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智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体系重构探究— 以贵州工程应用技术学院为例论文

发布时间:2023-08-01 11:19:54 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘要:文章以贵州工程应用技术学院为例,首先分析了采矿工程专业实践教学现状,然后阐述了智能化开采 背景下采矿工程专业实践教学体系重构的意义,接着说明了智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体系 重构的思路, 最后提出了智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体系重构的策略。

  关键词:实践教学体系,采矿工程专业,智能化开采

  在我国能源结构中占据重要地位的煤炭在促进国 民经济发展与维护国家能源安全方面功不可没,其合 理开发与高效利用离不开高校培养的采矿工程专业应 用型人才做出的巨大贡献。随着“四个革命、一个合作” 能源安全新战略的全面实施、煤炭产业与智能化技术 的逐步融合,我国煤炭资源已进入智能化开采阶段,这 就对以煤矿企业为主要就业面向的采矿工程专业应用 型人才的培养目标及质量提出了巨大的挑战[1]。应用型 人才作为一种独立的、特殊的人才类型,其培养模式与 素质要求必然具备一定特点[2]。在培养注重知识应用及 技术创新的采矿工程专业应用型人才过程中,专业知 识、工程能力及综合素养的高质量获取依赖于相应的 实践教学环节,换言之,实践教学质量的高低对采矿工 程专业应用型人才的培养质量起着决定性作用[3-4] 。同 时,实践教学质量又会受到实践教学体系是否合理、教 学条件是否具备、教学师资是否胜任实践教学任务等 诸多因素的影响,且影响程度在不同类型高校中又存 在较大差异[5-7] 。尤其是欠发达地区的高校往往财匮力 绌,因实践教学条件匮乏而导致实践教学仅流于纸面 的现象较为普遍[8-9]。

  贵州工程应用技术学院(以下简称“我校”)地处 黔西北的毕节市, 自 2005 年合并组建并升格为本科 高校以来,人才培养层次的改变使学校的办学定位随 之发生变化,学科专业也发生了较大调整,其中采矿 工程就是学校开设的第一个工科本科专业。为适应和 满足学校办学定位、煤炭行业技术变革及地方经济社 会对矿业工程技术人才的动态变化需求,采矿工程专业人才培养目标已由开办之初的模糊状态逐步明晰 并确定为应用型人才的培养,然而实践教学效果对人 才培养目标的支撑力不足、毕业生就业竞争力偏弱的 问题日益突出。基于此,笔者拟以我校为例,分析采矿 工程专业实践教学现状,进而在智能化开采背景下探 究采矿工程专业实践教学体系的重构。

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   一、采矿工程专业实践教学现状

  实践教学体系作为我校采矿工程专业应用型人 才培养体系的重要组成部分,其架构的合理性与实施 的有效性是影响人才培养质量的关键因素。然而现有 实践教学体系拼凑现象突出,教学目标不明确,教学 内容与考核方式单一,在层次性、逻辑性、系统性方面 存在明显缺陷。此外,实践教学实施过程中的“质”和 “量”存在严重不足,使应用型人才须重点培养的工程 实践能力与创新能力严重弱化,教学目标难以实现。具 体来说, 主要包括以下四个方面的问题。

  (一) 实践教学体系与煤炭工业现阶段人才需求不 匹配

  随着“四个革命、一个合作”国家能源安全战略逐 步实施,煤炭行业供给侧结构性改革持续推进,煤炭 工业步入高质量发展阶段,相应地,人才需求也发生 了深刻变化。煤矿智能化作为该阶段煤炭工业发展的 核心技术支撑,注重多专业的交叉融合,所需人才不 仅需要具备采矿工程专业知识与技能,而且还要具备 人工智能、信息工程、软件工程、机器人工程等专业的 相关知识与技能。然而目前采矿工程专业仍然沿袭着 煤矿机械化、自动化开采阶段的实践教学体系,且存在突出的同质化现象,这势必导致学生的知识、能力 与工业发展人才需求脱轨。

  (二) 实践教学条件难以支撑实践教学的高效实施

  当前服务于采矿工程专业应用型人才培养实践 教学的重要载体主要包括校内实验室和校外实习基 地。校内实验室主要有采矿技术模型实验室、矿井通 风模拟实验室、岩石力学实验室、矿山压力与岩层控 制实验室及 CAD 机房等,然而绝大部分实验室的属 性功能决定了实验教学的形式以教师讲解、学生参观 为主,实操机会少,致使学生主动思考动力不足,故专 业知识理解不透彻、动手能力偏弱和创新意识不强等 问题普遍存在,实践教学效果往往无法达到预期目 标。在校外实习基地建设与实践育人方面,绝大多数 煤矿企业顾忌学生实习期间的安全及对生产带来的 负面影响,共建实习基地的意愿极不强烈,目前我校 仅与 1 家煤炭企业签订了合作框架协议,且实践教学 功能的发挥极其有限。实习基地数量少且合作不深 入,造成采矿工程专业实践教学体系中重要的认识实 习、生产实习和毕业实习都无法按照教学计划保质保 量地开展,往往只能通过私人关系渠道临时联系煤矿 企业且以“煤矿一日游”的方式实施。当煤矿企业接待 能力及其他条件满足时,学生可能会下井参观一次, 否则就只能在地面工业场地进行参观,导致实践教学 过程无法落到实处。整体来看,现有校内相关实验条 件的相对欠缺和校外实习基地资源条件的极度匮乏, 严重制约着实践教学的“质”和“量”,这已成为当前实 践教学中存在的一大“硬伤”。

  (三) 实践教学师资力量明显不足

  从现有采矿工程专业教师的教育经历来看,绝 大多数教师是从高校毕业后直接走上岗位的,缺少 现场工程实践经历或经历时间较短,从而缺乏实践 教学必备的现场工程实践经验与工程素养,以至于 在实践教学过程中显得力不从心。从师资引进环节 中的业务考查指标上来看,学校关注的重点在于应 聘者的学历背景及科研成果的数量,而忽略了工程 背景、科研成果质量及其转化方面对应用型人才培 养的积极作用,从而导致师资队伍的实践教学能力 与实践教学质量提升幅度不大。此外,从教师个人的 教学过程和业绩方面来看,相当一部分教师过分关 注高教系列职称评审条件和学校的科研考核指标, 重理论教学钻研而轻实践能力培养的心理根深蒂 固,挂职锻炼意愿不强、参与度不高,进而导致实践 教学水平停滞不前,对学生实践能力提升的推动作用显得疲软无力。

  (四) 实践教学相关支撑体系尚未全面完善

  相关支撑体系的合理性与完善性是实践教学体 系科学构建与高效实施的重要保障。然而如前文所 述,采矿工程专业未形成科学合理的人才培养过程与 质量监管、评价机制,一方面使专业建设与实践教学 体系改革缺乏足够的动力和压力,另一方面容易造成 实践教学过程处于监管盲区和实践教学评价结果失 真,不仅会诱发教师思想上的懈怠,进而导致实践教 学质量下降,而且会使学生对评价结果的公正性产生 怀疑,进而影响学生的心理健康和学习动力。校内实 验室与校外实习基地的建设规划与管理体制若缺乏 前瞻性、科学性与规范性,则不利于资源的整合和利 用,导致实验条件优化的针对性不强,校企合作的层 次低、稳定性差,从而削弱学生获取实践能力与工程 素养的效能,最终势必会造成应用型人才培养质量与 煤矿企业用人需求间的鸿沟难以逾越。概言之,无法 完善科学的师资引进标准和业绩考核与评价指标,会 使师资队伍的实践教学综合质量驻足不前,从而无法 为应用型人才培养质量的稳步提升提供持续、有力的 人才支撑。

  据上所述,造成我校采矿工程专业实践教学效果 不佳的原因是多方面的、深层次的。因此,为了全面增 强学生的工程实践能力,从根本上提高我校采矿工程 专业应用型人才的培养质量,就必须对实践教学体系 予以彻底重构。

  二、智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体 系重构的意义

  在煤炭工业全面进入高质量发展时期、煤炭开采 技术已进入智能化开采阶段的背景下,对我校采矿工 程专业实践教学体系进行重构具有重大的现实意 义。重构实践教学体系既能满足煤矿智能化开采阶 段对采矿工程专业高质量应用型人才的用人需求, 又是我校职能充分发挥与采矿工程专业快速发展的 “催化剂”。

  (一) 实现人才培养质量与用人需求的高度吻合

  采矿工程专业实践教学体系的重构应始终贯彻 OBE 理念,明确实践教学目标与人才培养目标均源于 煤矿智能化开采背景下的用人需求,并确保人才培养 质量与岗位能力需求无缝对接,这样就可有效降低企 业的人才培养成本,且有助于增强企业与学校间开展 合作交流的意愿,并拓展合作的深度,进而为人才的 高质量输出打下坚实的基础。

  (二) 实现实践教学目标与理论教学目标的有机融合
由于实践教学目标与理论教学目标均根植于采矿工程专业人才培养目标,故实践教学体系与理论教 学体系的构成单元与体系架构虽然存在较大的差异, 但是最终的目标是一致的,即都是以相应的课程为载 体,按照既定的进度计划,采用不同的教学方式,使学 生获得基础知识、工程实践能力及素养。同时,在重构 过程中充分考虑到二者间的关联性、逻辑性,便能实 现二者目标的有机融合,使毕业要求与采矿工程专业 人才培养目标得到的支撑更加有力。

  (三) 实现学生成长成才与学校育人使命完成的有 机统一

  重构实践教学体系时,学生的需求与学习成长规 律在教学目标确定、教学过程实施、教学结果评价等 环节中均能够得到足够尊重与充分体现。因此,在实 践教学的强有力支撑下,采矿工程专业学生毕业要求 能够顺利达成,即使学生在毕业时获得相应知识、工 程能力与综合素养,并为个人的专业成就与职业发展 奠定坚实基础,这有助于学生成长成才,同时学生成 长成才也是采矿工程专业发展与学校育人使命的最 好见证与考量结果。

  三、智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体 系重构的思路

  为破解煤炭行业发展新形势、新阶段、新需求下 我校采矿工程专业实践教学存在的难题,必须重新审 视用人需求变化,积极探求实践教学体系重构思路, 进而制定出相应策略。

  选择先进的教育理念、明晰重构思路是进行实践 教学体系重构的第一步,也是实践教学体系重构成功 的关键。基于 OBE 理念重构采矿工程专业实践教学 体系的总体思路如图 1 所示。

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   首先,应搞清楚实践教学是为谁服务这个问题。 对采矿工程专业应用型人才培养来讲,实践教学环节是实现其毕业要求与人才培养目标的关键组成部分, 即实践教学体系必须以采矿工程专业具体的人才培 养目标为服务对象。换言之,人才培养目标这一服务 对象对实践教学体系的要求是明确的、无条件的,即 实践教学各环节必须围绕人才培养目标的实现这一 根本任务来开展。在弄明白上述问题的基础上,便可 制定出相应的实践教学目标。

  其次,以人才培养目标为引领,基于既定的实践 教学目标,谋划设计出达成实践教学目标所需的各大 构成单元(实践教学条件、内容及方式等) ,即形成一 套完整的、初级的采矿工程专业实践教学体系,简称 为初级实践教学体系。

  最后,以实践教学目标的顺利实现为根本出发点, 对初级实践教学体系的实施过程及其效果予以科学 评价,进而依据评价结果对初级实践教学体系中的各 个构成单元开展针对性的改进工作,即通过持续改进 实践教学的相应环节,不断优化和完善采矿工程专业 实践教学体系,最终形成服务于既定采矿工程专业人 才培养目标要求的实践教学体系。然而一旦利益相关 者的需求发生变化,需要及时调整和优化原采矿工程 专业人才培养目标时,则要根据新的人才培养目标重 构采矿工程专业实践教学体系。

  上述采矿工程专业实践教学体系的重构思路是 OBE 理念在实践教学体系重构中的具体应用,即采矿 工程专业实践教学体系是基于“成果导向”“学生中心” “持续改进”理念的深度融合而反向设计形成的[10]。

  四、智能化开采背景下采矿工程专业实践教学体 系重构的策略

  对于我校来说,基于采矿工程专业实践教学体系 重构思路,要切实以提高采矿工程专业人才培养质量 为目标,重点围绕采矿工程专业的实践教学目标、实 践教学内容与方式、实践教学条件(含师资队伍、实验 室与实践基地、相关保障体系) 等方面,扎实推进采矿 工程专业实践教学改革。

  (一) 依据变化的人才需求优化与完善实践教学目标

  实践教学目标作为重构实践教学体系的“指挥 棒”,其合理性与精准性直接决定了实践教学体系的 可行性与可靠性,因此,实践教学目标的确定至关重 要。依据采矿工程专业实践教学体系重构思路可知, 采矿工程专业实践教学目标必须沿着“各方需求—人 才培养目标—毕业要求—实践教学目标”这条主线依 次确定。即在全面分析学校办学定位、学生的个人发 展现状、毕节市经济社会与煤炭工业发展等各方需求

  的基础上,率先确立智能化开采背景下采矿工程专业 人才培养目标(具体刻画出该专业所有毕业生的就业 领域及 5 年后预期能取得的职业和专业成就) ,然后 围绕基础理论知识、工程实践能力与人文科学素养等 方面,制定出明确的、可衡量的且对人才培养目标具 有高效支撑作用的采矿工程专业毕业要求(该专业学 生毕业时应具备的相应能力) ,最后依据采矿工程专 业毕业要求确定学生通过实践教学培养环节应获得 的相关能力,即实践教学目标。

  (二) 基于实践教学目标反向设计教学内容与方式

  实践教学内容与方式务必围绕实践教学目标的 顺利实现来设计与实施。在实践教学内容设置方面, 采矿工程专业应注重实践教学内容与工程背景的紧 密结合、实践教学内容与理论教学内容的渗透性和关 联性、各部分实践教学内容相互间的逻辑性与层次 性。基于此,结合理论教学内容及其结构安排, 对实践 教学环节中实验项目的类型(分为演示型、综合型和 设计型三个层次) 、实习类型(认识实习、生产实习、毕 业实习) 、实践教学的时长与进度计划、各级(国家级、 省级和校级) 大学生创新创业训练计划的内容(创新 训练项目、创业训练项目、创业实践项目) 等进行充分 论证,以确保实践教学内容来源于工程实际的比例适 中。在实践教学方式方面,要针对具体的实践教学条 件、教学内容与形式、学生学习成长规律等,充分运用 相应的实践教学条件、以学生为中心的教学理念及现 代信息技术,形成具有鲜明特色的实践教学方式。归 根结底,实践教学内容与方式的改进与完善,要有利 于激发学生的求知欲,有利于深化学生对基础知识的 理解,有利于强化学生的工程意识,有利于培养学生 的工程实践能力与素养。

  (三) 针对实践教学目标改善实践教学条件

  鉴于采矿工程专业实践教学目标的顺利实现离 不开师资队伍、实验室(实习基地) 、相关保障体系等 实践教学条件的必要配置及其相互间的协同作用,故 积极建设与改善实践教学条件也是实践教学改革的 重要一环。实践教学师资队伍建设方面,引进教师时 既要关注其矿业类专业的教育背景,又要关注其是否 拥有煤矿企业工作经历;通过政策引导或业绩考核等 手段激发实践教学教师前往煤矿企业挂职锻炼或参 与科研研究的兴趣与活力,持续提高专职教师的工程 实践能力;积极聘请煤矿企业工程技术人员作为兼职 教师,逐步建成一支由专职教师与兼职教师共同构成 的满足应用型人才培养需求的高水平实践教学教师队伍。实验室(实习基地) 建设方面,要合理整合现有 实验室,充分挖掘其育人效能;科学谋划实验室建设 发展规划,积极申报实验室建设经费,规范实验室管 理体系与运行机制;主动对接煤炭行业与企业,开展 深度合作,增强煤矿企业的协同育人意愿,借助企业 资源优势,建设一批稳定、高效的实习基地,扎实推进 校企协同育人模式。其他相关保障体系方面,要建立 健全实践教学过程、效果、毕业生等全过程、全方位的 跟踪、监控、考核与评价机制,并使其结果与持续改进 机制实现无缝对接,切实做到及时、持续改进,从而为 实践教学目标和应用型人才培养目标的顺利实现保 驾护航。

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  五、结语

  实践教学是培养采矿工程专业学生工程实践能 力与素养的关键环节,在专业人才培养体系中发挥着 不可替代的作用。在煤矿智能化开采背景下,采矿工 程专业实践教学体系面临巨大挑战。为此,本文结合 我校实际情况,在深入剖析实践教学现状及其重构意 义的基础上,科学谋划并制定出煤矿智能化开采背景 下采矿工程专业实践教学体系的优化与重构思路,指 出了应重点围绕实践教学目标、实践教学内容与方 式、实践教学条件来重构实践教学体系,这对我校采 矿工程专业实践教学体系重构具有一定的指导意义。

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  [9] 李金波,许兴亮,李永武,等.西部地方院校实验教学示范中心建 设实践与探索[J].实验室研究与探索,2021.40(3):235-238.242.

  [10] 郑大锋, 陈砺,王秀军.OBE 工程教育理念与化工专业实践教学 体系研究[J].实验技术与管理,2017.34(5):154- 157.160.
 
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