时间:2022-02-07 07:39:21
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高校专业实验室的改革可以从实验室建设理念、管理机制、管理手段与激励机制等多种途径进行。
1.1实验室建设理念
实验室建设理念是对实验室功能与作用的总体定位,是实验室建设与运行的指导思想。高校专业实验室的建设必须以专业为依托,发挥学科优势、培养专业人才、鼓励科学研究、服务社会需求,进而促进学科的繁荣。由此可看出专业实验室的建设是以专业为前提、以服务社会为宗旨、以实现实验室与学科相互促进为目的的。因此,高校专业实验室必须根据学科特点以及学校特色找准自身定位,明确建设理念,从而指导自身改革与发展。
1.2实验室开放
前文提到高校专业实验室普遍存在一些问题,制约了自身的发展,其中部分是由传统的管理机制造成的。在过去一段时间中,国内高校普遍重视理论教学而轻视实验教学,这造成实验教学投入不足、创新机制缺失、管理僵化,实验室每况愈下。2000年前后,国内高校逐渐意识到这一问题,开始进行改革的探索与尝试,积累了许多宝贵的经验,其中实验室开放是一种经过实践证明了的有效、合理的实验室管理机制。实验室开放,是指高校实验室在时间、空间、内容和教学方法等方面对学生全面开放,由学生自主选择并进行实验学习与研究的教学方式,能为学生的主动学习创造一个良好的外部环境。同时开放实验室可以通过整合教学实验资源,向全校、社会提供教学、实验以及科学研究服务,为学生提供参与科学研究与实践的途径。目前,实验室开放已成为业内人士的共识,是各高校专业实验室改革的方向。实验室开放有多种模式,根据开放程度将实验室开放分为全方位开放、预约开放、定时开放、阶段性开放,根据开放内容将实验室开放分为基础实验项目开放、综合设计性实验项目开放、自选实验项目开放、科研项目开放,根据开放对象实验室开放还可分为面向指定专业开放、面向全校开放、面向行业开放和面向社会开放。
1.3管理手段
高校专业实验室作为重要的教学、科研基地,承担着实验教学、人员培训、科研训练、科学研究、社会服务等多重功能,特别是随着设备投入、场地规模、学生人数的不断增大,实验室的管理难度愈来愈大,传统的管理手段因其效率低下已很难适应,信息化、网络化、智能化的管理方式应运而生。通过信息化、网络化、智能化的管理平台,不但可以实现人、财、物的有效管理,还可以保障实验室的不间断开放,从而将实验室人员从繁重的事务性劳动中解脱出来,以更多的精力投入到实验教学研究和科学研究中。
1.4实验队伍建设
国内高校专业实验室人员主要包括实验教师、科研教师、实验技术人员以及相应的管理人员,其中实验教师、科研教师多由专业教师兼任,其工作重点不在实验室,因此实验室对他们的管理约束有限。实验室的运转主要依靠专职的实验技术人员及实验室管理人员。但实验技术人员、实验管理人员在各高校中多处境尴尬。一方面学校重视程度不够,实验队伍话语权有限,因此难以争取到有利于自身发展的机会;另一方面高校聘用人员学历门槛高,而实验队伍待遇差,新引进人员多以实验室为跳板,这造成实验队伍极不稳定,人员数量日渐缩减,年龄结构整体偏大,学历层次不高,这又加剧了学校对实验系列的不满,这两者的相互作用造成了现今实验室的乱象。因此,高校专业实验室的改革必须解决人的问题,要能够引进人才、留住人才、发展人才,使人才带动实验室的发展。要解决人的问题,首先要解决人员待遇和发展空间问题,在这方面专业实验室相较基础实验室更有优势。专业实验室的优势在于“专业”,通过实验室开放与实验资源有偿使用,争取更多的科研项目与社会服务项目,建立公平、合理的激励机制,激发实验人员工作热情,提高实验室人员待遇,为实验人员发展提供空间,进而稳定实验队伍,吸引更多人才全身心地投入到实验室教学、科研和建设中来。
二、专业实验室改革实践
中国矿业大学矿业工程实验教学中心是面向矿业工程领域建立的专业实验室,其前身可追述到1953年北京矿业学院的采矿模型室。中心发展至今已历60余年,期间也经历了多种困难,也面临了以上的各种问题,2000年前后中心开始进行改革,经过10多年的探索与实践取得了一些成绩与经验。
2.1中心建设理念
矿业工程实验教学中心依托中国矿业大学矿业工程学科下属的采矿工程、矿物加工工程和安全工程等国家特色专业与江苏省品牌专业,根据国家和行业对人才的需求,顺应学科不断交叉融合的发展趋势,提出了“立足煤炭工业,以矿山开采、安全保障、加工利用等高素质创新人才一体化培养为目标,整合多个专业实验教学资源,保障资源优化利用与共享,实现实验教学与科研互动。”的建设理念。这一建设理念明确了中心自身定位,指明了中心的建设与发展方向。在这一理念指引下,经多年建设中心取得了以下几个方面的成绩:(1)基本建立了适应矿业大类一体化培养的“演示与验证实验、综合与设计实验、创新与前沿实验”三个层次,“理论教学、工程训练、创新活动”三大模块相互交叉、融合渗透的创新实验教学体系,为煤炭工业培养了大批卓越工程师。(2)中心充分发挥矿业工程一级学科国家重点学科的引导和带动作用,实现实验教学与科研互动,及时转化科研成果,建成了一批优质教学资源。(3)校企联合,创建了井下“实景”实验室、虚拟实验室、常规实验室一体化实验教学平台,提高了课堂效率和实验教学效果。
2.2实验室开放制度
中国矿业大学矿业工程实验教学中心根据自身特点、行业地位及影响力制定了一套完善的开放制度。在实验教学方面,中心以学生专业培养为重点、以行业服务为己任,实现了本专业学生全方位开放、外专业学生基础实验开放的分级开放模式;在科学研究方面,中心全方位开放实验资源,要求教师以实验室为依托承担科研项目,鼓励学生参与科研任务,并组织、激励学生以实验室为依托参与各类实践大赛与学科竞赛;在开放时间方面,中心制定了科学研究实验、创新实验、综合实验的全天候开放,演示实验、验证实验的定时开放制度。通过实验室开放,中心每年面向全校10个学院17个专业,3630名全日制本科生开设矿业工程类实验课程,年实验人时数达34.8万,开出实验项目313项,实验开出率100%。近三年来,中心承担近百项科研项目,新增实验项目73项,自制教学仪器设备37台套,发表高水平学术论文360余篇,获省部级以上科研奖励43项,国家级奖励11项;先后有17个国家级、15个江苏省级、33个校级大学生创新训练计划项目在中心实施,有5000余名学生接受科研训练,学生参加全国、省级各类科技竞赛和创业活动,获特等奖1项、一等奖7项、二等奖22项,其他奖励89项,江苏省优秀毕业设计(论文)12篇,学生330篇、申请专利407项。
2.3信息化管理平台
为了提高工作效率、提升管理水平,中心建设了高效、便捷的实验教学信息化管理平台。信息化管理平台包含:网络化教学资源共享平台,虚拟、模拟实验操作平台,网络化的实验教学管理系统(包括实验教学排课、学生分组、考勤、网络答疑、实验成果提交与审阅、实验资源管理等),实验室开放管理系统等。该信息化管理平台具有以下特点:
(1)丰富的网络教学资源。网络教学资源主要包括课程大纲、电子教案、多媒体课件、习题、网上虚拟实验、网上提问、网上答疑、网上论坛、网上提交作业和报告、视频录像、资料下载、相关链接等。实验课程网页中的虚拟实验平台,使学生可随时随地完成实验。中心省级以上精品课程全部上网,访问者可方便地访问网页,下载学习资源。
(2)先进的实验教学手段。引入煤矿三维模型、现场录像、煤矿井下工艺过程和生产系统的虚拟动画、矿井虚拟现实系统等教学资源。解决了过去模型课程教学手段单一、课堂教学和模型教学分离、教学时间紧张、学生分组不合理、教学效果不理想等方面的问题。
(3)实验资源的高效利用。网络化的实验教学管理系统与实验室开放管理系统优化了中心实验资源的配置与利用,保障了实验室开放制度的实施,实现了中心面向多专业、跨行业、多功能的分级开放,确保了实验资源不闲置、不浪费,充分发挥了其社会价值与经济价值。实验教学信息化管理平台的建成,实现了中心的信息化管理,使中心自身优势得以充分发挥,有力的保障了实验教学,合理的调配了实验资源,为实验室开放创造了条件。
2.4队伍建设成果
高校实验队伍普遍存在年龄结构偏大、学历层次不高、人才流失严重的问题,为了解决这一问题,中心一方面多方位筹措资金改善实验资源与环境,促进实验室建设与发展,提升自身地位与知名度;一方面靠优质的实验资源、宽松的学术氛围吸引高层次人才;一方面争取政策设立了包含正高、副高、中级职称的专职实验教师岗位,为人员发展提供空间;一方面靠优质的实验资源、高层次的实验队伍吸引科研项目、筹集科研经费并提供社会服务,利用科研与服务收入反补实验教学与实验室建设,增加实验队伍收入,达到稳定队伍的目的。由此形成一套完善的人才引进、培养、发展与稳定的良性运行机制,使实验室建设与人才培养相互促进、共同发展。经过多年建设中心形成了以工程院院士和国家教学名师为核心、省部级以上人才为骨干,教学科研经验丰富、骨干力量稳定的高水平实验队伍。现今中心共有人员69人,其中兼职13人。在专职56人中,拥有正高级职称27人、副高级职称20人,具有博士学历的人员达43人,人员平均年龄41.3岁。近三年,中心又新增具有博士学历的青年教师5人,5人晋升正高级职称、8人晋升副高级职称。中国矿业大学矿业工程实验教学中心的改革探索了10多年,取得了一些经验与成绩,这些成绩得到了多方面的认可。在2009年中心被教育部确定为国家级实验教学示范中心建设单位,2012通过了教育部组织的验收,验收专家组评价优秀。
三、结语
1、AUTOCAD制图软件的功能
从1982年AUTOCAD制图的1.0版本问世以来,短短20多年的时间,其功能之强大,已经应用到机械、电子、航天、造船、建筑、土木、地质、气象等一切需要绘制图形和分析图形的领域,为国民经济的提高以及对从业人员的工作效率、结果都起到了巨大的变革作用。目前AUTOCAD制图软件已经成为国际通用的绘图软件,经过近30年的发展,其功能已经从最初的绘制工程用图,发展到和各行各业的二次开发之后所需要的各项功能,从数据分析、信息的输入和输出、图形的输入和输出、模拟作业,直到建立相关行业所需要的强大数据库,已经基本上完成了制图软件和现代化管理手段结合的角色转换。
2.AUTOCAD制图软件在矿山测量中的应用
2.1随着全站仪使用坐标放样法代替了传统的经纬仪偏角测量方法,使用坐标放样的方法使得测量的关键点转移到内业方向,而内业的难点就在于根据曲线要素及其构造物的特点,来准确迅速的测量预测点的坐标。坐标放样法与AUTOCAD软件技术的完美结合正是利用了AUTOCAD的默认坐标系是世界坐标系统﹙WCS﹚的特点,将放样测量的坐标确定这一难点问题变得简单。
2.2随着全站仪的使用,极坐标放线作为放线方法之一,有其局限性,即坐标计算,与AUTOCAD软件技术的结合,正是利用了CAD制图的设定坐标系和绘图以及取点的强大功能,完美的完成根据矿山采矿设计放线的点、直线、线段和圆弧等元素,绘制出图形并利用取点功能去除倒球点的坐标、夹角等,再进行放线。
2.3基于全站仪使用和AUTOCAD制图系统的使用,将工程人员从浩繁的制图工作中解放出来。矿山测量工作是矿山日常工作的一部分,也是进行矿山作业的前奏,制图作为矿山测量工作的一部分,是经常地且必须的工作之一,耗费大量的人力和物力,且精度和准确度难以保证,而AUTOCAD制图系统的功能就完美的解决了这一问题。
2.4根据矿山测量的需要,依托AUTOCAD2000的强大功能,对其进行的二次开发和专用命令,使得AUTOCAD2000能够进行人工模拟作业,并提供准确、快捷的测量数据。
2.5在矿山测量中除了依据AUTOCAD制图软件固有的功能,除了测量信息的输入输出、自动生成软件、模拟人工作业之外,且能建立一个强大的完整的基础信息库系统,比如测量控制点成果数据库、图件信息数据库、采场碎部点观数据库、生产进度控制数据库、采场运输路线数据库、边坡监测信息数据库等等。
二、AUTOCAD制图的新功能与高端科技的结合在矿山测量中的应用
1、与全站仪的结合应用在矿山测量中的应用
国际上先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手簿的方式记录数据,具有双路传输的通讯功能,能接收外部计算机的指令,由计算机输入数据,也能向外部计算机输出数据,已经在工程测量、矿山测量、地籍测量等领域得到了广泛的应用,由于其兼具有经纬仪和测距仪的优点,且测量数据可通过电子手簿与计算机进行数据转换使之在矿山测量中得到了广泛的应用。基于全站仪和AUTOCAD制图软件的二次开发以及特别命令可以有效建立矿山三维数据自动采集、传输、绘图、模拟、处理的数据处理系统,较之于传统的手簿记录、手工录入、人工计算、人工绘图、实地勘查作业等大量的效率低下的工作,既加快了速度,又保证了精度,同时又减少了不必要的开发,提高了经济效益。
2、与空间信息技术结合在矿山测量中的应用
空间信息技术的核心和主体是“3S”技术,即遥感(RemoteSensing:RS)、地理信息系统(GrographicInformationSystem:GIS)、全球定位系统(GlobalPositioningSystemGPS)三者结合的综合技术。基于遥感资料建立数字地面模型(DTM)进而应用于测绘工作已获得了较多的应用,可以为矿区地理建立一整套矿区资料源环境信息系统(MRIES),在矿山测量、工程测量、环境监测、控制测量、防灾减灾以及交通运输工具的导航方面已经发挥出重要的作用。由于GPS不仅具有全天候、高精度和高度灵活性的优点,而且与传统的测量技术相比,无严格的控制测量等级之分,不必考虑测点间通视,不需造标,不存在误差积累,可同时进行三维定位等优点,基本上消除了误差来源,对空间地理分布有关的数据和计算机技术软件之一AUTOCAD制图软件结合,可以通过象片校正、野外调绘、目视判读等工作,完成对地形图的测绘和资料输出。
3、与惯性测量系统及其在矿山测量中的应用
惯性测量系统(InertialSurveyingSystem:ISS)是一种导航定位技术,其特点是利用惯性导航的原理,可以同时获取多种大地测量数据如经纬度、方位角、高程、重力异常、垂线偏差等的一种技术系统。其测绘目标主要是对已有控制点的检核、加密、航测控制等控制测量,管线监测、定位、地壳形变、地表沉陷观测,对各种工程和建筑测量的井下定位,地震、重力测量,地球物理研究,对井筒和罐道梁的垂直性监测等,是GPS系统性能的有益补充,能以整体大地测量的模型进行数据处理,并同时确定三维坐标和大地水准面,目前在矿山测量中的应用主要是在矿山井下测量中的应用,不仅测量和导航的精度高,还由于其对地表和地下监测数据的全面性,和AUTOCAD制图软件结合应用,更能为从业人员对矿山测量进行综合考虑提供依据。
三、运用AUTOCAD制图的新功能的矿山测量案例
1、更准确、直观的效果图。
比如对阿希金矿的放线测量中,如果根据传统的利用代数和几何方法来计算测量数据,将会是十分繁琐的计算,且难以保证计算的准确度,而运用了AUTOCAD的制图技术,不仅免除了繁杂的运算,且直观效果图让测量者一目了然。
2、解决了巷道测量难点
比如在AUTOCAD制图应用于矿山测量之前,巷道测量一直是测量中的难点,而金渠金矿在应用了该软件之后,以某一巷道测量为例:根据矿井和巷道的位置设置图形范围、坐标的方向以及图形单位等,根据实测和设计资料绘出的基本图形,画出已知点和待求点的基本图形,将本应进行数值计算来得出待求点的复杂运算直接转换为简单直接的图形运算。
《新编选矿概论》由魏德洲、高淑玲、刘文刚联合编著,详尽地介绍了矿石分选的基本概念及相关原理,以及采矿的主要设备和常见的分选工艺。整本书包含的理论知识基础且全面,不但可以作为采矿工程、冶金工程、矿产加工等工程专业的课本教材,还可以作为相关技术人员的参考书籍,而书中所涉及到有关选矿、磨矿、磁选的理论知识,为想要从事或即将从事矿业工程及相关领域的工作人员普及了基本知识,同时也对大数据时代矿业工程的发展与教育起到了理论推动作用。
二、多媒体教育技术
多媒体教育技术是近些年随着计算机技术的发展所流行起来的一种新兴的教学手段,教育工作者可以利用计算机、投影仪、中控系统等数字媒体设备,再配合相关的教学软件,为学生营造一个图文并茂、具有声音甚至是活动影像的教学环境。多媒体教育技术相较其他教育方式有着不同的特性,它是利用计算机为载体,集图像功能、语音功能和视听功能于一体,再结合计算机的操作将上述几种功能的信号都转化为数字信号,这样一来就能方便地对其进行存储、加工、编辑、传输等操作。多媒体技术的特性,对教育工作来说意义重大。它突破了传统的教育方式,通过课件的演示,将一些抽象难懂、枯燥无味却又难以解释的重点、难点,利用图片、动画或者是视频的表达,更直观、形象地展示给学生,使课堂教学变得生动有趣。既能帮助学生对理论知识的理解,还使授课方式变得轻松方便,节约了教师的板书时间,教学效率也得到提高。同时,传统的课本教学中,教师所涉及到的大多还是课本上的内容,因为许多资料不便于携带,且难以展示。但是在多媒体教学中,一切有用的资料都能在课件中得以体现,还可以通过网络获取最前沿的资讯。多媒体教育技术在现代教育领域中的运用,不但打破了传统的教学模式,还丰富了教学内容、创新了教学方法,多媒体教育技术的发展势必会引起传统的教育思想、教育体制的巨大变革。
关键词:跨专业;研究生;矿业工程;培养
作者简介:柴修伟(1980-),男,安徽亳州人,武汉工程大学环境与城市建设学院,副教授;王智峰(1987-),男,河南巩义人,武汉工程大学环境与城市建设学院硕士研究生。(湖北 武汉 430073)
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0020-02
目前,随着硕士研究生招生扩招,跨专业考研人数也逐年增加,成为考研的热点现象,矿业工程专业便是其中之一。越来越多跨专业硕士研究生的出现,一方面有利于培养复合型人才,能为我国矿业工程领域培养更为优秀的人才;同时,由于专业基础相对薄弱等原因,在培养过程中出现一些新的问题也是在所难免。[1]针对这些新出现的问题,首先分析了导致这个问题出现的源头:即跨专业矿业工程硕士研究生大量出现的原因;结合本校本专业研究生和其他相关兄弟院校相关情况,总结培养过程中可能出现的主要问题;最后,提出相对应的措施和建议,以期能对培养过程中出现问题的解决有所帮助。
一、矿业工程跨专业硕士研究生大量出现的原因
新招收的矿业工程类硕士研究生中,跨专业的学生越来越多。比如:武汉工程大学去年矿业工程录取的研究生,跨专业比例达到60%;河南理工大学能源学院2008年招收的25名采矿工程硕士生中,跨专业的学生占了将近一半;2009年,采矿招生的47人中有24人来自其他专业,占招生人数的51.1%,说明矿业工程类研究生跨专业录取的比例还在逐年上升。出现这种情况主要有以下几个方面的原因:[2-4]
1.行业因素
采矿行业自从走出了20世纪90年代的低迷之后,随着我国经济的发展,经济所需采矿行业的支撑越来越大,再加上我国加入世界贸易组织之后矿石价格与国外接轨,从而带动了国内采矿相关行业的发展。由于采矿行业在现阶段所具有的高收益吸引了大批非本专业的学生,跨专业报考矿业工程专业硕士研究生。
2.学生自身因素
放弃本科学习了四年的专业,换到另一个不是很了解的专业,大部分学生做这个决定都是需要勇气的。就学生自身来说的原因可能是:
(1)对自己的本专业失去兴趣。有些学生在升入大学时就不喜欢自己的专业,或者在本科时期没有学好本专业,对自己原来所从事的专业失去信心,不感兴趣,心理上希望能换个专业。
(2)担心就业率。由于矿业工程领域所需专业技术人才缺口较大,所以,相关的采矿、安全甚至选矿专业的就业率都能得到保证。然而,一些竞争比较激烈的工科专业,或者是就业率本身就不高的基础学科专业或者文科类专业学生过分担心自己本专业毕业后的就业问题,从而在考研时选择了矿业工程专业。
(3)家庭影响。矿业企业系统的子弟,为了毕业后能够顺利回家乡工作,或者为了将来自己的事业能发展得更好,由于在高考时并没有考虑那么长远,就会在考研时选择对他们将来发展更有利的专业。这部分人从小就对采矿行业耳濡目染,对这个行业也并不陌生。因此,对于他们来说放弃原有专业选择矿业工程这个专业并不困难。
学生自身因素是出现大量矿业工程跨专业硕士研究生的最重要原因,大部分学生除了受矿业工程专业的外在利好影响外,还都是基于自身的情况对于现实的一种选择。
3.学校因素
受矿业工程领域毕业生毕业后的工作环境以及人们传统观念的影响,矿业工程相关专业对我国来说仍然是冷门专业。但是,这不妨碍原有的几所煤炭部所属院校在他们本校所拥有的报考热度。这些院校大部分在煤炭资源储量丰富的地区,并且这些学校的前身大部分都是矿院,矿业类相关专业在他们所在院校开设时间较长,技术力量雄厚。因此,矿业类专业一直受到他们所在院校师生的尊敬,考研时跨专业考取他们本校最好的专业也就不足为奇。由于这些院校报考矿业类相关专业的生源太多,本校所拥有的招生指标远远不能满足考生要求,因此,这也就间接带动了其他开设有矿业工程硕士点院校的招生工作。在一定时期内,学校因素导致学生热衷于跨考矿业工程类硕士研究生,这个现象还会一直存在。
其实,考生们放弃了自己原有的专业而报考有一定风险的矿业工程类专业,原因肯定不止以上几点,造成这个结果的原因也是综合的。
二、培养过程出现的问题
矿业工程跨专业硕士研究生由于来自不同的专业,每个人的知识背景和文化结构也都不尽相同。导师在培养过程中所面临的问题也是复杂多样的。[5-7]
1.专业基础良莠不齐
对于跨考矿业工程的硕士研究生原有专业基础不同,对于学习矿业工程所具备的专业基础也有所差别。如有些学生在很早就准备跨考,本科的时候就注意到了对矿业工程相关知识的储备;或者一些学生读的是跟矿业工程相近的地质等专业,他们原本学习的内容就跟矿业工程的知识有所交叉;而有些矿业类院校则把一些矿业类基础课程添加到部分工科基础课程中。上述现象决定了学院和导师所面临的学生专业基础是参差不齐的,给基础教学和培养方案造成困扰。
2.学习过程过于浮躁
跨专业的学生由于没有完整的知识结构框架,在研究生的学习过程中还需要进一步夯实自己的矿业类基础知识储备。然而,很多学生对此不以为然,忽视基础知识的学习,在自身没有专业基础的前提下就急于参与导师的科研项目,这样往往使得学生不能将所学知识结合到科研活动中,造成对学生的事业长远发展不利的局面。
3.前途悲观失望心理
大部分学生作出跨专业的选择都是根据自身情况深思熟虑后作出的选择。但是,跟风报考现象依然存在,特别是在一些矿业工程专业热门院校之中。由于在考试之前并没有对这个专业进行充分的了解,只是为了逃避原有的本专业仓促作出的选择。又因为矿业工程硕士研究生毕业以后大部分需要到艰苦行业、艰苦地方去工作,煤矿事故时有发生,无形之中会对他们的心理造成压力,使他们不能安心学习,患得患失,过于担心自己的事业和前途,而表现得忧心忡忡。
实际上,由于每个学生情况的不同,可能出现的问题是多种多样的。发现培养过程中出现的问题,还需要根据每个学生的观察、交流才能作出判断。并且在不同时期,遇到的问题也会是不同的。
三、跨专业培养措施
跨专业研究生在培养过程中所遇到的问题虽不尽相同,只要找到行之有效的方法,对跨专业的研究生培养还是很有帮助的。
1.补充专业基础知识
研究生往往已经具备一定的自学能力,导师可以根据学生选择的研究方向和其自身的专业知识储备情况,由导师和学生共同制定一个合理的学习方案。学生应定期向导师汇报学习情况的进展,在必要的情况下导师再加以指导。跨专业研究生补充专业基础知识应遵循的原则应该是:首先要持之以恒,不怕麻烦;其次是要制定短期目标和长期计划;最后是要想办法提高学习效率。只有长期坚持这三项原则,拥有了坚实的专业基础之后,研究生才能更顺利地进行科研工作。
2.充分发挥导师的指导作用
跨专业研究生由于对行业动态不够了解,选择研究方向会不知所措。导师应根据学生的自身情况提出切实可行的学习计划、培养目标和培养方案,定期检查学生的学习情况,以便培养目标和培养方案能够顺利实现。研究生管理部门也要制订相应的指导跨专业研究生导师须知,以确保研究生培养的落实。
3.积极开展科学研究工作
研究生由于在本科时期很少接触科学研究工作,而对矿业工程领域的基础知识储备不足,在科研上存在不小的差距。这方面就需要导师的耐心指导,循循善诱,也需要学生自己在基础知识的储备上勤奋努力。跨专业研究生开展科研工作,建议采取的原则是“从基础工作做起,边干边学,将专业知识与科研实践有机结合,努力培养科研思维能力,重在形成科研思路”。同时,鉴于矿业工程专业的特殊性,矿业工程研究生学习的知识不应该只停留在书本或者是实验室,而应该在导师的带领下多看看实践现场是什么样的,那样才不至于纸上谈兵,也能增长见识。
在导师的带领下,制订正确的培养目标和培养方案。依靠学生的自学能力,补充好应有的专业基础知识,积极参加科研和实践活动。坚持不懈、持之以恒就会收到应有的效果,以期培养目标和培养计划能够实现。
四、结语
矿业工程跨专业研究生与本专业研究生比起来,在专业基础上具有一定的劣势。但是,跨专业研究生在培养复合型和创新型人才方面具有优势。跨专业研究生的培养需要根据他们自身的情况制订合理的培养计划,在打好专业基础的同时,在科研和实践中慢慢培养其专业素养,争取能够培养出高层次、复合型的优秀矿业领域人才。
参考文献:
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[2]赵永刚,赵明华.如何正确引导跨专业研究生学习和科研的思考[J].陕西教育(高教),2010,(3).
[3]吴伟,马世忠,卢双舫.地质类硕士点培养跨专业研究生的探析[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2009,26(3).
[4]王卫强,杨帆,吴明,等.关于跨专业研究生培养的几点思考[J].群文天地,2011,(8).
[5]何运信,李美中.跨专业与本专业硕士研究生差异化培养研究——基于对经济管理类专业研究生的问卷调查[J].高等农业教育,
2010,(11).
[关键词]矿业工程;常见问题;对策
中图分类号:TM713 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0343-01
一.我国矿业工程中存在的问题
(一)地质勘查体制不够完善。我国现有的大部分勘探单位建立在计划经济体制下。当时,国家既是地质勘查的出资人,也是其受益人。现在,我国已经进入市场经济体制。在这种模式下,大部分投资的主体和受益主体都在市场,政府开始由原来的出资人兼受益人退位到公益性。原有地质矿产勘查单位都是以单个形式存在的,无论资产、人员、装备和机制,这些单位都不属于合格的市场主体。另外,其独立投融资能力与抗风险能力与市场经济体制的要求相距甚远。
(二)探矿矿址选择错误。探矿地点的选择正确与否会直接影响到探矿的质量。如果选址不当,不但会加剧探矿工作的难度,甚至还会造成严重的事故。在对于小型矿山的探测时,探矿地点的选择不科学,会严重影响到探矿的质量。尤其是南方广大小型矿山的探测,探测地点的科学选择非常关键。在矿山的探矿中,基于错误探测点的探矿作业,很容易对周围环境,尤其是地貌环境造成一定的影响。有时,还会造成探矿事故。同时,探矿地点的选择错误,使得探法与实际地址结构不匹配,加剧了探矿工作的难度。并且,探测中,一旦探井的井口高度与周围基准面一样时,极易出现大大雨情况下,矿井被水淹的失败探矿。
(三)探矿方法不当。矿山地质探矿技术缺乏,尤其是探矿方式不合理。我国处于社会主义初级阶段,在科学技术上还存在短板,地质探矿技术相对比较缺乏。目前我国的探矿方式,主要包括钻探法、物探法以及槽探法等。近年的探矿工程中,物探法和钻探法应用最为广泛。但是,不同的地质情形,所采用的探矿方式是不同的。企业在进行地质探矿时,缺疏忽此点的重要性,在探法的选择上存在较大的问题,并存在凭经验进行探法选择的情况出现。基于探法选择不当的缘故,很容易造成诸多的负面影响,尤其是关于作业的安全问题显得尤为的突出。同时,在老旧的作业区作业,基于探法的不当或技术缺乏,都会在一定程度上带来作业的危险性。
(四)人们思想松懈。人在一个环境工作久了,环境等因素逐渐熟悉了,就会放松警惕,安全意识也会慢慢放松。可在实际的矿区地质环境中,其工作环境复杂多变。在探矿过程中,一些工作人员由于思想上的松懈而没有认真做好探矿前的准备工作,很容易出现意外事故,造成危害。
2.矿业工程项目建设中的风险因素分析
通常可以将在矿业工程项目建设过程当中存在的风险因素划分为两大种,也就是自然因素以及人为因素。
2.1 自然因素
2.1.1 复杂的工程地质条件:复杂的工程地质条件,主要包括各种不良地质,其中有高应力区、膨胀性岩层、溶洞、松散地区、断层以及软弱底层等;
2.1.2 水位地质条件:经过大量的工程实践证明,如果岩土体当中存在着不确定的以及十分离散的水文地质参数,就会产生较大的空间变异性。工程的隧道的围岩稳定性会受到地下水的严重影响,从而容易出现不安全隐患;
2.1.3 气候原因:如果工程在长时间以及高强度降雨的区域施工,就很容易诱发各种安全事故。沙土会因为高强度的降雨而导致出现不断加大的流动性,最终造成工程施工周围土体呈现出不断下降的稳定性。
2.2 人为因素
2.2.1 不准确的地质勘探以及不完善的工程设计:由于在矿业工程项目建设施工中地质勘探以及工程设计具有十分重要的作用,因此如果地质勘探不准确或者在工程设计的过程中出现失误。就会导致工程施工中存在较大的安全隐患;
2.2.2 较大的工程决策以及管理难度:由于矿业工程项目建设具有较大的工程投资风险、较大的的复杂性以及不确定性,所以需要面对巨大的工程决策以及管理难度,这些都非常容易导致风险事故的出现;
2.2.3 不合理的施工技术和操作:矿业工程项目建设通常具有较为复杂的施工流程。不合理的施工技术和操作都容易导致出现各种问题。
3.矿业工程项目建设施工中的风险管理有效对策
通过风险评估,对矿业工程项目建设施工过程中的风险进行了排查,并对其发生的可能性以及造成的后果都进行了估计,风险管理就是要对矿业工程项目建设施工过程中的风险进行控制和管理,减少其不确定性,降低矿业工程项目建设施工过程中风险造成的不利影响。
(1)建立对施工过程风险预警的机制。矿业工程项目的规模大、工期长,施工过程中的风险会对整个矿业工程带来很大的影响。因此,要对整个施工过程汇总的风险因素进行识别和判断,建立一个建立在矿业工程施工实际状况上的风险管理体系。
(2)对施工过程进行动态化的管理,减少人为操作带来的风险。矿业工程项目施工中的风险管理本来就是一种动态的管理过程。动态化管理能够有效的提高矿业工程项目施工中的风险管理水平。矿业工程项目的施工技术含量较高,施工条件也比较艰苦和危险,使用的设备较多,施工期也比较长,施工的过程本来就是一个不断变化的过程,这就给施工过程中增加了很多风险。风险一旦发生会给整个工程带来极大的损失,针对施工过程中的变动因素,先进的技术和管理能够降低施工过程中的风险概率。因此,矿业企业要提高整个项目施工团队的专业技术能力以及管理水平,对整个施工过程进行监控,降低风险的发生。对此,矿业企业可以通过专题讲座、技术培训、安全培训等方式,提高施工人员的技术水平和管理水平,降低技术性事故的风险;
(3)对施工过程中的具体风险进行有效的预测和评估。施工过程中,矿业企业施工单位要针对施工环境、施工对象的特征、自然风险以及经济政策变动风险几个方面的风险进行有效的管理。将其细化又可以分为环境风险、技术风险、施工操作风险以及施工管理风险、管理人员风险、安全管理风险等内容。在施工的过程中,要对当地的自然环境、地质和水文环境、可能出现的地质灾害进行排查、对施工环境中可能存在的风险进行排查。在施工的过程中,要定时检查涉及方案c施工进度和方向是否存在偏差,定时对矿井内部的地质情况进行勘察。在进行一些危险系数较高的作业例如开挖、爆破、排水等,要对其操作流程和规范进行严格的监控,降低安全事故发生的可能性;
(4)对于难以抗拒风险要加监测与管理,做到提前预防,做好备案,将损失减到最低。矿业工程项目在施工过程中可能会遇到一些难以抗拒的风险因素,例如持续性的降雨或冰冻,洪水、地震等自然灾害,影响施工的进度。当地的采矿相关条例发生调整,也可能会打乱矿业工程项目的施工进度,带来损失。金融危机和通货膨胀、原材料以及矿业产品的价格震荡也会造成矿业企业的资金链出现问题,而难以保障对矿业工程项目施工过程的投入。对此,必须进行提前防范,当有无法抗拒的风险发生之,矿业企业就要做好预案,确保能够灵活应对,将损失降到最低。
总之矿产资源是我国经济建设与发展的支柱,在探矿工程中存在的若干问题,已严重制约着其工程质量,不利于资源的合理开发与利用。随着国际金融危机的发生、全球经济形势的复杂多变和我国转变经济发展方式时经济增长速度的降低,我国矿业企业的发展面临着新问题。如何面对新问题,采取有效措施,对我国矿业企业未来的发展有着重要的意义。
参考文献
[1] 吉润东吉兆宁.我国矿业企业当前面临问题之探讨[J].有色金属工程.2014.02期.
(1)工程勘察的前期准备工作表现不足。为了能够保证完成煤矿岩土工程的勘察工作任务,在实施工程勘察工作之前必须要严格编写工程地质勘察纲要、设计勘察方案等,以有效、准确的勘察纲要保证勘察工作任务顺利进行。但是,部分勘察单位并不是具有合理指导性的勘察纲要,这在一定程度上影响了工程勘察的质量,后果不可设想。分析其原因主要是由于我国工程勘察市场的激烈竞争和一些建设单位对勘察工作重要性的严重低估,以工程成本作为工程的主要目的,而忽视可靠质量的重要性。
(2)岩土工程勘察工程中漏洞百出。一般来说,在对岩土工程展开勘察工作中主要存在两方面比较明显的问题弊端,其一是在具体的勘察工作过程中由于技术人员对于质量意识的淡薄所产生的问题,其二是在土工试验方面所存在的问题。第1种情况主要是包括外业勘察工作方面的问题和原位测试以及原状取土方面所存在的问题;第2种情况主要是包括对土体颗粒的划分等级不够明确,相关土工试验的方法和检校办法比较单一等问题。
(3)撰写岩土工程勘察报告中存在的问题。岩土工程勘察报告在煤矿岩土工程勘察工作中起着重要作用,往往问题也很多,主要是由于在撰写过程中对包括单位书写不规范、报告偏重定性分析而忽略定量分析的重要性、对于承载能力概念的理解误差以及在岩土工程分析评价方面等问题。还有,由于相关技术人员自身的原因对于承载能力的概念理解不够透彻清楚,也是比较常见的问题之一。
煤矿岩土工程勘查问题的质保措施
1改善目前我国煤矿岩土工程勘察工作现状
为了能够适应目前高速发展的工程勘察技术应注重加快对专业技术人才的培养,加大培训力度,可以考虑定期有计划地开展各种培训机构,主要以加强勘察技术人员对新型技术的掌握水平,以充实我国工程勘察的队伍力量。同时,岩土工程勘察公司应该在一个更为规范化的市场环境中发展,所以要更进一步的规范我国矿产勘察市场,清理探矿权与开采权的关系,并明确各个职权部门的权责,对于煤矿岩土工程勘察的投资力度要逐步加大,更合理有效地处理与解决勘察工作中的问题。
2加强岩土工程勘察工作的管理力度
针对我国煤矿岩土工程勘察工作出现的一系列问题,应从各个方面的管理工作抓起。加大有关勘察政策的宣传贯彻力度,尤其是对国家规定的新规范、新标准以及新技术的宣传与贯彻实施和对国家在市场经济体制下对促进工程勘察事业可持续发展的相关政策的响应。政府有关行政主管部门在切实落实国家政策的同时,还需要了解当地的具体地质状况,并按照各种规范规程的要求对各个岩土工程勘察机构进行监督审查,以遵守国家强制性条款为准则,在不扰乱勘察市场的前提下,保质保量完成建设单位委托的任务要求。由于勘察工作往往比较复杂,技术人员配备不足则有可能导致现场勘察技术管理不到位的情况发生。因此,要提高煤矿工程勘察工作的质量,必须要严格控制现场技术的管理工作,要求勘察技术人员培训合格、持证上岗。
项目技术负责人主要主持煤矿项目的勘察工作,必须要编写勘察纲要和勘察报告,并定期组织参加施工验槽以及有关工程的专题集会,现场技术管理人员负责执行勘察纲要技术要求和现场编录。现场勘察取样钻探质量的优劣主要决定了煤矿工程地质分层的准确与否,原位测试、取土样的规范与否决定了岩土参数的准确与否,加强钻机的管理,应强调勘察质量与责任的挂钩联系。
3加强针对煤矿岩土工程勘察工作的监管措施
加强针对煤矿岩土工程勘察工作的监管措施主要是为了能够大力宣传勘察工作的重要性,以达到各级主管监督的部门领导提高对工程项目建设之前的勘察工作重要性认识程度的目的。伴随着我国市场体制改革的深入,工程勘察机构一般都实行一种“自负盈亏,从业盈利”的生存模式,保质保量完成工程勘察任务应以一定适当的利润率予以保障,成本价格的确定应由当地工程岩土勘察协会通过邀请一定数量的专家组成专家团进行评估测定。成本价评估测定后,组织结构需要针对勘察成本单价作进一步的监管与控制,旨在限定勘察单价不得低于成本单价。
4加强岩土工程勘察成品报告的审查管理力度
岩土工程勘察成品报告审查制度已在我国初具模型,它的实施可以在一定程度上促进岩土工程勘察报告质量的提高。加强岩土工程勘察成品报告的审查管理,可在发现质量问题后及时上报有关管理部门予以处理与解决。
5实施有效的勘察监理制度
岩土工程勘察工作实施有效的勘察监理制度也是勘察工作管理的一环重要内容。煤矿岩土工程勘察监理的工作内容主要包括:取样钻机按照操作规程进行钻探、取样和测试工作。现场技术管理人员要到岗到位,适时编录。试验室的试验工作要严格按照国家制定的规范要求标准进行相关测试工作等。
结束语
关键词:矿业工程 岩土力学 问题
由于我国特定的地质条件、环境条件以及工程规模,大规模工程建设面临诸多发达国家未曾有过的技术难题,对工程设计、施工和运行提出了严峻挑战,即如何在恶劣的地质环境条件下进行优化设计,并避免因不当的工程措施引起岩土工程灾害,达到“安全可靠、经济合理、技术可行、环境友好、运行高效”的工程目标。这就需要阐明岩土体及其赋存的地质环境与工程之问的相互作用机理,需要考虑各种因素对岩土体变形和稳定的影响,如荷载的多维性、荷载随时间的变化、循环荷载、振动荷载,地层条件和边界形状的复杂性,岩土体结构的复杂性,岩土饱和度变化,岩土与结构的相互作用等,从而为采取合理的工程控制措施提供科学依据[1]。
1.矿业工程建设中岩土力学分析的意义
尽管岩土力学与工程学科发展迅速,但由于岩土体及其赋存环境的复杂性,并限于目前的研究手段和发展水平,各类工程领域的岩土工程灾害时有发生,如大型滑坡、大体积塌方、大面积沉降、大范围渗透破坏、突水、突泥及突气等,造成重大人员伤亡和经济损失。岩土工程灾害事故难以遏制的关键问题在于人们对这些灾害的发生机理缺乏深入研究,尚无有效指导这些灾害预测和防治的系统理论和方法。这就需要岩土力学与工程的理论指导和技术支持,特别需要揭示灾害发生的岩土地质特征与赋存环境、诱发条件、孕育演化的动力学过程、致灾机理,建立岩土工程灾害孕育演化过程的时空预测和动态调控理论,正确评估灾害风险并进行合理控制,为岩土工程灾害防治提供理论和技术支撑[2]。
总之,岩土力学与岩土工程以其科学问题的基础性、应用领域的广泛性、多学科的交叉性、学科体系的拓展性,已经成为相关工程学科发展的基础性学科。该学科的发展水平和研究深度,事关众多工程建设的安全、质量和效益,事关国民经济、社会发展及生态环境等国计民生。因而,岩土力学与岩土工程在众多学科中具有重要的不可或缺的战略地位。大量工程建设急需岩土力学与工程学科快速发展,实现理论上的重大突破、技术上的重大创新,促进国家经济建设及社会可持续发展。
2.矿业工程建设中岩土力学分析的主要内容
关于位移、应变和应力的规定是常见的工程力学方面的规定。在这种规定下,如果力和位移的分量是沿坐标轴的正方向,则取为正。拉伸正应变和拉伸正应力取为正。如果截面外法线方向相对于坐标原点向外,则单元割离体截面上剪应力正方向亦向外,反之亦然。岩体中天然应力状态和由开挖活动产生的应力状态普遍是压缩状态。如果遵循通常的工程力学方面关于应力的规定,与岩石中的应力和应变有关的所有数值运算操作将包含负值。尽管这并不会引起概念上的困难,但为了计算方便和更为精确,宜于采用岩石力学中应力和应力分析的如下规定:
①沿坐标轴正方向作用的力和位移分量为正;②收缩正应变取为正;③压缩正应力取为正;④若截面内法线相对于坐标原点向内指,则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正,反之亦然。
岩石和岩体,无论是干燥的还是饱和的,在大多数工程荷载作用下,均表现为弹性体或近似弹性体。
岩石特别是岩体内部,必然有节理、裂隙、结构面、软弱夹层等。这些结构厮、软弱夹层,其物质成分、微观结构、力学性质都比较复杂,其力学性质可能属于非线性弹性、弹塑性或粘弹性等。对于结构面和软弱夹层而言,它们含水情况是否饱和,作用力方向和结构面、软弱夹层的展布方向是垂直还是平行或者倾斜,影响很大、差异明显、工程效果大不相同。由于岩石、岩体本构关系的多样性、复杂性及不确定性,这里只研究岩石、岩体作为弹性体、近似弹性体的情况。
岩土材料的非弹有更深层次的原因。这些年来虽然没有很成熟的理论,但是有关的努力却一直没有停止。近年来,类脆性材料(包括岩石、混凝土)的断裂与塑性耦合理论开始在混凝土的力学分析中崭露头角。该理论认为,混凝土结构的最终破坏是在局部产生裂纹以后的事,所以,混凝土结构的塑性屈服条件应该和断裂联系起来。而混凝土的断裂属于类脆性断裂,裂纹尖端没有脆性金属裂纹尖端那样的高度的应力集中。宏观裂纹前方,有一个所谓的“损伤过程区”存在,断裂过程发生在过程区内,而随后的宏观裂纹表面将发生摩擦滑动,即塑性变形[3]。
3.矿业工程建设中的几个岩土力学问题分析
首先,岩土力学本质上是一门应用力学学科分支,其本构理论、渗流及多相流运动理论、THM多场耦合理论、稳定分析和动力分析理论等,均广泛汲取了固体力学、流体力学、动力学与控制等各力学分支学科的理论成果。分形理论、突变理论、协同学理论、混沌动力学理论、耗散结构理论、重整化群理论等非线性科学在岩土力学中获得了成功的应用。其次,20世纪60年代以来,随着计算机技术及数值模拟技术的迅猛发展,计算力学逐步成为一门独立学科分支,并迅速渗透到岩土力学与岩土工程学科,为解决复杂岩土力学及岩土工程问题提供了高效的手段、方法和途径。再者,各类室内外实验技术、现场监测技术以及控制爆破开挖、预应力锚索锚杆加固支护、高压固结灌浆、大吨位振动碾压机械、TBM掘进机械等施工技术、设备和工艺的发展。
对于岩土工程问题,由于地质作用,自然岩土体中贮存有大量的节理、断层、软夹层、层面等不连续界面,使岩土体成为较复杂的结构体.对此类问题,在岩土力学有限元计算中,就必须采用一类特殊单元进行模拟。由于岩土工程的开挖使开挖边界,这些边界点(如地下巷道的周边)原来处于一定的初始(原始)应力状态,开挖使这些边界点的应力“释放”,从而引起围岩应力场和位移场的重新分布.模拟这一开挖效果目前普遍采用Dancan提出的“反转应力释放法”。
结论
通过对矿业工程建设中的几个岩土力学问题的研究,为正确认识岩土体、合理利用和改造岩土体提供了技术支撑,使岩土体物理力学特性、工程优化设计与评价、地质灾害控制与防治等研究建立在更坚实的理论和技术基础上,从而深化了学科基础研究的深度,拓展了学科工程应用的范围。
参考文献:
[1]林沛元,汤连生,桑海涛,邓锡斌,吴科,邓钟尉. 分形几何在岩土力学研究中的过去、现在与未来[J]. 西北地震学报,2011,11:24-29.