采矿工程实践教学模式改革

摘要：针对采矿工程实践教学现状及问题，以提高实践教学的质量为出发点，重点改革集中实习的关键环节，初步构建了“五位一体，阶段递进，虚实结合”的新型专业实践教学模式。新模式在教学方式、教学内容及教学组织等方面具有众多优点，已经开始在采矿工程实践教学中应用，未来还将作为专业综合改革试点中实践教学部分重要的改革方向。

关键词：采矿工程；实践教学；教学模式

近年来，社会经济快速发展，市场改革不断深化，高等教育实现了跨越式发展，完成了由“精英化”向“大众化”的转变，对工程实践创新型人才的需求不断增加，对人才培养的质量也提出了更高的要求。

一、采矿工程实践教学现状

煤矿大都是井工开采，不仅井下生产系统庞大而复杂，而且人员活动范围和作业空间有限，对各个环节的要求也极其苛刻，稍有疏漏则可能导致非常严重的灾害事故。同时，煤矿安全生产又是对从业人员的应用技能要求很高的行业，除非身临其境且亲手操作，否则很难完全理解和熟悉井下生产系统的立体空间特性，很难真正掌握和操持好必要的技术和装备，使其发挥最大的效能和作用。鉴于煤矿生产的以上特点，在采矿工程人才培养过程中的实习环节就显得尤为重要。然而，由于煤矿生产对下井人员在安全上的严格管理和要求，加之受行业经济形势的影响，企业对学生下井参观、实习、跟班劳动多持不积极配合的态度，一是担心学生下井影响正常的生产进程，二是顾忌一旦学生在井下发生安全事故要承担责任，从而使学生在校外实践这一重要的教学环节和人才培养活动遇到极大的阻碍和困难。目前全国涉煤高校的大学生下井实习很难安排到位，并且已经愈来愈发展为常态化。实践教学模式是实践教学的各内容环节在空间时间上的有机组合，是实践教学活动具体的实施方案与开展步骤。目前采矿工程专业实践教学模式仍然是20世纪80年代沿用至今的“三类三阶段”实践教学模式。学习过程中，基础课和专业课有相应的课程实验，专业核心课有课程设计。从大学二年级开始，每学年分别安排有认识实习、生产实习和毕业实习和毕业设计。集中实习多采用井下参观的方式进行。其中集中实习环节在专业实践教学内容体系中占举足轻重的地位，集中实习的质量直接影响人才培养的质量。国际通用的实践教学模式有：德国“企业主导型”模式[1]，加拿大“能力中心的课程开发型”模式[2]，英国“职业资格证书推动型”模式[2]，香港“工业训练中心型”模式[3]。

二、实践教学模式的改革

1.新型实践教学模式的构建

结合人才培养过程中的实际条件和困难状况，以提高实践教学的质量为出发点，重点对集中实习的关键环节，进行实践教学模式的改革创新，建立了“五位一体，阶段递进，虚实结合”的新型专业实践教学模式。“五位一体”是充分利用各种实践教学平台，将煤矿井下参观、企业实习基地的实操车间演练、矿井实训中心操作、煤矿虚拟仿真模拟和现代矿井模型演示有机组合，共同用于集中实习，改变以往集中实习中只是单纯煤矿井下参观。“阶段递进”是指以煤矿井下现场的实习为主，以现代矿井模型展示、矿井仿真体验、矿井实训中心操作和实操基地演练为辅，从认识事物的规律出发，对煤矿生产的参与程度及对煤矿的认识程度，在认识实习、生产实习和毕业实习中的阶段递进，逐步深入，最终提高实践能力。（1）认识实习。专业认识实习是学生入校后的第一次专业集中实习，目的是使学生初步认识了解煤矿，对矿井的生产系统和生产环节有基本的概念，为后续专业课程增加感性认识，为专业学习奠定基础。在学习专业基础课期间，配合教学内容，通过等比例缩小的实物模型展示煤矿地面工业广场和井下主要生产系统的概况，有效补充学生对教材知识的感性理解和认识，特别是加强对矿井生产系统（如通风系统、采掘系统、运输系统、供电系统等）的空间立体感。实物模型展示主要配合相关课程的教学环节穿插进行，课程结束后集中安排1次煤矿井下的实习参观，加深对煤矿现场的印象和认识。（2）生产实习。专业生产实习是在专业核心课程学习过程中或学习之后的集中实践环节，通过专业理论与生产实践相结合，巩固扩展和加深对专业理论知识的理解，锻炼生产实践过程中发现问题、分析问题和解决问题能力，并培养学生的劳动意识。在学生具备基本的煤矿专业知识后，借助大型的煤矿生产系统及装备的虚拟仿真软件，指导学生在电脑终端的虚拟现实环境下，模拟井下各个生产系统的作业过程，并依次操作不同生产工序的装备和仪器，以此来认识和掌握煤矿生产的组织和过程，同时逐步了解和熟悉不同装备的工作原理、内部结构和基本操作。在此基础上，集中安排2～3次煤矿井下实习感受，现场观看实际作业现场，亲身体验采掘组织与安全管理等主要生产环节和工作内容。（3）毕业实习。毕业实习安排在学生完成所有理论知识之后，重点检验他们对理论知识的掌握程度，并为学生提供更多的实际动手操作机会，培养训练实际应用能力，以利于毕业后可以在最短的时间内熟悉并适应煤矿生产环境，进入工作状态，实现学校到企业的“无缝衔接”。毕业实习充分依靠联合共建的校外实习实训基地，安排学生到实习基地的实操车间，按照井下采掘作业流程依次亲自操作、调试各种机械、电器等装备。与此同时，分批次安排学生到井下跟班实际参与生产作业，并结合具体问题进行毕业设计所需资料收集与准备。“虚实结合”有两层含义：一是煤矿井下生产现场的为真实现场，实操车间、实训中心等为虚拟现场；二是实际生产现场、实训实操现场和矿井模型等为实物场景，矿井虚拟仿真系统演示为虚拟场景。集中实习过程中，充分发挥“真实现场”与“虚拟现场”、“实物场景”与“虚拟场景”的作用，虚实结合，提高实习质量。

2.实践教学保障平台建设

实践教学保障平台是实践教学活动开展的物质基础，是实践教学模式实现的载体，是实践教学模式改革中最重要的配套设施。保障平台的建设包括实验教学示范中心、标准化实习基地及矿井实训中心。经学校批准，整合相关资产和设备，成立了安全工程实验教学示范中心。在河南省高校重点实验室培育基地建设项目“煤矿灾害预防控制实验室”，安全工程部级特色专业和采矿工程综合改革试点专业等多个教学和实验项目平台的资助下，经过几年的建设，已经发展成为总面积1400m2，仪器设备总价值900余万元，包括矿井火灾防治实验室、矿山压力与岩层控制实验室和数字化矿山实验室等17个专业实验室的综合教学科研基地。数字化矿山实验室是河南工程学院与中南大学及长沙迪迈科技有限公司联合共建，利用现代化的多媒体交互技术，实现煤矿开采过程的数字化仿真，结合专业的矿山应用设计软件，可实现于煤矿地质、勘探、资源估计、储量计算、露天采矿和地下采矿设计，并可进行复杂矿井巷道系统的建立，实现了多角度、可视化的直观表达。矿井实训中心整体按照矿井实际尺寸等比例缩小设计建设。矿井系统采用立井、斜井混合开拓方式，岩层和煤层巷道采用目前广泛应用的支护方式，巷道断面局部按矿井实际尺寸建设。所有机械及电气设备都按照煤矿的实物配置，其中主要包括综采液压支架、采煤机、带式输送机运等。实际生产矿井的几乎所有功能和元素都能看到，并能够从全局上认识矿井生产系统及矿井巷道的空间关系。目前建成并有效运行的校外实习基地共9个，重点建设了河南神火煤电股份有限公司、河南能源义煤公司新安煤矿、郑煤集团裴沟煤矿、河南大峪沟煤业集团和河南鑫安利安全科技股份有限公司等5家标准化规范化实习基地。

3.新型实践教学模式的特点

新型专业实践教学模式具有以下特点：（1）实践教学方式的多样性和全面性。充分利用各种实践教学平台开展实践教学，开展多种形式的实践，煤矿井下参观、企业实习基地的实操车间演练、矿井实训中心实际操作、煤矿虚拟仿真模拟和现代矿井模型演示，增加学生实践学习的兴趣，提高实践教学的效果。（2）实践教学内容的科学性和完整性。不同的实践教学平台从不同的角度展现矿井的系统要素，从工作面（巷道）的局部到矿井的整体，从开拓掘进到采煤工艺，从煤岩赋存到机械电气，能够全方位、多角度地进行观察、了解和参与，克服以往集中实践环节中的片面性和局部性。（3）实践教学模式的合理性和新颖性。各种实践教学平台的有机组合，在认识实习、生产实习和毕业实习中参与程度的逐步深入，实践认识的逐步加深，符合事物的认识规律，提高实践教学的质量。（4）实践教学组织的开放性和可重复性。矿井实训中心最终的建设目标是大型的煤矿科普基地，在条件允许的情况下，可以全天候随时进行实践教学的组织与安排。建设完成的“五位一体，阶段递进，虚实结合”的新型专业实践教学模式，能综合利用各种实践教学平台，具有众多优点，已经开始在采矿工程实践教学中应用，未来还将作为专业综合改革试点中实践教学部分主要的改革方向，具有重要的应用价值。

三、结束语

通过探索实践，针对实践教学的现状及存在的问题，以提高实践教学的质量为出发点，在实践教学保证机制建设的基础上，建立了“五位一体，阶段递进，虚实结合”的新型专业实践教学模式。新模式具有实践教学方式的多样性和全面性；实践教学内容的科学性和完整性；教学模式的合理性和新颖性和教学组织的开放性和可重复性等特点，将作为专业综合改革试点中实践教学部分重要改革的方向。

参考文献：

[1]张庆久.德国应用科技大学与我国应用型本科的比较研究[J].黑龙江高教研究，2004(8)：31-33.

[2]刘海燕.几种典型实践教学模式对应用型本科院校的启示[J].理工高教研究，2005，24(6)：82-83.

[3]顾金亮.香港理工大学的工业训练模式及启示[J].中国大学教学，2001(3)：39-41.

作者：郭兵兵 吴金刚 单位：河南工程学院安全工程学院