張錦鵬，張迎新，魏春榮

(黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027)

工程教育理念在《采礦通論》教學(xué)中的實(shí)踐

張錦鵬，張迎新，魏春榮

(黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027)

《采礦通論》課程是安全工程專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。為加強(qiáng)學(xué)生的工程意識、主動學(xué)習(xí)能力與動手能力，在教學(xué)過程中引入工程教育理念，采用工程設(shè)計(jì)、模型制作和科研參與等教學(xué)方式，注重課堂知識與工程實(shí)踐相結(jié)合，考核方式改為以工程設(shè)計(jì)與課外實(shí)踐為主。實(shí)踐表明，工程教育理念的引入，既增強(qiáng)了學(xué)生的工程素質(zhì)，也豐富了教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

工程教育；工程意識；教學(xué)改革；教學(xué)方式

安全工程是一個工科專業(yè)，培養(yǎng)能夠從事安全工程方面的設(shè)計(jì)、研究、檢測、評價、監(jiān)察和管理、職業(yè)衛(wèi)生與防治等方面的工作，具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實(shí)踐技能的工程技術(shù)人才。因此，安全工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)理念、培養(yǎng)方式、培養(yǎng)過程等，都應(yīng)該從工程角度來審視，安全工程專業(yè)的院系領(lǐng)導(dǎo)、教師、輔導(dǎo)管理人員等應(yīng)該具有工程的思維意識，在學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)等方面實(shí)現(xiàn)全面工程教育，以“人的全面發(fā)展”為目的，注重學(xué)生社會能力、專業(yè)技能和個人素質(zhì)的全面提升。

《采礦通論》是我校安全工程專業(yè)開設(shè)的必修課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生理解礦井生產(chǎn)系統(tǒng)及采礦方法，更為礦山災(zāi)害理論與防治技術(shù)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。更重要的是使學(xué)生明確安全工程專業(yè)在礦山生產(chǎn)建設(shè)中的位置，進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)識到自己所學(xué)專業(yè)如何與采礦有機(jī)地結(jié)合。所以在培養(yǎng)礦山安全人才方面，該課程的專業(yè)基礎(chǔ)性地位不可動搖。然而《采礦通論》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)、內(nèi)容涵蓋范圍廣的課程，[1]傳統(tǒng)的課堂講授方法，無論是板書講授還是多媒體講授，很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不是很理想。怎么把這門課講活講透，對于授課教師而言是個很大的挑戰(zhàn)。筆者通過對幾年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，緊抓本課程工程性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，注重學(xué)生工程教育，摸索出些簡單實(shí)用的教學(xué)方法，取得了不錯的教學(xué)效果。

一 重視學(xué)生工程意識的培養(yǎng)

所謂工程意識，[2,3]是工程師的頭腦對事物、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、自然環(huán)境這個“大工程”的能動反應(yīng)，就是在充分掌握自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，尊重自然、保護(hù)自然，合理合法地開發(fā)利用自然條件，去完成某項(xiàng)工程，創(chuàng)造出新的物質(zhì)財富的意念。其主要表現(xiàn)為：全局意識、經(jīng)濟(jì)意識、質(zhì)量和服務(wù)意識、安全生產(chǎn)意識、人本意識、環(huán)保意識、法律意識、開放意識。[4]安全工程專業(yè)學(xué)生是未來的安全工程師、安全評價師，應(yīng)該在求學(xué)期間逐漸領(lǐng)悟到上述意識。在課堂教學(xué)過程中，首先筆者通過分析礦山事故案例，讓學(xué)生了解安全工程專業(yè)在礦山生產(chǎn)的重要性，教授他們?nèi)绾芜\(yùn)用專業(yè)知識分析礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是否危險，使學(xué)生一開始就從解決實(shí)際問題的角度領(lǐng)悟知識，而不是單純地對課本知識的掌握。其次引入工程設(shè)計(jì)、課題研究、模型制作、現(xiàn)場參觀等教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生主動思考問題、分析解決問題，培養(yǎng)他們的工程意識。最后考核時，弱化知識識記部分，根據(jù)學(xué)生動手解決問題、相互協(xié)作、主動學(xué)習(xí)等表現(xiàn)來決定其成績。

二 工程教育理念在教學(xué)方式中的滲透

1.將工程設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)相結(jié)合。

在每輪上《采礦通論》第一堂課時，筆者會讓學(xué)生2～3人組成一組，發(fā)給每組一張煤層底板等高線圖與相應(yīng)的地質(zhì)資料，要求他們隨著課堂學(xué)習(xí)，完成一次礦井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課程上完按照畢業(yè)設(shè)計(jì)要求遞交一份采礦設(shè)計(jì)成果。為了保證工程設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)密切結(jié)合，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在每個知識單元學(xué)完后專門抽出1課時檢查學(xué)生應(yīng)用知識的能力和設(shè)計(jì)進(jìn)度，解答大家存在的共性問題。如礦山地質(zhì)學(xué)學(xué)完后，每位學(xué)生應(yīng)該熟悉自己設(shè)計(jì)圖紙上的地質(zhì)構(gòu)造、標(biāo)示符號，應(yīng)該會計(jì)算儲量和確定礦井生產(chǎn)能力。學(xué)生對知識的現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，面對真實(shí)的圖紙資料就不覺得枯燥乏味；且學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，對其主動學(xué)習(xí)有一定的促動。同時，筆者會有意識地告知學(xué)生，設(shè)計(jì)要貼近現(xiàn)場實(shí)際，不能太理想化，并且要進(jìn)行必要的成本考慮。如許多組學(xué)生為了簡化采區(qū)系統(tǒng)，每層煤都布置三條上山，造成礦井掘進(jìn)費(fèi)用很高，筆者幫學(xué)生分析了礦井實(shí)際怎么考慮這類問題的，例如盡可能開掘煤層巷道、聯(lián)合開采、改變階段布置方式等。又如學(xué)生初始確定礦井生產(chǎn)能力時，硬套設(shè)計(jì)規(guī)范，造成階段傾向尺寸2000多米，不符合實(shí)際情況，筆者從工程角度給學(xué)生解釋設(shè)置合理尺寸的依據(jù)。

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)不了這些問題，知識一經(jīng)應(yīng)用問題就暴露出來。其歸根結(jié)底是傳統(tǒng)的教學(xué)僅只是認(rèn)知教育或識記教育，并沒有把知識與工程結(jié)合起來；學(xué)生學(xué)了一學(xué)期仍不會運(yùn)用知識，僅記住了幾個概念或框框。由此可見把工程實(shí)踐與課堂教學(xué)結(jié)合的重要性，工程教育的重要性。

2.組織制作工程模型。

利用學(xué)校大學(xué)生科研立項(xiàng)、二級院系模型制作大賽等活動，組織學(xué)生制作采礦工程模型，以此來提高學(xué)生的空間思維、動手和協(xié)作能力。在每次活動前，筆者把課堂學(xué)習(xí)中的一些環(huán)節(jié)形成制作模型的想法告訴學(xué)生，讓學(xué)生3～5人組成一組，一般2組。讓學(xué)生自己利用1周時間思考如何能夠展示要學(xué)習(xí)的知識，接著編寫模型制作初始方案，包括模型表現(xiàn)原理、學(xué)生分工、所需材料、制作步驟、預(yù)期效果等。這一切都由學(xué)生自己去想去做，指導(dǎo)老師不加干涉，充分發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造性。然后指導(dǎo)教師審閱制作方案，幫助學(xué)生分析模型制作的可行性、具體步驟及其難點(diǎn)，與學(xué)生充分交流，指導(dǎo)他們運(yùn)用工程的思維編寫大學(xué)生科研立項(xiàng)申請書或模型大賽方案指導(dǎo)書。接下來把經(jīng)費(fèi)給學(xué)生，由他們購買材料和工具，自負(fù)盈虧。制作模型過程中，指導(dǎo)教師只負(fù)責(zé)進(jìn)度和出主意，學(xué)生自己繪制圖紙、打造框架、接線焊接等。在近三年學(xué)校各項(xiàng)活動中，筆者指導(dǎo)學(xué)生制做了“采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)”、“斷層構(gòu)造演示”、“綜采工作面風(fēng)、瓦斯電閉鎖”等模型，這些模型集成了電、光、機(jī)械、結(jié)構(gòu)等方面的知識，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的熱情和動手協(xié)作能力。

3.讓部分學(xué)生參與現(xiàn)場科研實(shí)踐。

2008級有2名學(xué)生參與了李鳳儀教授主持的“七臺河礦區(qū)桃山礦九井采空區(qū)充填項(xiàng)目”，2名學(xué)生參與了蒲文龍老師主持的“雙鴨山礦區(qū)東保衛(wèi)礦大傾角煤層深孔爆破項(xiàng)目”，3名學(xué)生參與其他老師的煤礦生產(chǎn)能力核定等科研活動。這些學(xué)生參與井下數(shù)據(jù)實(shí)測、材料設(shè)備搬運(yùn)、儀器儀表的使用，目睹了礦井生產(chǎn)的許多環(huán)節(jié)，切實(shí)體會到礦井巷道系統(tǒng)如何布置、井下各大系統(tǒng)如何運(yùn)行。與正常的課堂學(xué)習(xí)相比，學(xué)生參與老師的科研項(xiàng)目，能深刻感受到如何把書本知識應(yīng)用到工程實(shí)踐中，熟悉工程實(shí)際問題的處理過程。因此讓學(xué)生參與現(xiàn)場科研實(shí)踐，能迅速提升其工程意識和工程精神，實(shí)現(xiàn)真正意義上的工程教育。

三 教學(xué)效果分析

對比分析安全工程2007、2008、2009三屆統(tǒng)招班學(xué)習(xí)《采礦通論》專業(yè)課情況，2007級三個班采用傳統(tǒng)的課堂講授法教學(xué)，考核方式為閉卷考試+課堂表現(xiàn)+考勤；2008級兩個班、2009級一個班引入工程教育的理念改進(jìn)教學(xué)方式，考核方式為工程設(shè)計(jì)+課外實(shí)踐+口試+課堂表現(xiàn)。其教學(xué)效果具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.對后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的影響。

2007級學(xué)生三班88名學(xué)生70分以上20人，這20人畢業(yè)設(shè)計(jì)時大部分做了礦山安全類設(shè)計(jì)，在做井田開拓部分時，很多學(xué)生一臉茫然，無從下手，更不用說其余學(xué)生了；指導(dǎo)教師只有像上課的時候重新講一遍。而2008級兩個班41名學(xué)生，經(jīng)過課堂的設(shè)計(jì)訓(xùn)練后，能夠很快進(jìn)行礦井生產(chǎn)地質(zhì)資料分析、儲量計(jì)算，采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)也能夠根據(jù)實(shí)際情況提出合理的方案。如2008級1班的耿新亮同學(xué)根據(jù)采區(qū)煤層傾角不同，分別在井田東西翼應(yīng)用了帶區(qū)式和采區(qū)式布置，活學(xué)活用了課本知識，積淀了自身的工程思維。

2.學(xué)生掌握知識的牢靠程度。

2007級學(xué)生主要采用閉卷方式考核，試題三套覆蓋了教材絕大部分知識點(diǎn)，結(jié)果有10位不及格，2/3學(xué)生在70分以下，說明傳統(tǒng)的教學(xué)考核方式使得學(xué)生只能死記硬背一些概念、理論，考前突擊，考后全部“回歸老師”。2008級學(xué)生主要采用設(shè)計(jì)+課外實(shí)踐方式考核，平時每一單元、每一模塊成績都打分記錄，期末累加考核，結(jié)果期末口試時絕大多數(shù)學(xué)生都能說出問題的實(shí)質(zhì)，知識掌握較為牢靠。

3.學(xué)生設(shè)計(jì)技能的掌握。

通過課堂教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，一使學(xué)生具備資料查閱、信息捕捉、計(jì)算機(jī)繪圖等基本能力；二結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件，學(xué)生具備采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)、采掘工作面等方面的獨(dú)立工程設(shè)計(jì)能力。三增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立科研和團(tuán)隊(duì)合作能力、與人溝通和協(xié)作的能力。

四 結(jié)論

在《采礦通論》教學(xué)中引入工程教育理念，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，揉和了多種教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，增加了學(xué)生對《采礦通論》課程的學(xué)習(xí)興趣，效果非常顯著。更重要的是，提早培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，提早使其感悟工程教育理念，對其今后的學(xué)習(xí)和工作都大有裨益。

[1]侯英翔．論提高“采煤概論”教學(xué)質(zhì)量的方法[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27(3)．

[2]孫平．工程教育“雙師型”教師知識結(jié)構(gòu)目標(biāo)及發(fā)展途徑[J]．職業(yè)技術(shù)教育，2007(13)．

[3]李小朋，劉永紅．從工程意識培養(yǎng)的角度談“機(jī)械制造工藝學(xué)”教學(xué)[J]．中國大學(xué)教學(xué)，2011(5)．

[4]吳文輝．論卓越工程師的工程精神和工程意識[J]．長春理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2011(7)．

ClassNo.:G642.0DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：鄭英玲)

ApplicationofEngineeringEducationIdeasintheGeneralTheoryofMiningTeaching

Zhang Jinpeng, Zhang Yingxin, Wei Chunrong

(College of Safety Engineering， Heilongjiang Institute of Science amp;Technology，Harbin, Heilongjiang 150027，China)

General Theory of Mining is a specialized basic course for Safety Engineering majors. Because of a great deal of mining knowledge and complicated spatial structure included in the course , it is of an engineering and practical properties. In order to enhance the engineering consciousness, subjective learning ability and operational ability of students, the ideas of engineering education was introduced into the General Theory of Mining teaching. And some teaching methods , such as engineering design, model making, case discussion and participating scientific research , are applied to this course . The results show that the quality of students in engineering and the teaching experiences of instructors have been improved through the introduction of engineering education ideas.

engineering education; engineering consciousness; teaching reform; modes of instruction

張錦鵬，碩士，講師，黑龍江科技大學(xué)安全工程學(xué)院。研究方向：礦山安全系統(tǒng)工程、煤層氣開發(fā)。

黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(JG2012010551)。

1672-6758(2013)08-0005-2

G642.0

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