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關鍵詞:
新常態;采礦工程;人才培養
進入新世紀以來,我國煤炭供給能力迅速增強,然而,近幾年煤炭消費需求明顯放緩。2016年,經濟下行壓力依然嚴峻,在產業結構調整、經濟轉型、環境治理等多重因素影響下,預計煤炭需求將進一步減少,這對采礦工程專業教學帶來了嚴重挑戰,對畢業生質量也提出了新的要求。高等學校的教學形式有別于初等教育,其形式是多種多樣的,除課堂教學外,社會實踐也是非常重要的教學形式,各種實踐活動可培養學生嚴謹、科學的工作態度,發展學生的科學素養和創造性,提高畢業生綜合能力。
1當前國內煤炭形式分析
煤炭市場“黃金十年”吸引了巨額資本流入,甚至出現和煤炭無關的行業涌入到煤炭行業中,呈現出“全民齊挖煤”的局面。據不完全統計,2006年以來,我國煤炭采選業固定資產累計投資達3.3萬億元之巨,截至2015年底,全國煤礦共計1.08萬,其中,從業人數442.4萬,進而出現了嚴重的產能過剩問題(圖1)。《中國煤炭消費總量控制規劃研究報告》指出,2020年中國煤炭消費總量的目標應約束在27.2億t標煤,即38億t實物量以內,“十三五”期間煤炭消費大幅降低已成事實。安徽煤炭行業面臨的問題也十分嚴峻,到2020年,全省煤礦數量減至37處,生產能力控制在每年1.1億t左右。國內、省內煤炭行業產能過剩問題導致采礦工程專業面臨的環境十分嚴峻。
2采礦工程專業學生學習的特點
學習是獲得知識、提高綜合能力的過程,與其他群體相比,95后大學生有其顯著的特點:(1)他們的文化程度普遍較高,接受新思想的能力較強,學習帶有一定的職業目的性。與之前的初高中階段不同,初高中階段主要是學習基礎知識,是對整個世界的初步認識,涉及到社會活動較少。然而,大學生的學習不同,他們進入大學前就對自己的人生進行了初步職業規劃,希望在某一領域學有所長[1]。教師應該培養他們對所學專業的熱愛,形成濃厚的興趣,明確他們的職業定向,進而使他們掌握本學科的基礎理論知識和基本的實踐技能,最終成為國家和該行業所需要的高級專業人才,更好地服務社會[2]。(2)實踐知識多,動手能力較差。采礦工程專業屬于工學領域,是培養掌握固體資源開發的基礎理論與方法,畢業后能從事礦區資源的整體規劃、設計和科學開采的高級工程技術人才[3]。學校為他們安排了認識實習、生產實習和畢業實習3個教學環節,但受人數較多和場地的限制,實習時間普遍較短,甚至部分煤礦開采方向的采礦工程專業學生學習階段沒有到井下的經歷。
3知識傳授與能力培養相統一的教學方法
知識傳授與能力培養相結合是指教學過程中既要注重知識的傳授也要重視能力的培養[4]。在專業知識教學的基礎上培養能力,通過能力的培養促進專業知識的學習。社會實踐教學是高等教育的重要形式,組織學生參與各種實踐活動,社會實踐教學與課堂教學相互配合,互相促進,效果互補,培養出優秀的高級專門人才。以安徽理工大學為例,2013年采礦工程專業招生200人,2014年采礦工程專業招生160人,2015年采礦工程專業招生120人,2016年采礦工程專業招生70人,采礦工程系教師30余人。在教學過程中主動把學生能力培養納入到教學計劃中,在學生招生人數減少的情況下,教師有能力指導學生參加各種實踐活動,如,安徽省百所高校百萬大學生科普創意創新大賽、全國高校采礦工程專業學生實踐作品大賽、全國大學生過程裝備實踐與創新大賽、全國高等學校采礦工程專業學生實踐作品大賽、安徽省百所高校百萬大學生科普創意創新大賽、“創青春”全國大學生創業大賽、“挑戰杯”大學生創業計劃競賽、安徽省大學生職業規劃大賽等,在各種比賽中均取得了優異的成績,如,“分級式可控全長注漿錨桿”獲得第13屆“挑戰杯”交通銀行全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎、“礦燈一體化長時低溫自救器”和“應對沖擊地壓的緩沖吸能支護體系”兩項作品獲得第14屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽全國二等獎、“克斯盾瓦斯抽采設計咨詢有限責任公司”獲得“創青春”全國大學生創業大賽創業計劃類銀獎等,各種實踐活動培養了學生嚴謹、科學的工作態度,又發展了學生的科學素養和創造性,并初步培養了學生對科研的熱情,畢業生綜合能力得到了明顯提高。
4結語
煤炭企業近2年來步入寒冬,虧損十分嚴重,國內、省內煤炭行業產能過剩問題導致采礦工程專業面臨的環境十分嚴峻。95后大學生有其顯著的特點,社會實踐教學是高等教育的重要形式,通過組織高年級學生參與各種實踐活動,發展了學生的科學素養和創造性,并初步培養了學生對科研的熱情,有利于培養出優秀的高級專門人才。
參考文獻:
[1]魏凱.淺談采礦工程中存在的問題及對策[J].科技創新與應用,2016(12):153.
[2]柴修偉,張電吉.新形勢下采礦工程專業實驗實踐平臺建設[J].中國電力教育,2012(5):81-83.
前言:鑒于采礦業在工業化進程中的龍頭地位,世界各國均對其理論研究和成果向生產力的轉化極為重視,向自動化、環保化發展的專業發展動態和趨勢業已形成,并在具體生產過程中取得了大量的應用和推廣。
一、人才培養
對于采礦工程專業來說,全面推進采礦工程專業人才素質教育,也是培養能適應社會主義現代化建設需要,德、智、體全面發展,基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新意識和創新能力的采礦工程技術人員和研究人員的要求。
1、人才素質教育的內涵。在現階段,采礦工程專業人才的培養目標是培養有較高的政治覺悟、良好的道德品質、堅強的心理素質和健康的身體素質,有艱苦樸素、吃苦耐勞、踏實肯干的優良傳統和作風,有扎實牢固的基礎知識和專業知識,能很好地適應采礦工作的能力,有較寬知識面,在一定范圍內改變工作崗位,對新技術和新知識的更新適應能力較強的綜合素質人才。
2、人才素質教育的必要。中國能源分布的特點是豐富的煤炭資源和貧乏的油、氣資源,據中國地質部門統計,煤炭貯量應是10000億噸多一點,可開采500年左右。未來20年以至更長的時間,中國國民經濟將保持較快的增長速度,由此對能源的需求量也將增大。中華人民共和國國務院的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》(2006~2020年)把礦產資源高效開發利用、煤的清潔高效開發利用、液化及多聯產等研究作為重點領域及其優先主題,可見,在今后相當長一段時間內,采礦工程專業人才仍是社會發展急需的人才。在當今科技經濟發展的新形勢下,煤炭開采技術的研究必須面向國內國外兩個市場、面向經濟建設主戰場,立足于煤炭開采技術的前沿,立足于中國煤炭發展戰略所必要的技術儲備,立足于煤炭工業中長期發展戰略所必須的關鍵技術的攻關,立足于煤炭工業工程實際問題的解決,重點從事中長期研究開發和技術儲備,跟蹤產業科技前沿,開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術,占領技術制高點,許多采礦業相關的技術難題需要專門人才去解決。
3、人才素質教育培養目標。
人才培養目標是:“培養應用創新型人才”。如何才能培養出具有創新能力的應用創新型人才,我們必須從應用創新的內涵、基本特征、創新能力的標志、人才培養理念、培養模式、培養途徑與方法、人才培養計劃、教學教育方法、考核方法等各方面進行研究,進行大膽改革與實踐,應結合采礦工程專業面向煤炭、面向礦山現場的特點,研究如何培養在煤炭行業能夠創造性地工作的高級人才,能夠使本專業畢業生畢業后在短時間內適應礦山、創造性地開展礦山技術、管理工作,能夠為礦山企業真正更實現安全、高效、潔凈開采,使礦山企業經營管理水平現代化和經濟效益最大化。要培養滿足上述要求的采礦工程專業人才,必須在現有人才培養方案、培養方式基礎上進行根本性地改革,通過邊改革邊實踐的方法,探索采礦工程專業的應用創新型人才培養體系。我們所培養的人才應具備很強的創新意識、創新能力,具有很強的綜合素質,很強的組織能力、管理能力,具有現代化意識,具有吃苦耐勞、勇于奉獻、踏實肯干的精神。
二、就業狀況
1、采礦工程專業培養德智體美勞全面發展的高級采礦工程專門人才,畢業后分配到冶金、有色、化工、核工業、非金屬和煤炭等六類礦業和水利、鐵道、地下、工程和環保部門的生產開發、科學研究和教學工作。
2、但不必諱言,該專業人才培養及就業正面臨著暫時的供大于求的狀況。之所以出現這種較為悲觀的狀況,一方面和許多人對其重要性的片面認識有關,另一方面需要采礦工程專業人才的大膽探索,進行學科建設的新穎性,積極和先進技術相結合,拓寬研究領域,使其符合社會的需要,人民的需要和市場的需要采礦工程,其次還需國家正確地評價該專業的重要性以及相關政策的改進。
3、采礦工程專業因其具有的重要性,國家歷來的出臺政策無不對此極為重視。如對環保投入力度的加大,對該專人才培養的優惠政策,對國有礦山企業的改革的進一步深入,引用競爭機制,堅持優勝劣汰,所有這些政策對礦山企業的生產力的進步,相關院校科研單位理論研究的深化細化的提高,將會產生極其重要的影響。
三、后續發展
中國采礦業面臨世界性的競爭,這對中國采礦業的理論研究和工業水平的進展提出更為迫切的要求和挑戰,同時也帶來了前所未有的機遇。世界各國,國內各行業企業之間的競爭的關鍵是科技水平科研實力的競爭,因此采礦工程的理論研究的不斷加深和細化已提到議事日程中來。
首先,中國的采礦工程理論研究必須和世界接軌,封閉就會落后,落后就是沉淪,沉淪就是滅亡,知識經濟,一體化進程是任何國家任何個人都不能回避的。這個接軌就是借鑒世界各國研究的先進經驗和計算機,自動控制等先進生產技術大膽結合并和中國生產特點相結合,形成具有特色的采礦工程研究模式。
2采礦工程本科畢業設計存在的問題
當前,采礦工程專業本科畢業設計一般要求具有一定的典型性、專業性、合理性和規范性。同時,設計說明書還應達到一定的書寫要求,需要達到通俗易懂程度,還應具有一定的解決問題的深度和技術難度。當然,我校對畢業設計要求更高一些,就是需要具有專題研究,該部分要求和畢業設計說明書具有一定的相關性,并具有一定的學術性和創新性等,如果用這樣的標準來衡量當前的采礦工程本科畢業設計一般部分(含設計、圖紙和說明書)及專題部分,部分學生的設計質量大部分都偏低,甚至有的學生都不能滿足最低要求。綜上所述,采礦工程專業本科畢業設計存在如下問題:
2.1畢業設計選題簡單及內容相近在進行畢業設計選題過程,一般采礦工程專業院校都按照既有模式進行,設計選題題目根據畢業實習礦山為背景,設計題目沒有針對性或比較膚淺,有的甚至不科學,重復以前的題目,缺乏對應的研究。這不僅限制了學生主觀能動性的拓展,而且阻礙了學生對生產問題、技術創新和解決實際問題的技能培養。
2.2書寫功底差畢業設計過程中比較嚴重的問題是設計說明書的寫作能力差,在整個設計過程中,特別是摘要和設計說明書中闡述的設計過程不夠嚴謹,表述不清,很多學生無從下手,不知道如何能把問題解釋清楚,把說明書寫成記賬式說明或敷衍了事的概述。另外,畢業設計說明書的排版格式不規范、結構不合理、條理不清晰、計算錯誤,甚至有的學生把導師名字都寫錯,可見學生對本科畢業設計的重視程度和寫作功底比較差,需要加強這方面的鍛煉。
2.3工程制圖漏洞百出畢業設計工程制圖要求采礦工程本科畢業生具有較強的繪圖能力、空間想象能力和圖文表達能力,學生在制圖過程中不斷提高繪圖能力。通過畢業設計,采礦工程本科生能夠較為熟練地掌握計算機繪圖、手工繪圖能力和追求完美的視觀感受。但在實際畢業設計過程中,甚至最后提交的畢業設計說明書和設計圖紙,還發現很多問題,比如說明書和設計圖紙不符合、CAD制圖的比例不對應、工業廣場留設不合理、代表符號混亂不合要求、礦塊布置不合理、通風線路標示錯誤、平面圖和剖面圖不對應等。這嚴重影響整個制圖效果,并直接降低了畢業設計的質量。
2.4低級錯誤多采礦工程本科畢業設計的一個重要不足在于設計中所犯低級錯誤、原則性錯誤較多。比如:具有高瓦斯礦井,很多同學沒有在設計及說明書中闡述如何抽放瓦斯,更不用說如何實現煤與瓦斯共采等深奧問題;在地面上有構建筑物需要保護區域沒有留設保安礦柱;通風系統混亂,污風相互混合,形成不通暢系統等。這些問題都屬于采礦工程本科生最容易犯的低級錯誤,違反了相關安全規程和設計規程,采礦工程專業本科生經常犯這些低級錯誤,說明學生沒有很好地掌握基本理論知識和專業知識,最重要的是將來走向工作崗位如果一直馬虎下去將會造成嚴重的后果。
2.5設計內容高度相似由于擴招等各方面的原因,現在每個畢業設計指導老師都帶3-8個畢業生,項目多的老師相對簡單,但對于項目少的老師只能給學生為數不多的設計任務,也就說,指導老師給的任務就比較相近。有的同學的畢業設計大部分內容照抄其他同學的,或者從前幾屆畢業的學生那抄襲和照搬。雖然設計題目不盡相同,但設計內容和說明書高度相似,導致說明書前后表述矛盾、不一致,相似錯誤頻發等等問題。
3問題產生的因素
導致采礦工程本科畢業設計質量低下的原因較多,有學生自身的原因也有指導教師的原因,甚至有外部環境的影響。總結起來有以下幾點:
3.1前期準備不充分因為采礦工程專業是一門專業性很強、實踐性強的學科,畢業設計前應做好充分準備,包括理論知識和專業知識的復習,經過了認識實習、生產實習和畢業實習的不斷進步,應該可以作出質量較高的畢業設計和說明書,畢業設計前期準備不夠充分主要表現在:
(1)礦山接受學生實習的積極性不高,指導教師聯系實習地點困難,一般靠老師的學生在礦山當了領導以后才能給安排。所以,礦山對學生實習的重視程度不夠;
(2)實習經費不足,學校提供的實習經費一壓再壓,已經完全不能適合經濟快速發展的步伐,實習費用已經遠遠不能滿足實習需要;
(3)實習內容不夠全面,由于實習經費不足,致使指導教師無奈把實習時間從3周壓縮成2周,甚至1周,促使實踐性很強的實習不能完全聯系實際;
(4)實習過程過于簡單,由于實習時間的壓縮,導致實習過程相對簡單,不跟班實習,不能切實體會理論聯系實際的效果;
(5)有些同學對畢業實習和畢業設計積極性不高,采礦工程專業屬于高危行業,學生對從事的專業具有一定的厭煩和恐懼感,特別是部分學生畢業后不打算到礦山工作,致使畢業設計和實習成為這些學生的艱巨的任務和負擔,使學生在思想和行動上對畢業設計和實習重視的態度不夠;
(6)指導教師人員匱乏,難以勝任繁重的實習指導任務,缺少用制度管理學生的經驗,對學生產生的眾多問題及指導教師提出了要求和修改意見后學生無動于衷的問題束手無策;
(7)考核制度不夠健全、實施不夠嚴厲,成績評定過于簡化,造成學生的重視程度不夠,有失公平。
3.2指導教師自身因素由于采礦工程專業就業壓力小,相對10年前,招收采礦工程專業的學生大幅度提高,導致每個教師需要指導的學生數逐漸增多,因此,產生了如下問題:
(1)指導教師的投入得不到保障。從時間和精力上講,大多數高校教師承擔著大量教學和科研任務,另外還需完成大量的考核指標,比如:每年要完成多少高水平的論文、獲得的科研獎勵、專利、著作、指導研究生數量、上講臺課時數、在研科研項目數、是否有縱向課題(國家自然科學基金)、評職稱、無休止的會議等等,在高校激烈競爭的今天,指導教師的自由度相對較小。很多指導老師無法保證有足夠的時間來指導學生更好地完成設計,只能把握方向;
(2)指導教師相對缺乏采礦設計方面的知識。一部分高校教師本身缺乏科研與工程實踐經歷,尤其是作為畢業設計指導為主體的年輕教師,個別教師沒有很豐富的采礦工程方面的經驗來有效地指導畢業設計。同時,也存在個別教師工作責任心不強的現象,沒有很好地起到監管作用,放松了對學生畢業設計的要求。導致畢業生認為畢業設計就是走過場,不可能在最后還不讓過。
3.3外部環境因素目前,隨著國民經濟的高速發展,采礦工程專業的畢業生就業相對容易,每個學生均有4-5個單位可以選擇,但有一部分學生把主要心思放在考研、出國、考公務員上,從主觀上對畢業設計沒有足夠的重視,加上畢業設計期間是求職擇業的最佳時機,學生的大部分時間均不在畢業設計上。當然,也有為數不多的畢業后去礦山的學生可以完全發揮自己主觀能動性,拓展自己的思路,把精力放在畢業設計上。
1.2我國采礦工程專業發展現狀。我國設置有采礦工程專業的高等院校在不斷的發展過程中對專業設置、教育培養模式和教學內容等進行了一系列的改革,中南大學的采礦專業已經拓寬為采礦與巖土工程,實現了人才的雙向流動,為國家培養了一大批復合型學士、碩士和博士,在改革過程中,實驗室利用率不斷提高,教師的專業知識和科研領域得到拓展,為采礦工程學科的發展提供了有利條件。中國礦業大學的采礦工程專業在本科前三年采取大班教學,大四時劃分為地下開采、露天開采、通風與安全及工業工程四個方向。國內設置有采礦工程專業的高等院校在近些年的改革中,結合自身教學基礎和人才需求特點,擴大了專業范圍,增加了授課門數,進行了人才培養模式以及教學內容改革的有益探索。
二、國內采礦工程專業教育的優、缺點
2.1國內采礦工程專業教育的優點
3.1.1教學內容安排系統。美國學士學位采礦工程師需要接受四年的教育培育,專業教育偏重實踐應用,基礎教學內容以理科為主,澳大利亞十分注重理科教育以及與礦業技術相關的教學,這樣的教學內容安排在實踐教學方面有借鑒意義,但是理論知識不夠完善,學生不能系統地理解并消化所學知識,教學內容缺乏過渡,不易于被學生接受,這些都會給學生后續進行科學研究以及深入學習等設置障礙。我國教學內容安排十分系統,學生要從地質學基礎知識學起,然后學習采礦學方面的相關課程,教學內容安排同時注重理論和實踐。
2.1.2課件建設效果突出。我國采礦工程專業教學十分注重利用多媒體技術,在理論教學中,將教學內容和學科發展整理成教學課件,并以幻燈片的形式形象地向學生傳達教學內容,能夠加深學生對知識的了解與掌握,比價容易被學生所接受。采用多媒體技術進行教學,實現了教師講授與學生參與的結合、理論知識與實際問題的結合,能夠獲得良好的教育效果。國外的課件多數搬抄教材,不夠生動形象,學生理解起來較為困難。
2.1.3專業領域相對拓寬。我國采礦工程專業的基礎知識還包含了巖土工程所需的地質測量等方面的知識,隨之也增加了地質學基礎、礦山測量、爆破與井巷工程、地質實習及測量實習等諸多實習,豐富了學生的知識儲備和動手能力,專業領域相對拓寬,使學生所學的知識不僅能夠應用到采礦工程行業,還可以應用到巖土工程及其他工程中去。我國實現寬口徑的采礦工程專業人才培養目標,實現了學科交叉發展,有利于畢業生就業。
2.2國內采礦工程專業教育的缺點。我國采礦工程專業教學內容十分系統,但是實踐內容明顯不足,學生的動手能力比較弱,畢業生進入社會后往往因為缺乏經驗,不能很快適應市場。我國采礦工程專業課程設置相對獨立,學科間有機聯系比較弱,學生系統學習知識與技術之后難以靈活運用,缺乏實踐應用能力,這種分散式教學模式會影響學生對知識的系統掌握與實踐應用。我國善于將幻燈片、網絡等現代化工具應用到教育教學以及科學研究中去,這有助于教育教學方法的創新,提高了資源的利用效率,但是學生的手工繪圖能力等卻得不到鍛煉。
一、模型制作與采礦工程專業課程特點
1.模型制作
模型直觀、易懂,能構建起專業知識的內部聯系、空間形態,可以將形式與內容完美地結合起來,以獨特的造型展示出立體的視覺形象,起到一目了然的作用。模型設計中布局是否合理、比例是否恰當、造型是否協調等問題都可以通過模型制作來發現。模型制作主要是通過師生互動的教學方式,把專業概念或知識體系動手實踐做成知識模型,從而加深對專業知識的理解,達到教學相長的效果。它既能提高學生的動手實踐能力,也能培養學生的學習興趣和創新意識,是一種能改變學生行為,提高學生綜合能力的教學方法。比如建筑專業、園林專業等都可以把專業知識動手實踐綜合成建筑模型、園林模型,用于課堂的教學[6-7]。尤其對一些工科院校的專業課教學,模型制作可以調動學生的學習積極性,能把枯燥專業知識變為制作模型的樂趣,達到對所學知識的理解、消化、吸收與靈活應用。此外,信息獲取、動手實踐、團隊協作、人際交流等能力都可以通過模型制作來實現。
2.采礦工程專業課程特點
采礦工程屬于礦業類學科,是一門學科綜合性較強的專業,涉及采礦、井巷、力學、機械、管理與制圖等多學科的基礎知識。專業課程具有概念較多、知識點零碎、知識體系環環相扣的特點,需要有一定的立體思維能力,才能把知識架構的空間關系搞清楚。單純的課堂教學往往使學生一知半解,而教學模型參觀也僅是對知識的一種表象理解,不能從根本上掌握主要知識點的本質關系。專業課程的學習需要學生具有一定的空間想象能力和嚴謹的邏輯思維能力,而對重要概念的理解和應用一直是采礦工程專業課教學的重點和難點。模型制作則能把一些抽象的專業概念、知識體系構建起來,使知識結構立體化,有助于學生對基礎知識的深刻理解。因而,選擇模型制作進行采礦工程專業課的教學實踐是課程教學方法的一種有益嘗試。
二、模型制作在教學中的應用
1.模型制作的課堂引導
在整個教學過程中,如何增加學生對課程的感性認識和學習興趣,教師對課程的掌控力和對專業知識的熟悉程度是一個關鍵點。教師應認識到課堂引導的重要性,在模型制作授課中應循循善誘,適時教導。剛開始進行模型制作的學生會毫無頭緒、不知所措,此時教師應進行課堂引導,可準備若干個模型制作的選題,講解一些相關的模型案例,開拓學生的思維;也可安排學生參觀教學模型,增強他們對模型的直觀感受,使他們認識到模型制作并不難,還有一定的趣味性。其次給他們講解模型制作的益處,提高他們對復雜空間的表現和認知能力,鍛煉他們的動手能力與團隊協作精神等。最后將學生分組,1組4~6人為宜,每組設定1名小組長,組長分工明確,組員各負其責,并納入最終的考核評分中。
2.教學中的模型制作
模型制作過程:首先進行模型的選題,教師準備若干個模型制作的選題,由學生自由選擇,也可由學生根據專業課程知識自選課題;選題完成后,模型小組要搜集資料、完成模型設計并繪制方案草圖,依據草圖繪制出詳細的CAD施工圖;然后根據選題的不同確定模型制作材料;此后,各小組分別進行模型制作,在此過程中,學生要拍攝具體實施模型制作的關鍵步驟照片,為下一步小組匯報或上交報告提供素材;最后,各小組將自己制作的模型成品進行展示,各組推選代表進行PPT匯報,師生針對各組的匯報情況進行點評、討論,教師對最終結果進行考核評分。模型制作要求:教師應根據課程內容和教學課時,給學生分配模型制作任務,要求模型能自成系統,甚至能簡單運轉,并符合實際情況。在學時較少的課程中,可進行專業課中一些主要概念、知識點的模型或模型部件制作,可利用塑料板、紙盒、泡沫板等材料進行模型制作。在以后的教學過程中,如果有學生重復之前的教學模型,則要求學生做出更精細的模型,可添加二極管等電子元件進行電動演示,可改進模型材料使做出的模型更逼真等,要求重復的模型趨于精細化、形象化。在學時較多的課程中,可進行專業知識體系模型的制作,使學生加深對專業知識體系的理解和應用。根據課程知識點,發揮學生的自主性,探索自己的表現形式。學生如果繼續之前的模型,則需要進一步完善模型系統,可借助光電、機械等方法使模型更真實化,易于理解。課程關注的焦點是完成模型制作所獲得的成果,以此激發學生的興趣,培養學生能靠自己和團隊做成事情的信心。
3.模型制作的實踐競賽
教師應鼓勵學生全員積極參與模型制作,可推薦模型制作興趣濃厚的學生參加全國的采礦工程專業實踐作品大賽。例如,采礦工程2015級學生參加競賽模型作品,獲得了獎項。這些結合專業知識把想法變成模型作品的經歷,鍛煉了他們的動手實踐能力和創新思維能力,增長了見識,增強了他們做成事情的自信心。
4.模型制作的教學反饋與持續改進
[關鍵詞]
采礦工程;實踐體系;三維一體化;創新能力
一、引言
煤炭是我國的主要能源,然而煤炭開采中的高新技術含量低,礦難頻發,資源綜合利用程度低,以及開采過程中造成的生態環境日益嚴峻,這些已成為人們關注的焦點。[1-2]因此,煤炭企業發展必須使采煤技術與現代高新技術相結合,實現科技采礦,才能提高資源采出率、減少礦難、滿足環境保護要求。[3]科技采礦觀念的提出對采礦工程專業學生的能力和質量有了新的要求,結合采礦工程專業特點和社會需求,在教學過程中既注重培養學生解決一般煤礦開采的能力,又強調培養學生從事復雜開采條件下煤礦災害防治的實踐創新能力。在長期的實踐教學中形成了以下獨特的實踐教學理念:第一,立足安徽,服務煤炭行業,充分結合我校的辦學條件、采礦工程專業培養特色、生源以及當前煤礦企業面臨的實際情況,以復雜開采條件下煤礦災害防治專業人才的實踐能力和創新能力培養為目標,建成采礦類復合型人才實踐教學基地以及高層次人才創新能力培養的國家級實驗區。第二,整合大學四年期間各個實踐教學環節,把實踐教學與理論教學放到同等重要的地位,獨立制定實踐教學計劃與大綱,把實踐教學與理論教學放到同等位置,相互補充,有機結合,以理論教學為基礎,以實踐教學為載體,構建采礦工程專業完整和統一的教學體系,形成技能、實踐和創新能力并重培養的實踐教學理念。[4]第三,組建以實踐經驗豐富的教授為核心,老、中、青教師與煤礦企業兼職人員的校企結合的實踐教學團隊。第四,整合學校、學院、企業三方面的資源,把教學、生產、科研三方面有機結合起來,使大學教育向社會開放,聘請煤礦企業人員兼職到學校講課,激勵采礦工程專業的教師到企業講學和學生到煤礦企業實習,學校和學院做好煤礦企業人員的培訓工作,使教師、學生、煤礦企業技術管理人員的定期交流溝通成為常態化,同時,以科研項目驅動學生創新能力的培養,激發學生學習和科學研究的興趣,從而形成了產、學、研一體化的實踐教學體系。
二、三維一體化實踐教學體系的構建
依托安徽理工大學礦業工程一級學科、采礦工程省級重點學科和國家特色專業、采礦工程國家級實驗教學示范中心、煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室等的建設與發展,經過不斷的探索與實踐,形成了以“一個體系、四個層次、三個平臺”為特征的較為完善的全方位實踐教學體系,該體系的構建充分考慮了學生實踐和創新能力培養的階段性、不同時期學習狀況和實踐教學時間、校內外實踐教學資源等,形成了以實踐教學內容、教學時間和教學平臺為空間維度的三維一體化實踐教學體系。[5]
(一)一體化實踐教學體系“一體化實踐教學體系”的含義是:我校地處兩淮地區,兩淮礦區的煤礦開采深度大,地質條件和圍巖賦存環境復雜,多為高瓦斯突出煤層,針對兩淮礦區特殊的開采條件,結合我校采礦工程專業特色,將礦山壓力及控制、開采方法與工藝、采礦系統工程及計算機應用三個方向的實踐教學進行“一體化”規劃。具體是:①實踐教學計劃和方案一體化,圍繞“素質教育、專業理論教育、專業技能培養、創新能力和社會適應能力培養”這一中心思想,統籌安排實踐課及其教學內容;②實踐教學平臺一體化,即煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室、安徽省現代礦業工程重點實驗室、礦山地質災害防治安徽省重點實驗室和煤與瓦斯共采安徽省重點實驗室、采礦工程國家級實驗教學示范中心,以及淮南礦業集團、國投新集能源股份有限公司、淮北礦業集團、皖北煤電集團等四個產學研基地和張集礦、新集一礦、朔里礦等18個實習基地進行一體化建設和管理,整合校內外實踐教學資源,以便合理最大化利用;③實踐教學環節一體化,整合大學四年期間各個實踐教學環節,以便實驗、實習、課程設計、畢業設計、創新實踐等各個實踐教學環節優化配置,以利于創新實踐能力人才的培養。這些就是實踐教學體系“一體化”的內涵表現。
(二)實踐教學層次1.綜合社會實踐教學層次綜合社會實踐教學層次包括軍事訓練、社會調查、社團活動和藝術實踐等實踐教學環節。通過該層次的實踐教學能夠促進大學生團隊合作思想、吃苦精神和綜合素質的提高,引導大學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,讓大學生及時了解社會、服務社會和融于社會。該實踐層次的教學主要安排在大學第一學年和第二學年實施,實踐教學平臺從校園內延伸至企業和社會。2.基礎實踐教學層次該層次是公共基礎課的實踐教學,包括外語、工程制圖、大學物理等,這個層次的實踐教學主要是學生基本技能培養。[6]比如:外語課教學的目的是培養學生具有較強的閱讀能力和聽、說、寫、譯能力[7];工程制圖主要是培養學生的空間思維能力,以及掌握先進設計技術和設計工具的能力[8];而物理課是培養學生的綜合實驗技能,提高學生觀察分析實驗現象能力等。基礎實踐層次的教學內容安排在大學一年級和大學二年級,主要在校內實驗室進行。3.專業實踐教學層次該實踐教學層次基于專業基礎課和專業課的實踐教學。專業基礎課包括工程力學、煤礦地質學、礦山巖石力學等;專業課包括煤礦開采學、礦山壓力與巖層控制、礦山設計與優化等。與課程相關的實踐教學為專業理論認知實踐、設計實踐與專業操作技能實踐,涉及的實踐教學內容包括專業基礎課實驗、地質實習、認識實習、生產實習、畢業實習、課程設計和畢業設計等。這個層次實踐教學目的是增強學生對專業知識的認識,逐步過渡到生產性實踐、設計性實踐和綜合性實踐,讓學生利用已獲得的專業知識,解決實際工程問題。這個層次的實踐教學是從大學二年級開始實施,直至大學畢業,在實驗室、校內外實踐基地進行。4.創新實踐教學層次支撐創新的平臺是實踐,學生參加各種實踐活動是培養創新能力的重要途徑。該層次包括產學研結合、參與教師項目、本科生創新基金項目、“挑戰杯”等各種創新實踐活動。創新實踐教學層次一般安排在大學三年級和四年級實施,在校內實驗室、校內外實踐基地和社會進行。
(三)實踐教學平臺實踐教學的成敗取決于實踐平臺的建設,經過三年多的實踐平臺建設,我校采礦工程學科在校內實驗教學平臺、校內和煤礦企業實踐基地平臺、社會實踐平臺三方面都取得了顯著地成績,其中,校內實驗教學平臺已建成教學實驗室27個、研究室4個;校內外實踐教學基地平臺有20多個,包括1個校內實訓基地、4個與企業合作產學研實踐基地和18個長期穩定的實習基地等;同時以科研項目為依托,與工礦企業搭建的大學生社會實踐平臺。
三、新型實踐教學體系實施效果分析
(一)實踐教材建設方面根據采礦工程專業人才培養目標的要求,結合專業教師專長,學科組織教師編寫了自己的實驗教材,建立了一套沉淀了幾代人的實踐教學經驗。目前已在試用的自編教材有《采礦制圖標準》《采礦工程實驗教學》和《礦山壓力測試技術》,經修改完善后將正式出版;已正式出版的教材有《巖石力學試驗教程》《采場頂板控制與監測技術》;自編實驗講義10多本。
(二)實驗設備研發方面多年來,自行研制或聯合研制了高承壓水作用下巖石破裂過程的試驗裝置、固氣耦合實驗臺、可旋轉相似模擬實驗臺等10多套教學科研儀器設備,已獲授權的國家發明專利6項,實用新型專利20多項。在實驗設備的研制過程中,讓學生參與實驗設備的研制,將實踐教學和實驗設備的研制有機地結合起來。在研制過程中,充分尊重學生的意見,對開展創新性實踐有著深遠的影響。
(三)實踐師資隊伍建設方面教師的專業水平和綜合素質直接影響著實踐教學的質量和效果。因此,著力引進優秀博士充實教師隊伍,鼓勵教師尤其是青年教師出國訪學、進實驗室做實驗、到生產單位實踐鍛煉等,多渠道提高教師自身的教學、實踐、科研能力。為使與現場工程技術人員合作交流機制常態化,聘請現場經驗豐富的技術管理人員做兼職教師。
(四)實踐項目建設方面學科瞄準采礦工程領域的前沿,圍繞煤礦安全高效開采開展研究工作。近5年來,主持承擔了國家“973”計劃項目、國家自然科學基金項目、“國家科技支撐計劃”等國家課題23項,主持承擔省部級及與企業合作項目100多項,獲國家科技進步二等獎1項、省部級獎項9項。學科及時將這些科研成果應用在實踐教學中,為學生增設創新性的實踐教學內容,設立大學生創新實踐項目,積極引導學生從事科學研究,利用項目驅動采礦工程專業學生創新能力的培養。
四、結論
采礦工程專業的實踐教學是培養學生的實踐和創新能力的重要環節。我們在建設實踐教學體系時,以能力培養為核心、體現注重能力、個性及創新意識,形成了實踐教學內容、實踐教學時間和實踐教學平臺空間分布的三維一體化實踐教學體系。新的實踐教學體系整合了教學、科研、企業三方面的資源,實現了實踐教學內容的層次化,保障了實踐教學時間安排和實踐教學平臺空間分布的合理化。實踐證明,新的實踐教學體系在學生實踐和創性能力培養方面達到了預期目標,取得了顯著成效。然而,采礦工程專業的實踐教學體系的建立是一個復雜的系統工程,還有很多的問題有待建設,這也是我們今后還需努力的原因所在。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0168-02
2010年6月教育部啟動“卓越計劃”,通過卓越人才的培養,是學生的實踐應用能力、創新能力及行業適應能力等得到提高。內蒙古科技大學為了充分發揮眾行業的背景優勢,凸顯其特色,提高工程人才培養質量,逐步加入了“卓越計劃”,采礦工程專業2014年底成為我校“卓越計劃”的試點專業。在國家經濟發展新形勢下,煤炭行業表現出環保、安全、節能及可持續發展的趨勢,這些先進的主題對礦業人才的需求及培養提出了較高的要求。
一、傳統工程教育模式存在的問題
根據師生座談、校友和用人單位的走訪調查,結合卓越工程師的培養要求,目前培養體系存在的問題包括:人才培養模式單一,行業適應性弱;培養目標與要求不夠明確;由于產業結構的不斷更新,使得課程體系設置與之不能較好的相適應;實踐環節薄弱,工程應用能力培養相對欠缺;大部分教師的工程實踐經驗缺乏;校企合作在人才培養方面不夠到位。為了改變這個局面,我們需要對采礦工程專業人才培養體系進行耐心細致的改革與研究,以適應新形勢下采礦工程專業健康有序的發展。
二、采礦工程專業人才培養體系實施目標
根據學校辦學定位和行業服務宗旨,明確專業辦學特色,圍繞教育部“卓越工程師培養計劃”,以強化學生實踐能力和創新能力培養為核心,教學管理為基礎,創新人才培養模式,優化課程體系,強化實踐環節,提供創新平臺,不斷提高教學質量;改革教學方法和考核方式,重視調動學生學習積極性、主動性和潛能挖掘,重視學生基礎知識的掌握、動手和創新能力的培養以及綜合素質的提高;加強實習實訓基地和師資隊伍建設。以服務礦業、行業為特色,為自治區乃至全國的資源高效開發提供人才支撐,提升本專業在國內的影響力和知名度。
三、采礦工程專業人才培養體系改革研究的內容
1.科學確立采礦工程專業培養目標和培養要求。借鑒國內煤炭兄弟院校取得的良好成果和經驗,同時加強對行業人才需求的調研,結合專業認證標準科學制定出采礦工程專業培養標準和要求,通過該標準的培養,學生具有扎實的自然科學、工程基礎和專業知識,掌握現其應用技術,了解本專業前沿及發展趨勢。學生通過在企業階段的鍛煉學習,使其具備分析解決工程實際問題、工程管理等的能力,具備采礦工程師的職業道德,具有較好的人文素養和溝通與交流能力。
2.人才培養模式的革新。面對新形勢下對采礦工程專業人才培養的需求,傳統的教學理念必須進行改革,傳統的人才培養模式需調整,才能培養造就出創新能力強、適應經濟社會發展的高素質礦業類工程技術人才。另外,在本科教學過程中要將工程教育的理念融入其中,并在專業教學的每一個環節與過程中得到落實。
3.課程體系的優化。構建“學校為主―礦山參與”聯合培養人才機制和“理論學習―工程實踐―創新發展”一體化課程平臺。在課程設置過程中要精煉教學內容,減少課堂教學學時,增加現場教學模塊;部分課程實行校內講授和企業工作務實相結合的方式完成;部分課程內容可安排現場講授;大幅度增加工程實踐時間,如:新增設煤礦地質實習、煤礦認識實習和煤礦機電設備使用與維護等,增加生產實習、畢業實習和畢業設計在企業的實習周數,達到采礦工程人才培養的基本要求,同時做好課程的銜接、課程的整合、課程學時合理變動及新課程的開設等。
4.實踐環節的構建和強化。優化實驗教學體系,更新實驗教學內容,通過新增實驗設備、開發原有設備功能等措施增加綜合性、創新性實驗項目,形成“以培養學生動手能力的一系列驗證性實驗項目、以培養學生綜合能力的一系列綜合性實驗項目,以培養創新能力和科研能力的一系列創新性和研究性實驗項目構成的三層次實驗教學新體系”;通過新增實習項目和加大原主要實習在企業的實習周數來大幅度增加在企業的工程實踐鍛煉時間;在原有實習基地的基礎上,通過考察礦山企業和利用校友的血緣關系形成6~8個長期穩定的采礦工程實習基地。
5.改革教學方法和考核方法。在專業課課堂教學中,采用的教學方法包括:問題式教學方法、案例式教學方法、專題討論式教學方法等。如:案例式教學方法可應用于《采礦學》、《井巷工程》、《露天采礦工藝》、《礦井通風》、《煤礦安全》等課程的課堂教學中;專題討論式教學方法教師先進行理論知識的講授,每講完獨立的章節后,教師可結合實際有針對性地提出多個討論專題,學生利用課外時間進行資料查詢,在教師的指導下進行研究,并撰寫抓提報告。通過教學方法的改革,可以鍛煉學生的分析和解決問題的能力,同時也可以調動學生學習主動性和積極性。在專業課的理論教學考核上,總體上以閉卷考試為主,同時由課程性質及需要,將課內實驗、平時測驗及專題論文納入到考核中,從而全面考查學生對所學知識的掌握與運用情況。對于實踐考核,由學校和礦山企業聯合制定考核標準,采取過程評價與結果評價相結合、任課教師評定與企業技術人員評定相結合、任課教師評定與學生自評相結合的考核方式。
四、結束語
“卓越工程師培養”旨在培養一批適應經濟社會發展需要、創新能力強、高質量的工程技術人才,對促進工程教育改革和創新,全面提升我國工程教育人才培養質量具有重要的意義。采礦工程專業培養的學生,必須適應國民經濟發展和產業進步的需要,基礎扎實、知識面廣,注重實踐應用能力、創新能力及綜合能力的培養。
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0引言
為了適應湘潭大學采礦工程學科發展的需要以及新的本科培養方案的要求,《巖土工程》課程作為我校采礦工程專業開設的一門必修課程,提高其教學質量應引起足夠的重視。在講授這門課程過程中發現:學生在學習該課程時以下問題比較突出:一方面,學生的內心感覺雖然是一門必修課,但是與專業相關性不夠強而表現出不夠重視;另一方面,教師很難選擇出適應專業發展的教材,使學生在課堂及課后沒有辦法真正掌握與采礦工程密切相關的巖土工程問題等等。為此,為達到采礦專業人才培養的目標及新形勢下大學生就業的需求,緊密與自身的教學實踐相結合,探討《巖土工程》課程的教學改革思路,探索具有學科特色的、可以培養出優秀人才的教學途徑,最終目的是獲得使師生都認可的、完善的教學質量。
1教學內容方面的改革
1.1自編與專業相適應的教材
現階段該課程主要是選擇高等學校《十二五》規劃教材———巖土工程(王幼清等編寫),該教材主要是面向隧道,水力工程專業的,有的章節與采礦工程專業的聯系不夠緊密甚至是沒有多大聯系,且教材中的公式推導較多,使得學生一見到就頭疼。此外,教材中多以文字和公式為主,圖形較少,計算較多,為了彌補該教材的缺陷,筆者結合采礦工程專業的自身特點,根據湘潭大學該專業的歷史和特色,著手編寫教材,或者在教材未出版前,可選取其他的相關教材,借此補充所選教材的不足之處,讓學生深刻理解采礦中所要遇到或面臨的巖土工程問題。
1.2提高學生課外的自主學習能力
教師可提供與該專業相關的若干本教材,由學生自由選擇其中的一到兩本進行閱讀[1],可以此提高學生對該課程乃至專業的興趣,最大程度地擴大學生的專業知識面,形成完備的知識體系,以及探索未知世界的能力和習慣,從思維和意識層面上提高與巖體相關的采礦理論和技術知識[2]。
1.3適當降低理論深度,擴大學生知識面
《巖土工程》這門課程作為采礦工程專業的必修課,對該課程的廣度和深度都要做到有所均衡,有所取舍。重點部分要做到仔細講解,但是考慮到采礦工程專業的就業去向有可能會朝著水利工程,隧道工程或公路工程等發展,因此,教師也應適當地傳授與其相關的內容,讓學生大體上對跨學科,跨專業的內容做到有所了解,若學生確實對其他學科感興趣,且在今后的工作方面有轉專業的意向或打算,可在課后再與學生多溝通,這樣就對教師的能力和知識結構、體系提出了更高的要求[3]。
2教學形式方面的改革
2.1主觀上應讓巖土工程盡量向采礦工程靠攏
許多學生通常會認為兩個專業聯系性不強,因而,潛意識里就會忽視對這門課程的學習,感覺只要拿到學分就萬事大吉。首先,應從思想層面上端正學生的學習態度[4],可在課堂上展現兩者之間關系性較強的一些案例,以此來增強學生的學習興趣,擴大其知識范圍,進一步讓學生認識到學習該課程的重要性。
2.2在教學形式上應有所改進
在教學形式上,應充分利用人對于直觀性的東西更易于掌握的特點[5],且單純地講解ppt已無法適應和滿足學生的求知欲望,還需引入動畫,視頻等緩解學生學習專業基礎知識的乏味,還可通過課堂隨機問答等形式,調動課堂氣氛和學生學習的積極性,使學生逐步建立和培養自主思考和學習專業知識的能力。巖土工程專業性質是工程實踐性很強,這和采礦工程專業一樣,因此,在有條件的情況下,應帶領學生到工地現場走走、看看、動動手,并邀請經驗豐富的現場工作人員實地講解[6],分享他們的一些工程經驗,這樣可以在一定程度上擴充學生的知識面,今后走到工作崗位上遇到同樣的類似問題也不會表現出手足無措。
2.3學生自主學習和興趣的培養應更積極穩妥
學生上大學之前,學生對教師為主的“填鴨式”教學已習以為常[7],并且要從根本上扭轉很困難,并且大學生的課余活動較多,大學前兩年所開課程也較多,課程安排很密集,這就導致大多數學生并未做好課程預習和課后復習[8],所以對教師教授的內容無法深入理解和跟不上教師的進度也很正常。因此,有必要為學生選擇合適的課前課后資料供學生找準專業的方向,亦或是可以錄制“微課”[9,10],讓學生通過網絡的形式獲取知識。
2.4學生課堂上問答情況應有所改觀
畢業實習是一次綜合性的師生參與和知識技能檢驗過程,能否取得預想的實習效果與許多因素密切相關。從宏觀角度而言,是否有相關國家政策優惠進而調動煤炭企業的積極性以配合實習,學校是否高度重視實習教學環節并出臺適當政策鼓勵設置一定數量的校級實習基地、在實習經費上適當傾斜以及實習時間點和實習天數的優化設置,是否出臺相對靈活性的實習形式并配置對應的實習效果考核方式,如集中實習、分散實習以及集中分散統一形式等;從細觀角度而言,學生是否將畢業實習實踐課程與教學過程中專業必修課同等重視,教師是否全身心投入畢業實習教學實踐過程以及教師和學生如何相互進行配合以達到畢業實習良好效果等。對于提到的宏觀角度方面,已有許多學者進行了較多說明和分析,此處主要從細觀角度方面開展研究。
1.學生實習興趣低
愛因斯坦曾說“興趣是最好的老師”,實習也不例外。現有的實多程序為:實習動員,教師帶隊實習,現場聽課,井下參觀,完成實習報告并考核完畢。模式化過程重而靈活性較少,學生主動性較低,造成有些學生甚至將畢業實習過程簡單認為去煤礦現場搜集一些資料以完成后續畢業設計或現場觀摩,忽略了借助實習機會進行現場實踐的主要目的,從而在思想上不重視實習,部分學生在后期畢業設計存在較多問題也間接與此次被動實習有關,實習過程興趣低。
2.學生在生產現場參與度少
畢業實多為集中實習,依據各礦業高校在每組人員數量及實習時間長短設置有所差異,通常為每組學生6~8人,現場連續實習2~4周。在現場實習過程中,學生雖然一直在生產現場,但這期間參與現場相關活動較低,主要活動包括聽報告,搜集礦井基本資料,并下井2~3次參觀學習,為畢業實習實際參與度較少,不僅不利于保障畢業實習質量,在一定程度上還降低了學生對工程實踐收獲的期望值,進而減弱了工程實踐性和理論與實踐相聯系的綜合性培養效果。3.“教師-學生-企業”三者互動不高在實習過程中,教師與學生之間、教師和企業之間以及學生和企業之間互動較弱。目前我國部分院校與礦山企業共同實施的“雙師型指導教師”制度在保障學生畢業實習質量方面有一定成效,增強了實習期間學生與企業間的互動,但由于存在著“雙師型”教師隊伍構成單一、培訓制度尚不健全、評價激勵機制缺乏等問題,還需進一步實踐探索和推廣應用。對于大多數采礦工程畢業實習而言,在實習期間,教師與企業協調溝通實習時間和實習安排,教師將實習具體信息傳遞給學生,使得學生與企業之間實踐互動關系轉變為根據實踐教學內容搜集資料、聽課和下井,從而易造成教師是三者的中心,成為上述實習安排的接收者和傳遞者,同時也未設置學生與企業以及學生與老師之間的實習互動環節,而這種模式不利于充分調動學生實習積極性,在一定程度上減弱了學生獨立性與創造性的培養效果.
二、“師生互動”過程控制實踐教學方法探索
1.教學方法的內涵
結合采礦工程專業畢業實習中細觀角度方面存在的上述三大問題,提出一種探索性教學方法:“師生互動”過程控制實踐教學法。如圖2所示,貫穿該方法的核心是以學生為中心,根據畢業實習時間先后順序依次分為三部分:實習前的動態準備階段、實習中全面互動階段以及實習后討論總結階段,可利用以下10個字進行歸納:即想、論、看、備、選、研、踐、述、測和議,目的是充分調動學生工程實踐積極性,提高畢業實習興趣,從“要我學”到“我要學”的觀念轉變。增加現場實踐機會,實習過程中使學生、教師和企業三者呈動態交流過程,以取得理想的實習效果。
2.教學方法的主要內容和實施步驟
(1)實習前動態準備階段。《禮記中庸》曾記載:“凡事預則立,不預則廢”,畢業實習也是一樣,實習準備階段工作是整個過程的基礎環節。在學生準備去現場參加畢業實習期間,需要完成“一想、二論、三看、四備”四件事。其中“一想”是讓學生獨立思考畢業實習需要完成哪些任務,通過畢業實習自己想學到哪些知識,對工程實踐現場最感興趣是哪一部分,前期專業理論學習中哪一部分還較欠缺,需通過現場實踐彌補或了解清楚,如何將前期學過的課程理論知識與現場部分串接起來等;“二論”是指將集中實習的幾位學生召集起來,大家一起討論上述疑問,并與畢業實習教學大綱進行比較,讓學生尋求工程實踐的興趣點、實習關鍵點和疑難點;“三看”是指觀看實習礦井宣傳片以了解實習礦井基本情況,帶領學生去采礦實驗室觀看教學模型以加深理解回顧重要知識點,并引導學生再次學習相關專業課本,使學生將實習礦井、實習教學大綱、教學模型、專業課程之間關系初步聯系起來;最后,“四備”是指啟發學生在完成前三步的基礎上,為實習現場工作任務提前準備好相關材料。通過完成上述四步,使學生真正明白這次實習是“自己如何實現良好的實習效果”的出發點獨立去思考和準備的,從而興趣點高,有利于后期實習的順利且深入開展。
(2)實習中全面互動階段。工程實踐參與度是能否取得畢業實習效果的關鍵環節,但其落腳點和決定權在于學生。采礦工程專業畢業實都在煤礦生產現場,但由于我國井下生產地質條件復雜,賦存的不安全因素多、井下生產工序繁雜、生產過程節奏快等客觀因素,煤礦企業普遍為畢業實習活動提供的下井次數有限。因此,實習過程中試圖在學生下井數量上大幅增加是不現實的。在實習中全面互動階段,學生在生產現場需要完成“選”、“研”和“踐”三步。首先,讓學生選擇必要的、感興趣的報告主題,對于采礦工程專業,涉及地質、設計、礦壓、安全、掘進、開采、機電等方面不同主題,學生可以選擇一部分、全部或者選擇感興趣同主題內容由不同優秀工程技術人員多次講解;同時,也包括學生選擇哪部分主題先講,哪部分內容后講,把實習的重心移交給學生,而教師作為引領人和服務者,為學生選擇的各報告主題聯系現場既懂理論又具有相當工作經驗的優秀工程技術人員,這樣使學生在接下來的環節中具有主動性,更有興趣積極參與現場實踐過程。其次,實習期間將傳統的現場人員作報告轉變為特定主題研討會,而在空余時間安排一定次數的無主題研討會。特定主題研討會使現場工程人員和實習學生之間由常規的教與學關系轉變為知識與技術的交流與探討過程。研討會之前帶隊教師將實習礦井部分基礎資料分發給學生,鼓勵和引導每位學生為不同主題研討會認真準備問題,現場工程技術人員多從礦井生產角度對這些問題解答,帶隊老師在一定程度上從教學理論角度進行補充,工程技術人員-學生-帶隊教師三者之間進行互動,使學生自己對相關知識了解清楚,鞏固了理論知識,逐步深入分析書本理論與現場工程實際問題之間的聯系和區別,培養學生自主性和創造性。另外,無主題研討會主要針對學生對于現場資料、書本理論課程回顧過程中遇到的難點以及部分特定主題研討會過程中未涉及的問題交流和探討,結合學生需要和要求安排對應的次數,并將其貫穿于現場實習整個過程中。對于采礦工程專業的學生,工程圖紙一直被看作是采礦工程師的語言,礦井整體布置、地質構造、采煤工作面布置、巷道支護方式等在圖紙上都清楚表現出來。因此,研討會上多結合現場工程圖紙進行講解,而對于文字性的生產地質資料等,主要作為研討之前的基礎資料了解學習,進而提高研討實效性和精煉性,加強學生識圖與繪圖的能力。最后是井下實踐,井下實踐是現場實習過程中的重要環節,是所學專業課程知識、實驗室教學模型、校內實驗課程在生產現場的集中反映。在對礦井基本資料和相關圖紙熟悉的基礎上,通過井下實際觀察和與工程技術人員交流以及現場真實心理感悟,讓學生明晰設計工程圖紙的嚴謹性以及圖紙中存在的設計空間關系并實現專業理論知識、井下實物與圖紙三者間無縫對接,在此過程中,啟發學生深入思考井下現場如此設計原圖2“師生互動”過程控制實踐教學方法因、可能存在的問題以及是否有更為優越設計方案,并可將這些問題和學生思考的結果加入無主題研討會進行共同探討。
(3)現場實習后討論總結階段。畢業實習效果的總結與討論是整個畢業實習不可缺少的重要環節,既是衡量或檢驗學生畢業實習成效的核心標尺,也是總結和思考本次畢業設計成功與不足之處的教學活動,可進一步優化畢業實習各環節或具體活動,為下一屆畢業實習提供寶貴實踐經驗。將畢業實習討論總結的研討會安排在現場實習的最后階段,包括三部分:“述”、“測”和“議”。首先是實習學生講述,集中實習的每位學生進行口頭匯報,講述此次實習自己的主要收獲、對生產現場的實踐感觸以及此次畢業實習對后續畢業設計最大幫助之處(除搜集整理的礦井基礎資料外)。通過這種講述方式,不僅有利于陳述者有效整理歸納實習成果,增強個人成就感,同時對于其他學生和帶隊老師而言,也能從講述中學到很多知識。其次是考核檢測,邀請現場工程技術人員一起,讓每位學生選擇自己此次實習最感興趣或最有把握的設計部分,結合圖紙講述設計遵循的規范和原理、生產現場選擇采用現有設計的主要考慮因素以及現場應用情況,這種方式看似考核,實際上是給學生展示自己水平的機會,讓每位實習學生都充滿自信,帶隊教師和現場工程技術人員共同評分。最后是學生與教師共同議論研討此次畢業實習的成功和不足之處,是在為畢業實習畫上句號之前的一次大范圍的總結和反思。對于本次實習活動中的成功之處可保留強化,對于存在的不足之處可在下一屆畢業實習中改進和優化。
一、教師對OBE理念理解與踐行
OBE理念是成果導向的教育,基于學習成果,以學生為中心,有著明確的教育目標和具體的實現途徑[2-3]。在教育的每個環節,都滲透著結果導向。因此為了實現創建礦業工程“雙一流學科”的目標,提高本科教學質量,開展了相關OBE理念在師資隊伍環節的落實工作,具體做法如下。
(一)加強教師對OBE理念的學習
昆明理工大學國土資源工程學院(以下簡稱“我院”)通過每周四下午的全系教師學習會議,不間斷地向每位專任教師介紹OBE理念,并組織教師學習討論。與此同時我系建立了“資開家園”微信公眾號,將相關學習材料上傳,便于教師的學習。
(二)基于OBE理念的教師教學投入
OBE理念需要教師在整個教學過程中投入更多的精力,更細化地分解教學目標,更精心地進行課程設計,更科學地選用教學方法,更有效地評估學生學習成果等。為了轉變重科研、輕教學這種高校普遍存在的問題,學校、學院出臺了多項政策,鼓勵教師投入更多的精力與時間進行本科教學工作,參與教改項目,同時我院2018年對教師績效考核辦法進行修改,出臺新的《昆明理工大學國土資源工程學院教師與科研人員工作量和工作績效核定辦法》,有側重地獎勵本科教學突出的教師,解決以往教師在教學投入精力不足的問題。
(三)解決師資力量不足問題
在OBE理念下,師資隊伍作為一種極為重要的人力資本,即軟性資源,發揮了重大的作用。我院教師人數不足,特別是有多位教師面臨退休,為此自2015年至今學校通過多種方式引進適合的青年教師,加大博士后招收工作,將優秀博士后留聘我院任教。自2015年以來,我院招收了5位博士后,有3位博士后出站后留聘我校從事教學科研工作;同時引進北京科技大學吳順川研究員來我校工作;聘請德國克勞斯塔爾工業大學侯正猛教授為首席客座教授,擴展學生海外視野,將優秀的本科生輸送至國外繼續深造,培養具有國際視野的采礦工程專業學生。
二、規范教學過程
筆者認為,目前的教學模式給學生傳授的是靜態的知識,使學生產生了固定的思維。現有的教學大綱以及教學計劃,基本上是以課堂教學為中心,以專業教材為重點,以理論知識傳授為目標,其它的也是非常重要的實踐教學(實驗和實習)環節,學時往往很少,而且只是作為課堂教學的驗證手段,并非作為培養學生能力的手段。每門課程的內容過分強調系統性、完整性,理論與實踐難以溝通,甚至脫節。這種重理論、輕實踐的教學模式,其理論教學的基礎較好,但實踐性教學因設備、實習場地的不足而無法取得較好的效果,這樣培養出的人才,其實多數只是“應試型”或“知識儲存型”,很難培養出創新型人才,與企業需要存在著較大的差距。對于采礦專業的學生來說,因為學科本身的實踐性很強,僅有書本知識是難以勝任實際工作的,因此,在專業課的教學中,應注重實踐教學環節,培養學生創新思維能力,在實踐中發現問題、分析問題并靈活地解決問題。
2實踐教學的重要性
采礦專業培養的學生應德、智、體、美方面全面發展,并具有扎實的基礎知識和采礦專業知識。學生在學習高等數學、工程制圖、大學物理、材料力學、理論力學等基礎理論知識的基礎上,還要學習巖石力學、煤礦開采學、礦山機械、礦井開采設計、井巷工程、礦井通風與安全等專業基礎課和專業課。同時,在課堂教學的基礎上,配備了實踐教學的環節。學生通過地質實習、認識實習、生產實習和畢業實習的過程,才能將理論與實踐相結合,加深對礦山這個陌生環境的了解。學生通過地質實習,才能了解煤炭的形成過程、井田的地質構造及煤層的賦存狀況;通過認識實習使自己在學習專業課前對礦山有一個初步的認識;通過生產實習以使自己在學習專業課基礎上熟悉礦山的開拓系統、巷道布置、礦井生產工藝及設備配置、采區劃分、巷道支護及煤礦礦壓顯現規律等情況;通過畢業實習鞏固對礦山專業知識的熟悉程度,為畢業設計打下堅實的基礎。因此,實踐教學是培養合格采礦技術人員不可欠缺的重要一環。
3實踐教學目前存在的困難
采礦專業培養的學生應在煤礦現場發揮重要作用。多年來,西安科技大學、中國礦業大學等設置采礦專業的高等院校為國家培養了大量的煤礦科技人才。以西安科技大學為例,即便在最為困難的發展時期,始終堅持實踐教學對課堂教學的重要支撐作用。如今,煤礦效益改善了,企業對采礦技術人才的需求大幅增加,學校在學生的生源和分配方面也有了保障,但學生培養的實踐教學環節卻遇到了一定的困難。
3.1學生人數的大量增加
以西安科技大學采礦工程專業為例,2005年以前,該專業招收兩個班級近60名學生,最困難的上世紀九十年代,曾出現過招收一個班級27人的現象。2005級采礦專業招生在兩個本科班基礎上增加了一個單考單招班,2011年僅采礦本科班就達到了7個班級230人的招生規模。學生人數的快速增加,在課堂教學方面尚可得到保證,但在實踐環節上卻困難重重。而且認識實習(包括地質實習)和生產實習均在每個上半學年結束后的6月底開展,兩個年級近14個班級的實踐教學已無法在1~2個煤礦企業完成,必須有4~6個煤礦才能完成。而同時找到適合學生實習的4~6個實習地點的確存在困難。
3.2企業的接納態度
煤礦企業作為自負盈虧的生產實體,安全生產始終擺在首要位置。目前,企業不但要承擔本科類采礦專業學生的實習任務,還要面對技校及高職類院校的實習安排。同時,實習周期普遍在3~4周的時間。大量學生較長時間的現場實習,必將對煤礦的生產安排產生影響,企業普遍不愿意接受實習安排。而且學生下井沒有同企業簽定任何協議,曾出現過技校學生在礦山實習發生事故的情況,企業怕承擔責任。另外,已建及在建的新礦井住宿條件有限,通常只能安排10人左右的實習,難以保證30人左右的一個班級的住宿安排。
3.3實習資金的有限
采礦專業的學生絕大部分生源來自農村,家庭經濟情況普遍較一般。西安科技大學采礦專業認識與生產實習的經費,人均單次實習費在150元左右。教師在安排實習時,基本是靠同學及學生關系聯系實習地點,且考慮因素較多。遠的地方會顧忌到消費太高,近的地方如陜北黃陵、寧夏靈武礦有較好的地面實踐基地及井下實習條件,但相關的培訓費用太高。一般培訓一個工人的費用在1000~2000元左右,而一個學生的費用達不到50元,造成帶隊教師憑個人關系聯系一次實習后,就不好再找礦方洽談來年的實習事宜。
4解決思路
4.1實踐教學改革思路探討
4.1.1改進教學計劃,增加實踐教學環節學時專業課的教學,應當注重實踐教學環節,適當增加實踐教學學時。實踐教學的內容豐富多彩,在實踐教學過程中,展現在學生面前的東西,不是枯燥的教材知識,而是豐富的實體,它將理論學習、科學實驗以及生產實踐和科研訓練等有機地融合在一起,實現了知識與能力的檢驗、應用與更新。在校內,應加強采礦專業實驗室建設,利用各種實驗手段來滿足專業教學的需要,同時,保證實驗室對學生的有效開放,使學生通過理論知識的學習,有一個“觀察、認識、分析、綜合”的實踐過程。在校外,應切實加強實習基地的建設。
4.1.2改進教學制度,增加創新型實驗學分在教學過程中,除過一些為強化某個知識點而開設的驗證性實驗外,應鼓勵學生參與創新型設計性實驗,增加創新型實驗學分。實驗過程中,指導老師只給出實驗題目和目的,實驗過程的設計、實驗方法包括實驗儀器均由學生自己通過查閱有關資料來完成。設計性實驗能夠加深學生對科學原理、本質規律的理解和認識,能夠培養學生分析、解決問題以及勇于探索、刻苦鉆研的創新能力,同時在實驗過程中,學生可進一步加深對專業知識的學習和理解,從而達到活學活用的效果。設計性實驗還可以鍛煉學生的情感、意志和性格,使學生的思維能力、動手能力和創新能力得到充分的發揮。為保證創新型實驗教學的順利實施,應增加專業課的實驗學時,同時加大對重點專業的實驗經費投入,加強實驗室建設,保證實驗室種類齊全,儀器、儀表以及有關設備規格完整。
4.1.3改進教學方法及考試方法教學方法的問題是制約學生創新能力發展的主要原因,也是實現教學目標、落實人才培養模式、提高教育素質的主要因素。在我國,傳統的教學方法非常重視傳授書本知識,以教師為中心,以課本為重點,進行“滿堂灌”,學生只是被動地聽講,以應試為目的進行學習,老師教什么,學生學什么,甚至老師講錯了,學生也很難發現,其結果是學生學習的積極性和主動性很難調動起來,獨立思考和刻苦鉆研的精神很難發揮出來,分析問題和解決問題的能力很難培養起來,與現代社會要求創新型人才的培養目標很難一致。考試方式也存在同樣的問題,傳統的考試總是要求學生死記硬背概念、定義及公式,往往是告訴已知條件,套公式求結果,這樣的考試形式,其導向依然造成了“死讀書、讀死書”的結果,學生自主思維的能力不能充分發揮。定義、概念及公式不必要去死記,如果需用,可以去查閱;其實,實際工作中沒有那么多已知條件,為了得到某種結果,必須自己去尋找已知條件。
4.2生產實習的改革
4.2.1考慮認識與生產實習分開安排目前,畢業實習由于實習人數分散,通常是三、五個學生為一組去礦山實習,安排難度不大。對于以班級為實習主體的認識與生產實習,如果在同一時期安排多個班級,帶隊教師的安排與實習單位聯系均存在困難。可考慮將教學計劃作適當修改,將認識實習與生產實習錯開布置。如將生產實習安排在6月底,而將認識實習安排下半學年開學前一個月或安排在寒假放假前一個月內完成。
4.2.2實習周期的縮減可在學校建立小型化的模擬礦山環境,以實習周期三周為基準,學生前10天在學校學習,主要是學習及加深礦山開采的基礎知識,觀看虛擬開采現實系統,并在模擬的小型化礦山環境中操作及了解礦山生產及開采工藝等,這樣可將礦山實習時間壓縮至10天左右。
4.2.3建立穩定的煤礦實習基地設置采礦專業的高等院校,由于每年的實習由院系或帶隊教師聯系,隨著學生人數的增加和企業生產任務的繁重,頻繁的實習安排難以妥善布置。中國礦業大學在這方面走在了前列,已建立兩個穩定的實習基地。在建立穩定實習基地的問題上,學校與企業的地位是對等的,可通過相互支持與合作的方式開展。學校可在煤礦生產過程中遇到的實際問題上給予科研上的支持,企業可在學校的實習安排上提供支持,并在經費上予以減免。