新工科背景下“矿山水害防治”课程教学改革与探索

［摘 要］ “矿山水害防治”是安全工程专业的一门理论知识与实际作业紧密结合且应用性极强的专业基础课。矿山水害防治具有复杂性、实践性强，地质知识运用较多等特点。以贵州矿山地质特点及煤矿企业对安全人才的需求为导向，深入分析该课程人才培养的困境及培养目标同质化的现象。结果表明：在“矿山水害防治”课程培养过程中，存在本科生与研究生培养目标同质化现象突出、培养主体参与度不高、课程设置有待提升等问题。基于上述问题，提出了导师制+校企融合的培养机制，极大地提高了学生的创新实践能力，以期培养出满足新工科建设要求的高素质复合型人才。

［关键词］ 水害防治理论与技术；实践创新；校企融合；本科生；研究生

［基金项目］ 2021年度贵州省研究生教育教学改革重点课题“服务于矿山安全高效开采的安全工程专业学位研究生培养模式探索与实践”（黔教合YJSJGKT〔2021〕011）；2021年度教育部一流本科专业建设重点课题“安全工程国家级一流专业建设”（802444234402）

［作者简介］ 郑禄林（1983—），男，贵州大方人，博士，贵州大学矿业学院教授，主要从事矿山安全与灾害防治、基础地质教育研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）43-0069-04 ［收稿日期］ 2023-12-18

引言

新工科专业是针对新兴产业而提出的，以互联网和工业智能为核心，包括大数据、人工智能、区块链、智能科学与技术等相关工科专业的升级改造。相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。现代科技发展的不断进步敦促着教育改革的步伐向前迈进，在教学培养过程中，以“教”、“学”、知识传递、教学实践、科学研究等为主的教学活动深入开展。根据贵州大学安全工程本科生与研究生的人才培养模式，该模式培养的学生与当代社会所需要的高素质、复合型人才还有所差距。人才培养模式改革首先要对每一门课进行改革创新，本科生和研究生的人才培养模式改革方向，须着眼于“双一流”高校发展建设目标，其次要紧跟新工科建设健全新经济发展人才支撑体系，借鉴“融合共享”社会交往新形态［1］。课程改革须以培养计划为主线，基于全面深化改革的思维，深入分析现有课程教学模式的不足之处，通过研讨结合多种手段，将理论与实践相互贯通，提升课程的整体教学水平，从而打造多维人才培训体系。

“矿山水害防治”是矿山安全类高校面向本科生与研究生开设的专业选修课，在此之前，学生已完成“矿山地质学”“安全工程导论”等相关课程的学习，基本掌握了矿山地质的基本理论知识和水害防治的简单方法。“矿山水害防治”课程是一门理论和实践相结合的专业选修课，涵盖基本地质知识、水害基本类型和防治理论技术等内容。但该课程存在研究生与本科生培养方案较相似的问题，与新工科建设提出的对本科生与研究生的技能、人文素养、科学能力、科研能力等要求有所差异的理念不同。该课程目标是将学生培养成理论结合实际的复合型人才，但当前的培养方式存在欠缺。

通过本课程的学习，学生能够掌握矿山地质基础知识、水害防治理论以及水害防治技术，为今后学习与本专业相关的课程奠定基础。由于“矿山水害防治”课程具有理论性强、概念数量多及抽象复杂等特点，对学生的地质基础知识及应用能力均有较高要求，因而在教学过程中，对教师及学生来说都存在较大的难度。针对“矿山水害防治”的教学现状，本文基于校企结合，对实践基地建设及导师制建立等方面进行了改革创新，以期在创新思维和实践能力培养方面取得更好的进步。

一、强化培养目标，破解同质化问题

（一）缩小课程培养效果与市场需求间的偏离程度

安全工程专业本科毕业生想达到企业的基本要求，须具有理论基础知识储备、实践动手能力、科学研究及开拓创新能力。

目前，我国本科生培养体系还不够完善，普遍存在以理论学习为主、缺少专业实践教学环节等问题，使得学生所掌握的专业知识停滞于课本、局限于课堂，不具备解决实际问题的能力，在毕业面临就业选择时，无法与社会需求有效接轨，导致毕业生苦于在所学专业领域内找不到工作，而用人单位则吐槽“招到的人不具备相应的工作能力”的现象［2］。因此，“矿山水害防治”课程的培养计划和教学内容安排要以学生为本，为学生了解本专业的社会价值、就业形势和毕业规划提供重要保证。

（二）革新课程培养方案，破解同质化问题

本科生教育须注重专业能力、综合素质和跨学科能力的培养，培养学生扎实的学科知识和专业能力，使其具备相关领域的理论基础和实践技能。通过系统的课程教学，培养学生对专业领域的理解和掌握，使其具备解决实际问题的能力；培养学生的综合素质和跨学科能力，使其具备批判性思维、创新能力、团队合作能力等综合素养。通过引入跨学科课程和实践教育，培养学生综合分析和解决问题的能力。

研究生教育应更加注重科研能力和综合素养的培养，强化以研究问题为导向，鼓励研究生参与科学研究项目和实践活动，培养其独立思考和解决问题的能力。课程教师和导师须进行实践指导，帮助研究生深入了解研究领域的新发展，并培养其创新精神和科研能力。

（三）合理嵌入课程思政，提升学生的综合素质

矿产资源产业是贵州省的支柱产业之一，然而，受多期次构造运动的影响，贵州省地质条件复杂，形成了独特的喀斯特地貌，矿山生产安全事故频发，如煤与瓦斯突出、突水、冒顶、矿山地质灾害等事故。2022年3月2日，贵州省贵阳市清镇市利民煤矿发生一起较大煤与瓦斯突出事故，事故发生后利民煤矿未按规定报告，采用违法转运遇难者尸体、销毁证据等方式瞒报事故［3］。该事件体现了煤矿负责人缺乏足够的安全生产意识，企业没有担当起社会责任，相关人员缺乏法律意识，值得我们深入思考。将事故案件引入课堂教学，选择与思政主题相关的教材和案例，根据事故报告与学生共同分析事故发生原因，使学生能够在学习过程中接触到与道德、社会责任和公民意识等方面相关的内容，同时可以引入经典文献、伦理案例、社会问题等，以激发学生思考和讨论的积极性，从而达到强化课程培养的目标，将学生培养为具有社会道德的综合型人才。

二、导师+校企融合培养机制探索与优化

2022年，我国全年各类生产安全事故死亡20 963人，其中矿山安全事故共发生367起，死亡518人［4］，造成了巨大的经济损失和大量的人员伤亡，安全生产形势严峻。贵州是我国煤炭资源较为丰富的地区之一，资源储量名列全国第五位［5］。但近年来，贵州煤矿事故仍不断发生，煤矿生产工作受到严重的威胁，其主要原因如下：贵州地质条件非常复杂，煤田地质情况难以被探明且岩溶发育良好，岩溶面积占煤田面积的60%以上［6］，属于典型的喀斯特地区。在2011—2020年，贵州发生水害事故12起，占全国同期水害事故总数的12.6%，事故发生导致伤亡的人员数量位居各省首列［7］。这些数据表明，贵州煤矿水害严重制约了贵州煤矿向前发展。

课堂是传播知识的基地，是完成本科生和研究生培养计划不可或缺的一部分，实践基地更是将理论运用到实际问题中的重要载体，可以为课程改革提供实践导向支持。在丰富的煤炭资源与频发的矿山水害背景下，将实践教学融入课程培养计划是培养学生人文社会科学素养、社会责任感、职业道德、团队合作和管理协调能力的重要组成部分［8］。为满足新工科背景下的人才培养目标，实践是必不可少的部分，通过建立实践基地、新型培养机制和反馈平台等以弥补现阶段的教学缺陷，缩小课程培养效果与市场需求间的偏离程度，培养出符合社会需求的多维人才。

（一）校企结合建立实践基地

贵州省是煤炭大省。贵州大学作为贵州高校的“领头羊”，在矿山领域培养了很多优秀的人才，拥有先进的技术方法，在解决贵州省矿山水害防治问题，培养建设贵州、面向全国的专业技术人才同样走在省内前列。“矿山水害防治”课程改革是提高专业人才培养质量、为矿山培养高层次应用型人才的有效途径。构建校外企业实习基地，能够提升学生的实践能力和教学质量。依托学校和校友资源建设校外企业实习基地，与贵州省典型煤矿和非煤矿山企业合作洽谈，为本科生与研究生提供实践实习机会。

通过与实践基地合作，可以更好地将理论知识与实践应用相结合，设计出具实践性和应用性的课程内容和教学活动。实践基地的建立可以促进跨学科的整合与合作，不同学科的教师和学生可以通过实践基地共同参与实践项目，合作解决实际问题，从而实现学科间的知识交流和融合，打破学科壁垒。学生可以在实践基地接触到实际的工程项目，运用所学知识解决实际问题，成为具有创新思维和实践能力的综合型人才。

（二）加强师资队伍建设，建立新型培养机制

聘请高水平的教师及矿山企业高级工程师为学生提供更加丰富和专业的技术指导，强化授课教师的专业素质，注重其职业发展和培养，帮助他们不断提高教学和科研能力。师资队伍须提升业务能力，这有助于学生高质量地完成实践计划，完成课程培养目标。

传统的教育模式注重理论知识的传授，而新的培养机制强调实践教育的重要性。新型培养方式有：（1）通过引入实践课程、实习、项目实践等形式，培养学生的实践能力和职业素养，使其能够将所学知识应用于实际问题的解决；（2）鼓励学科间的融合与交叉，引入跨学科的课程和综合性的实践项目，打破学科壁垒，培养学生的综合能力和跨学科思维，使其具备解决复杂问题的能力，更加注重学生创新思维和创业能力的培养［9］；（3）通过开设创新创业课程、组织创业竞赛等活动，激发学生的创新潜能，培养学生的创业意识和创新能力，使其具备创业创新能力和精神，注重学生的个性化学习和发展规划；（4）建立导师制，通过个性化指导等方式，帮助学生制订学习计划和发展目标，根据学生的兴趣、能力和职业目标提供个性化的指导与支持。

学校可设立导师制，聘请专业教师或行业专业人士作为导师，并根据学生的专业方向、兴趣和职业目标，将合适的导师与学生进行匹配，匹配导师时应考虑导师的专业背景、经验和兴趣领域，与学生的需求和发展方向相符合。导师应根据学生的需求提供个性化的指导和支持，帮助学生解决学业和职业发展中遇到的问题。建立导师制度的优势有：（1）导师可以定期通过一对一沟通交流、小组讨论、在线沟通等方式，为学生提供学术指导、职业规划、实践经验等方面的支持。（2）学校与企业可以建立合作项目，为学生提供实践机会和职业发展支持；学生可以通过参与校企合作项目，接触实际工作环境，了解行业需求和趋势。（3）学校可以与企业共同开展课程实践、实习实训、创新项目等，促进学校与企业的深度合作；可以聘请行业专业人士或企业人员担任实践导师，与学生共同参与实践项目，指导学生解决实际问题，引导学生在实践中学习和成长。同时，学校可建立学生反馈和改进机制，鼓励学生对导师指导和校企合作进行评价及反馈，定期收集学生对导师指导和校企合作的意见。通过建立导师+校企融合的培养机制，有助于培养创新能力强、职业素养高的多元化专业技术人才，在矿山企业生产作业中发挥核心作用，有望解决本课程本科生与研究生同质化率高、实践能力不强的痛点。

（三）建立企业—学校—导师—学生四元联动反馈平台

通过贵州大数据优势和教学资源平台库，开发线上模拟操作系统、线上虚拟场景模拟系统，将线上系统与实践基地相结合，促使课堂理论、实践基地和线上模拟系统三者结合构建新型授课模式，整合贵州煤矿、大数据优势与贵州大学教育平台，打造矿山线上虚拟操作系统，丰富课程授课手段，培养具有创新意识和一定国际视野的、能够分析和解决复杂工程问题的工程技术人才。

此外，建立企业—学校—导师—学生四元联动反馈平台，提供完整便捷的反馈渠道，为校外实习基地的优化和改进提供支持。通过这些措施，可以提高本科生与研究生的实践能力，满足区域对高素质人才的要求。校外实习基地是“矿山水害防治”课程校外实践培养环节的重要一环，是学校人才培养计划的重要组成部分，有利于推动校企合作的长期发展，推进“双一流”建设。

（四）探索多元化考核方式

传统的考试形式主要侧重对学生记忆和理解能力的评估，可以引入多元化的考核形式，如开展项目报告、小组讨论、实际案例分析、口头答辩等，以更全面地评估学生的综合能力、解决问题的能力和创新思维，将考核重点从纯理论知识向实践能力和项目表现转变；通过要求学生完成实际项目、实践任务或解决实际问题，考核其实践能力、团队合作能力和创新能力，以更好地培养学生的应用能力和解决问题的能力。除了专业知识的考核外，可以考核学生的跨学科能力，如创新能力、沟通能力、批判性思维和问题解决能力。