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本文旨在探索出使學(xué)生靈活掌握綜合運用煤礦開采學(xué)、井巷工程、礦井通風(fēng)等核心專業(yè)課程的基本知識進(jìn)行新型礦井設(shè)計的基本方法、程序和技能，重點是圍繞實際巷道空間布置進(jìn)行運輸、通風(fēng)計算，工作面布置，井田開拓平面圖繪制等進(jìn)行創(chuàng)新練習(xí)。借助畢業(yè)設(shè)計考察學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識水平，提升學(xué)生創(chuàng)造性地分析問題和解決問題的能力水平。依據(jù)《采礦工程教學(xué)大綱》的要求，我校采礦工程專業(yè)新型礦井畢業(yè)設(shè)計安排在大四下學(xué)期的前兩周進(jìn)行，周期共計16周，學(xué)分10分。新型礦井畢業(yè)設(shè)計涵蓋多學(xué)科復(fù)雜多樣的專業(yè)基礎(chǔ)知識，需要有扎實的理論功底，重點圍繞新型礦井在建設(shè)過程設(shè)計到的井田地質(zhì)概況、井田開拓綜合設(shè)計、采區(qū)開拓綜合設(shè)計、回采工作面布置等設(shè)計方案的提出和比較，此外還包括礦井通風(fēng)阻力計算，礦井開拓可行性方案論證及其成本比較等內(nèi)容，需要學(xué)生能夠結(jié)合相關(guān)理論知識系統(tǒng)化訓(xùn)練融會貫通。

1畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀和存在的不足

以采礦工程專業(yè)新型礦井設(shè)計的現(xiàn)狀和存在的問題為研究對象，進(jìn)行較為深入的分析。1.1學(xué)生個人情況復(fù)雜，對設(shè)計的重要性認(rèn)識不足。根據(jù)采礦工程《教學(xué)大綱》的具體要求，通常將畢業(yè)設(shè)計排放在大四學(xué)年的第二個學(xué)期，即本科學(xué)習(xí)階段的末期，在這一學(xué)期里學(xué)生都在忙碌著各種各樣的事情，承受著好壞不同的結(jié)果，學(xué)生往往自顧不暇心態(tài)失衡，最終不能全身心地投入到畢業(yè)設(shè)計中，影響到畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量甚至不能按時完成。導(dǎo)致學(xué)生無法正常進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計主要有以下三種原因：1）找工作，學(xué)生除了需要完成畢業(yè)設(shè)計外，還需要頻繁地參加各種各樣的招聘會及其面試。2）考研，學(xué)生需要拿出大量的時間進(jìn)行復(fù)習(xí)參加考試，即使通過初試線還需要抽出時間參加相應(yīng)的復(fù)試，導(dǎo)致學(xué)生根本沒有足夠的時間完成畢業(yè)設(shè)計。3）補考，還有一部分學(xué)生在大學(xué)的四年里掛了很多科，需要參加學(xué)校組織的最后一次大補考試，為了通過考試學(xué)生往往忙里抽時間去復(fù)習(xí)，影響到了其畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。綜合以上原因?qū)е聦W(xué)生無法在規(guī)定的時間內(nèi)保質(zhì)保量地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，絕大多數(shù)都是疲于應(yīng)付，掩耳盜鈴。究其根本原因就在于學(xué)生在心里根本沒有認(rèn)識到畢業(yè)設(shè)計的重要性，甚至照搬照抄其他學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計。1.2畢業(yè)設(shè)計形式過于簡單。在下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中,某些設(shè)計固定參數(shù)（例如煤層的數(shù)量和生產(chǎn)能力等），雖然能夠在一定程度上避免畢業(yè)設(shè)計結(jié)果出現(xiàn)雷同現(xiàn)象，即便如此，還是有很多學(xué)生拖拖拉拉，不能全身心地投入到設(shè)計中去，學(xué)生即使在設(shè)計也只是生搬硬套拿來主義，東張西望地抄襲別人的設(shè)計成果。更有甚者還有學(xué)生從上一屆師哥師姐手里要來畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行草草修改或照葫蘆畫瓢人云亦云。這些由于畢業(yè)設(shè)計形式過于簡單而導(dǎo)致的學(xué)生互相抄襲現(xiàn)象已嚴(yán)重地影響著對學(xué)生應(yīng)用型創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。1.3專業(yè)基礎(chǔ)和畢業(yè)設(shè)計要求差距較大。新型礦井畢業(yè)設(shè)計要求學(xué)生在熟練掌握專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)上還能夠靈活地實踐應(yīng)用創(chuàng)新，例如《井巷工程》、《礦井提升與運輸》、《采煤學(xué)》、《礦井通風(fēng)》等核心課程都與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容緊密聯(lián)系，里面牽涉到非常多的隨時間演變的三維模型。對于大多數(shù)學(xué)生而言無論是空間認(rèn)識上，還是數(shù)據(jù)分析處理上都不能迅速地適應(yīng)畢業(yè)設(shè)計的各項要求。1.4畢業(yè)設(shè)計教師指導(dǎo)力度不足。自2001年開始我國高校本科招生開始逐年擴招到現(xiàn)在，我國的教育體制也由精英教育走向大眾教育，入學(xué)人數(shù)逐年翻番，與此同時，教師的科研項目也逐年增多，面對日常教學(xué)、科學(xué)研究的壓力使得專業(yè)骨干教師不堪重負(fù)。最終導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師無法保證有足夠的精力和時間去指導(dǎo)學(xué)生，平均分配到每個學(xué)生身上的指導(dǎo)時間更是少之又少，很大程度上影響到了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

2探索畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新模式及其可行性技術(shù)路線

2.1保障條件。我校結(jié)合原有軟硬件資源情況引進(jìn)了國內(nèi)外先進(jìn)虛擬現(xiàn)實軟件設(shè)備，籌建了我系迄今為止最為先進(jìn)的采礦工程虛擬教學(xué)實訓(xùn)中心，主要儀器設(shè)備包括:煤礦安全生產(chǎn)基礎(chǔ)實踐教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、煤礦五大自然災(zāi)害培訓(xùn)系統(tǒng)、礦山三維仿真實踐教學(xué)設(shè)計等；該實驗中心主要實驗項目包括：煤礦安全生產(chǎn)基礎(chǔ)知識實訓(xùn)、礦井開拓方式實訓(xùn)、采煤工藝實訓(xùn)、礦井開采設(shè)計三維快速搭建實訓(xùn)等任務(wù)。為探索畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新模式提供了強有力的硬件保障。2.2創(chuàng)新模式。充分借助現(xiàn)有的實驗室硬件條件和師資隊伍，在充分分析我國新工科應(yīng)用型本科院校畢業(yè)設(shè)計存在的問題和不足之后，借助國內(nèi)外先進(jìn)成熟的三維立體搭建技術(shù)，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實礦井設(shè)計搭建，將其完全引入到新型礦井畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，彌補大多數(shù)學(xué)生在井田開拓中巷道布置的三維空間認(rèn)識的不足。2.3技術(shù)路線。對學(xué)生進(jìn)行分組比較研究，一組學(xué)生實行以往傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計模式，只是借助傳統(tǒng)的圖紙、手冊、模型進(jìn)行設(shè)計；而另一組在設(shè)計過程中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，老師指導(dǎo)學(xué)生熟練使用并對自己設(shè)計的礦井巷道進(jìn)行三維仿真建模。通過對兩組學(xué)生畢業(yè)設(shè)計每個環(huán)節(jié)的考核比較，分析兩組所表現(xiàn)出來的差異進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3結(jié)論

第一，通過三維立體搭建新型礦井畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生在搭建過程中能夠鞏固和加強所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，認(rèn)識到自身還存在很多不足，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識、實踐技能創(chuàng)造性地獨立分析與解決實際問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。第二，通過三維立體搭建新型礦井畢業(yè)設(shè)計，強化學(xué)生的動手能力和研究能力，包括地質(zhì)資料研究、礦井文獻(xiàn)資料收集能力，理論分析和實驗研究的能力，圖紙設(shè)計和繪制的能力，技術(shù)分析能力，撰寫研究報告的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的能力。第三，通過三維立體搭建新型礦井畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生精益求精、嚴(yán)以律己、不驕不躁的工作作風(fēng)。使學(xué)生初步掌握解決問題過程中遇到的分析、規(guī)劃、設(shè)計、計劃、分工、協(xié)作、交流等基本方法，樹立學(xué)生的組織規(guī)劃、分工合作以及溝通交流的意識。通過將三維立體搭建技術(shù)引入到采礦工程畢業(yè)設(shè)計，解決了傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計過程中存在的諸多問題，學(xué)生們可以憑借三維立體系統(tǒng)的先天性優(yōu)勢進(jìn)行更為快捷的實際礦井三維立體搭建操作，通過親自動手搭建虛擬礦井，增強了學(xué)生的動手能力和空間想象能力，在設(shè)計進(jìn)度及設(shè)計質(zhì)量上也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計。三維立體“礦井可視化搭建信息系統(tǒng)”早已是數(shù)字化校園建設(shè)的不可或缺的一部分，更是我校新工科畢業(yè)設(shè)計發(fā)展的必然趨勢。

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[3]苑明軍，王明銳，姜興國.團隊合作式本科生畢業(yè)設(shè)計模式研究與實踐[M].北京：煤炭技術(shù)出版社，2016.

作者:李濤 孫景丹 趙宇 曾凡靜 單位:黑龍江工業(yè)學(xué)院資源工程系