数值模拟中采矿工程课程教学的应用

摘要:本文从采矿工程教学培养目标出发，为更好地培养具有良好素质与创新能力，能够从事采矿工程专业设计、生产、科研和经营管理，并能获得工程师基本训练的应用型人才。针对采矿工程专业课程教学过程中存在较多不足之处，通过分析数值模拟技术的优点，研究了在采矿工程专业课程教学中应用数值模拟的可行性、具体应用内容和重要意义。

关键词:采矿工程;数值模拟;专业课程;教学改革

采矿工程专业的培养目标是能够培养出具有较高素质与创新能力，具备从事采矿工程专业矿井设计、生产经营和科学研究等综合素质较高，并能取得工程师基本训练的应用型人才。

1采矿工程专业课程教学现状

采矿工程专业课程教学的现状不容乐观，大多数设有采矿专业的高等院校又由于诸多原因，例如学生的人数较多、专业课时的不足以及实验室条件较差等，使得许多院校的采矿专业课程教学中存在许多问题，主要集中在针对实验的教学课时太少，教学过程中设计的实验类型大多为相对单一的演示型实验、教学时间安排严重不足导致的教学和实验效果都很难达到较好的教学目的等问题。

2应用研究的可行性分析

采矿工程专业设置的许多专业课程的是属于力学体系的范围的。因此，在采矿工程专业课程体系中，具备应用数值模拟教学的理论基础和客观要求。数值模拟技术应用在采矿工程专业课程教学中，主要是应用这种商业通用软件对采矿工程专业课程教学课程各章节中重点知识、难点知识和实验部分内容进行数值模拟和仿真分析，教师把数值模拟的过程和所得到的结果可以在课堂教学过程中演示给学生，或者是将部分内容交给学生，以教师为辅学生为主用软件去模拟相关内容。本科期间采矿工程专业课程的设置难度不是以科研为目的的，更多的是希望学生能够掌握所学专业或相关专业的基础知识，为将来打下坚实的理论基础，这就为我们在专业课教学过程中使用数值模拟提供了一定的可能性。所以，教师可以在精度要求不是很高的前提下应用数值模拟，来讲解课程中的教学重点和教学难点，能够反应基本的规律和发展趋势即可。采矿工程开设的课程如:《采矿学》、《井巷工程》、《矿山岩体力学》和《露天矿边坡稳定》等课程，其中的许多内容都可以应用数值模拟技术进行模拟，从而让学生能够更直观的认识和学习，这比以往教师只是在课堂上以语言讲解相关内容更容易让学生掌握。

3应用研究的内容和方法

3．1研究内容

以采矿工程设置的专业课程为基础，认真研究每一门课程的内容，把所有课程的重点和难点知识进行归类和分析，以确定哪些内容适合重点讲解，哪些内容需要实验室与数值模拟相互结合，哪些内容需要在教师指导下学生独立进行。与传统采矿专业课程教学不同的是，应用数值模拟技术时更注重课程教学体系中的实践特色，注重培养学生的主动动手能力，强调教师的辅导和引领作用。所以，教学在备课的过程中除了课堂讲解部分外，还应包括多媒体课件制作和学生独立进行数值模拟部分。教师要积极和有意地引导学生从整体和系统的观念去理解所学知识，在日常的教学过程中利用数值模拟将理论与实践有机地结合在一起，不断地加深学生对实际矿井的了解，达到真正的培养学生将理论应用于实践的应用能力。

3．2研究方法

(1)增强课堂兴趣、深挖课堂资源、提高教学质量和效果。由于在学部分专业课程之前，学生还没有去过矿山企业现场，很难理解其中某些重点、难点知识。因此，教师将这部分内容通过模拟技术，将知识点以三维图形的形式演示给学生，将数值模拟技术有机的结合、穿插到课堂教学中去，这样不仅可以极大激发学生的学习积极性，同时还进一步扩大学生获得更多的专业知识，为学生的将来打下一个坚实的基础。(2)预演和补充实验室常规教学实验的不足。目前，数值模拟和现代多媒体技术正处于蓬勃发展的阶段，在多数院校采矿工程专业课程的教学受到诸多因素影响，进而影响到教学效果和质量的现状下，将数值模拟应用于采矿工程的专业课程教学中有许多的优势，其推广前景十分乐观。

4研究意义

近些年来，随着计算机技术的不断发展，数值模拟技术在许多的工程问题的分析中得到了广泛的应用，起到了积极的作用。但是，目前对于我们大多数采矿工程毕业的学生，虽然拥有一定的理论知识，但是对应用所学知识解决实际问题的综合能力还是比较欠缺的，尤其是在实践方面能力明显远远不够，需要很长时间的实践锻炼。专业课程教学中主要以多媒体教学为主，采数值模拟试验这一教学方法，通过丰富、直观的影像和视频资料进行课程教学演示等，可以获得很好的教学效果。对采矿工程专业课教学环节的改革势在必行，有必要开展数值模拟教学的应用研究。因此，数值模拟应用于采矿工程专业课程教学中应用，可以提高学生的综合实践能力。

参考文献:

［1］杨勇，郭子雄．数值模拟试验在土木工程专业课程教学中的应用［J］．高等建筑教育，2005，14(3):65－68．

［2］杨世浩，郑明燕．土木工程数值模拟及应用教学的改革与实践［J］．中国水运(学术版)，2006，6(8):68－69．

［3］闫磊，等．计算机数值模拟技术在土建专业课程教学中的应用［J］．职教论坛，2012，(1):493．

作者:乔燕珍 单位:呼伦贝尔学院矿业学院