“雙一流”背景下礦業工程研究生課程體系建設的探索與實踐
——以內蒙古科技大學為例

吳祥業，王文才，李建偉

（內蒙古科技大學礦業研究院，內蒙古 包頭 014010)

2015年10 月，國務院印發了《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，這標志著我國高等教育“雙一流”建設迎來黃金時代[1]。隨著專業建設發展的不斷推進，建設更適合時代發展、迎合社會需求的課程體系，成為專業發展的當務之急[2]。近年來眾多學者對“雙一流”背景下，高校課程優化及課程改革進行了廣泛研究，通過多年的教學摸索與實踐，總結出了諸多的經驗和成果[3-6]。然而，地方高校在辦學條件和師資力量方面與雙一流高校還存在很大差距，使得各高校加大投入力量將優勢學科建設為一流學科，并以此成為學校辦學特色。

1.礦業工程專業學科特色及研究生培養現狀

礦業工程學科包含安全工程、采礦工程和礦物加工工程等專業。礦業工程研究生的培養旨在服務我國礦業及相關產業的發展，并培養出可以處理生態脆弱地區礦山安全、高效、綠色開采以及礦產資源綠色高效綜合利用等一系列問題的高級專業人才，課程體系建設又是培養研究生人才必不可少的環節[7]。隨著時代的發展和進步，礦業工程學科成為與工業發展同步較早出現的學科之一，礦業工程學科的發展趨勢是高產高效地實現礦產資源的綜合機械化開采，發展先進的巖體穩定和破碎理論以及支護技術，保障礦業的安全生產和礦工的生命健康，實現礦產資源的高效潔凈分選、礦產深加工、礦產綜合利用及礦山環境保護。

礦業工程專業在多年的發展中，形成了本學科獨有的學科特色，在礦業工程學科基礎上多方向發展。（一）礦山安全技術及工程研究方向緊密圍繞我國采礦工程中的“一通三防”問題，采用理論分析、實驗室樣品測試與相似模擬實驗、計算機數值計算以及現場監測的綜合研究手段，開展礦井火災災變時的通風理論與技術、礦山災害探測與防治以及礦山生態與環境治理研究等，從而為我國礦產資源的安全開采提供理論與技術保障。（二）巖石力學與工程研究方向緊密圍繞采礦工程中巖體結構特征與力學特性開展研究工作，為礦山開拓、采礦方法、工程爆破等礦山工程設計以及露天礦邊坡、排土場穩定性分析提供理論支撐。該領域以實驗室力學試驗與計算機數值模擬為主要研究手段，結合礦山巖土工程實際情況，解決巖層移動、巷道圍巖變形、采場與邊坡巖石失穩破壞、沖擊地壓、礦井突水及采空區處理等礦山工程問題。（三）采礦工藝與技術研究方向緊密結合內蒙古礦山賦存及開采特點，為開采過程中的技術選擇與工藝優化、安全高效生產提供技術與理論支撐。該領域以實驗室力學實驗、物理相似與數值模擬為主要研究手段，基于理論分析，結合礦山現場，解決露天采礦工藝優化、露天礦邊坡/排土場穩定分析、露天開采境界優化、露天爆破參數優化、地下礦開采工藝優化、礦壓顯現規律、淺埋厚煤層開采覆巖移動及其三場耦合演化機理、巷道掘進與支護技術以及瓦斯抽采巷道優化布置等礦山工程問題。（四）數字礦山與綠色開采地質保障技術方向是對復雜地質環境礦體與圍巖三維建模技術研究與應用，礦業大數據挖掘技術研究與應用，礦山智能信息系統研究與開發，生態脆弱區礦產資源綠色開采地質保障技術研究和資源與能源經濟可持續發展研究等。研究領域緊密結合綠色礦山、信息化、數字化和智能化的礦業發展理念，充分運用信息、計算機、大數據挖掘、人工智能、地質與地球物理和數字遙感等技術，為實現礦產資源的信息化、數字化、智能化和綠色開采提供有力技術支持。（五）復雜礦產資源分選工藝與理論方向緊密圍繞內蒙古復雜鐵稀土多金屬礦、復雜多金屬硫化礦和難選煤炭資源開展高效分選、加工工藝和理論研究，尤其在白云鄂博稀土、鐵選礦及其中鈮、鈧、螢石等共伴生稀有金屬和非金屬礦物綜合回收選冶聯合工藝方案方面具有鮮明的研究特色，獲得了較多的工業實踐和理論研究成果。在高灰細泥難選煤洗選加工方面也開展了大量工業化研究項目，為洗煤廠解決了實際生產所遇到的技術難題，部分成果獲得了省部級科研獎勵，此外，在復雜多金屬硫化礦浮選分離方面也取得了一些理論研究成果。該方向為內蒙古多金屬、煤炭等復雜礦產資源分選利用提供了堅實的理論基礎和工業實踐方案，為區域礦業經濟發展服務。（六）礦產資源綠色高效綜合利用方向緊密圍繞礦物材料的高效利用、加工與制備開展基礎性、應用基礎性和工業化項目研究，尤其在綜合利用白云鄂博尾礦資源、燃煤工業固體廢物資源制備高強度高性能微晶玻璃制品和硅鈣板、海綿城市建設所用泡沫磚等系列綠色建材方面具有鮮明的研究特色，部分研究項目已經實現產業化或具備產業化條件。此外，在利用煤矸石、粉煤灰等固廢制備高附加值分子篩和礦物/TiO2復合光催化環保材料制備方面也開展了深入的基礎理論研究，為內蒙古礦物材料加工制備和工業固廢循環處理提供堅實的理論基礎和工業化的利用方案。

通過多年礦業工程專業研究生的培養，培養出的研究生能夠從事科學研究、工程設計與建設、技術開發、工程管理以及教學工作，利用學校地域及學科發展優勢，本專業在生態脆弱區綠色開采技術、火災災變時礦井通風技術、褐煤提質技術、煤礦災害源探測與防治技術、共伴生礦分選、工業固體廢棄物協同利用技術、巖層移動與破壞控制技術等研究領域具有鮮明的特色和優勢。本學科已逐步發展成為內容豐富、應用廣泛、持續發展、不斷更新的科學與應用技術體系。對于我國西部地區，尤其內蒙古的礦產資源安全、綠色、高效的開發與利用，具有重大的現實意義。

2.基于“雙一流”標準的礦業工程研究生課程體系建設目標

習近平總書記強調過，教育是國之大計、黨之大計，“雙一流”建設是我國實現建成高等教育強國的必要途徑[8-9]。作為高校重點專業發展的基本要求，形成科學的研究生課程體系對培養創新型人才至關重要，直接影響著研究生教育的水平和質量，同時也是“雙一流”建設任務的重要途徑[10]。

基于“雙一流”建設標準，礦業工程專業研究生課程體系改革就是要圍繞礦業工程一流學科建設的目標和任務，培養研究生創新能力和意識、提高研究生培養質量，構建礦業工程一級學科學術型碩士研究生課程體系，創新教學內容及方法，探索前沿性、應用性課程，增加實踐類課程，完善課程評價體系。而課程體系建設的目標便是注重培養研究生良好學術道德與創新意識、扎實基礎理論和知識點、較強科研創新能力和技能，熟練的專業技能和系統的專業知識，熟悉掌握礦業工程及其相關學科領域的科技發展現狀和未來發展趨勢，增設科學研究類課程，實現科學研究和課程學習有機結合，使其能夠解決科學研究和實際工作中的現實問題；熱愛祖國、遵紀守法、學術嚴謹；具備敬業精神和倫理道德，品學兼優，身心健康。

完成“雙一流”標準課程體系建設，需重點針對高等采礦學、高等巖石力學、現代爆破理論與技術、采礦系統工程、采場礦壓控制與應用、安全科學理論、礦山安全管理理論與應用、表面物理化學、現代礦物工程、浮選藥劑原理高等傳熱學十門學位課程的教學內容、大綱進行建設。建立課程動態調整機制，對已開設的課程進行定期審查和評價，對不適應培養需要的課程及時進行調整，對質量未達到要求的課程提出改進要求，對達不到要求的停止開設。對相關教師進行培訓，成立課程團隊針對課程進行深層次的研究。重點針對礦山災害及其防治、深凹露天礦開采新技術、金屬礦開采新技術與應用、煤礦開采新理論與新技術、控制爆破技術、礦山智能信息系統、礦業大數據挖掘技術、露天礦邊坡工程、數值模擬技術、數字礦山理論與技術、彈塑性理論與計算方法、礦山災害源探測技術、人工智能與專家系統、安全檢測與監控技術、巷道礦壓理論及應用、煤礦動力災害防治理論與實踐、煤層氣開采基礎理論及應用、礦物材料加工學、礦產資源經濟學、潔凈煤技術、選礦數學模型、礦物材料現代測試技術、學術英語寫作非學位課程的教學內容、大綱進行建設。加強研究生心理健康教育、科學道德、學風建設和學術誠信教育、職業發展和創業指導教育，開設系列專題講座。加強實踐環節的課程建設，以提高研究生創新能力為目標，構建與實踐完成基于“雙一流”標準的礦業工程研究生課程體系。

圖1 礦業工程研究生課程體系

3.基于“雙一流”標準的礦業工程研究生課程體系建設課程優化

基于高等教育“雙一流”建設背景下，內蒙古科技大學礦業工程針對六大專業學科特色，特增設10門緊扣當下礦業發展趨勢、增強研究生專業技術的課程，新增課程約占原課程總數的31%。以此拓展研究生選課內容，達到優化課程的目的。

3.1 礦山安全技術及工程研究方向

為擴大采礦、安全工程專業碩士研究生的科研視野，為日后從事教學或專業技術工作奠定基礎，增設《沖擊地壓擾動加載致災理論與防治技術》課程，使學生充分掌握沖擊地壓發生的孕育條件，同時也讓學生掌握擾動加載觸發煤巖體沖擊破壞的機理。明確煤層回采中工作面承受的擾動強度特征，基于工作面擾動強度特征的沖擊地壓預測準則與防治技術。為提高安全工程專業碩士研究生的煤礦預警意識和應急能力，在應急救援現場和科研工作方面打下堅實的基礎，增設《煤礦事故應急救援與典型案例分析》課程，該課程針對煤礦瓦斯爆炸事故、煤塵爆炸事故、煤與瓦斯突出事故、煤礦水災事故、煤礦火災事故、煤礦頂板及沖擊地壓事故、煤礦其他事故，分析各種典型案例，總結事故發生后應急處置和經驗教訓，以備事故發生后及時、有效地開展災后救援。通過該課程的學習，讓學生掌握煤礦各種事故的發生以及災后的應急救援處置基礎知識，形成煤礦事故災后應急救援知識體系。

3.2 巖石力學與工程研究方向

培養采礦工程專業碩士研究生的多學科、多領域知識交融和交叉應用創新能力，增設《礦山巖體多場耦合理論及應用》通過課程學習，使學生充分了解工程擾動時地下礦山巖體所處的溫度場、滲流場和應力場相互影響和作用過程，進而掌握礦山巖體破裂過程中溫度場-滲流場-應力場耦合作用機理，為學生深入揭示深部礦山工程多場耦合作用下，采場圍巖裂隙的萌生和擴展機制，針對性提出巷道圍巖發生失穩破壞控制對策并向學生演示井下應用效果。

3.3 采礦工藝與技術研究方向

為擴大采礦專業研究生的視野，為日后從事教學或專業技術工作奠定一個廣泛的專業知識基礎，增設《放礦理論》課程的學習，使學生了解覆巖下放礦的崩落礦巖移動規律及礦石損失貧化過程，同時也讓學生掌握崩落采礦方案的優化思路及采場結構參數的確定方法。為使采礦工程專業研究生能夠在工作實踐中正確選擇和合理設計各類地下工程結構，使學生獲得地下工程結構與周圍巖土體穩定的基礎知識，為從事該領域的設計、生產、科研等工作打好堅實的基礎，增設《地下工程結構與穩定》課程，講授地鐵、交通隧道、地下室、礦山巷道等主要地下工程結構與周圍巖土體基本性能、穩定維護、失穩災害預警與控制方面的基礎理論和方法。

3.4 數字礦山與綠色開采地質保障技術方向

為了加強礦業工程研究生對礦區生態重建的基本理論、技術方法和前沿動態，特增設《礦區生態重建理論與方法》課程，使學生了解我國礦區生態重建的研究現狀及其發展趨勢，理清礦區生態重建的研究范疇和學科體系，掌握礦區生態重建的研究方法、技術手段和法規政策等。增設《礦山生態環境遙感監測與評估》課程學習，使學生充分掌握礦山遙感監測的原理、技術路線、工作流程和相關技術要點，同時也讓學生了解常規和應急監測的內容和技術路線、礦山開發信息提取的基本原理與方法、外業核查的內容與工作方法等。為學生掌握采礦活動與生態損害的內在聯系，通過采用相應的采礦手段從根本上實現西部礦區的生態減損，了解綠色開采的科學內涵及其在西部生態脆弱礦區的應用與發展前景，增設《西部礦區生態損害與綠色開采技術》課程，該課程緊扣我國西部生態脆弱礦區采動生態損害與綠色開采技術，主要講述煤炭開采導致的水資源流失、地表沉陷與地裂縫發育、以及植被枯死等生態損害，說明綠色開采的內涵、研究現狀與發展動態。

3.5 復雜礦產資源分選工藝與理論方向

為學生具備從事貴金屬選冶的基本知識和概念，增設《表面物理化學》課程，使學生掌握常用的礦物加工預處理技術，包括難處理金礦氧化焙燒預處理技術、加壓氧化浸出預處理技術和生物氧化預處理技術，并在此基礎上，掌握金礦常用的氰化浸出和非氰化浸出工藝和原理。

3.6 礦產資源綠色高效綜合利用方向

增設《礦產資源綜合利用》課程，以礦山固體廢棄物—粉煤灰、煤矸石、尾礦等—為研究對象，主要研究這些固體廢棄物的資源化利用和無害化處理技術，包括粉煤灰加工處理技術、成品粉煤灰利用技術、粉煤灰用于各種建筑材料的生產技術、粉煤灰提取有用金屬和礦物技術；煤矸石加工處理與綜合利用：包括煤矸石發電、煤矸石制磚、煤系高嶺巖加工利用與產品開發；尾礦處理與利用技術，包括尾礦處理，復墾技術、尾礦用于建材生產技術等。

4.基于“雙一流”標準的礦業工程研究生課程體系建設實踐

通過多年的學科教學與實踐積累，礦業工程專業研究生教學體系初步形成，充分利用內蒙古煤炭安全開采與利用工程技術研究中心、內蒙古科技大學礦業工程院士專家工作站、白云鄂博共伴生礦廢棄物資源綜合利用國家地方、聯合工程研究中心、內蒙古煤炭綠色開采與綠色利用協同創新中心、礦山安全與地下工程院士專家工作站、白云鄂博共伴生礦資源高效綜合利用協同創新中心、內蒙古科技大學稀土礦產資源平衡利用院士工作站等學科相關的國家（省、部）重點實驗室（專業實驗室、工程研究中心、文獻中心等）和基地等優良資源，緊緊圍繞以礦山安全技術及工程、采礦工藝與技術、巖石力學與工程、雜礦產資源分選工藝與理論、數字礦山與綠色開采地質保障技術、礦產資源綠色高效綜合利用為重點研究方向，打造學科全方位發展特色。目前，該學科已與日本東北大學、澳大利亞阿德萊德大學、韓國東亞大學、蒙古國國立科技大學等建立有校際合作關系，并開展學術交流、合作研究和學生聯合培養，將學科發展與國際接軌，為達到“雙一流”建設標準努力。

同時，依照該課程體系建設標準培養出的內蒙古科技大學本專業在讀研究生具備以下能力：一是善于把所學的理論知識運用于實踐之中，善于發現和解決實際問題；二是具備獨立思考，果斷決策和獨立完成具體工作項目的決策能力；三是具備通過語言表達個人觀點的能力，培養語言表達能力和書面表達能力；四是具備處理、協調學習、工作和生活中的各種人際關系的社交能力；五是具備科學地組織管理能力。培養效果初見成效，獲得了較好的實踐效果，研究生畢業后在各自工作崗位也有不俗表現，頗受行業好評。

基于“雙一流”標準的礦業工程研究生課程體系建設更有利于研究生的培養，有利于專業建設發展，為我國礦業行業建設輸送新鮮血液，對高校相關專業的課程體系建設產生積極的促進作用。