中可能出现的问题以及设计上的缺陷。

2．3在成果展示中的应用

如今，通常使用图纸配以幻灯，录像等说明采矿研究的成果，然而，由于采矿设计的空间在地下，不是我们肉眼便可直观看到的，所以难以详细说明问题。如果我们采用可视化技术就能全面介绍地下空间的情况，详细展示了一些重要环节和关键工艺，从而使大众更直接深刻的认识其成果。

3结语

矿业工程篇3

关键词：来华留学生；矿业工程；课程体系；实践环节；一带一路

一、留学生现状与生源地

自1958年创建以来，经过50多年的发展，武汉理工大学矿业工程一级学科现已形成了以非金属矿开采为重点，兼顾金属矿开采和矿山安全技术方向的鲜明行业特色。2011年全面成规模开始招收外国留学生，现已形成了本科、硕士到博士的完整培养层次，本科留学生达到了每个年级一个完整教学班的标准，在校生最多时达100人，目前已毕业60多人（表1）。留学生大多来自非洲和东南亚沿线一带一路国家，如非洲的南非、埃塞俄比亚、赞比亚、塞拉利昂、肯尼亚、卢旺达、刚果、莫桑比克、津巴布韦、安哥拉、摩洛哥、博茨瓦纳等十几个国家，东南亚的印度尼西亚、巴基斯坦、马来西亚等国家，还有蒙古、俄罗斯等其他一些国家。各国的宗教信仰、文化习惯、受教育程度均不一样，给来华留学生的培养和管理带来了难度。

二、建立来华留学生培养与管理体系

对矿业工程来华留学生，根据我校非金属非煤专业特点，制定了培养目标，采取多项措施进行了课程体系、教学大纲和内容、实践环节、管理机制等方面的建设。

（一）培养目标

根据近年来来华留学生培养经验，结合国内学生的培养要求，武汉理工大学矿业工程学科在秉承几十年专业建设的深厚积淀基础上，通过全体教师的积极讨论，提出以培养基础宽、素质高、能力强、适应国内外现代矿山技术发展需要，具有较好国际化视野、较强实践能力、语言沟通能力、创新意识与创新能力，具备在固体矿床开采、爆破工程、安全工程、岩土工程领域从事生产、管理、设计及科研能力的国际化高级工程技术人才的培养目标[5]。与国内本科生的培养目标相比，留学生本科生的培养目标重点在于国际化能力和工程实践能力的培养，因此在课程体系建设中，要把这两个内容放在首要地位。

（二）课程体系建设

为了达到采矿工程专业来华留学生的培养目标，专业教师们经过广泛调研[6-7]和反复讨论，分析了采矿工程核心课程间的内在逻辑，形成了4条相互联系的课程流程链，制定了科学、可行且符合专业定位的培养计划以及课程教学计划，例如仅包含专业核心课程的体系中，4条流程链分别对应4部分核心课程群，分别为国际化能力课程群、矿床开采工程课程群、矿山安全工程课程群和矿山数字化工程课程群。4条课程流程链都有其内在的结构逻辑。以矿山开采课程流程链为例，按照基础知识基本技能核心与方向培养目标为内在知识结构逻辑链，选取11门专业课程，形成了一个有机的课程群。在国际化课程群的建设中，考虑来华留学生的特点，不仅设置有《国际矿山企业与项目管理》、《矿产品国际贸易理论与实务》两门课程，还在采矿工程核心课程内容中增加一些经典中外矿山的工程案例，使学生不仅掌握国际型矿业人才所需要的一些知识要素，也同时了解中国国内矿业知识和特点。

（三）教学团队建设

为了达到培养目标，需要建设一支能够紧密追踪采矿工程发展前沿、学术水平高、业务能力强的优秀教学团队。教学团队以具有较高理论水平和较强实践能力的教师为主体，以具有较高理论水平但实践经验相对缺乏的年轻教师为补充。为了提升青年教师的工程实践能力，要求他们到国内外企业进行为期一年的实践活动。团队中目前有青年教师6人，分别到大冶有色赞比亚项目、中国有色集团蒙古项目、中信泰富澳大利亚项目、武汉武重矿山机械有限公司、长沙迪迈数码科技股份有限公司、黄冈市民安爆破工程有限公司等企业进行了实践工作。为了提升教学团队的国际化水平和视野，采取了以下措施：（1）鼓励和支持教师到国外大学访学。目前60%的老师已到加拿大阿尔伯特大学、科罗拉多矿业学院、西澳大学、美国亚利桑那大学等知名大学进行访学。（2）开展本专业和国际大学的校际交流合作，目前学校已和肯尼亚乔莫肯雅塔农业科技大学、加拿大女王大学等建立了校际合作关系。（3）定期开展国际学者学术交流报告会，每学期一到两次，邀请海外大学的知名学者过来讲座交流。按照上述思想，对4部分核心课程群，每一个都对应建设一个核心教学团队。目前，武汉理工大学采矿工程专业已经形成了工程爆破、矿山开采、矿山安全与管理、矿山数字化四个国际化核心教学团队。

（四）实践环节建设

实践教学是工科教育中一个重要的环节。在实践教学中，根据留学生的特点，加强了工程实践与实验在教学中的比例，以国内与国际学生共同编组的形式参加各类实验、创新实践活动和企业实习，从校内实践和校外实习两个方面重新进行了实践课程的规划，使之提高实践教学的质量。校内实验方面，以矿物资源加工与环境省级重点实验室为重要平台，利用各种实验设备、多媒体课件、网络资源等多种手段，根据课程性质、实验内容不同，采取不同的教学方法，将留学生插班编组到国内本科生中，做到“一个带一个”，建立以学生为主体、老师为主导的实验教学模式，形成以自主式、合作式、探究式为主的实验教学方法，并且有针对性地加大了校内实验方案设计，努力将各实验室建为开放性实验室，引导学生主动地参与到实验中去。以矿山开采核心课程为例，设计整合了采矿全工艺综合实验，其实验路线见图3。校内实践活动方面，鼓励留学生参与到国内学生中，借助“资环之光”、“挑战杯”以及“采矿工程专业实践作品大赛”等各种等级和形式的实践大赛活动，以现有的资源数字化实验平台、采矿模型实验平台以及正在建设中的采矿工程模型3D打印系统和虚拟现实系统为依托，引导双方一起共同参加创新教学活动，从而提升留学生实践教学的课程质量。校外三大实习方面，积极与矿山企业建立固定联系，对矿山带领留学生实习的工程师进行适当培训，提升工程师与留学生的交流能力，改善实习效果。目前本专业已与7家矿山企业达成了合作协议（表2）。在矿山企业的实习教学中，同样将留学生和国内学生进行混合编组，采取每组6~8人、每名教师指导2~3组的教学形式，克服了矿山工程师与留学生沟通的难题，取得了很好的教学效果。留学生研究生实习方面，由于部分留学生学制为2年，时间短，故建议他们将实习内容与学位论文结合起来回本国企业实习。为保证实践的质量和效果，要求留学生定期与中国导师邮件或电话联系，汇报实习的进展。从这几年的实施情况来看，此种实习方式既能保证实践的时间，又不耽误学位论文的完成，效果良好。毕业环节部分，留学生与国内学生的要求和流程相同，将他们按毕业设计（论文）内容不同混编到国内学生的答辩中，并邀请业内知名专家学者参与指导毕业答辩。

三、培养效果

经过几年的摸索实践，对采矿专业来华留学生的培养，我们在教学上取得了一些成果，有两门课程《blastingengineering》和《surfacemining》分别荣获教育部第二期来华留学生英语授课品牌课程和湖北省第二期来华留学生英语授课精品课程，来华留学生逐年增多。在培养成效上也有几点体会：（1）留学生的毕业设计多选择露天矿开采设计或相关问题研究，说明他们对露天矿开采系统知识的掌握要胜于地下开采方面的知识；（2）留学生毕业去向呈现多元化趋势：部分学生选择去欧美国家或留在中国继续深造，部分学生选择回本国政府部分或矿山企业从事管理和技术工作，部分学生选择去国际矿山公司，也有少数学生选择自己创业，这些毕业生，为他们母国矿山企业和中国矿山及高校之间搭建了一座沟通的桥梁。

四、存在的问题

通过几年的摸索，对矿业工程来华留学生的培养我们虽然取得了一些成效，在教学上和管理上同时也发现了一些问题和不足：

（一）培养体系有待逐步完善

武汉理工大学招收留学生的历史不长，只有六年，基本上是按照国内原有的培养体系增加一些国际化内容进行授课。但是，国内学生的课程体系主要是以国内需求为指引，照搬国内学生课程体系用于留学生培养，必然未能全面考虑留学生自身的情况，国际化的程度也不够，课程体系和培养体系还有待逐步完善。

（二）配套教材有待完善

目前国外采矿教材与本校采矿工程专业的特色相差较远，并且由于国外发达国家采矿工程专业逐渐萎缩，大部分教材偏老，有的课程如矿山设计原理、矿山数字化以及爆破安全技术等课程难以找到对应的外文教材。因此，本专业教师都是在国内教材讲义的基础上，根据留学生的具体情况进行改编。目前，本校采矿工程系正在组织编写成体系的外文教材，以期进一步推进完善配套教材建设。

（三）实践环节困难

长期以来，国内采矿学科实践教学环节主要到本行业代表性企业开展实习工作，但此模式应用于留学生有一定困难。矿山企业接收留学生实习有两个难题：一是由于留学生的特殊身份，接收其参加实习往往需要企业上级部门批准，有时甚至要到当地公安部门备案，给实习开展工作带来极大的不便；二是大部分带实习的现场工程师外语水平不高，留学生汉语水平又参差不齐，导致现场实习时双方不能顺畅交流，影响实践教学质量。

（四）师资缺乏，授课难度大

留学生的专业课程要求全英文授课，而武汉理工大学采矿系师资本就缺乏，故无法开设所有的专业课程，目前只能优先保证开设全部核心主干课。此外，留学生来自不同的国家，留学前的教育程度不一，给教师的授课也带来了困难。

（五）管理机制和质量标准有待完善

我校目前采取管理和教学分离的留学生管理方式，国际交流与教育学院负责留学生的招生和日常管理，采矿工程系负责专业课师资和授课。由于历史短经验不足，目前留学生的日常上课管理、考勤制度有些脱节和形式化，课程成绩要求和毕业要求偏低，留学生的培养质量标准还不够明确，故有待进一步完善管理制度，明确细化管理机构的责权利，建立和加强管理机构和授课教师之间的交流反馈机制。

矿业工程篇4

(一)资源浪费现象严重

虽然我国目前已经出台了关于煤矿行业相关的法律法规政策，但是在实际运作中很多煤矿企业并没有严格按照法律法规制度执行。同时，煤矿企业一直以来都没有进行系统的管理以及长远的规划，生产经营目光短浅，一味地强调提高生产经济效益，并没有考虑到有效利用资源，导致大量资源浪费。有的煤矿开采企业存在非常严重的乱采乱挖现象，在工程开采过程中也没有制定严格的管理制度加以约束，这种粗犷式管理严重破坏了煤矿资源，不仅会对煤矿企业发展造成直接的影响，也会不断减少整个社会的内部资源。

(二)随意排放煤矿生产废物，导致严重的环境污染

在煤矿开采过程中常常会产生甲烷气、污水、矸石等大量污染物，如果长期不处理这些废物，直接堆放废物的话很容易污染周围的生态环境，也会增加安全事故发生风险，不仅会威胁到人们的健康，也会严重影响工程质量。

(三)大力开采煤矿，导致生态失衡

在开采煤矿的过程中，主要是地下作业，长期在地下开采会使地表出现一定的塌陷。而且，有的煤矿企业在开采过程中并没有考虑到环境保护问题，过于注重经济效益，这种“轻环境、重生产的开采模式很容易污染河流，使植被枯死，对于自然生态系统平衡会有严重的影响。

二、促进煤矿行业可持续发展的建议

(一)从经济上促进煤炭行业可持续发展的建议

1．优化产品结构以及产业结构

煤矿企业应转变传统单一的煤炭生产结构，不断丰富矿区的产品、产业结构，朝着资源综合开发利用以及发展、煤炭深加工等多种方向发展。可以充分利用煤炭资源的自身优势，通过多样化方式(比如下游产业企业联营、多元持股、吸收外资支持等)大力发展“煤－建材、“煤－焦、“煤－化工、“煤－电等一些附加值较高、耗能较大的产业，实现煤矿企业经营发展的多元化，也可以慢慢延伸产业链。这种多元化经营发展模式实际上也是将资源优势转变成经济优势，这是将煤矿行业转变成非煤矿行业，将产业经营转变成资产经营，确保矿区健康、稳定、可持续发展的主要战略。

2．建立一套系统的现代营销网络体系，增强企业营销管理能力

煤炭企业应明确当前自身拥有的优势或者未来可能拥有的优势，找准自己的发展市场，争取将自身优势发挥到最大限度，获取最大的盈利，从而促进企业的可持续发展。为了实现这一目标，煤矿企业有必要建立一个高效、灵活的营销组织，同时应培养一支综合素质较高的营销人员队伍，不仅掌握多种营销技巧以及相关的专业技术理论知识，同时也精通法律法规以及经营核算。其次，煤矿企业应制定一套有效、科学的营销政策，选择一种快捷、畅通、安全的营销渠道。另外应该建立高效的信息交流平台，全面收集关于产品市场以及营销的信息，加强对相关信息的处理、分析，及时、准确把握市场发展动态，为企业管理者决策提供科学、有力的证据，尽可能避免决策风险，进而提高企业市场竞争实力。

(二)加强科技创新实现煤矿企业可持续发展

传统煤矿开采技术较为落后，这样不仅会对自然生态环境造成严重的污染，煤矿资源开采效率也不高，在当前高科技不断发展、创新的社会背景形势下，如果煤矿企业不积极创新、改造煤矿开采技术势必会被市场淘汰。为了确保煤炭行业的可持续发展，煤矿企业应不断创新、改进煤矿开采技术，提高煤矿开采工程的科技含量，进而促进煤矿经济的可持续增长，推动我国煤矿行业的健康、和谐发展。

(三)从资源角度实现煤炭行业可持续发展的建议

在煤矿开采工程中主要采用放顶煤综采开采方式，但是由于放顶煤综采的特点，导致工作面采出率相对低下，为此，煤矿企业有必要进一步优化放顶煤综采工艺，将综放工作面的几何尺寸适当进行调整，使初、末采以及端头的损失率尽可能降低。同时还应该进一步优化生产装备的条件以及生产工艺的方式，尽可能避免工作面端头顶煤的损失。其次，煤矿企业应想方设法将生产过程中的废弃物变废为宝，经过相关的加工处理后使其成为有用产品，形成煤矿资源的可循环利用。

(四)从环境角度实现煤炭行业可持续发展的建议

矿业工程篇5

[关键词]岩土工程教学方法改革采矿工程

岩土工程是中国矿业大学（北京）采矿工程专业一门重要的本科专业基础课程。通过岩土工程课程的学习，使采矿工程专业的学生能够掌握岩土工程的基本知识和基础理论，分析岩土体的应力、应变、渗流变形和强度破坏的规律与特征，并能够运用岩土力学知识解决采矿工程中的一般岩土工程问题，为后续进一步学习矿山压力及其控制、井巷工程、露天边坡稳定等专业课程奠定基础。然而，在我校构建能源工业精英教育教学体系过程中，岩土工程课程传统的教学模式、授课内容和教学方法已不能适应新的形势要求。笔者结合该课程的特点和多年的教学实践，探讨了目前岩土工程课程教学过程中存在的问题，分析了岩土工程课程教学方法改革的思路。

一、岩土工程课程的特点

岩土工程是以岩（土）体为研究和工作对象，涉及岩体和土体的利用、整治和改造的一门综合性技术科学，广泛应用于市政、能源、水利、交通、航运、矿山、国防等领域。我校采矿工程专业开设的岩土工程课程横跨两大专业体系，内容涉及岩石力学、土力学及其相关学科领域，具有鲜明的专业特色，是采矿工程专业一门重要的本科专业基础课程。

1.岩石力学学科特点

岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩石（体）的力学行为以及与力学有关现象的一门科学，亦即研究岩石或岩体在各种力场作用下变形和破坏规律的理论及其实际应用的科学。作为一种经历漫长地壳运动和地层演化进程而形成的地质体，岩体是一种被大量节理、裂隙切割包围而形成的极端不连续、高度各向异性的材料，具有非常复杂的力学性态。岩体中还存在地应力，岩体工程的开挖将引起地应力以变形能的形式释放，而这种“释放荷载”正是造成岩石工程变形和破坏的作用力。因此，岩体无论是自身结构，还是其赋存状况、赋存条件均存在大量的不确定性，在一定程度上不应被视为一种结构材料或荷载，而应将其看作一种能够承担荷载的结构，从“系统”的角度采用不确定性方法进行研究。

由于岩石力学研究的对象是工程环境下的复杂系统，目前还很难像其他学科那样，为学生提供一个完整的理论框架和思想来解决今后遇到的岩石工程问题。因此，在教学过程中，不仅要讲授岩石力学的基本原理，更重要的是要让学生利用这些基本原理去解决实际工程中的各种岩石力学问题，为培养具有创新意识和创新能力的高技能人才奠定良好基础。

2.土力学学科特点

土力学的研究对象是土体，是应用材料力学、流体力学、弹性力学等基础理论知识研究土的工程性质和解决相关工程问题的技术学科。学习土力学的基本理论，宜从研究土的物理力学特性着手。

土是漫长地质历史的产物，是多孔、多相的不连续介质，碎散性、多相性和地质历史形成的自然变异性是土体区别于其他一切介质的三个特性。土的三大特性决定了土力学的理论体系特征及其研究内容，即强度问题、变形问题和渗流问题。这些问题相互独立又相互影响，使得土力学的研究内容零散，各研究问题之间联系不紧密。为解决上述三大工程问题，形成了土力学的三大重要理论――强度理论、固结理论和渗流理论。这三大基础理论构成了土力学的学科骨架，是目前解决土工问题的理论基础，也是土力学的教学重点。

3.岩土工程课程特点

岩土工程课程涉及岩石力学、土力学及其相关学科领域，其研究对象和研究方法较其它课程相比，具有课程内容广泛、理论性和综合性较强、知识点多而杂、与工程实践联系紧密等特点，许多重要理论和定理公式多来源于实验和实践经验，缺乏严格的理论推导。大多数学生认为岩土工程课程比较抽象、难以理解，是一门比较难以掌握的课程。因此，为了提高岩土工程教学质量和教学效率，应研究这门课程的特点，采取科学有效的教学方法，引导学生尽快适应教学特点并更好地掌握课程要求的知识技能。

二、岩土工程课程教学存在的问题

1.课堂教学方法陈旧落后

岩土工程的知识体系相对比较零散，理论教学过程中容易感觉枯燥无味。由于受到各种条件限制，岩土工程课程教学大都以课堂讲授为主，忽视了学生创新能力的培养，致使教学效果大打折扣。

2.课程教学手段单一

一些教师在课堂教学中仍采用单一传统的黑板加粉笔的教学方式。虽然部分教师采用先进的多媒体教学手段，但没有合理地选择和利用，一味地追求用多媒体教学替代传统黑板式的教学方法，造成一些需具体讲解的基本原理和公式的推导过程被忽略，影响学生理解和掌握，教学效果也很不理想。

3.与专业的实践性脱节

岩土工程是一门必须密切结合工程实践的学科。然而，受资金、场地和工程条件等因素制约，岩土工程教学体系与生产实践缺乏必要的结合，将大部分时间放在岩土力学的理论教学上，忽视了与实际工程的联系，造成教学与专业的实践性脱节。

三、岩土工程课程教学方法改革思路

1.精心准备教案，充实课堂内容

教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，而教案则是教师的教学设计和设想，教案编排和组织质量的好坏直接影响学生对教材内容的理解和把握程度。为了满足课程教学的需要，在充分掌握教材内容之后，要精心组织教学内容，编写教案，组织教学。教案应对每个教学环节进行精心设计，一份优秀教案应包括教学目标、教学重点、教学难点、教学过程、教学方法、板书设计、教具准备等内容，在每个教学环节设立创新点，让学生积极主动地学习。

兴趣是创造性思维发展的永恒动力，当代大学生对未知事物都怀有强烈的求知欲望，当面对一门新课程，他们会怀着好奇心聆听第一次课。教师在上绪论课时应巧妙设计教案，吸引学生注意力，进而激发他们的学习兴趣。在岩土工程绪论课的教学过程中，首先应阐明课程的任务和内容，在讲述课程内容的同时，列举一些近代或现代岩土工程中一些失败的和成功的案例，或是学生身边熟悉的工程实例，激发学生学习兴趣，甚至引发热烈讨论，让学生感觉到不是一些枯燥的理论介绍，而是与实际生产和生活紧密的联系。例如，通过介绍著名的法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝垮坝和意大利瓦依昂（Vajont）工程大滑坡事故，阐述若对岩土力学缺乏足够的研究和认识，将会造成巨大的工程事故。

教学是一门艺术，如何在课堂上把精心准备的教案展示出来，这不仅取决于教案设计的好坏，还取决于教师的语言表达能力。岩土工程课程中有些内容比较枯燥、有些内容则难以理解，如何将这些内容讲的具有艺术性和趣味性是一个难题。教师在授课过程中要脱稿讲授，自信演绎；做到胸有成竹，思维敏捷；得心应手，运用自如；要充满激情，富有感染力；语速语调适当，抑扬顿挫；语言精练，通俗易懂。总而言之，课堂上采用生动的比喻和幽默风趣的教学语言，可以增加讲课的趣味性，活跃课堂气氛，并能调动学生的积极性，加深对知识的理解和记忆。

2.改进教学方法，培养创新思维

创新是知识经济的灵魂，在教学改革中应探索如何将创造性教育与创新能力培养充分纳入日常教学活动之中，通过教学体系和教学方法的改革与完善，实施启发式教学，培养学生创新思维和创造能力。

岩土工程是一门专业性较强的课程，作为采矿工程专业的专业基础课，又需要有一定的深度和广度。在以往的岩土工程教学模式中，课堂教学主要以教师讲授为主，学生被动接受知识，遏制了学生学习的主动性。为了改变这种状态，真正形成学生主动学习的气氛，就应改革原先的教学方法，根据课程的特点和教学内容的难易程度，采用启发式、讨论式、研究式等多种教学方法，培养学生进行创造性思维。例如，对课程的重点、难点部分，采取详细讲解的方式，通过一个或若干个设计实例或工程案例进行引入，引导学生对问题的思考和分析，有利于调动学生的主动性；在授课过程中适当引入讨论课的教学形式，通过让学生课前查阅资料、课上各抒己见、课后归纳总结，在争鸣中解决问题，调动学生学习的兴趣和热情，培养学生自主学习的能力。

3.采用先进技术，丰富教学手段

考虑到岩土工程课程的特点，使用传统的课堂教学方式，由于板书速度慢，许多重要的内容、复杂的公式推导、例题的讲解都很不方便，建议课堂教学采用以多媒体电子课件为主、黑板板书为辅的教学方式。精心制作的多媒体课件，图文并茂，表现力丰富，能调动学生课堂情绪，增加授课信息量。但由于多媒体课件授课内容多、信息量大、重点不突出，学生可能疲于抄笔记，影响了听课效果。将传统的“黑板+粉笔”教学方式作为多媒体课件教学的有效补充，可以及时解决课堂教学中出现的新问题，增强了教学的交互式，有效地抓住了学生的思路。

为了改善教学环境、丰富课程教学资源，还可以充分利用网络优势，提高学生的自主学习能力。例如，开发岩土工程课程的BB网络平台，在平台上放置各种教学资源，包括多媒体课件、授课录像、教学大纲、教学日历，自学指导等，还有课后自测题、师生讨论区、答疑区、通知等，形成网络“教”与“学”的集成环境。学生可以通过网络平台进行自学和自测，了解自己对课程的掌握程度，并能实现教学资源的最大程度共享；教师则可以通过网上答疑系统，及时回答学生提问，帮助学生巩固所学知识。

4.理论联系实际，加强实验教学

注重教学内容与科研成果的有机结合，以提高学生的专业素质和科研思维。教师在课堂上除按教学大纲要求讲授有关内容外，还可将自己的科研成果有机结合到具体的教学内容中，理论联系实际，让同学了解相关学科的研究动态和最新进展，以及国家、社会、生产各部门的需要，激发学生的学习热情。例如，将教师所承担的“张矿集团牛西矿立风井回风道破裂分析与防治”项目的研究方法、技术路线、机理分析、治理措施等作为岩土工程课程教学内容的补充，开阔了学生思路。

岩土工程是一门实验性非常强的课程。然而，岩土工程教学普遍存在实验设备短缺、实验场地不足的窘境，这就要求授课教师能统筹安排，做好实验教学工作。实践教学改革的思路是：把培养学生实验技能放在首要位置，虚拟与现实相结合，动手与动脑相结合。一方面，通过鼓励学生参加大学生创新性实验项目或参与教师的科研项目，将岩土工程的知识点融入到项目中，增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力；另一方面，充分利用计算机仿真技术，采用数值试验的手段来弥补实验场地、仪器设备的不足。例如，利用ANSYS有限元软件或FLAC有限差分软件，在计算机上给学生演示标准岩样在单轴和三轴受压状态下岩石破坏的全应力-应变过程。

四、结语

岩土工程学科的特点，对岩土工程课程建设和教学改革产生深刻影响，不能采用一般力学学科思路和方法进行岩土工程课程教学。应采用多种教学方法和教学手段相结合的方式，激发学生学习的浓厚兴趣，解决岩土工程课程知识点多、概念抽象、内容枯燥的教学难点。注重将工程实际中遇到的问题引入课堂教学中，理论联系实际，丰富教学内容，培养学生分析问题、解决问题、独立思考的能力。

参考文献：

[1]刘开云，乔春生，刘保国.研究生岩石力学课程教学改革探讨[J].高等建筑教育.

[2]蔡美峰，何满潮，刘东燕.岩石力学与工程[M].科学出版社，2002.

[3]孙彩敏.土木专业建筑工程测量课程教学改革探讨[J].矿山测量，2009，(2)：90-92.

[4]刘开云，乔春生，刘保国.研究生岩石力学课程教学改革探讨[J].高等建筑教育.