教育管理采矿工程论文

2022-04-20

教育管理采矿工程论文篇1：

地理空间信息技术支持下采矿工程专业实践教学的改革研究

【摘要】针对采矿工程专业面临新的挑战和发展机遇的问题，本文以国家“卓越工程师教育培养计划”为契机，依托地理空间信息技术，对采矿工程专业的实践教学内容体系进行了优化与重组，探索了全球定位系统、遥感和地理信息系统三种技术支撑下的采矿工程全过程优化的研究方案，并在此教学研究与改革过程中，强调坚持围绕质量意识、精品意识和成果意识来推动采矿工程专业的发展，从而达到提升采矿工程专业学生行业应用能力的目的。

【关键词】采矿工程；实践教学；教学研究与改革；地理空间信息技术

1 引言

采矿工程专业是培养具备矿业工程学科的宽厚基础知识和专业基本技能，能在金属、非金属、化工和能源等行业从事矿物安全高效开采的科学研究、技术开发、行政管理、文化教育、项目规划与设计、基建施工和生产经营等方面的工作，适应社会主义市场经济发展的高级工程技术人才［1］。它具备很强的实践性，在本科的四年培养过程实践教学包括实验、实习、设计等实践环节。武汉理工大学是首批列入国家“211工程”重点建设的教育部直属重点大学，采矿工程是学校211工程重点建设和发展的优势学科，拥有矿业工程一级学科博士学位授权点、2个二级学科博士学位授权点、1个博士后科研流动站、1个湖北省重点实验室。经过50余年的建设与发展，本学科总体实力进入国内先进行列，已成为促进我国矿业工程领域技术进步和高层次人才培养的重要基地。

但是，随着采矿技术的不断革新与发展，传统采矿工程工艺已经产生了巨大变化［2］。特别是随着地理空间信息技术应用的深入和渗透，它作为数字矿山的基础核心技术，由全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）三部分组成，简称“3S”技术，已经在矿山开发的多个工艺环节得到应用，发挥了重要作用，取得了积极的效果［3］。因此，有必要对采矿工程专业的实践教学培养体系进行相应的调整优化，以适应生产的需要。

2 指导思想

以地理空间信息技术为核心提升建设传统采矿工程专业，把采矿工程专业办成从事固体矿床开采的“大采矿”专业，培养“适应能力强、实干精神强、创新意识强”具有国际竞争力的新型采矿工程“三强人才”。即在确保现有理论课时总体平衡的前提下，以专业实践教学内容改革为核心，根据国家对采矿学科的要求和采矿科技发展状况，按照“宽口径、厚基础”的“大采矿”模式，对专业实践教学内容体系进行整体优化和重组，课程中要充分反映地理空间信息技术对采矿工程全过程的支撑作用。新的实践教学体系既要吸取先进采矿国家采矿专业课程体系优点，又要结合我国采矿业的实际情况，具有前瞻性和实用性。同时，在这个过程中兼顾我校另外与采矿工程关联度较高的一级学科——安全工程的发展，形成我校采矿工程明显的安全特色。

3 实践教学内容优化方案

3.1 基于全球定位系统的优化方案

GPS系统作为一个空基无线电卫星导航定位系统，它利用空间卫星和对应的接收机为全球提供全天候高精度的三维坐标、三维速度和时间，共七个指标时空信息，地球表面和其上方任何地点都可以以无源方式接收并用于定位导航，主要由空间导航卫星、地面监控站和用户设备三部分组成［4］。国内外已经将GPS技术用于露天矿开采设备的跟踪、调度、控制，同时在矿山的高陡边帮、排土场等区域的地质灾害监测与预警也得到了充分应用。以全球定位系统为核心，辅助全站仪和数字水准仪，搭建数字矿山智能导航与实时监测实验平台，对“矿山测量”、“矿山提升与运输”、“矿床露天开采”、“爆破工程”等课程的实践内容进行优化设计。通过智能化的测量机器人、三维激光扫描仪、GPS定位系统及其配套软件，在基础层次上要求学生独立完成矿山地形、开采进度及现状、井巷等工程测量，并在此基础上进行测量数据的处理等；在更高级层次上，则通过矿山设备定位与跟踪实验、运输调度系统设计与优化实验、钻孔设备钻进导航实验，拓展并提高学生独立完成矿山设备调度、运输系统优化、安全监测与预警、开采量估算等能力。

3.2 基于遥感技术的优化方案

遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术。它是应用人造卫星、飞机或其他探测仪器，不与探测目标相接触，从远处收集地物目标的电磁辐射信息，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术［5］。国内外已经将遥感技术用于露天采矿活动的动态监测，可全面掌握矿产资源的开发利用现状。以遥感影像数据处理为核心，搭建矿山环境卫星遥感监测实验平台，对“矿山测量”、“资源数字化技术”、“地质学”、“矿业技术经济学”、 “资源与环境”等课程的实践内容进行优化设计。通过高分辨率遥感影像的解译和模式识别，将其同PSInSAR、GPS和GIS进行有效集成，形成多源遥感数据矿区环境与灾害信息精准监测实验教学体系，设计高光谱和高空间分辨率数据矿区植被退化、尾沙、废矿堆积等多参数遥感精准提取实验，GPS、PDA、RS和远程数据传输集成的矿区野外巡查系统开发综合实验，以及矿业扰动区地质灾害和生态环境变化监测与预警综合实验。在教学实践过程中，重点是针对国家关注的矿产资源违法采矿和破坏性开采，以及由此造成的滑坡、崩塌、地面沉降、地裂缝等地质灾害和植被退化等生态环境破坏重大问题，培养学生对矿业活动引发的地质灾害和生态环境的多源遥感精准监测技术与提取的实际操作能力，有助于学生形成预报预警实时化、自动化的思维，提高非法采矿监测和国家重点矿山管理的技术水平。

3.3 基于地理信息系统的优化方案

地理信息系统是由计算机系统、地理数据和用户组成，通过运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理等任务所需要的各种地理信息的技术系统。国内外已经将地理信息系统技术用于矿山生产的安全开采及监测管理中。以地理信息系统为核心，结合虚拟仿真技术，搭建矿山虚拟与数字化拓展实验平台，对“资源数字化技术”、“岩体测试技术”、“爆破工程”、“矿山设计原理”等课程的实践内容进行优化设计，结合我校已经购买的SURPAC和3DMine软件，通过三维虚拟仿真环境，升华露天开采课程设计、地下开采设计、工程设计数字化训练、毕业设计等教学实践环节。要求其掌握矿山数字化和可视化的方法，建立矿山地质数据库、矿体块体模型和实体模型；达到拓展学生数字化设计能力、三维视景空间理解能力，提高学生矿山数字化意识目的。

4 实践教学相关措施

在利用地理空间信息技术对采矿工程专业实践教学进行优化过程中，我们坚持围绕着强化质量意识、精品意识和成果意识，强化优势和突出特色来展开，并以此推动采矿工程专业的整体发展。

以学生创新项目形式激发学生参与实践教学兴趣。结合我校每年设立的开设创新性设计实验、大学生科研创新计划项目等构建创新的实践教学体系，包括教学观念的调整、实践教学内容的改革和创新以及实验技术和手段的改革和创新。

以不同层次实验类型布局强调实践教学侧重点。将实验分为验证性实验、设计性实验以及综合性实验。验证性实验在理论教学课时内进行，设计性实验和综合性实验按课群单独开实验课。课程设计提倡以实际系统为主，硬件设计和软件程序设计并重。

以教师队伍的建设切实提高实践教学质量。坚持主讲教师是实验教学的第一责任人的制度。主讲教师根据实验平台的建设实际，负责相关实验或实验课程内容的设计和实验大纲的制订，并且承担至少一个班的实验教学任务；实验指导教师负责相关实验教学的实施，主讲教师和实验教师密切配合，共同完成实验教学任务。

5 结束语

采矿工程专业属于应用型工科专业，随着科学技术的发展，必将面临着新的挑战和发展机遇，要求必须能切合生产需要，将新型科技手段同传统采矿问题进行交叉，不断革新采矿工程本科教学的实践教学体系，从而使学生对矿山开采过程的规划、设计、施工及经营管理和工矿企业的安全环境检测与监测、安全监察与管理、安全设计与生产、安全教育与培训等方面的能力有整体的提高。

参考文献

［1］吴浩、袁艳斌、黄解军等. 复合型新专业毕业设计模式的研究与实践［J］. 高校教育管理，2007，1（4）：86-89

［2］邵登陆、岳宗洪. 采矿系统工程的发展现状与新趋势［J］. 中国矿业，2008，17（9）：99-102

［3］吴立新、殷作如、钟亚平. 再论数字矿山：特征、框架与关键技术［J］. 煤炭学报，2003，28（1）：1-7

［4］刘基余. GPS卫星导航定位原理与方法［M］. 北京：科学出版社，2008，1-35

［5］褚进海、彭鹏、李郑等. 遥感技术在矿山遥感调查与监测中的应用［J］. 安徽地质，2009，19（3）：194-199

基金项目：湖北省教学研究项目《矿物资源工程专业课程数字化建设与实践》（编号：20070096），主持人：池秀文。武汉理工大学教学研究校级重点项目《行业背景下GIS卓越工程师培养的创新实践模式研究与实践》（编号：2011049），主持人：吴浩。

作者：池秀文吴浩黎华任高峰龚珍

教育管理采矿工程论文篇2：

大数据驱动下采矿工程新工科精准教学范式

摘要：为推进传统工科专业精准教学的开展，基于采矿工程新工科精准教学的必要性分析，面向大数据驱动下现代化教育教学改革形式，提出了大数据驱动下采矿工程新工科精准教学的实施范式，包括建立新工科教学与精准教学的理论关系、构建采矿工程新工科精准教育教学数据库和技术框架、提出大数据驱动下精准教学过程中创新型采矿人才培养模式、凝练大数据驱动下采矿工程新工科精准教学实践路径。研究结果对采矿工程和其他传统工科专业应用大数据技术实现精准教学具有一定的参考价值。

关键词：精准教学;大数据技术;采矿工程;新工科;实施范式

高等學校传统工科专业教学的实践操作性较强，主要以课堂教学和实习实训完成教学任务，探索性教学环节较少，学生个性化精准教学难以全面开展。精准教学是一种通过记录、分析学习者的学习行为、学习表现等方面的数据及其变化开展教学评测，从而精准调整教学活动以提高学习绩效的教学形式[1]。精准教学的基本模式包括课前基于大数据调查与分析得到学习者模型，精准设计细化教学目标;课中借助大数据、云计算的数据，做好学生学习行为数据持续性的检测和记录;课后进行数据诊断和分析，分析学习者的学习行为特征和问题，具体问题具体反馈[2]。大数据驱动下的精准教学模式是以大数据技术为手段，在分析学生学情的基础上，精准定位教学目标、精准定制教学内容、精准设计教学活动、精准评价学生学习表，然后做出精准决策与干预[3]。

2017年以来，国家提出高等教育新工科建设，在发展新型工科专业的同时，对传统工科专业逐步进行改造升级，形成“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等纲领性文件，教育部组织了一系列“新工科研究与实践项目”，加强使传统工科专业教学与当前先进生产力的联系，促进应用型和创新型人才的培养[4-5]。采矿工程是高等院校典型的传统工科专业，为促进大数据驱动下采矿工程新工科精准教学的实现，基于采矿工程新工科精准教学的必要性分析和现代教学的改革形式，提出了大数据驱动下采矿工程新工科精准教学的实施架构，为其他传统工科专业精准教学研究与开展提供参考。

一、采矿工程专业新工科精准教学必要性分析

（一）采矿工程专业传统教学模式与先进生产方式

之间的矛盾

采矿工程是工业经济的基础产业，为国家提供能源与矿产资源的原材料。目前，采矿工程正处于从传统的机械化-半机械化生产方式向智能化、无人化生产方式过渡的关键时期[6-7]。2020年7月15日，中国煤炭工业协会、中国煤炭学会主办了“煤矿智能化技术创新论坛”，研讨了5G+智能化技术在高效掘进、采煤工作面的应用。中华人民共和国科学技术部发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中把煤的清洁高效开发利用和矿产资源高效开发利用作为重点研究与发展领域，要求加强该领域创新人才的培养。

但是，长期以来我国矿业工程类高校采矿工程专业教学处于开采理论、工艺、方法的灌输层面，教学方案与现代化工业生产技术脱节较严重，教学内容滞后于当前企业研发或引进的先进生产技术，教学过程中相对缺乏对本专业大学生创新意识与能力的培养。采矿工程专业的生源中调剂生占较大比例，学生学习基础偏弱，专业学习思想不积极。这些问题的存在影响了采矿学生对专业的热爱以及对先进采矿科学技术的探索，抑制了学生专业学习与生产实践的有效衔接，使得很多采矿毕业生入职后长时间难以应对岗位操作，影响职业提升，进而降低了学生的专业学习热度。因此，改进当前采矿工程专业的教学模式、提升采矿工程专业的教学效果、促进创新型采矿专业人才的培养已成为矿业工程类高校教育教学改革迫在眉睫的重要课题。

（二）新工科建设对采矿工程专业创新型人才培养

的要求

高等工程教育是我国高等教育的重要组成部分，为加快工程教育改革创新，支撑服务国家创新驱动发展和“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等重大决策，2017年教育部发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，旨在培养造就一批多样化、创新型卓越工程科技人才。采矿工程是我国高等工程教育的传统专业，也是矿业工程类高校的国家级特色专业、省级重点专业、校级优势专业。为加强采矿专业创新型人才的培养，华北理工大学甘德清教授带领团队进行了“基于新工科建设的采矿创新人才培养模式研究与实践”，确立了“新工科”建设背景下采矿创新人才培养理念，构建了课程体系与实践教学体系紧密结合的人才培养体系，设立了采矿专业智能采矿特色班，构建了“科教融合”“产教融合”“学科融合”协调统一的创新人才培养模式。

（三）采矿工程专业教育教学模式改革的必要性

在新一轮科技革命和产业变革的大背景下，采矿领域的生产方式必然发生本质的改变，采矿工程的服务范围不再局限于开采设计与工艺优化，而是以智慧矿山为目的的采矿装备与方法的革新。这就需要对传统的采矿工程专业教学升级改造，在本科教学上有选择地去除已淘汰的采矿工艺，增设先进采矿技术相关的人工智能类课程或内容，训练学生掌握高效智能的三维数字化设计方法。

传统的采矿工程专业授课类型为以线下课堂授课为主，辅以高代价有风险的实地参观实习教学。专业课程门类多，单门课程课时量少，导致教师教学内容多而不深，难以实现精准教学;学生学习效果杂而不精，难以实现个性化学习;不同课程交叉内容较多，课程之间教学方案难以协调，造成课时浪费，降低专业总体教育教学效果。面向新工科升级改造的专业课与专业基础课总量增大，门类增多，仅仅依托传统的线下课堂教学模式更加难以推进采矿工程专业新工科教学。因此，亟需采用现代化的有效教育手段实现采矿工程新工科的精准教学，完成适应采矿生产方式大变革的“一专多能”创新型人才的培养[8]。

二、大数据驱动下现代化教育教学改革形式

近年来，大数据技术在全世界范围内迅速发展，引起了现代教育的重要变革。陈坚林认为，大数据就是容量大、种类多、速度快、价值高的海量数据的集合，包括结构化、半结构化和非结构化的数据[9]。大数据技术的核心在于用全新技术分析所有数据，从大数据中挖掘有效信息，为使用者提供辅助决策，实现大数据价值[10]。教育大数据在数字化学习技术的普及和学习活动的常态化引入过程中自然产生和储存，国内外教育管理部门和高校逐渐重视大数据与信息化技术在现代化高等教育教学中的应用。

在国内，教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》指出，“加快對课程和专业的数字化改造，创新信息化教学与学习方式，提升个性化互动教学水平，创新人才培养模式，提高人才培养质量”。2019年2月，中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》强调，“推动教育信息化变革，使教育资源借助信息化技术实现互通互联……促进教育精准化管理和科学化决策”。2019年9月，浙江省发布《2019年全省教育技术工作要点》，加快推进数字高校建设;2014-2015年电子科技大学教育大数据研究所、中国教育大数据研究院、江苏省高校教育大数据重点实验室等研究机构相继成立。

在国外，美国2010年发布的《国家教育技术计划》强调，教育系统要利用大数据技术测量、评价学习过程;2014年麻省理工学院利用大数据技术和开放式网络课程进行了学校教学改革;纽约大学成立了校级大数据管理分析机构;普渡大学开发了一款在线学习信息系统[11]。

在大数据背景下，教师将互联网、数据分析与预测等计算机相关技术融入教学，对学生进行客观的学情评估，掌握其学习过程，评价其学习行为，明确其知识掌握程度，适时修改教学目标，调整教学策略，实现教学活动的精准干预、教育资源的精准推送，实现分层适应性教学;学生对学习程度自我量化审视，产生专业或科学的多边思维，增进学习兴趣，提高个性化自适应学习能力和团队合作能力;最终实现教育过程信息化和精准教学，显著提高教育教学的整体效果。

三、大数据驱动下采矿工程新工科精准教学的实施范式

（一）新工科教学与精准教学的理论关系构建

通过广泛检索精准教学与新工科教学方面的文献，分析高等工程教育新工科教学与精准教学的国内外研究成果，进一步明确采矿工程新工科的基本内涵，厘清传统工程学科精准教学的基本理论与实施方法，建立新工科教学与精准教学的理论关系。

（二）采矿工程新工科教育教学数据库编制

1. 基于调研法改造采矿工程课程体系。调研采矿工程专业教育教学现状和师资、学生的基本情况，结合矿业“深部开发”“绿色开采”和“智慧矿山”的发展趋势，优化传统教学课程，突出基础的学科专业应用性;删改部分课程内容重复或专业相关性较弱的选修课，适当补充人工智能导论、物联网工程、智能控制工程、数字化矿山技术等人工智能相关课程，构建采矿工程新工科立体化课程体系，实现教学新常态下传统采矿工程专业的升级改造。

2. 基于问卷调查和统计分析法构建新工科精准教学数据库。优化筛选合适的大数据精准教学平台，如“智慧学伴”“学习通”“科大讯飞智慧教育产品”，充分探索平台的数据采集、整理与分析功能，实现教学过程数据化记录，定量分析评价教学平台的数据有效性，过滤重复性教学数据;基于精准教学平台，结合教务处、系团委、学工办、各科教师采集学生的初始学情信息，采集线下、线上教学资源，采集学生的学习行为、学习轨迹数据和学生参与教师科研、先进技术生产实践的数据，对采集的数据进行整合分析，建立精准的学情信息数据库、教学资源数据库、学生学习行为数据库和产研实践数据库。

（三）采矿工程新工科精准教学技术框架构建

1. 基于信息研究法查明学情，精准教学定位。通过采矿工程新工科教育教学大数据建立学生学情的数字画像，准确描述学生对通识课程、专业基础课程、专业课程、人工智能类课程知识的学习基础，以及学生对采矿工程科学技术的发展前景与工业地位的认知程度，教师通过学情可视化分析，识别学生学习的最近发展区，优化教学方案，设定精准的教学目标。

2. 基于观察法优化教学过程，实施科学评价。加强不同专业课程之间教学方案的协调，精准完善教学方案与教学内容;面向不同层次的学生，精准设计不同的教学活动和课程形式;通过学生学习行为改进、学习参与度提升、学习效果进步、课时有效利用率、教学进展速率等方面的大数据反馈，科学评价精准教学效果。

3. 基于学习进展的观察，提供精准教学干预。根据不同学生的学习表现、知识掌握程度、专业思想水平、创新实践意识与能力的观察结果，实施精准的教学干预，辅导学生改进学习方法。

（四）大数据驱动下精准教学过程中创新型采矿人

才培养模式的提出

1. 使用定性分析法明确人才培养理念。明确采矿工程专业的自身定位和学科优势，审视高等工程教育的本质和内在发展规律，创新采矿工程专业创新型人才的培养理念。

2. 使用个案分析法实施个性化培养。基于教育教学大数据技术和采矿工程新工科精准教学技术框架，实施不同层次学生的个性化适应性培养，对于学科学习优秀、创新能力较强的学生，着重进行科学研究和技术研发能力的培养;对于专业基础扎实、实践能力较强的学生，注重其智能控制、数字化矿山技术应用能力的培养;对于学习成绩一般、学习热情较高的学生，加强其学习方法、业务素质等方面的培养。

3. 使用经验总结法形成产-学-研培养思路。学-研结合培养思路即通过大数据技术加强学生学习、教师科研和现代化采矿生产之间的有机融合，形成学生创新创业的导师负责制，鼓励学生参与教师科研，探索前沿理论知识和生产技术，使学生形成“学有所新、学有所用、就业有发展、深造有空间”的专业认识和专业思想。加强采矿工程专业科研、教学一体化团队建设，鼓励教师将学术研究现状、科研成果的线上资源带进课堂，提升学生学习兴趣，开拓学生学习思路，实现实质性的科研反哺教学。产-学结合培养思路即充分利用地區矿山产业优势和优质工程教育资源，在已有的本科教学合作的基础上，积极利用矿山虚拟现实系统和典型矿山实践教学基地，开展第二课堂实践教学;建立高校与矿山企业之间的信息交流与分享机制，构筑现代化生产实践通道，开展矿山开采、生产远程观摩活动，共建校企间网络信息交流平台，为学生提供实时动态的在线实践平台。

（五）大数据驱动下采矿工程新工科精准教学实践

路径的搭建

1. 提升教师数据化教学素养。以学校采矿工程专业为实践平台，实施大数据驱动下采矿工程新工科精准教学，首先提升教师数据化专业素养，建立专业各科教学教师数据素养培训机制，设定教师数据素养资格认证，将教学数据采集、整理、分析、使用的专业能力纳入教师教学评测体制。

2. 推动学生自主化探索性学习和个性化适应性学习。在“产、学、研、用”四个层面实践精准教学，在教学过程中实施学习记录、学情分析、学习评价和精准教学推送;在教育教学活动中引导使用大数据技术进行自我学习鉴定和目标设定，辅助学生设立专业学习追求，实现学生对专业的自主化探索性学习;在科研活动中引领学生个性化适应性学习，提升学生创新能力;在生产实践中提升学生的现代化专业认知和操作能力。

3. 评价新工科精准教学成果。通过重点评价学生的学习过程与学习行为，结合总结性评价和形成性评价，量化学生在解决问题、合作、创新、测试结果等学习指标，深入优化教学评价方式，科学评估精准教学效果。

四、结束语

采矿工程专业是典型的传统工科专业，存在学生学习基础偏弱、专业学习思想不稳定、教学内容与现场先进生产工艺脱节、专业课程教学内容重叠较多、教学方法保守、学生创新意识与能力不强等问题，结合国家新工科建设的背景，从根本上实现采矿工程专业的升级改造和专业教学效果的提升，必须实施大数据驱动下的精准教学。在实施过程中，需要通过明确新工科教学与精准教学的理论关系，构建采矿工程新工科精准教育教学数据库和技术框架，进而提出大数据驱动下精准教学过程中创新型采矿人才培养模式，最终形成科学的大数据驱动下采矿工程新工科精准教学实践路径。

参考文献：

[1]任红杰.基于大数据的精准教学：生成路径与实现条件[J].黑龙江高教研究，2017（9）：165-168.

[2]徐思贤.大数据背景下我国“精准教学”实施环境剖析[J].科学大众（科学教育），2019（6）：164-166.

[3]万力勇，黄志芳，黄焕.大数据驱动的精准教学：操作框架与实施路径[J].现代教育技术，2019，29（1）：31-37.

[4]曹福亮，刘英，王伊宁，等.面向新工科的工程专业实践赋能教育路径[J].昆明理工大学学报（社会科学版），2021，21（3）：85-91.

[5]黄毅，唐宏宾，何志勇，等.新工科背景下的机械动力学课程教学新模式[J].大学教育，2021（7）：71-73.

[6]杨勤华.安庆铜矿积极打造5G智能化矿山[J].中国有色金属，2021（11）：52-53.

[7]王国法，任怀伟，庞义辉，等.煤矿智能化（初级阶段）技术体系研究与工程进展[J].煤炭科学技术，2020，48（7）：1-27.

[8]黄辉，周文姗，刘海滨.适应智能采矿的人才培养模式研究[J].矿业科学学报，2021，6（3）：356-363.

[9]陈坚林.大数据时代的慕课与外语教学研究——挑战与机遇[J].外语电化教学，2015（1）：3-8+16.

[10]张徐昕，李丹，李嘉伟，等.大数据在“在线教育”领域的应用研究[J].软件导刊（教育技术），2017，16（5）：54-56.

[11]于海涛.大数据背景下智慧旅游信息类课程教学模式改革探讨[J].福建电脑，2018，34（5）：75-76.

作者：高锋蔡永乐邵静静

教育管理采矿工程论文篇3：

普通本科高校采矿工程专业“1+X”证书制度试点探索

摘要：采矿工程专业是典型的传统工科应用技术类专业，具有专业性强、技术性要求高、实践环节多的特点。近年来，受国际经济下行影响，本科专业招生、就业形势严峻，培养水平相对滞后。为寻求突破，作者以“1+X”证书制度为契机，分析普通高校采矿工程本科专业生存现状，并结合国家相关政策及行业发展趋势，指出实行“1+X”证书制度有助于采矿工程本科专业培养目标达成、有助于促进人才培养与行业发展紧密融合、有助于提升学校教育与培训资源的使用效率，是提升应用型普通本科高校综合竞争力，缓解结构性就业矛盾，完善本科教育体系的需要。构建专业水平的“X”选择指导体系，深度参与“X”的选择与设置，“课证融通”人才培养模式是普通本科高校应用技术类专业实施“1+X”证书制度的重要路径。

关键词：普通本科高校;传统工科;应用技术类专业;“1+X”证书制度;实施路径

《國家职业教育改革实施方案》提出，从2019年开始，在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”（1+X）制度试点工作……鼓励有条件的普通高校开办应用技术类型专业或课程，开展本科层次职业教育试点。“1+X”证书制度可通过作为基础的核心内容与可选择的单项技能相结合的学习模式，培养具备核心职业能力的复合型技术技能人才[1]。

采矿工程专业是典型的传统工科应用技术类专业，具有专业性强、技术性要求高、实践环节多的特点。近年来，受国际经济大环境影响，专业招生、就业形势不容乐观，学科发展受到制约，人才培养模式、专业发展亟待突破。《国家职业教育改革实施方案》的出台，“1+X”证书制度的实施，为普通高校采矿工程专业发展提供了新的契机。其中，第三批公布的职业技能等级证书中包括了“矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”，我专业抓住机遇，成功申报为“矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”试点院校。作者在成功申请“1+X”证书试点基础上，通过分析普通高校采矿工程本科专业生存现状，并结合国家相关政策及行业发展趋势，总结了采矿工程本科专业实行“1+X”证书制度的意义，提出了传统工科专业“1+X”证书制度实施路径，以期为采矿工程本科专业发展探索新的方向。

一、普通高校采矿工程本科专业生存现状

采矿工程专业学生肩负着采矿工业技术创新，保障国家资（能）源安全的重要使命。其行业特殊性，决定了该专业受宏观经济影响大的特征。随着国际经济下行压力的不断增大，采矿工程专业人才培养面临着新情况和新形势。

（一）采矿工程专业生源不足

传统矿山生产企业大多分布于工业基础薄弱、交通条件较差的山区，受就业环境和传统观念等因素的影响，人们普遍对采矿工程专业认识比较片面[2]。尤其近几年，国民经济高速增长，各高校采矿工程专业的第一志愿报考（录取）率反而普遍较低，中国矿业大学（北京）采矿工程专业第一志愿录取率仅20%左右[3]。而其他一般地方院校，形势更加严峻。其中，我校2020级采矿工程专业第一志愿录取率不足5%。

（二）采掘行业内就业率低

采矿业作为我国工业的龙头行业，承担着为工业企业提供资源及动力的重要责任和使命，在国民经济发展中居重要地位。但受到宏观经济等因素的影响，采矿工程专业毕业生去行业内工作的意向不强，造成行业内大量专业人才的流失，中国矿业大学（北京）采矿工程专业转出比例最高达到26.73%，且转出的学生大部分成绩较优异[3]。我校2020届采矿工程毕业生行业外就业比例则高达45%。

（三）采矿专业知识结构单一

采矿是传统工科专业，学生知识面相对较窄，就业范围适应市场能力较差。在现行的采矿工程专业人才培养方案中，普遍采用的是基础课+专业课+毕业论文（设计）的培养方案与模式，学生对自然科学、技术科学和本专业及相关专业的基本知识和基本理论学习仅局限在理论层面，并且与人工智能、大数据等新领域、新学科交叉、融合不足[2]，专业知识结构单一。

（四）实践教学不能满足毕业要求与市场需求

目前采矿工程专业实践教学存在一些突出问题。在各类实习、设计过程中，学生对矿山生产的理解不够透彻，动手能力不足[4-5]，与市场需求存在差距。

第一，实践教学课时比例低，基础宽泛，方向分散，深度不足。如我专业现行15版培养方案：专业实践学分仅占全部学分的12%。且课程的设置深度相对较浅，多为参观等被动接收型，走马观花现象明显;专业内涵培养不够明晰，不利于提高学生的专业水平，不利于学生实践能力的培养，制约了学生专业应用能力的提高[4，6]。

第二，顶岗实操机会少，实习效果不明显。在各类实习环节中，学生基本能够深入矿山参观学习，但是生产单位顾虑到生产过程和实习中师生的安全，特别是井下，实习过程中能够真正进行生产体验、岗位操作的机会越来越少。

第三，课程设计等实践环节对现代工具应用不够，前沿技术、工具接触较少，学生动手能力不足。在课程设计教学中，给学生的大多是采矿方法、通风方式等相关内容的单体设计方案，设计过程大多停留在说明书和平面图纸的绘制。在毕业设计阶段，学生的成果要求主要是说明书的编制和图纸的设计，大部分图纸为平面图，而现代三维采矿设计思维与方法很少涉及。

（五）专业教学改革有利有弊

为摆脱困境，各高校从学科建设、人才培养质量、拓展专业方向、学科交叉和教育方法等维度开展了系列教学改革[3，6-14]，收到了一定效果。但同时，也带来了一定的改革弊端，例如：多媒体教学便利了教师教學，方便了学生汲取知识，但是也代替了学生动手操作，使得学生的动手能力和知识应用能力变弱[12]。

当前全球经济下行，专业招生、就业形势不容乐观、培养水平相对滞后。而矿山企业为降低成本，增大效应，提高综合管理水平对人才的要求越来越高。为适应市场需求，一方面，我们须考虑如何制订培养方案，怎样调整课程体系，另一方面，学生面对就业形势压力，也希望在学业方向有更多的选择。基于采矿行业对从业人员的专业要求，采矿工程专业需要加强对学生的实践能力的培养，特别是针对现代矿业发展的前沿领域，进而提高学生理论知识的应用能力，掌握现代矿山开采数字化、信息化、智能化理论与技术的能力，满足采矿行业的需求。“1+X”证书制度不失为一种好的途径。

二、采矿工程本科专业实行“1+X”证书制度的意义

（一）有助于专业培养目标达成

从培养目标定位看，肩负着我国地矿专业建设重任的中国矿业大学、中南大学、北京科技大学等，将人才培养规格定位于“工程领军人才”。而占比众多的一般高校人才培养规格定位于“工程技术骨干人才”。不同层次的大学则根据市场需要及自身的办学水平，确立了相应的发展定位和人才培养目标。“1+X”证书制度的根本意义在于培养复合型技术技能人才[1]，契合我校《采矿工程专业培养方案（2019版）》高素质应用型工程技术骨干人才培养要求。

（二）有助于促进人才培养与行业发展紧密融合

矿山采掘行业受到世界经济发展放缓及国内经济结构调整、产能过剩、生态环保理念不断深入等因素的影响显著，传统的矿山企业发展模式难以适应新的社会需求，更多的企业开始走向资源开采智能化、绿色安全与高效清洁化利用的转型之路。特别是煤炭行业，据国家煤矿安全监察局数据显示，截至2019年，全国煤矿采煤、掘进机械化程度已分别达到78.5%、60.4%，已建成183个智能化采煤工作面，煤炭生产实现由手工作业向机械化、自动化、信息化、智能化的历史性跨越[3]。对高校采矿工程专业的人才培养提出了更高的要求：学生不仅要精通采矿的专业知识，还应具备多学科交叉融合的知识体系。“1+X”中的“X”则可以结合行业前沿技术，在学科交叉与融合方面下功夫，设置相应的职业技能等级证书，有利于高校人才培养与行业发展紧密融合。如“1+X矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”的实施，有助于推动采矿专业人才培养与现代数字化矿山建设紧密融合。

（三）提升学校教育与培训资源的使用效率

目前我国学校高等教育在硬件设施、师资队伍等方面拥有较强的实力。但这些资源目前仅限于职前教育阶段使用，对社会开放力度不足，不利于教育资源的均衡配置和高效利用。如我专业为本科教学装备的全站仪、RTK系统、三维激光扫描仪、数字采矿软件系统平台等软硬件设施，其利用仅限于学生测量实习与数字矿山课程实验，教学资源使用效率不高。若赋予教育行政部门以“职业技能等级证书”的授予权力，鼓励符合条件的应用型本科高校参与到职业技能等级证书的开发和授予过程中，将在一定程度上提升学校教育与培训资源的使用效率。

三、采矿工程本科专业实行“1+X”证书制度的路径

作为普通高校试点单位首先应当明确“1+X”证书制度实施的背景、内涵与要求，明确学校在试点中承担的任务与职责，为试点工作顺利进行奠定基础;其次，应构建相应的教育管理制度，科学选择合适的职业技能等级证书申请试点运行。

（一）构建专业水平的“X”选择指导体系并深度参与“X”选择与设置

职业资格证书和学历证书的融通具有现实必要性，尤其对采矿工程这样的传统工科专业。证书融通的关键是“课”“证”共生共长，即“X”技能培训需与人才培养的逻辑充分匹配[15]。

应用型本科高校需在准确理解把握“1+X”证书制度内涵与本质特征基础上，一方面，充分发挥科研、校企合作优势，结合行业技术前沿与科研前沿，深度参与“X”的选择与设置。另一方面，应从深化高层次应用型人才培养模式改革，深化应用型课程体系改革，全面推进产教融合、校企合作，打造“双师型”教师队伍，建立职业技能鉴定中心等方面实行“1+X”证书制度[16]。

（二）构建相应的教育管理制度

“1+X”证书制度实施的内容，不仅是给学生提供可供学习的系列技能等级证书，它的深度实施还会带来人才培养模式改革与办学形态创新。同时也会给现有教育管理制度带来极大挑战，其中既包括教育行政部门的管理制度，也包括专业（系、所）的管理制度。

（三）综合选择“X”，逐步推行

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。随着信息技术、计算机技术、自动化技术和网络技术的飞速发展，我国矿山开采信息化、自动化有了很大进步，以计算机和网络技术为核心的工业现场总线，已用于矿山安全监测和机电设备的控制。具备软件工程、数据处理能力、运营管理知识等技术技能的复合型人才需求不断增加。然而本科教学专业核心课程实验实训项目内容主要是以传统的手工操作为主，而已经在大中型矿山开展和应用的三维数字化地质建模、三维采矿设计、数字化矿卡调度等新方法、新技术的教学内容和实验实训项目却很少涉及。

为了弥补本科教育中的这一不足，我专业经过综合分析，首先选择了“矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”这一“X”作为实验，成功申请了“1+X矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”培训试点院校。后续将根据证书实施情况，逐步申请参与其他证书。

（四）优化课程设计实施“课证融通”人才培养模式

为提高本科毕业生就业竞争力，全面实施“课证融通”人才培养模式，结合矿山开采数字技术应用职业技能等级标准，优化了本科课程数字化矿山技术、测量工程、矿山系统工程、认识实习、生产实习等课堂与实践教学内容，按照“证书等级标准”适当增加讲授课时。如：数字化矿山技术增加实验课时12学时，增设课程设计2周，测量工程增加实习2周，主要针对“矿山开采数字技术应用（初、中级）”阶段：根据业务要求，完成地质、测量、采矿的图纸与三维模型辨识;根据采场回采的要求，利用三维矿业软件完成井巷工程模型的更新与开采设计工作。矿山系统工程由原32课时增加到40课时，并增设实验实训课时，主要完成“矿山开采数字技术应用（高级）”阶段：“开采系统划分、资源量估算、开采延伸设计、开采方案优化作业，并对矿山开采设计数字化的全过程进行管理和优化”规定的内容。认识实习、生产实习除完成传统现场认识、跟班作业等常规任务外，增加现代测绘仪器、三维矿业软件协同处理实际工程设计实习环节。使学生完成全部本科课程后，基本达到《矿山开采数字技术应用职业技能等级标准》中的高级水平，并组织学生参加“矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”等级考核。在不增设课程的基础上，达到《矿山开采数字技术应用职业技能等级标准》的要求，真正实现本科课程内容与职业等级证书标准的融合。

四、结束语

采矿工程专业招生就业形势严峻，培养水平相对滞后，人才培养模式、专业发展亟待突破。实施“1+X矿山开采数字技术应用职业技能等级证书”有助于专业培养目标达成，顺应矿山开采信息化、自动化、智能化发展趋势，能够有效提升教育资源利用率，有利于实践“课证融通”人才培养模式。

传统工科应用技术类专业实行“1+X”证书制度，有助于专业培养目标达成、促进人才培养与行业发展紧密融合、提升学校教育与培训资源的使用效率，是提升应用型本科高校的综合竞争力，缓解结构性就业矛盾，完善本科教育体系的需要。具体实施应构建专业水平的“X”选择指导体系，并深度参与“X”的选择与设置。

“课证融通”人才培养模式，不仅可以激发专业课教师不断提高自身的专业水平，还能促使学生获取学位证的基础上，掌握更多的专业实操技能，适应市场需求，是普通本科高校实行“1+X”证书制度的重要路径。

参考文献：

[1]徐国庆，伏梦瑶.“1+X”是智能化时代职业教育人才培养模式的重要创新[J].教育发展研究，2019，39（7）：21-26.

[2]盛建龙，叶义成，刘晓云，等.新形势下采矿工程专业人才培养模式改革研究[J].中国矿业，2016，25（7）：157-160+165.

[3]杨大鹏.新形势下采矿工程专业人才培养对策研究[J].矿业科学学报，2020，5（3）：320-324.

[4]李占金，李示波，孙光华.采矿工程专业应用型人才实践教学模式[J].河北联合大学学报（社会科学版），2012，12（4）：65-67.

[5]洪勇，郭进平，石广斌.以创新能力培养为导向的采矿工程实践教学创新改革[J].中国建设教育，2019（5）：48-50.

[6]殷志强.工程教育专业认证背景下采矿工程专业教学改革[J].西部素质教育，2019，5（16）：197.

[7]刘平.如何从采矿工程工程中培养岩土工程的学生[J].科技信息（科学教研），2007（21）：35.