采礦工程專業教學中科研與課程教學相結合探索

【摘要】分析采礦工程專業的特點及傳統課堂教學中存在的問題，探討如何將科研和采礦課程教學相結合。

【關鍵詞】采礦工程專業科研課程教學實踐

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）10C-0037-02

科研在培養高質量創新人才過程中具有多方面的重要意義和作用，有組織有計劃地開展本科生科研訓練是培養大學生自主學習和創新精神的有效途徑。采礦工程專業是專業性、實踐性和應用性極強的專業，將科研與教學相結合，讓本科生參與到導師的科研項目中去，對學生理解、消化、運用專業知識有非常重要的意義。

一、采礦工程專業的特點及傳統課堂教學中存在的問題

采礦專業是一個老牌的工科專業。新中國成立后，特別是從1950年開始，我國先后有30多所高等院校開辦了采礦專業，在學科建設和招生規模等方面有了巨大的發展，許多高校的采礦工程專業已有半個世紀的歷史。盡管歷經了多次的起伏，由于礦產資源在國民經濟中舉足輕重的地位，采礦工程專業一直存在并逐漸發展壯大。采礦工程專業屬于地礦類專業，主要研究各種礦藏的開采方法和原理。現在的采礦工程專業是一門專業性、綜合性和應用性都特別強的學科，覆蓋了幾乎原有的地下開采、露天開采及礦井通風與安全三個學科，并要求實現煤與非煤固體礦床開采相結合、采礦與巖土工程相結合、地下開采與露天開采相結合以及采礦與機電、計算機應用、經濟管理等相結合。鑒于采礦專業的特點，我們不能因循守舊，沿用傳統教學方法進行教學。近年來，經過國內外采礦前輩的教學摸索和實踐，逐漸形成了一條適合采礦專業教學的新思路，即將課堂教學與科研相結合的實驗教學。

相對于教學與科研相結合的教學新思路，傳統采礦專業課教學中存在以下問題：一是書本知識空洞乏味，學生接受困難。在專業課學習階段，采礦工程專業所開主干專業課就十幾門，新概念、新知識點繁多，學生的學習壓力很大。二是學生對課程有陌生感。對采礦工程學生而言，一般是在大三接觸專業課，這對從未接觸過礦山的學生來說，感覺很陌生。在采礦教學中，往往老師在講臺上講得津津有味，而臺下的學生卻不感興趣，甚至出現抵觸情緒。三是實習時講的多、實踐少。學校一般安排采礦工程專業的學生在大二、大三、大四分別進行認識實習、生產實習、畢業實習。形式上很合理，但是實踐環節就相對薄弱，實習因種種原因困難較大，學生實踐能力培養受到很大影響。這方面與國外差距很大，如莫斯科礦業大學，實習課時約占總學時的三分之一左右，我國采礦學生在本科階段，也就10個井左右，遠遠不夠，不足以提高學生的動手能力。四是理論聯系實際的能力較差。在礦山企業一線工作，采礦專業本科生與一線工人相比，理論知識相對豐富，但缺乏在實踐中運用理論知識的能力，這與本科教學手段單一、教材內容陳舊不無關系。

二、采礦課程教學與科研相結合的實施

（一）實施的原則

本科生參加科研活動能夠鞏固加強他們已學的專業知識，逐步培養他們的科研意識，從而提高其整體能力。但鑒于學生理論知識的局限以及他們在閱歷和經驗上的欠缺，在參與導師的科研項目中只能是輔助作用，依照學生的實際情況給予相適應的課題。劃分課題時應注意以下原則：

1.難度適宜原則。每一項科研課題一般都由不同的部分組成，其中既有容易實現的部分，也有相對難以突破的內容。所以在吸納本科生參與科研項目時，應先將課題按難度劃分。總的原則是由學生來完成容易部分，而課題組的其他成員完成難點和重點部分。比如學生可以進行資料的搜索、數據的處理、現場的觀測、實驗以及一些理論的運算等方面的工作。而一些課題方向的規劃、相關模型的建立、理論的假設以及規律的分析等方面的內容則應該由老師來完成。

2.有利于知識掌握的原則。傳統的課堂教學方式能夠在較短的時間內把知識傳授給學生，但這種單向被動的教學方式很難讓學生切實理解這些知識的重要作用，慢慢地就可能對學習失去興趣，從而影響學習效果。相反讓學生參與科研項目則不同。因為科研活動本身是一種在原有知識、經驗、閱歷的基礎上進行的探索性活動，在科研工作中會直接或間接地用到之前學過的知識和積累的經驗。顯然讓學生參與教師的科研項目，對他們知識的掌握、素質的提高以及能力的培養都是十分重要的。

3.有利于能力培養的原則。大學教育是整個學校教育過程中的最高級階段。在吸收本科生參與科研課題時，必須加強對學生能力的鍛煉。主要包括查閱文獻搜集資料的能力、現場調研的能力、實驗實施的能力以及科研報告撰寫的能力，等等。

（二）具體實施方法

為了提高學生的專業素養及學習能力，筆者在課堂教學中逐步滲透了科研工作中所取得的成果，并穿插實例，由此來引導他們思維的獨立性和專業性。筆者根據長年的教學體會并借鑒他人的教學經驗，總結科研與教學相結合有以下實施模式：

1.課堂教學。主要包括以下兩種：

第一，在課堂教學中進行科研指導。主要是指教師在課堂教學中有計劃有步驟地進行科研方法和科研內容的介紹；把與教學內容有關的學術觀點、學術動態向學生做引導性的講解，啟發學生思考；結合科研課題，讓學生查閱相應文獻，并進行研究性實驗；鼓勵學生獨立選擇實驗題目、制訂實驗方案、進行實驗操作，從中培養學生的科研能力。

我們結合采礦課程教學，有機穿插現場工程課題的內容，使學生掌握有關專業知識，逐步培養解決工程、科研實際問題的能力。同時課題組成員利用自身的研究成果參加了許多現場課題研究及現場技術服務，解決了礦山企業解決的生產難題，給礦山企業帶來了良好的經濟效益，在取得了豐富的現場的經驗同時又完善了自己的研究成果，提高了自身的業務水平和理論高度。

第二，用科研實例進行講解。為增加教學的真實感和教學效果，在講授知識點時，應穿插科研實例進行講解，這樣不但學生易于理解和掌握，而且無形中就將學生引入科研，逐步培養他們的科研能力和創新思維。比如筆者在講“采動影響下巷道圍巖的變形規律及控制方法”時就相應地穿插了自己關于“下工作面開采對上部砌碹巷道的破壞”的研究成果，借助多媒體放映，收到了很不錯的效果。

2.實踐教學。在實踐教學中進行科研指導，各種實驗、參觀、實習都是科研活動的有效形式，要引導并鼓勵學生積極參與。

第一，讓學生參加科研。在教學實踐中，若有機會讓學生參加部分科研活動，應當說是教學活動的一部分，對培養學生的科研意識和創新思維是有益的。為了使學生得到培養，筆者將自己的科研課題分成若干項讓學生參與。比如筆者在“永城煤電集團城郊煤礦頂板分類及采場礦壓顯現規律研究”中，就把學生分組去分別輔助測定煤（巖）的容重、堅固性系數、超聲波速、抗拉強度、單向抗壓強度、楊氏模量、泊松比、內摩擦角、黏結力等。這些工作不需要高深的理論，只要掌握基本的原理并在教師的指導下就可以完成。而且在這個過程中，學生獲得掌握知識的成就感會激發他們深入學習的興致。

第二，積極引導校外實習，在實踐中進行鍛煉。為了增加實踐環節，利用學院采礦工程學科的技術優勢，在河南煤化集團、中平能化集團等建立了幾十個科研基地，科研基地為學科的發展提供科研課題，為學生各類實習提供場地，同時也是學科的技術成果優先轉化的平臺。近年來，依靠科研基地，我們開展了許多研究工作，比如不穩定煤層放頂煤開采、可回收金屬錨桿、松軟煤層鉆孔掘進等幾十項課題，每年的科研經費均在千萬元以上，同時一些先進科研成果也及時地在科研基地得到了推廣應用，每年科研成果的轉讓費在200萬元以上。在這些科研項目的開發過程中，年輕教師及高年級學生均有所參與，許多本科生的畢業設計、畢業論文均是在導師及現場技術人員的指導下完成的，許多同學畢業后直接去科研基地所在的單位工作，為科研基地的進一步發展奠定了基礎。

總之，采礦課程教學與科研相結合，通過在課堂中穿插介紹科研，并將礦山企業第一線的生產需求及技術攻關難題推到了課堂教學的第一線。讓學生參與真正的科研項目和科學實踐活動，也讓學生從教學中的客體逐漸變為主體，促進了教學水平和科研水平的提高，同時也能夠使他們盡早融入到煤炭企業的生產實踐當中，培養他們理論聯系實際的能力，最終能更好地為國家能源行業服務。

（責編 黎原）