《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐

吳仁倫+楊勝利

摘要：《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)是采礦工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，對(duì)學(xué)生從事理論研究和工程實(shí)踐具有重要意義。針對(duì)目前《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)中存在的不足，論文從題目及其分配方式設(shè)置、時(shí)間安排、設(shè)計(jì)綜合考慮意識(shí)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、成績(jī)判定、教師指導(dǎo)模式等方面進(jìn)行了調(diào)整與改革。改革實(shí)踐結(jié)果顯示，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的積極性、自主性、創(chuàng)新性、獨(dú)立分析能力及理論運(yùn)用能力均有一定程度的提高。

關(guān)鍵詞：礦山壓力與巖層控制;課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革與實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）06-0139-02

礦山壓力與巖層控制以礦山巖石力學(xué)為基礎(chǔ)，與礦山工程、采礦工藝等理論密切結(jié)合，是具有一定特色的巖層控制理論和工程實(shí)踐體系的基礎(chǔ)理論學(xué)科與工程技術(shù)學(xué)科互相交叉互相滲透的獨(dú)立分支學(xué)科[1]?！兜V山壓力與巖層控制》是采礦工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生以后從事煤礦行業(yè)理論研究和工程實(shí)踐的必備課程。課程設(shè)計(jì)是將課程理論轉(zhuǎn)化為課程實(shí)踐的“橋梁”，同時(shí)也是實(shí)踐教學(xué)和大學(xué)本科教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2-3]?！兜V山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)是采礦工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生一項(xiàng)重要的之間環(huán)節(jié)。近年來(lái)，用人單位、企業(yè)機(jī)構(gòu)反饋了采礦工程本科生在礦山壓力與巖層控制方面理論基礎(chǔ)較為扎實(shí)，但結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況和具體問(wèn)題的分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)對(duì)能力略有欠缺的整體情況。隨著信息、機(jī)械、控制等多領(lǐng)域的技術(shù)革新，《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)也同眾多理工科專(zhuān)業(yè)課程一樣，在遵循基礎(chǔ)原理的前提下，不斷嘗試改革與實(shí)踐新型教學(xué)模式，以此促進(jìn)學(xué)生在具備充足的知識(shí)儲(chǔ)備基礎(chǔ)上擴(kuò)充專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、技能水平高、多層面的實(shí)踐能力。

一、當(dāng)前課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

問(wèn)題是改革之“眼”，在《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)的輔導(dǎo)和考核中主要存在以下問(wèn)題。

1.題目及其分配方法設(shè)置相似。為了避免學(xué)生相互抄襲，現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)大綱中列出了煤層采深、煤層厚度和頂?shù)装鍘r性等18個(gè)詳細(xì)的指標(biāo)及相應(yīng)的取值范圍和選取原則供學(xué)生自行選擇，雖然實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生所選取參數(shù)雖各不相同，但是仍有極大的相似性，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙抄襲現(xiàn)象較多，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考、工作能力的培養(yǎng)。

2.時(shí)間安排過(guò)于緊迫。本科生的《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)一般安排第五學(xué)期期末（理論知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束后），設(shè)計(jì)時(shí)間為一周。學(xué)生要在較短的時(shí)間內(nèi)接受設(shè)計(jì)任務(wù)、理解設(shè)計(jì)內(nèi)容、查閱相關(guān)資料、完成相關(guān)分析和計(jì)算、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和繪制設(shè)計(jì)圖紙，難度相對(duì)較大。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，時(shí)間緊迫是造成學(xué)生相互抄襲的原因之一。

3.設(shè)計(jì)過(guò)程缺乏綜合考慮的意識(shí)。采礦工程專(zhuān)業(yè)各類(lèi)設(shè)計(jì)均不是獨(dú)立存在的，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要做到綜合考慮，兼顧各個(gè)系統(tǒng)才能保證設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性和實(shí)用性。《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)中大部分學(xué)生在設(shè)計(jì)中都難以做到綜合考慮和“瞻前顧后”，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)前后矛盾的現(xiàn)象，如：回采巷道斷面設(shè)計(jì)時(shí)未能綜合考慮設(shè)備、通風(fēng)、行人、管路敷設(shè)等情況，設(shè)計(jì)所確定的參數(shù)往往偏小。

4.學(xué)生運(yùn)用新理論、新技術(shù)、新工藝的意識(shí)不強(qiáng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新。大多數(shù)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中未能充分利用學(xué)校提供的圖書(shū)和網(wǎng)絡(luò)資源，僅僅以教材為參考資料，但由于教材自身性質(zhì)所限，不可能涵蓋本專(zhuān)業(yè)所有的新理論、新技術(shù)、新工藝以及設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，造成了學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中不易選擇合適的理論、方法及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)內(nèi)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中選用的理論、方法等基本雷同，未能結(jié)合設(shè)計(jì)題目的具體條件進(jìn)行有效分析和選擇，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)千篇一律，缺乏創(chuàng)新。

5.成績(jī)判定方式落于陳舊。以往成績(jī)判定方式主要是以學(xué)生的設(shè)計(jì)態(tài)度、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙的完成質(zhì)量為依據(jù)，忽略了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的領(lǐng)悟和掌握情況，與課程設(shè)計(jì)的核心目的不符。

6.教師指導(dǎo)模式有待改進(jìn)。課程設(shè)計(jì)教師指導(dǎo)現(xiàn)有模式為：設(shè)計(jì)任務(wù)布置—講解注意事項(xiàng)—檢查出勤情況和設(shè)計(jì)進(jìn)度—單個(gè)學(xué)生答疑—批改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙。這種模式造成指導(dǎo)教師對(duì)同樣問(wèn)題或錯(cuò)誤的重復(fù)講解與說(shuō)明，既加重了教師工作量，又增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)教師指導(dǎo)的依賴(lài)性，減弱了學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性，對(duì)綜合能力培養(yǎng)極其不利。

二、課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐

1.建立選題題庫(kù)。充分利用多年來(lái)我校采礦工程專(zhuān)業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)所積累的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程資料，進(jìn)行提煉、加工、整理，建立《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)選題題庫(kù)，并將題目根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)、埋深、采高、瓦斯等條件進(jìn)行分類(lèi)，目前已建立的題庫(kù)中包含不同開(kāi)采條件的題目達(dá)100余份。課程設(shè)計(jì)的題目采用隨機(jī)分配的方法，確保每個(gè)學(xué)生的題目不重復(fù)，而且有其特有的地質(zhì)和開(kāi)采特征。通過(guò)題庫(kù)的建立，可以實(shí)現(xiàn)《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)真正結(jié)合工程實(shí)踐，為學(xué)生提供獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件。

2.調(diào)整課程時(shí)間安排。通過(guò)綜合調(diào)研、課程設(shè)計(jì)任務(wù)分析，對(duì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)時(shí)間、開(kāi)始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在《礦山壓力與巖層控制》課程開(kāi)始的時(shí)候下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，使學(xué)生了解課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求、注意事項(xiàng)、考核要求等。學(xué)生可以先帶著任務(wù)進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在學(xué)期末再集中進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。這樣既能提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，又能提供充足的時(shí)間供學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行深入思考和分析，進(jìn)而提高課程設(shè)計(jì)的效率和效果。確保學(xué)生有充足的時(shí)間接受設(shè)計(jì)任務(wù)、理解設(shè)計(jì)內(nèi)容、查閱相關(guān)資料、完成相關(guān)分析和計(jì)算、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和繪制設(shè)計(jì)圖紙。

3.優(yōu)化成績(jī)判定方式。調(diào)整各種評(píng)判方式所占比重，制定詳細(xì)的實(shí)施方案。兼顧設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)結(jié)果，建立科學(xué)合理的課程設(shè)計(jì)成績(jī)判定體系。課程設(shè)計(jì)的目的之一是培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用于工程實(shí)踐的能力。因此，考核的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的情況，以及對(duì)理論知識(shí)的理解程度和運(yùn)用情況。原有的考核方式是遞交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的完成情況確定成績(jī)，這種方式既無(wú)法考核學(xué)生是否獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，更無(wú)法考核學(xué)生將理論運(yùn)用于實(shí)際的情況。為此，對(duì)原有考核方式進(jìn)行改革，建立“設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)+設(shè)計(jì)答辯”的考核模式，二者所占成績(jī)分值比例分別為60%和40%。通過(guò)學(xué)生答辯的環(huán)節(jié)，可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，以及準(zhǔn)確運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)的情況。

4.改革教師指導(dǎo)模式。堅(jiān)持“學(xué)生設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)為輔”的原則，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用以及學(xué)生設(shè)計(jì)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。根據(jù)題目類(lèi)型將學(xué)生劃分為3～5人一組，對(duì)題目進(jìn)行分析討論，充分激發(fā)學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)新性，通過(guò)小組分析討論分別獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。同時(shí)，利用設(shè)計(jì)教室和通訊平臺(tái)（微信、QQ、飛信群等），建立現(xiàn)場(chǎng)和在線(xiàn)兩種答疑模式，將單個(gè)學(xué)生答疑改革為集中答疑，可就設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行集中解答，從而提高指導(dǎo)效率。通過(guò)在線(xiàn)答疑平臺(tái)的建立，學(xué)生可以反復(fù)查詢(xún)答疑記錄，加深對(duì)設(shè)計(jì)難點(diǎn)的理解，指導(dǎo)教師也可有效收集學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題，及時(shí)掌握學(xué)生理論知識(shí)及實(shí)踐操作的薄弱點(diǎn)，為后續(xù)進(jìn)一步完善課堂授課和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)奠定一定基礎(chǔ)。

5.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。通過(guò)文獻(xiàn)查閱、成功案例學(xué)習(xí)、向資深教師請(qǐng)教等手段，培養(yǎng)學(xué)生資料查閱、分析問(wèn)題解決問(wèn)題等方面的主動(dòng)性和積極性。首先，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。指導(dǎo)教師先以相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究現(xiàn)狀介紹和案例分析等手段，讓學(xué)生了解到課程設(shè)計(jì)的重要性，使他們明白自己所做的課程設(shè)計(jì)并非是紙上談兵，而是對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中安全、經(jīng)濟(jì)等方面都具有重要意義的一項(xiàng)工作，激發(fā)責(zé)任感，從而促進(jìn)他們對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容深入的了解和學(xué)習(xí)的興趣。其次，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，采礦科學(xué)也是如此。因此，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中所需要用到的理論、方法、工藝等，不能僅僅局限于教材所介紹的相關(guān)內(nèi)容，而是鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)題庫(kù)中實(shí)際設(shè)計(jì)題目盡量采用新的理論、方法和工藝。這就需要學(xué)生閱讀一定的前沿科技文獻(xiàn)，從中獲取所需內(nèi)容?！笆谌艘贼~(yú)不如授人以漁”，指導(dǎo)教師應(yīng)提前教會(huì)學(xué)生查閱資料文獻(xiàn)的途徑、方法和技巧，讓學(xué)生自主地“動(dòng)”起來(lái)。同時(shí)，定期檢查學(xué)生對(duì)資料文獻(xiàn)的閱讀情況，結(jié)合設(shè)計(jì)題目進(jìn)行分析，選擇與題目相適應(yīng)的內(nèi)容運(yùn)用到設(shè)計(jì)中。通過(guò)以上能力的培養(yǎng)，基本可以培養(yǎng)學(xué)生“查—閱—析—用”的自主學(xué)習(xí)模式。

三、結(jié)論

通過(guò)教學(xué)改革，將《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)中以傳統(tǒng)的假定條件參數(shù)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦旱V企業(yè)生產(chǎn)中工程實(shí)踐數(shù)據(jù)為主，建立《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)選題題庫(kù)，并建立了一套完善的課程設(shè)計(jì)選題題庫(kù)及題目分配方法。同時(shí)，合理調(diào)整了課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系和組織模式。通過(guò)對(duì)企業(yè)具體項(xiàng)目的研究，學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的鉆研熱情、加深了理論知識(shí)的理解內(nèi)化;培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、計(jì)算和設(shè)計(jì)等能力;培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)和設(shè)計(jì)圖紙的繪制能力，更符合礦業(yè)人才培養(yǎng)的要求，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后從事煤炭工作奠定良好的基礎(chǔ)，使其能夠?yàn)槊禾渴聵I(yè)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，也可以為其他院校開(kāi)設(shè)《礦山壓力與巖層控制》課程設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

課程設(shè)計(jì)教學(xué)組織模式的改革，確立了“學(xué)生設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)為輔”的思路。教師的角色從知識(shí)的傳授者、教學(xué)的組織領(lǐng)導(dǎo)者轉(zhuǎn)變成為學(xué)習(xí)過(guò)程中的咨詢(xún)者、指導(dǎo)者和伙伴。這并非意味著教師地位與價(jià)值的弱化，相反，教師的作用和責(zé)任更加重大，對(duì)教師提出了更加全面和更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢(qián)鳴高，石平五，許家林.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[2]湯智林，韓龍君.課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的有效控制[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，8（3）：28-30.

[3]劉敦文，楊光.安全工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課研究性教學(xué)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，20（5）：157-161.