采矿工程专业教学中科研与课程教学相结合探索

【摘要】分析采矿工程专业的特点及传统课堂教学中存在的问题，探讨如何将科研和采矿课程教学相结合。

【关键词】采矿工程专业科研课程教学实践

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0037-02

科研在培养高质量创新人才过程中具有多方面的重要意义和作用，有组织有计划地开展本科生科研训练是培养大学生自主学习和创新精神的有效途径。采矿工程专业是专业性、实践性和应用性极强的专业，将科研与教学相结合，让本科生参与到导师的科研项目中去，对学生理解、消化、运用专业知识有非常重要的意义。

一、采矿工程专业的特点及传统课堂教学中存在的问题

采矿专业是一个老牌的工科专业。新中国成立后，特别是从1950年开始，我国先后有30多所高等院校开办了采矿专业，在学科建设和招生规模等方面有了巨大的发展，许多高校的采矿工程专业已有半个世纪的历史。尽管历经了多次的起伏，由于矿产资源在国民经济中举足轻重的地位，采矿工程专业一直存在并逐渐发展壮大。采矿工程专业属于地矿类专业，主要研究各种矿藏的开采方法和原理。现在的采矿工程专业是一门专业性、综合性和应用性都特别强的学科，覆盖了几乎原有的地下开采、露天开采及矿井通风与安全三个学科，并要求实现煤与非煤固体矿床开采相结合、采矿与岩土工程相结合、地下开采与露天开采相结合以及采矿与机电、计算机应用、经济管理等相结合。鉴于采矿专业的特点，我们不能因循守旧，沿用传统教学方法进行教学。近年来，经过国内外采矿前辈的教学摸索和实践，逐渐形成了一条适合采矿专业教学的新思路，即将课堂教学与科研相结合的实验教学。

相对于教学与科研相结合的教学新思路，传统采矿专业课教学中存在以下问题：一是书本知识空洞乏味，学生接受困难。在专业课学习阶段，采矿工程专业所开主干专业课就十几门，新概念、新知识点繁多，学生的学习压力很大。二是学生对课程有陌生感。对采矿工程学生而言，一般是在大三接触专业课，这对从未接触过矿山的学生来说，感觉很陌生。在采矿教学中，往往老师在讲台上讲得津津有味，而台下的学生却不感兴趣，甚至出现抵触情绪。三是实习时讲的多、实践少。学校一般安排采矿工程专业的学生在大二、大三、大四分别进行认识实习、生产实习、毕业实习。形式上很合理，但是实践环节就相对薄弱，实习因种种原因困难较大，学生实践能力培养受到很大影响。这方面与国外差距很大，如莫斯科矿业大学，实习课时约占总学时的三分之一左右，我国采矿学生在本科阶段，也就10个井左右，远远不够，不足以提高学生的动手能力。四是理论联系实际的能力较差。在矿山企业一线工作，采矿专业本科生与一线工人相比，理论知识相对丰富，但缺乏在实践中运用理论知识的能力，这与本科教学手段单一、教材内容陈旧不无关系。

二、采矿课程教学与科研相结合的实施

（一）实施的原则

本科生参加科研活动能够巩固加强他们已学的专业知识，逐步培养他们的科研意识，从而提高其整体能力。但鉴于学生理论知识的局限以及他们在阅历和经验上的欠缺，在参与导师的科研项目中只能是辅助作用，依照学生的实际情况给予相适应的课题。划分课题时应注意以下原则：

1.难度适宜原则。每一项科研课题一般都由不同的部分组成，其中既有容易实现的部分，也有相对难以突破的内容。所以在吸纳本科生参与科研项目时，应先将课题按难度划分。总的原则是由学生来完成容易部分，而课题组的其他成员完成难点和重点部分。比如学生可以进行资料的搜索、数据的处理、现场的观测、实验以及一些理论的运算等方面的工作。而一些课题方向的规划、相关模型的建立、理论的假设以及规律的分析等方面的内容则应该由老师来完成。

2.有利于知识掌握的原则。传统的课堂教学方式能够在较短的时间内把知识传授给学生，但这种单向被动的教学方式很难让学生切实理解这些知识的重要作用，慢慢地就可能对学习失去兴趣，从而影响学习效果。相反让学生参与科研项目则不同。因为科研活动本身是一种在原有知识、经验、阅历的基础上进行的探索性活动，在科研工作中会直接或间接地用到之前学过的知识和积累的经验。显然让学生参与教师的科研项目，对他们知识的掌握、素质的提高以及能力的培养都是十分重要的。

3.有利于能力培养的原则。大学教育是整个学校教育过程中的最高级阶段。在吸收本科生参与科研课题时，必须加强对学生能力的锻炼。主要包括查阅文献搜集资料的能力、现场调研的能力、实验实施的能力以及科研报告撰写的能力，等等。

（二）具体实施方法

为了提高学生的专业素养及学习能力，笔者在课堂教学中逐步渗透了科研工作中所取得的成果，并穿插实例，由此来引导他们思维的独立性和专业性。笔者根据长年的教学体会并借鉴他人的教学经验，总结科研与教学相结合有以下实施模式：

1.课堂教学。主要包括以下两种：

第一，在课堂教学中进行科研指导。主要是指教师在课堂教学中有计划有步骤地进行科研方法和科研内容的介绍；把与教学内容有关的学术观点、学术动态向学生做引导性的讲解，启发学生思考；结合科研课题，让学生查阅相应文献，并进行研究性实验；鼓励学生独立选择实验题目、制订实验方案、进行实验操作，从中培养学生的科研能力。

我们结合采矿课程教学，有机穿插现场工程课题的内容，使学生掌握有关专业知识，逐步培养解决工程、科研实际问题的能力。同时课题组成员利用自身的研究成果参加了许多现场课题研究及现场技术服务，解决了矿山企业解决的生产难题，给矿山企业带来了良好的经济效益，在取得了丰富的现场的经验同时又完善了自己的研究成果，提高了自身的业务水平和理论高度。

第二，用科研实例进行讲解。为增加教学的真实感和教学效果，在讲授知识点时，应穿插科研实例进行讲解，这样不但学生易于理解和掌握，而且无形中就将学生引入科研，逐步培养他们的科研能力和创新思维。比如笔者在讲“采动影响下巷道围岩的变形规律及控制方法”时就相应地穿插了自己关于“下工作面开采对上部砌碹巷道的破坏”的研究成果，借助多媒体放映，收到了很不错的效果。

2.实践教学。在实践教学中进行科研指导，各种实验、参观、实习都是科研活动的有效形式，要引导并鼓励学生积极参与。

第一，让学生参加科研。在教学实践中，若有机会让学生参加部分科研活动，应当说是教学活动的一部分，对培养学生的科研意识和创新思维是有益的。为了使学生得到培养，笔者将自己的科研课题分成若干项让学生参与。比如笔者在“永城煤电集团城郊煤矿顶板分类及采场矿压显现规律研究”中，就把学生分组去分别辅助测定煤（岩）的容重、坚固性系数、超声波速、抗拉强度、单向抗压强度、杨氏模量、泊松比、内摩擦角、黏结力等。这些工作不需要高深的理论，只要掌握基本的原理并在教师的指导下就可以完成。而且在这个过程中，学生获得掌握知识的成就感会激发他们深入学习的兴致。

第二，积极引导校外实习，在实践中进行锻炼。为了增加实践环节，利用学院采矿工程学科的技术优势，在河南煤化集团、中平能化集团等建立了几十个科研基地，科研基地为学科的发展提供科研课题，为学生各类实习提供场地，同时也是学科的技术成果优先转化的平台。近年来，依靠科研基地，我们开展了许多研究工作，比如不稳定煤层放顶煤开采、可回收金属锚杆、松软煤层钻孔掘进等几十项课题，每年的科研经费均在千万元以上，同时一些先进科研成果也及时地在科研基地得到了推广应用，每年科研成果的转让费在200万元以上。在这些科研项目的开发过程中，年轻教师及高年级学生均有所参与，许多本科生的毕业设计、毕业论文均是在导师及现场技术人员的指导下完成的，许多同学毕业后直接去科研基地所在的单位工作，为科研基地的进一步发展奠定了基础。

总之，采矿课程教学与科研相结合，通过在课堂中穿插介绍科研，并将矿山企业第一线的生产需求及技术攻关难题推到了课堂教学的第一线。让学生参与真正的科研项目和科学实践活动，也让学生从教学中的客体逐渐变为主体，促进了教学水平和科研水平的提高，同时也能够使他们尽早融入到煤炭企业的生产实践当中，培养他们理论联系实际的能力，最终能更好地为国家能源行业服务。

（责编　黎原）