數值模擬中采礦工程課程教學的應用

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摘要:本文從采礦工程教學培養(yǎng)目標出發(fā)，為更好地培養(yǎng)具有良好素質與創(chuàng)新能力，能夠從事采礦工程專業(yè)設計、生產、科研和經營管理，并能獲得工程師基本訓練的應用型人才。針對采礦工程專業(yè)課程教學過程中存在較多不足之處，通過分析數值模擬技術的優(yōu)點，研究了在采礦工程專業(yè)課程教學中應用數值模擬的可行性、具體應用內容和重要意義。

關鍵詞:采礦工程;數值模擬;專業(yè)課程;教學改革

采礦工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是能夠培養(yǎng)出具有較高素質與創(chuàng)新能力，具備從事采礦工程專業(yè)礦井設計、生產經營和科學研究等綜合素質較高，并能取得工程師基本訓練的應用型人才。

1采礦工程專業(yè)課程教學現(xiàn)狀

采礦工程專業(yè)課程教學的現(xiàn)狀不容樂觀，大多數設有采礦專業(yè)的高等院校又由于諸多原因，例如學生的人數較多、專業(yè)課時的不足以及實驗室條件較差等，使得許多院校的采礦專業(yè)課程教學中存在許多問題，主要集中在針對實驗的教學課時太少，教學過程中設計的實驗類型大多為相對單一的演示型實驗、教學時間安排嚴重不足導致的教學和實驗效果都很難達到較好的教學目的等問題。

2應用研究的可行性分析

采礦工程專業(yè)設置的許多專業(yè)課程的是屬于力學體系的范圍的。因此，在采礦工程專業(yè)課程體系中，具備應用數值模擬教學的理論基礎和客觀要求。數值模擬技術應用在采礦工程專業(yè)課程教學中，主要是應用這種商業(yè)通用軟件對采礦工程專業(yè)課程教學課程各章節(jié)中重點知識、難點知識和實驗部分內容進行數值模擬和仿真分析，教師把數值模擬的過程和所得到的結果可以在課堂教學過程中演示給學生，或者是將部分內容交給學生，以教師為輔學生為主用軟件去模擬相關內容。本科期間采礦工程專業(yè)課程的設置難度不是以科研為目的的，更多的是希望學生能夠掌握所學專業(yè)或相關專業(yè)的基礎知識，為將來打下堅實的理論基礎，這就為我們在專業(yè)課教學過程中使用數值模擬提供了一定的可能性。所以，教師可以在精度要求不是很高的前提下應用數值模擬，來講解課程中的教學重點和教學難點，能夠反應基本的規(guī)律和發(fā)展趨勢即可。采礦工程開設的課程如:《采礦學》、《井巷工程》、《礦山巖體力學》和《露天礦邊坡穩(wěn)定》等課程，其中的許多內容都可以應用數值模擬技術進行模擬，從而讓學生能夠更直觀的認識和學習，這比以往教師只是在課堂上以語言講解相關內容更容易讓學生掌握。

3應用研究的內容和方法

3．1研究內容

以采礦工程設置的專業(yè)課程為基礎，認真研究每一門課程的內容，把所有課程的重點和難點知識進行歸類和分析，以確定哪些內容適合重點講解，哪些內容需要實驗室與數值模擬相互結合，哪些內容需要在教師指導下學生獨立進行。與傳統(tǒng)采礦專業(yè)課程教學不同的是，應用數值模擬技術時更注重課程教學體系中的實踐特色，注重培養(yǎng)學生的主動動手能力，強調教師的輔導和引領作用。所以，教學在備課的過程中除了課堂講解部分外，還應包括多媒體課件制作和學生獨立進行數值模擬部分。教師要積極和有意地引導學生從整體和系統(tǒng)的觀念去理解所學知識，在日常的教學過程中利用數值模擬將理論與實踐有機地結合在一起，不斷地加深學生對實際礦井的了解，達到真正的培養(yǎng)學生將理論應用于實踐的應用能力。

3．2研究方法

(1)增強課堂興趣、深挖課堂資源、提高教學質量和效果。由于在學部分專業(yè)課程之前，學生還沒有去過礦山企業(yè)現(xiàn)場，很難理解其中某些重點、難點知識。因此，教師將這部分內容通過模擬技術，將知識點以三維圖形的形式演示給學生，將數值模擬技術有機的結合、穿插到課堂教學中去，這樣不僅可以極大激發(fā)學生的學習積極性，同時還進一步擴大學生獲得更多的專業(yè)知識，為學生的將來打下一個堅實的基礎。(2)預演和補充實驗室常規(guī)教學實驗的不足。目前，數值模擬和現(xiàn)代多媒體技術正處于蓬勃發(fā)展的階段，在多數院校采礦工程專業(yè)課程的教學受到諸多因素影響，進而影響到教學效果和質量的現(xiàn)狀下，將數值模擬應用于采礦工程的專業(yè)課程教學中有許多的優(yōu)勢，其推廣前景十分樂觀。

4研究意義

近些年來，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，數值模擬技術在許多的工程問題的分析中得到了廣泛的應用，起到了積極的作用。但是，目前對于我們大多數采礦工程畢業(yè)的學生，雖然擁有一定的理論知識，但是對應用所學知識解決實際問題的綜合能力還是比較欠缺的，尤其是在實踐方面能力明顯遠遠不夠，需要很長時間的實踐鍛煉。專業(yè)課程教學中主要以多媒體教學為主，采數值模擬試驗這一教學方法，通過豐富、直觀的影像和視頻資料進行課程教學演示等，可以獲得很好的教學效果。對采礦工程專業(yè)課教學環(huán)節(jié)的改革勢在必行，有必要開展數值模擬教學的應用研究。因此，數值模擬應用于采礦工程專業(yè)課程教學中應用，可以提高學生的綜合實踐能力。

參考文獻:

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［3］閆磊，等．計算機數值模擬技術在土建專業(yè)課程教學中的應用［J］．職教論壇，2012，(1):493．

作者:喬燕珍 單位:呼倫貝爾學院礦業(yè)學院