采矿工程专业本科教学体系改革与建设模式研究

摘  要：通过对国家发展规划以及教改政策研读，对国内外高校采矿专业本科培养目标和培养体系的对比分析，为适应当前社会对采矿工程专业人才的需求及学科发展方向，提出东北大学采矿工程专业建设特色以及培养目标改革方向，据此改革了理论、实验和实践等教学体系，注重理论教学基础，突出实践（验）教学核心，构建了地测采有机融合的实习基地，以此提高采矿工程专业本科生工程型与创新型人才的培养质量。

关键词：采矿工程；教学体系；课程群建设；实践教学；课程体系

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）01-0151-04

Abstract： In order to adapt to the current social demand for mining engineering talents and the development direction of the discipline， this study studied the national development plan and educational reform policies， and made a comparative analysis on the training objectives and training systems of mining majors in universities at home and abroad. This study puts forward the reform direction of mining engineering specialty construction characteristics and training objectives of Northeastern University. At the same time， it reforms the teaching system of theory， experiment and practice， pays attention to the theoretical teaching basis， highlights the core of practice （experience） teaching， and builds a practice base with organic integration of geological survey and mining. The purpose of this study is to improve the training quality of engineering and innovative talents for mining engineering undergraduates.

Keywords： mining engineering; teaching system; curriculum group construction; practice teaching; curriculum system

为加快推进采矿工程专业教育现代化，不断深化教育综合改革，提高本科人才培养质量，需将采矿工程专业顶层设计和实践探索有机结合，通过改革创新充分调动学校、师生的积极性、主动性和创造性，创新体制机制和人才培养模式[1-2]，构建新型的本科人才培养体系和培养模式。采矿工程专业作为传统的工科专业，对学生实践能力和创新能力的培养是人才培养中十分重要的一环。如何将理论教学与实践（验）教学有机结合，提高学生的实践（验）与创新能力，是采矿工程专业本科生实践教学改革的核心目标，也是卓越工程师培养、本科审核评估和工程教育专业认证的根本要求。

一、采矿工程专业面对的国家重大需求

矿产资源是具有不可再生性、国家战略需求的重要物质保障。伴随世界经济、工业和市场规模的持续扩大，矿产资源的开发也不断增大，世界资源短缺的问题不断显露，并将逐步成为阻碍经济发展的重要因素。与此同时，伴随矿山开采和资源利用，环境压力及伴生地质灾害等问题日益严重，给经济可持续发展带来了压力。基于现状和未来发展需要，中国对建设资源节约型、环境友好型社会提出了新的要求，并对矿产资源的可持续开发与利用提出了更高要求。切实合理开发利用矿产资源，提高资源利用效率，直接关系到我国经济社会的可持续发展，是具有战略性的重大决策。矿产资源可持续开发与利用的关键是提高矿产资源开发的效率和水平，降低能源消耗，增加社会经济效益，降低废弃物排放，降低对生态环境的影响。基于上述现实条件，实现矿产资源的可持续开发与利用必然要使用先进的生产技术，而高精尖矿业人才又决定了先进技术的程度和水平。

根据澳大利亚领先的劳动力网站“资源频道”和公关公司Market force联合发布的新研究显示，目前世界范围的矿业人才严重短缺，老龄化的技术团队和源自其他资源型国家的人才争夺战，对澳大利亚矿业发展带来了巨大压力。然而，矿业人才短缺不仅是澳大利亚面临的问题，而是全球性的问题。

国家“十三五”发展纲要重点提出加强深海、深地、深空和深蓝等领域的战略高技术部署。预计采矿工程未来发展将向以下三个方向深入。

（1）深部开采。随着浅表资源的枯竭导致世界采矿技术向深部发展，给深部采矿技术的发展带来新的机遇和挑战。目前，南非开采深度超过3 500 m的矿山主要有Kloof金矿、Western Deep Levels金矿、East Rand Proprietary 金矿（3 585 m） 和Driefontein金矿等，加拿大Falconbridge公司的Kidd Creek铜金矿开采深度为3 220 m，采用下向深孔和上向水平充填采矿，日矿石产量约7 000 t。我国许多金属矿山开采深度也已经超过1 000 m，例如：红透山铜矿开采深度超过了1 360 m，冬瓜山铜矿开拓深度1 100 m。国家实施2 000～4 000 m的深部找矿计划，一些深部矿床不断被发现。深部开采是我国未来采矿业面临的一大趋势。

（2）智能采矿。智能采矿是21世纪矿业发展的前瞻性目标，部分西方发达国家已经致力于智能采矿研发20余年。1996—2000年，加拿大Inco国际镍业公司，规划了五年的智能采矿计划，主要研究内容包括：井下移动网络、采矿过程监测与遥控系统、适合远程遥控采矿的采矿方法、智能化采矿装备及地下铲运机自动定位和导航系统，使采矿劳动生产率从2006年的3 350 t/人年，提高到2008年的6 350 t/人年；智利的Teniente矿采用自然崩落法进行开采，采用遥控出矿，采矿控制室设在地表，单一采区产量达到28 000 t/d。同时，蒙古国Oyu Tologi铜矿、巴布亚新几内亚Wafi金铜矿、菲律宾Didipio金铜矿建立智能采矿示范区。

（3）绿色开采。绿色开采技术是以经济的增长为核心，追求自然生态平衡的采矿技术。在国外，贯穿于矿山全部生命周期的基于生态和安全成本的绿色开采设计理念已经被广泛应用，在矿山废弃物综合利用、矿区土地复垦等方面，英国、美国、澳大利亚、德国、匈牙利和波兰等开展了卓有成效的研究工作。在中国，早在2003年，绿色开采的理念就被提出，并且政府部门也出台了多个法规促进绿色采矿的实施。

二、国内外采矿工程专业建设现状分析

随着国际上采矿工业的发展需求变化，国外许多高校采矿工程专业亦在不断地调整与变革，并随着矿业工业化和信息化发展，不断探索和改革采矿工程专业教学体系和模式。澳大利亚采矿工程专业教学形式多样，设置多种学位和课程，涵盖矿山行业所需所有专业领域和层次。德国采矿工程专业设置面较宽，采矿专业学生不仅要求学习各种矿产的开采知识，还要学习矿山建设、经济管理、企业管理等知识，强调学生的动手能力，现场工程实践学习时间长达几个月，培养学生实践操作能力。美国和加拿大在采矿工程专业教学中，课内学时较少，偏重实践应用，引导学生积极思考、主动学习，鼓励学生发展个性、敢于创新[3]。夏季学期通常不设课程，方便学生到矿山企业实践和参观访问。

随着我国经济建设的发展，特别是改革开放之后，对采矿领域的理论研究成果向生产力的转化极为重视，自此采矿工程专业教育开始迅速发展。中国矿业大学、北京科技大学及中南大学等全国著名高校，积极恢复和重建采矿工程专业学科，在学科建设中大力借鉴国外先进经验，不断改革和完善培养模式和培养体系，为我国矿业发展奠定了基础。

中国矿业大学的采矿工程本科专业在前三学年为集中教学，大四学年分为4个专业方向，即地下开采、露天开采、通风与安全和工业工程分别培养，其培养目标为：培养能在固体矿床开采特别是煤炭开采和岩土工程领域从事生产、施工、管理、设计及科学研究等方面的高级工程技术人才。此外，该校积极探索创新人才培养模式，包括主辅修培养模式、卓越工程师培养模式、孙越崎学院拔尖人才培养模式、本-硕（博）连读培养模式、应用型人才培养模式、国际合作培养模式等，形成了多样化、开放性的人才培养体系，满足了学生个性化发展需要和社会多样化的人才需求。中南大学的采矿工程专业目前已经拓宽为采矿与岩土工程专业，人才的双向流动得以实现，坚持卓越性、创新性、个性化和国际化等人才培养原则，从通识教育、学科教育、专业教育和个性培养四方面出发，不断增强学生的学科前沿意识、开放意识和国际意识，为社会输送勇于担当的高素质科技领军人才。北京科技大学通过主干学科（力学、矿业工程）、主要课程、科研实践等建设，培养具备固体矿床开采的基本理论和方法，具备采矿工程师的基本能力，能在采矿领域等方面从事矿区开发规划、矿山设计、矿山安全技术及工程设计、监察、生产技术管理及科学研究的高等工程技术人才[4-5]。

通过对中国矿业大学、中南大学、北京科技大学等高校采矿工程专业培养目标、课程体系、毕业要求等方面对比分析发现：（1）中国矿业大学利用教师教学水平及科研能力，不断提高和更新教学内容，尤其是专业课教学内容要求每年更新10%，即每年有10%左右的课时为本科生讲授最新研究动态和科研成果；全面推广本科生导师制；加强实践基地建设，创立虚拟实验室，实现实践教学与理论教学并重，吸引大学生积极参加“大学生科研训练计划”，建立基于创新能力培养的教学管理与质量保证体系；（2）中国矿业大学、中南大学为采矿工程本科生就业及学科发展考虑，在课程设置里有意识增加岩土工程的课程内容，增加采矿本科毕业生就业机会；（3）中国矿业大学、中南大学和北京科技大学三所院校均重视实践教学，增加实践教学比重，但与国外采矿学生教育相比，其实践课程比重和培养学生动手能力方面还有一些差距；中国矿业大学尽管增加了许多工程实践教学比重，但相比国外还是差距较大。

东北大学采矿工程专业现行专业实践教学体系以科学实验—课程设计—专业实习—毕业设计为主线，保障各环节实施的规章制度也均已形成，体系结构已较为完善。但毕业生专业实践能力尚不能满足用人单位的需求，校内招聘会上用人单位对采矿工程本科生的评价亦多为理论知识丰富，但到工作岗位上能力欠缺，根本原因在于实践教学质量有待提高。

三、采矿工程本科培养目标改革

针对采矿工程专业存在专业课程分散，核心课程不突出（专业课程共有42门），存在同一门类课程重复开课或部分内容重复现象，学科基础类课程所占比重偏低（毕业要求学分仅占11.84%）；实践教学体系薄弱，实验教学空间严重不足，实验设备陈旧、数量不足，现场实习经费不足，时间偏短，矿山企业缺乏指导积极性，实习流于形式；教学质量不高，存在部分教师上课不认真，敷衍等现象，教学模式陈旧，以“教”为主，方式单一，学生学习缺乏兴趣和积极性，主动学习能力差，缺乏有效的教学过程质量监控机制、毕业生反馈机制及社会评价机制等问题。提出相应的采矿工程专业建设目标：（1）突出教学中心地位，回归人才培养核心功能；（2）以专业认证和审核评估为契机，改革和完善专业人才培养体系，建立以学生为中心，以目标（结果）为导向的OBE人才培养模式，完善评价体系和机制，形成对教学全过程持续改进的良性循环机制；（3）以培养目标为指导，以毕业要求及其指标点为目标改革课程体系，精简课程，突出专业核心课程和主干课程，加强学科专业基础和专业知识；（4）注重专业实践和创新。完善由课程设计、课程实验和现场实习组成的实践教学体系，增加创新实验训练（3D打印）；大力建设本科实验教学平台，努力建成采矿工程国家级实验教学示范中心；（5）建立教学过程质量监控机制、毕业生反馈机制、社会评价机制及学生学习激励机制等，形成完善的本科人才培养体系。