［摘 要］ 圍繞采礦工程（非煤）專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的工程能力、道德責(zé)任、溝通合作、終身學(xué)習(xí)四項(xiàng)要求，通過研判學(xué)生在礦山地質(zhì)、井巷工程和采礦學(xué)等方面的知識(shí)儲(chǔ)備，以采煤背景知識(shí)架構(gòu)、煤礦開采基本概念理解、礦井開拓及工作面回采等重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)掌握為目標(biāo)，通過對(duì)教師科研項(xiàng)目中金屬礦山開采案例的要點(diǎn)剖析，對(duì)比分析煤礦開采的特點(diǎn)，總結(jié)提煉已有課程資源，融合流程動(dòng)畫演示、物理模型聲光電演示系統(tǒng)、案例視頻等現(xiàn)代教學(xué)手段，強(qiáng)化學(xué)生工程能力，拓寬學(xué)生的采礦視野，樹立安全保障、綠色與科學(xué)高效開采的理念，以大采礦的思維應(yīng)對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)、工程設(shè)計(jì)和管理、科研等方面的問題。通過三輪的小班教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生課堂參與度逐步提高，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果良好。

［關(guān)鍵詞］ 采礦；非煤專業(yè)；案例剖析；教學(xué)實(shí)踐

［基金項(xiàng)目］ 2022年度華北理工大學(xué)校級(jí)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（碳中和專項(xiàng)）“煤礦與安全相關(guān)課程的雙碳元素挖掘和案例建設(shè)”（T-L2258）；2021年度河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下采礦工程專業(yè)課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)機(jī)制的構(gòu)建與實(shí)施”（2021GJJG220）；2022年度華北理工大學(xué)校級(jí)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（碳中和專項(xiàng)）“雙碳背景下采礦工程專業(yè)建設(shè)與改革研究”（T-ZJ2203）

［作者簡介］ 劉建莊（1976—），男，河北唐山人，工學(xué)博士，華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院副教授，主要從事礦井掘進(jìn)與支護(hù)研究；劉鑫明（1980—），男，河北唐山人，工學(xué)博士，華北理工大學(xué)應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院講師（通信作者），主要從事礦井水文地質(zhì)與工程地質(zhì)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）34-0017-04 ［收稿日期］ 2023-04-28

一、課程概述

“采煤概論”是華北理工大學(xué)面向采礦工程專業(yè)（非煤方向）本科生開設(shè)的選修課程，在金屬礦山開采認(rèn)知的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)采煤方法與工藝、礦井準(zhǔn)備及開拓方式、煤礦災(zāi)害防治技術(shù)等基本知識(shí)，旨在進(jìn)一步豐富學(xué)生的采礦知識(shí)，拓寬其專業(yè)視野，樹立安全、科學(xué)及高效采礦的理念。通過課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解我國煤炭資源開發(fā)歷史與現(xiàn)狀，對(duì)煤的形成過程和工業(yè)用途有所認(rèn)知，理解煤礦開采的專業(yè)術(shù)語和基本概念，掌握主要采煤方法和綜合機(jī)械化開采工藝，能闡明準(zhǔn)備方式的技術(shù)區(qū)別和特點(diǎn)，了解煤礦五大災(zāi)害的致災(zāi)機(jī)理、災(zāi)害前兆及治理措施。

“采煤概論”課程以課堂教授為主，結(jié)合科研工程案例分析和模型展示，充分利用新媒體、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行授課，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)比金屬礦山與煤礦開采方法、工藝的異同，兩種開采技術(shù)學(xué)習(xí)互為補(bǔ)充，融會(huì)貫通，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力［1］。該課程共24學(xué)時(shí)，其中22學(xué)時(shí)為課堂講授，2學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)。課程資源涵蓋中國礦業(yè)大學(xué)“采礦學(xué)”國家級(jí)精品課、真實(shí)科研案例、動(dòng)畫以及生產(chǎn)一線視頻等；教學(xué)硬件包括現(xiàn)代化礦井模型、煤層群開采模型、采煤支架模型等。課程組成員由1位副教授、2位講師構(gòu)成，教師畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、中國礦業(yè)大學(xué)等煤炭院校，先后承擔(dān)過“煤礦開采學(xué)”“采礦學(xué)基礎(chǔ)”“礦山地質(zhì)學(xué)”“礦井設(shè)計(jì)”等煤礦類課程，參與過“煤礦與安全”國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)，“基于新工科建設(shè)的采礦創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”等教研項(xiàng)目。

二、采礦工程專業(yè)學(xué)情背景和痛點(diǎn)

（一）學(xué)情背景

華北理工大學(xué)采礦工程專業(yè)1958年開始招生，建學(xué)伊始直至1992年煤礦開采方向的學(xué)生培養(yǎng)一直較為系統(tǒng)，后因煤炭行業(yè)不景氣導(dǎo)致該方向停招10年，2006年為適應(yīng)人才培養(yǎng)的新形勢(shì)重新開設(shè)煤礦開采方向，2008年“煤礦與安全”國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)過程中，該方向的課程建設(shè)、教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面有了長足進(jìn)步。期間“采礦學(xué)Ⅱ”改為“煤礦開采學(xué)”，曾被評(píng)為校級(jí)精品課，為“采煤概論”課程建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2018年后，因?qū)I(yè)學(xué)生規(guī)模減小，采煤方向至今未開出，采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方向主要以金屬和非金屬固體礦山開采的基本理論、方法與工藝為主，煤礦開采相關(guān)教學(xué)任務(wù)主要以“采煤概論”選修課的形式開出。

授課對(duì)象包括采礦工程專業(yè)方向的以升班、綜合教改班和普通班，年開出率在1～2個(gè)班，以小班授課為主。前修課程為“礦山地質(zhì)學(xué)”“巖石力學(xué)”“采礦學(xué)”等。

（二）學(xué)情痛點(diǎn)

經(jīng)過三年課程的教學(xué)實(shí)踐和總結(jié)，課程組成員通過課間師生談話、就業(yè)研討、教學(xué)問答、課程組教學(xué)反思等方法，基本掌握了教學(xué)對(duì)象的普遍學(xué)情痛點(diǎn)問題，主要有以下幾個(gè)方面。

1.課程學(xué)習(xí)興趣普遍不足。隨著學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量的提升和招生規(guī)模的擴(kuò)大，采礦工程專業(yè)的生源地不再以偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村為主。生源信息統(tǒng)計(jì)顯示，約有55％的學(xué)生來自經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的中東部城市和城郊接合部，家庭經(jīng)濟(jì)情況完全能夠支撐學(xué)習(xí)及生活開銷，艱苦專業(yè)的“吸引力”下降，導(dǎo)致第一志愿報(bào)考率低，調(diào)劑錄取到采礦工程專業(yè)后仍然缺乏專業(yè)認(rèn)同度，學(xué)習(xí)興趣不濃厚，自卑情緒蔓延，欠缺專業(yè)自豪感和艱苦奮斗精神，甚至以“挖礦專業(yè)”與“和尚專業(yè)”調(diào)侃自己。傳導(dǎo)至“采煤概論”課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，加之煤礦安全事故的負(fù)面影響，多數(shù)學(xué)生不能深入認(rèn)知煤炭行業(yè)狀況，從事該方向的專業(yè)前景不明確，獲取學(xué)分往往成為選修該課程的唯一目的。

2.灌輸式的被動(dòng)教學(xué)方法有待改進(jìn)?！安擅焊耪摗闭n程內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)、專業(yè)術(shù)語多、覆蓋領(lǐng)域廣、圖紙空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)范規(guī)程要求嚴(yán)，加之學(xué)時(shí)僅為24學(xué)時(shí)，課程組新開“采煤概論”時(shí)，在情景式、混合式、PBL、翻轉(zhuǎn)課堂等特色教學(xué)方法應(yīng)用中，存在情感傳遞、技術(shù)及互動(dòng)資源不足等問題，不能在有限學(xué)時(shí)內(nèi)高效達(dá)成學(xué)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)和難點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)。在授課方式上，以教師講授為主的方式不能適應(yīng)“三學(xué)”教育新理念，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的課堂參與度不夠，效率低，經(jīng)常出現(xiàn)教師唱“獨(dú)角戲”的狀況，導(dǎo)致出現(xiàn)教學(xué)上的冗余或者不足，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果［2］。

3.課件資源建設(shè)有待提煉和更新。校級(jí)精品課“煤礦開采學(xué)”課程建設(shè)過程中積累了大量的動(dòng)畫、視頻、案例等課程資源，建設(shè)有現(xiàn)代化的聲光電物理模型，可為“采煤概論”課程建設(shè)提供豐富的教學(xué)資源。然而，“煤礦開采學(xué)”作為采礦工程專業(yè)煤礦開采方向的專業(yè)核心課，學(xué)時(shí)為64或72學(xué)時(shí)，“采煤概論”與之相比，授課對(duì)象不同、學(xué)時(shí)不同、專業(yè)方向的知識(shí)積累有所差異。如何將較為詳細(xì)、深入的課程資源概化并精練到“采煤概論”課程中，是課題組一直摸索探討的教學(xué)工作。近三年，因采煤方向教學(xué)實(shí)踐減少，多學(xué)科交叉融合不足，課程組對(duì)新型采煤技術(shù)和裝備案例的更新較為片段化，部分綠色開采、智能開采的相關(guān)技術(shù)尚存爭議，資源更新進(jìn)度相對(duì)較慢［3］。

三、教學(xué)反思與創(chuàng)新

（一）教學(xué)反思

1.行業(yè)背景下的興趣培養(yǎng)?？鬃诱f過“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，愛因斯坦說過“興趣和愛好是最大的動(dòng)力”?！安擅焊耪摗闭n程學(xué)習(xí)的興趣培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)高效課堂教學(xué)的關(guān)鍵。根據(jù)對(duì)授課對(duì)象的調(diào)查顯示，學(xué)習(xí)興趣不高的主要原因是對(duì)煤礦行業(yè)的認(rèn)識(shí)較為膚淺，教學(xué)方式難以喚起學(xué)生的興趣，不能以專業(yè)廣度和深度認(rèn)識(shí)行業(yè)前景、職業(yè)出口及科研前景［4］。針對(duì)上述問題，課程組在“采煤概論”的首堂課“煤礦開采概述”中注重背景詳解，從采礦意義到煤炭開發(fā)現(xiàn)狀，再到煤炭與現(xiàn)代生活的相關(guān)性，外延煤礦開采的安全與環(huán)境問題，既不過度美化采煤行業(yè)的重要性，避免學(xué)生產(chǎn)生抵觸心理，也不回避采煤行業(yè)存在的現(xiàn)實(shí)問題，引導(dǎo)他們深思專業(yè)發(fā)展的方向，循序漸進(jìn)中使學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣和熱情。

2.案例教學(xué)興趣培養(yǎng)。課程組積極構(gòu)建典型案例，如對(duì)唐山礦業(yè)歷史的點(diǎn)評(píng)教學(xué)效果極為優(yōu)良。作為近代中國工業(yè)的搖籃，唐山因“煤”而興，開灤在中國近代工業(yè)史上創(chuàng)造了諸多第一，因地域情懷而感染學(xué)生，因行業(yè)榮光而激勵(lì)學(xué)生，在家國情懷的教學(xué)互動(dòng)互思中實(shí)現(xiàn)共鳴。通過走進(jìn)歷史深處，回應(yīng)現(xiàn)實(shí)關(guān)切，傾聽未來呼喚，讓學(xué)生深刻認(rèn)知煤炭行業(yè)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展，形成主動(dòng)學(xué)習(xí)、自覺學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，從而提升采礦工程能力，培養(yǎng)專業(yè)道德責(zé)任，貫徹“崇術(shù)重用、服務(wù)地方”的辦學(xué)理念。

（二）教學(xué)創(chuàng)新

1.教學(xué)資源整合提煉與更新?！安擅焊耪摗闭n程教學(xué)中，學(xué)生常常把已有的金屬礦山開采知識(shí)套用到煤礦開采中，煤礦巷道空間關(guān)系、生產(chǎn)系統(tǒng)流程、名稱分類、礦井災(zāi)害征兆等與金屬礦山存在較大差異，相關(guān)知識(shí)也一直是教學(xué)中的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。在課程建設(shè)中，通過對(duì)“煤礦開采學(xué)”中已有的煤礦安全視頻庫、動(dòng)畫庫、漫畫圖片整合，將其中契合“采煤概論”課程的資源提煉出來，進(jìn)行適用學(xué)時(shí)的刪減更新，開展了大量的視頻片段剪輯、流程修訂、圖片精選工作。同時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)搜集、院校交流、網(wǎng)絡(luò)收集等方式更新充實(shí)，逐步形成了一套適用本課程的多媒體教學(xué)資源。例如，在教學(xué)實(shí)踐中，通過立體示意圖展示復(fù)雜巷道系統(tǒng)的空間關(guān)系，通過動(dòng)畫流程演示生產(chǎn)系統(tǒng)線路，通過趣味漫畫展示災(zāi)害征兆，學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到煤礦開采需要結(jié)合具體的地質(zhì)情況和開采環(huán)境［5］。通過資源的整合與更新，直觀、簡潔地將教學(xué)意圖呈現(xiàn)給學(xué)生，極大提高了有限課堂上的信息捕獲量，學(xué)生的注意力大為集中，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)的理解與掌握更為輕松。

除多媒體教學(xué)資源外，依托專業(yè)培養(yǎng)要求，借助兩輪次的教育部教育教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，課程組建設(shè)了包括現(xiàn)代化礦井模型、液壓支架模型、放頂煤模型、煤層群開采模型等物理演示模型，模型具有聲光電演示功能，可將礦井全貌透明地展示給學(xué)生。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，結(jié)合教師講解和學(xué)生研討答疑，較好完成了走向長壁、傾斜長壁兩種采煤法的知識(shí)傳授，利于將采掘銜接規(guī)劃、礦井安全設(shè)施布置等知識(shí)要點(diǎn)系統(tǒng)講解給學(xué)生。為提升學(xué)生的參與度，要求學(xué)生以手繪工程圖紙方式提交實(shí)驗(yàn)作業(yè)，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的巷道空間架構(gòu)能力、采礦圖紙繪制和識(shí)讀能力，教學(xué)效果反饋良好。

2.課程知識(shí)點(diǎn)交叉鞏固?！安擅焊耪摗苯虒W(xué)內(nèi)容中，涉及礦井地質(zhì)、井巷掘進(jìn)、礦井開拓等知識(shí)及采煤方法的概念和分類，即與修學(xué)的其他課程存在交叉關(guān)聯(lián)。為避免前后內(nèi)容的機(jī)械割裂和“知識(shí)孤島”的形成，課堂教學(xué)中對(duì)其他課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)入與回顧，既鞏固了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，又鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，將“學(xué)而時(shí)習(xí)之”和“終身學(xué)習(xí)”的思政要點(diǎn)融入課題教學(xué)過程中，促使學(xué)生不斷更新知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、錘煉理論聯(lián)系實(shí)際的能力［6］。例如，在煤礦地質(zhì)和礦圖部分，將煤層三要素和走向、傾向表征意義進(jìn)行設(shè)疑式交流講解，在掌握學(xué)生對(duì)于非煤地質(zhì)知識(shí)學(xué)習(xí)狀況的基礎(chǔ)上，鞏固煤礦地質(zhì)知識(shí)的學(xué)習(xí)成果，利于靈活調(diào)整后續(xù)學(xué)時(shí)的占用比重。又如，在煤礦工程地質(zhì)圖方格網(wǎng)要件的講解中，坐標(biāo)、礦圖比例、指北針及字頭方向在教材中并未明確如何判定及設(shè)置，但這部分內(nèi)容既是工程圖件識(shí)讀的重要能力，又是礦圖的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于采礦工程專業(yè)的學(xué)生尤為重要，課程組根據(jù)多年工程經(jīng)驗(yàn)給予詳解，知識(shí)點(diǎn)雖小但能力鍛煉的意義重大，學(xué)生學(xué)習(xí)的新鮮感油然而生。

3.全時(shí)段、全方位的人才培養(yǎng)工作。作為采礦工程專業(yè)教師，肩負(fù)著為國家礦業(yè)發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀人才的使命?！安擅焊耪摗闭n程教學(xué)應(yīng)該站在人才培養(yǎng)的高度，既要做好采煤知識(shí)培養(yǎng)的“經(jīng)師”工作，又要做好塑造學(xué)生的靈魂、厚植學(xué)生的愛國主義情懷，引領(lǐng)學(xué)生的價(jià)值觀、成才觀、擇業(yè)觀的“人師”工作，全面培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)型人才［7］。課程組秉承將人才培養(yǎng)的大事做好、課堂教學(xué)細(xì)節(jié)做精的理念，利用課內(nèi)外各種機(jī)會(huì)全時(shí)段、全方位地與學(xué)生交流研討，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，糾正負(fù)面情緒，以對(duì)采礦工程事業(yè)的執(zhí)著和熱愛去感染學(xué)生，積極為學(xué)生推介專業(yè)崗位和高層次導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，拉進(jìn)了師生距離，活躍了課堂氛圍，提升了教學(xué)效果。

結(jié)語

“采煤概論”作為采礦工程專業(yè)（非煤方向）培養(yǎng)方案中拓展知識(shí)模塊的選修課，課程建設(shè)基于“礦山地質(zhì)”“井巷工程”“采礦學(xué)”等課程的知識(shí)儲(chǔ)備，遵循教育規(guī)律和學(xué)時(shí)分配要求，研判學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚、多媒體教學(xué)資源分散、被動(dòng)學(xué)習(xí)等痛點(diǎn)問題。以興趣培養(yǎng)為先導(dǎo)，以“學(xué)生為主體、學(xué)為主、學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)”的“三學(xué)”教學(xué)理念為指導(dǎo)，切實(shí)做好課程案例建設(shè)和多媒體教學(xué)資源的整合提煉與更新，注重先后所修課程的知識(shí)點(diǎn)交叉鞏固，站在人才培養(yǎng)的高度，實(shí)現(xiàn)課時(shí)內(nèi)外全時(shí)段、課堂內(nèi)外全方位的人才培養(yǎng)。通過三輪的小班授課教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生課堂參與度逐步提高，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果良好。

參考文獻(xiàn)

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Teaching Practice of Introduction to Coal Mining under the Professional Background of

Non-Coal Mining

LIU Jian-zhuanga， LIU Xin-mingb， WANG Sheng-chuana， SUN Guang-huaa

（a. College of Mining Engineering， b. School of Emergency Management and Safety Engineering，

North China University of Science and Technology， Tangshan， Hebei 063210， China）

Abstract： This teaching practice follows four aspects required in the goals for mining engineering training （non-coal mines） including engineering ability， moral obligation， communication and cooperation， and lifelong learning. The practice pays more attention to the study and judge of knowledge reserve concerned with mining geology， sinking and driving engineering and mining. To master the vital and basic background knowledge of coal mining is the objective based on framework of background knowledge， understanding of basic concepts， mine development and mining on working face. Some mining cases of metal mines from teachers’ scientific research projects are dissected in the process， so do contrastive analysis of mining characteristic and refined course resource. Also， some modern teaching approaches are effectively used like flow chart of animation showing， demonstration system of sound and photoelectric model and case videos. Enhancing engineering ability and expanding mining view to students run through the whole process to help students set up philosophical concept on safety assurance and green and high-efficient mining， learn to grasp big mining for solving the problems triggered from major study， engineering design and management， and scientific research. After three round small class teaching， students’ participation is progressive step by step， and the teaching result is good both on theory and experiment.

Key words： mining; non-coal mines; cases analysis; teaching practice