煤矿特色水文专业实践教学环节设置与改革

摘 要：实践教学由课程实验、课程设计以及野外实习等环节组成，在煤矿特色水文专业学生的能力培养过程中作用巨大，实践教学环节设置与改革主要包括实验教学体系改革、强化课程设计的教学效果、建设完备的实习基地，整体有效地推进实践性教学改革，从而形成具有煤矿行业特色的实践性教学体系。

关键词：地矿特色 水文专业 实践性教学 改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-176-02

煤矿特色的水文专业人才，要求将地下水与地表水、水资源开发与矿井防治水紧密结合起来，使之成为有机统一的整体，这就要求水文专业不能仅仅局限于地表水资源，必须和矿井地质矿井水文地质紧密结合。

目前，我国煤矿水害事故频发，矿井安全任务艰巨，矿井水害是仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害，其防治变得突出重要。煤矿安全生产要求矿井防治水专业人才必须煤矿特色鲜明，这就要求学校教育与矿井的实际需求紧密结合，不仅要求毕业生知识面广，而且要适应能力强，更重要的是专业技能扎实。

面对市场的迫切需求，本文探索从实验教学体系改革、强化课程设计的教学效果、建设完备的实习基地几个方面，进行实践教学环节设置与改革的探索，以培养学生具备防治水工程设计、施工、运行、管理等多方面的实际动手能力。

1 实践教学环节设置

科学合理的教学环节通过专业培养计划来体现和保证，在专业培养计划中保证实践教学环节的系统和规范，并切合煤矿实际需求，具有煤矿的行业特色。实践环节一般包括课程实验和实习、课程设计、专业实习等环节。

在化学、物理、水力学、水文地质学、物探等需要借助试验揭示基本原理的课程中，均安排有适量的实验课时。在学完相应专业课程以后，在培养计划中集中安排对应的专业实习，主要是专业认识实习、生产实习和毕业实习，时间分别安排在二、三、四年级。设计类环节分为针对矿井突水进行注浆堵水、矿井疏干排水、水源地的勘查和评价、抽放水试验等课程性设计和毕业设计等综合性涉及两类。另外培养计划中还安排有参与科研、大学生创业、社会调查、公益劳动等，都有一定的学分要求。

2 实验教学环节改革

实验教学是水文专业必不可少的实践教学环节，一般分为三个层次，即课程演示性实验教学、综合验证性实验教学和科研项目创新性实验教学。实验教学环节改革包括：

2.1 改革实验课程体系

专业课程的实验一般安排在对应的理论课讲授完以后进行，以验证性实验和演示性实验为主，如水文地质学基础的达西定律、抽水试验等。目前普遍存在学生多、指导教师有限、实验操作时间较难保证等问题，学生的实际动手机会受到一定限制。在特色专业培养计划中，按照实验内容的相关性及前后连续性，将几个单项内容的实验集中起来，开设成综合性实验，既保证了单项内容的实验时间，又加强知识的综合和融会贯通，拓宽了学生思维，学生动手能力的培养和训练得到有效地保证。

2.2 改革实验教学内容

各单项实验针对具体章节，不利于学生创新能力的培养，也容易造成仪器的浪费，集中开设时，整合实验内容，体现综合性和创新性，如结合实际的煤矿水害问题，识别矿井出水水源，既要有水化学常规分析，又要同位素分析，还要数学模拟，力学推导，要求必须综合运用理论知识，又要求责任心强，培养了扎实的实验技能。

2.3 改革实验教学模式

受设备限制，专业课程演示性实验较多。由于学生理解接受能力的差异，实验教学效果有待改善。针对试验中的不足，我们精心制作多媒体课件，将实验全过程演示出来，原理是什么，怎么操作，重点、难点是什么，那些地方容易出错，都一一作剖析。

2.4 完善实验设备

特色专业培养对实验设备和仪器提出了更新、更高的要求。为了保证实验开出率和效果，我们不断补充和更新实验设备和仪器。同时还想办法设计制作部分模型，通过和生产厂家紧密结合，设计制作了河间地块潜水运动、向斜盆地承压水运动实验模型和装置，直观展示了达西流实际应用的问题。

2.5 开放性实验

结合矿井实际需求，并依托教师的科研项目，我们还设计、提供开放性、研究性的实验。这种研究性实验为学生积极参与实际的煤矿项目搭建良好的科研平台，这些措施和办法，旨在培养学生分析和解决工程实际问题以及创新的能力。

3 课程设计的改革

在课程设计中，我们充分体现矿井水的资源化及水害防治这个煤矿特色。主要内容包括富水区勘查、矿井水综合利用、水害防治等。

以往，为了方便批阅，一般让全班就同一个题目开展设计，这样做存在一定不足，比如内容雷同、形式单一，存在学生相互抄袭的，教学效果难以保证。为此，我们做相应的改革，如对西北某矿水害问题做设计，先将学生进行分组，分别就水源探查、导水构造以及生态需水、水资源保护等内容拟定不同的题目，再指导学生确定设计方案，计算和绘图等工作量分解到每个小组成员，这样，整个设计有分工、有合作，较好地让每个学生得到锻炼，从而有效改善设计的培养效果。

在选题上，我们结合煤矿井的实际工程项目，采用“真题假做”甚至“真题真做”的形式，理论联系实践，充分体现煤矿特色，如东部矿区水资源评价，必须结合矿井水量大、煤泥多，酸性大的特点；西北矿区则体现绿色开采、生态保水的特点；华北型矿区则体现奥灰水的特点等。

在特色水文专业实践教学中，毕业设计是最重要的实践教学环节。煤矿企业要求特色专业毕业生能独力承担野外调查、钻探、物探、矿井地质、矿井防治水工作，因此在毕业设计中，必须培养学生的综合能力，包括分析矿井地质条件、发现矿井防治水中存在的问题并采取针对性处理。在以往的毕业设计中，存在选题雷同、内容相近、实用性不足等问题。我们通过毕业设计选题，解决了这个问题。我们的做法是，由教师从实际的煤矿科研项目中提炼，并考虑到学生的就业方向，从矿井生产中发现问题，凝练毕业设计（论文）题目，保证选题符合煤矿实际，切实要求能够培养特色专业学生的综合能力；在选题时，我们实行师生双向选择，根据学生的兴趣，一人一题，并鼓励学生到毕业后将要从事工作的煤矿企业，对实际矿井水文地质问题进行深入了解，然后和指导老师一起提炼毕业设计题目和内容。其次严格对毕业设计（论文）的管理，毕业实习和设计阶段，明确规定各阶段的任务，学生在规定的时间内应提交相关的材料，指导教师可以随时进行抽查，并认真批阅。最后还要完善考核机制，特别要注重对实习过程和设计过程的考核。

4 建设稳定的实习基地

实习基地是实践教学的关键场所，在实践教学环节中有着不可替代的作用。一个稳定、完备的实习基地不仅教学内容要丰富、代表性要好，还要具备适宜的交通、食宿、安全等条件。

目前，水文专业的实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校内实习基地依托电子、金工和测量等相关专业进行安排；校外实习基地既包括登封、周口店、云台山等世界地质公园，也包括“产、学、研”合作单位，一般设在地质队、国土资源部门、水利部门、勘探公司、煤矿等，要求各实习单位高度重视，为学生实习提供便利的生活条件，并由经验丰富的工程技术人员担任现场指导老师，学生全程参与工程项目的设计、招投标、施工生产和项目总结鉴定等相关工作。

由于地处焦作煤矿区以及太行山前冲洪积平原，地表河网密布、水井多、水位浅，校园本身就是理想的地下水实习基地，开展河间地块潜水、向斜盆地承压水等实验观测条件非常方便。焦作是全国有名的大水矿区，水害类型多，防治水工程实例丰富，是特色专业学生培养的良好基地，尤其特色专业的毕业实习和设计，学生通过半年甚至一年时间，到野外参与钻探、物探、区调或到煤矿下井进行地质编录、涌水量观测等训练，最后紧密结合就业单位的实际的矿井水文地质条件做出完整的毕业设计，教学效果良好。

（本文受河南省教育科学“十一五”规划2008年度课题“矿业特色的水文与水资源工程专业教育质量的保障机制研究”及河南理工大学精品课程“水文地质学基础”建设项目和“煤矿特色的水文水资源省级特色专业建设”项目资助。）