卓越工程師人才培養背景下的數字礦山技術課程建設初探*

◆王富林 楊仕教 曾晟 喻清 文霞

卓越工程師人才培養背景下的數字礦山技術課程建設初探*

◆王富林 楊仕教 曾晟 喻清 文霞

基于卓越工程師人才培養和采礦工業發展方向，結合數字礦山技術相關課程教學現狀，分析該課程開設與建設的重要性與必要性，確定課程的功能定位與建設目標，并提出課程建設的思路與方法。課程建設對于引導學生把握專業發展的前沿方向和培養學生專業綜合素質具有積極的意義。

卓越工程師；采礦工程；數字礦山技術；課程建設

10.3969/j.issn.1671-489X.2015.24.088

1 前言

高等工科教育是支撐我國產業轉型升級人才需求的重要保障。2010年6月，教育部啟動了卓越工程師教育培養計劃（簡稱“卓越計劃”），旨在培養造就大量能為走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，適應經濟社會發展需要且創新能力強的高質量工程技術人才。卓越計劃對培養學生的工程與創新能力提升到一個新的高度，力圖將工科畢業生培養成為具備現場處理、設計開發和科學研究等多重工程師能力的后備人才。

采礦工業是國民經濟的基礎行業，當前，我國采礦工業正朝著機械化、自動化、數字化開采的方向快速轉型發展。數字礦山技術在礦山企業的應用可以合理有效開發利用資源，最大限度減少和避免礦山安全事故，實現礦產資源開發與環境協調發展。進入新世紀以來，數字礦山技術逐步在礦山企業推廣應用，以礦山三維可視化為基礎的數字礦山技術將是采礦行業的發展方向，培養學生的礦山數字化理念和進行數字采礦設計的基本技能，將成為采礦工程專業教學的基本任務和目標之一［1-2］。

2 課程教學現狀

國內相關高校普遍開設了AutoCAD輔助制圖等數字采礦設計基礎課程，并有部分高校開設了GIS地理信息系統等與數字礦山相關的課程。隨后，中南大學、東北大學、北京科技大學、中國礦業大學等高校采礦工程專業相繼開設了數字礦山技術課程，但由于各校的條件和特色不同，數字礦山技術側重點和教學模式各不相同，主要分為理論教學和實踐教學兩部分，實踐部分應用的軟件也各不相同。教材方面主要有吳立新教授主編的《數字礦山技術》《數字礦山理論、技術及工程》《數字礦山技術與應用》等，且沒有專門適用的多媒體教學課件。

目前，數字礦山技術課程教學存在學時短、要求學習內容多，教學環節多、學習精力分散，實踐環節缺乏，缺乏互動等缺點，學生學習、掌握并應用的難度大，且在課程設計、畢業設計等環節的應用少。而數字礦山技術不僅是數字采礦設計的基礎，更是采礦理念的更新，因此，開設數字礦山技術課程并研究其教學方式，對于培養與現代采礦理念接軌的卓越工程師人才具有積極的意義。

3 課程開設與建設的重要性與必要性

是采礦工程卓越工程師人才培養的需要 采礦工程卓越工程師人才培養計劃的目標宗旨和評價指標對學生創新實踐能力和滿足企業需求提出明確要求，要求畢業生具有扎實的理論知識和豐富的實踐經驗，滿足礦山企業對人才的需求。結合卓越人才培養要求和采礦行業發展需求，培養具有數字采礦理念和掌握數字采礦設計的人才迫在眉睫。

是人才培養與現代采礦理念及技術接軌的需要 數字礦山技術在礦山企業的應用可以合理有效開發利用資源，最大限度減少和避免礦山安全事故，實現礦產資源開發與環境協調發展。以礦山三維可視化為基礎的數字礦山技術將是采礦行業的發展方向，而高校的人才培養則需要與社會與技術的進步緊密接軌。

是提高數字采礦設計效率，提高學生綜合素質能力的需要 根據數字采礦理念，進行三維可視化數字采礦設計能大大提高設計工作效率，降低設計的教學輔導難度，通過應用三維可視化采礦軟件進行課程設計和畢業設計工作，對于訓練學生的采礦專業素養具有積極的意義，有利于學生參加工作后盡快進入角色，快速進行數字采礦設計。

基于此，借助DIMINE、SURPAC等三維可視化數字采礦軟件，在礦物資源工程、采礦工程專業培養方案中開設數字礦山技術課程，并對課程教學目標提出明確要求，以逐步滿足卓越工程師人才培養對礦山數字化建設的需要［3-4］。

4 課程功能定位與建設目標

根據卓越人才培養要求，畢業生既要具有創新能力，又要具有實踐能力。而當前數字礦山技術的發展一方面體現在采礦理念的創新，如礦山設備的智能化、信息化、自動化、無人化開采和現代化監測監控；一方面體現在采礦設計的實踐，如利用礦業三維可視化軟件進行數字采礦設計和利用仿真軟件進行采礦優選。這就要求數字礦山技術課程緊密結合卓越人才培養要求，既要滿足理念創新，又要兼顧實踐應用。通過課程建設，進一步改進和明確數字礦山技術課程教學的新體系和新思路；將數字采礦設計應用于采礦工程專業的課程設計和畢業設計；引導學生數字采礦理念進步，實現卓越人才培養與行業發展需求同步。

5 課程建設的思路與方法

課程教學模式設計 根據數字礦山技術課程在采礦工程卓越人才培養中的功能定位，課程教學模式總體規劃為理論與實踐相結合的方式，劃分為兩大模塊：一是理論部分，著重講授礦山空間信息獲取處理、數字采礦設計、采礦模擬仿真等最新數字采礦理論與技術；二是基于DIMINE、SURPAC等平臺的數字采礦設計［5］。兩部分內容相輔相成，互為支撐。

教學內容、方式與考核方式的設計與改革

一是合理安排教學內容，實現理論教學的內容精細化與定向化，實踐部分的工程實例化；

二是選擇合理的教學方式，實現課堂教學的講授、演示、討論的有機結合，實踐部分實現演示、操作的一體化；

三是采取靈活的考核方式，綜合出勤、平時表現、課堂作業、實驗作品等因素，分段加權進行量化考核。

將數字采礦設計應用于采礦工程專業的課程設計和畢業設計 在數字礦山技術理論與實踐教學實施與改革的基礎上，改變傳統的采礦專業課程設計和畢業設計，應用三維可視化軟件進行數字采礦設計，逐步改變學生的傳統設計理念，提高其專業綜合素質。

形成多媒體課件 當前，國內高校逐步開設數字礦山技術課程，但沒有系統完整的多媒體教學課件，擬形成適用于南華大學的數字礦山技術課程多媒體課件。

6 結束語

本文探討了數字礦山技術課程開設與建設的重要性與必要性，對該課程在采礦工程卓越人才培養中的功能進行了定位，并提出根據功能定位設計合理的課程教學模式、內容、方式和考核方式，改變傳統的采礦專業課程設計和畢業設計，應用三維可視化軟件進行數字采礦設計的課程建設的思路與方法，以引導學生把握專業發展的前沿方向，為實現人才培養教育目標提供一種新的途徑。

［1］趙啟峰，石建軍，王波，等.面向“卓越工程師”培養的《井巷工程》課程改革與實踐［J］.華北科技學院學報，2014，11（12）:59-62.

［2］李偉，代少軍，陳剛.卓越工程師培養中采礦CAD課程教學改革與實踐［J］.經濟師，2014（7）:240-241.

［3］王曉紅，王政，郭亞靜，等.采礦工程專業開設地理信息系統課程的必要性及教學模式設計［J］.河北聯合大學學報:社會科學版，2012，12（4）:68-70.

［4］趙威成，祁向前，馬福義.建設數字礦山形勢下的礦山測量人才培養［J］.金屬礦山，2015（4）:238-240.

［5］劉曉明，肖厚藻，陳輝，等.DIMINE軟件在地質學教學中的應用與實踐［J］.中國地質教育，2015（1）:99-102.

Tentative Study of Construction of Course of Technologies of Digital Mine under Background of Excellent Engineer Talent Cultivation

WANG Fulin， YANG Shijiao， ZENG Sheng， YU Qing， WEN Xia

According to the program of talent cultivation of excellent engineer and direction for mining industry， and based on the present teaching situation of Technologies of Digital Mine and its related courses， the author not only analyzes the importance and necessity of those courses and determines its functional orientation and construction targets， but also puts forward ideas and methods for instructing the construction of those courses. The development of those courses has a positive signi cance on instructing students to master the researching frontier of mining and helping them promote their overall qualities.

excellent engineer； mining engineering； technologies of digital mine； course construction

G642.3

B

1671-489X（2015）24-0088-02

*項目來源：南華大學高等教育研究與改革重點項目“基于卓越工程師人才培養的《數字礦山技術》課程教學研究與實踐”（編號：2015XJG-ZD03）、“基于‘卓越工程師教育培養計劃’的礦物資源工程專業培養方案研究”（編號：2014XJG-ZD03），南華大學大學生研究性學習和創新性實驗計劃校級項目（編號：2014-08）。

作者：王富林，南華大學核資源工程學院講師，研究方向為礦產資源開采現代化；楊仕教、曾晟、喻清、文霞，南華大學核資源工程學院（421001）。