“露天礦邊坡工程”教學改革研討

孫書偉

(中國礦業(yè)大學（北京）能源與礦業(yè)學院 北京 100083)

0 引言

“露天礦邊坡工程”是采礦工程專業(yè)露天開采方向的一門重要的專業(yè)課程。[1]本課程旨在培養(yǎng)和提高學生露天礦邊坡工程基礎理論和認識水平，讓學生較系統(tǒng)地掌握露天礦的相關知識，利用相關的理論知識，分析并解決實際工程問題。從相關的教學活動及效果來看，現(xiàn)有的露天礦邊坡工程課程教學中還存在較多的問題。本文結合作者在中國礦業(yè)大學（北京）采礦工程專業(yè)近十年的露天礦邊坡工程教學經(jīng)驗，通過分析課程教學中存在的主要問題，提出露天礦邊坡工程的教學改革建議。

1 “露天礦邊坡工程”的教學概況

1.1 課程主要內容

露天礦邊坡是露天采場的邊界。隨著露天開采活動的進行，露天礦邊坡加深加大，邊坡穩(wěn)定問題貫穿于整個露天礦的生命周期，直至露天采場閉坑。為了適應露天采礦工業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)滿足行業(yè)需要的專業(yè)型人才，自20世紀90年代開始，國內部分礦業(yè)院校陸續(xù)開設了“露天礦邊坡工程”課程。通過課程學習，學生應掌握露天礦邊坡的術語和概念、基本理論和分析方法，較系統(tǒng)地掌握露天礦邊坡工程的基礎知識，正確認識到露天采礦的科學問題，能夠科學評價邊坡穩(wěn)定性，并選取合理的方法進行露天礦邊坡監(jiān)測及邊坡災害控制。“露天礦邊坡工程”課程主要內容包括露天礦的基本概念、巖體的成因類型及工程地質特性、巖體的工程分級以及強度理論、露天礦巖體結構面的調查方法、結構面統(tǒng)計和分析方法、露天礦邊坡穩(wěn)定性極限平衡分析方法、露天礦邊坡監(jiān)測手段和預警系統(tǒng)、露天礦邊坡加固措施及機理以及排土場參數(shù)的確定等。“露天礦邊坡工程”應用性和實踐性很強，本科生在學習這門課時，普遍缺乏對工程實踐的認知，以至于對課程內容難以深入理解。

現(xiàn)有的“露天礦邊坡工程”課程牽涉的學科內容多，涉及到巖土工程、材料力學、理論力學等多方面知識，課程主要內容包括露天礦節(jié)理的調查和統(tǒng)計分析方法、露天礦邊坡穩(wěn)定性評價方法、邊坡監(jiān)測手段和預警系統(tǒng)和邊坡加固措施及機理以及排土場參數(shù)的確定等。[2]所有這些內容大部分都是純粹的理論知識，難于理解和接受。因此，在“露天礦邊坡工程”的教學中，也存在課程授課內容與實踐缺乏銜接的問題。由于書本上的知識過于理論化，不能加強學生解決問題的能動性，導致學生思路局限性強，思維停留在書面，對具體工程問題的工作思路、工作方法和實際問題的對策缺乏清晰的輪廓和系統(tǒng)認識。另外，現(xiàn)有的教學過程中，“露天礦邊坡工程”相關的案例較少，露天礦邊坡特色問題的體現(xiàn)不突出，導致本科生學習的被動性很強，學生對所學知識的實用性缺乏認識，難以構建出“露天礦邊坡工程”的理論、方法和技術體系，這在很大程度上影響該課程教師的授課質量和學生的吸收效果。

1.2 教學理念

很多礦業(yè)高校“露天礦邊坡工程”的課程教學采用以教師為中心的傳統(tǒng)教學理念。由于“露天礦邊坡工程”課程內容涉及多個學科，包括工程地質、采礦工程、巖土工程、防災減災工程等，本科生很難具備扎實的知識結構，課程內容中涉及的基本概念、方法、技術、理論等對學生而言，是抽象的、晦澀難懂的。[3]現(xiàn)有落后的教學理念，不能激發(fā)學生學習的自主性和對問題進一步探索的興趣，不利于學生培養(yǎng)。

1.3 教學手段

很多礦業(yè)高校“露天礦邊坡工程”的教學采用多媒體教學并配合適當?shù)陌鍟w上，教學手段較為單調、缺乏實踐性和多樣性，學生在學習“露天礦邊坡工程”時不能被激發(fā)出濃厚的興趣，甚至由于消化不了相應教學內容而部分學生產(chǎn)生排斥情緒，非常不利于“露天礦邊坡工程”的教學。學生個體之間差異較大，學習基礎不同，現(xiàn)行教學手段很難適應特色化教學的要求。

1.4 教學考核方面

“露天礦邊坡工程”課程在考核時采用閉卷考試和平時成績相結合的方式。以筆者所在的中國礦業(yè)大學（北京）為例，閉卷考試成績占70%，平時成績占30%。閉卷考試以考察基礎理論知識的掌握、方法的使用和概念的理解為主，對實踐能力、認識和分析工程問題的能力難以開展有效考核。平時成績以出勤和作業(yè)成績、課堂表現(xiàn)為主，其中出勤占10%，作業(yè)占15%，課堂表現(xiàn)占5%。這種考核模式偏重于基礎理論知識的考核，對實踐能力的考核有所欠缺，因此，學生習慣于記憶和背誦為主進行備考。這樣培養(yǎng)出的學生很難具有實踐能力和創(chuàng)新思維，不能為學生以后的就業(yè)打下良好的基礎。因此，對“露天礦邊坡工程”課程考核方式進行教學改革是非常有必要的。

2 “露天礦邊坡工程”教學改革

2.1 不斷提升教師素質

在“露天礦邊坡工程”教學的改革中要不斷提高教師素質，提高課堂教學質量和效果。教師要全面了解包括工程地質、采礦工程、巖土工程、防災減災工程等學科與本課程相關的知識，并結合露天礦邊坡的特殊性，把更多經(jīng)典的案例、有啟發(fā)性的成果帶到課堂。

教師的講授決不是簡單的重復教材，也沒必要逐章逐節(jié)地“蓋被式”講授。教材上的哪些內容需要教師課堂上講解，哪些內容需要同學們課下自學，教師都要根據(jù)教學思路做出合理的安排。教師要多采用課前回顧的方式，以示例圖片、示意圖等為主，對“露天礦邊坡工程”知識體系中的要點進行提煉和提升，從而起到強調的效果。

要提高教師的創(chuàng)新能力，提高教師的講解水平。要加強教師的職業(yè)道德，通過對教師的師德培養(yǎng)，使教師全身心投入到“露天礦邊坡工程”的教學工作中，通過言傳身教，理論與實踐的結合，精心地講好每一節(jié)課程，對每一個學生負責。另外，老師要平易近人，利用課間等閑暇時間，多了解學生的學習情況，通過交流授課經(jīng)驗和聽課情況，整體提升授課效果。

2.2 豐富教學手段

通過豐富教學手段，能夠提高露天礦邊坡工程的教學質量，促進“露天礦邊坡工程”教學的不斷進步。具體包括以下幾點：（1）加強案例教學。可以在理論講解過程中，通過工程實例展示，提出問題，啟發(fā)學生思考，促使理論與實踐緊密相結合，從而幫助學生建立對具體工程問題工作思路、工作方法的輪廓和整體性認識。此外，案例教學可以穿插在課堂中，比如在講解露天礦邊坡巖體結構面調查時，可以將教學工具如地質羅盤等帶進課堂，安排學生測量制定的墻面等“模擬結構面”，讓學生能夠身臨其境，從而提高學生的實踐和認知能力。（2）綜合運用圖像、視頻和現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料等。講解露天礦邊坡災害時，可以向學生展示各種災害照片，通過加深學生對災害后果的認識，激發(fā)學生對災害監(jiān)測、預警以及治理等必要性的認識。講解露天開采穿孔爆破時，可以向學生播放拋擲爆破的視頻，讓學生直觀認識到爆破的規(guī)模和威力。此外，當講解巖體力學基礎知識時，可以將現(xiàn)場露天礦實際鉆探資料、鉆孔柱狀圖、工程設計、施工圖紙等基礎資料帶到課程，使枯燥、抽象的理論知識變得鮮活。（3）營造民主的教學氛圍。只有在民主的氛圍中，學生才會感到精神上的自由，才會積極主動地思考，大膽地發(fā)表個人見解，提出理論假設，并在實踐中努力求證。（4）有意識地結合所講內容穿插講授相關的學習方法。如查找文獻、閱讀文獻和利用論壇網(wǎng)站學習相關軟件，對所學知識進行探討和研究等，目的就是提高學生自學或獲取知識的能力。

2.3 加強實踐教學

“露天礦邊坡工程”課程教學，采用開放式互動的教學方式，將理論與實踐緊密結合，能夠明顯提高學生的主動思考意識，提升教學質量。基礎理論知識與實踐的緊密結合，能夠不斷提高學生“認識露天礦邊坡工程問題、采用所學習的理論知識分析問題、運用所學方法和技術解決實際問題”的綜合能力。實踐教學是培養(yǎng)學生應用能力和創(chuàng)新意識的重要環(huán)節(jié)，在露天礦邊坡工程教學的過程中強調實踐和基本理論的地位同等重要。

教學實踐表明，對于應用性的內容，采用信息量大、形象直觀的多媒體實踐性教學，效果較好；對于計算的內容，傳統(tǒng)的板書教學方式，更能條理清楚的展現(xiàn)出公式的推導過程和例題的演算步驟，教學節(jié)奏易于控制，學生更容易接受。

2.4 挖掘學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維

在露天礦邊坡工程教學中，始終加強對學生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，關鍵是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。在教學過程中將創(chuàng)新思維方法貫穿于整個教學實踐中，把“露天礦邊坡工程”的基本概念、基本理論、基本方法、前沿技術、大量的工程實例與學生的思維過程緊密結合，采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生的主動思考能力，鼓勵學生運用相關知識，從多個學科維度認識、分析和解決“露天礦邊坡工程”的普遍問題和特色問題，培養(yǎng)學生善于思考、勇于創(chuàng)新的好習慣，不斷挖掘學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維。

中國礦業(yè)大學（北京）通過對“露天礦邊坡工程”教學內容體系改革和創(chuàng)新，教學內容、教學方法的不斷完善，在一定程度上解決了知識體系與露天采礦行業(yè)需求不相符等問題，培養(yǎng)了學生的實踐能力、創(chuàng)新思維能力，而且提升了學生解決露天礦邊坡工程現(xiàn)場施工、設計、管理以及從事科學研究方面的能力，也極大地拓寬了學生的知識面。

3 結語

“露天礦邊坡工程”的教學改革與工程實踐的發(fā)展密不可分，是一個長期持續(xù)的過程。本文結合作者的長期教學實踐，通過分析露天礦邊坡工程課程教學中教學內容、教學理念、教學手段等方面存在的問題，提出豐富教學手段、加強實踐教學以及挖掘學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維等教改建議，希望能為該課程的實踐教學提供借鑒。