2025-10-10 星期五
“智”链矿业 “育”见未来
——太原理工大学矿业工程学院采矿工程专业智慧教育改革实录
王开 李建忠 李慧 张小强

  在煤炭产业智能化、绿色化转型加速推进的背景下,太原理工大学矿业工程学院采矿工程专业积极服务国家能源发展战略,深度融合人工智能、大数据、数字孪生等新兴技术,推动教育教学全面革新,形成了智慧赋能、虚实共生、数智驱动的人才培养新模式。这一系列创新成果不仅显著提升了学院采矿工程专业的人才培养质量和专业建设水平,还获得了社会的广泛认可,为我国高等教育转型发展提供了可复制、可推广的“太理经验”。

  直面挑战

  破解教育发展瓶颈

  煤炭产业的智能化、绿色化转型,需要具备数字化能力、创新能力和跨界整合能力的复合型人才。然而,学院传统本科教育存在实践模式单一、毕业生岗位适应性不足等问题,产教协同机制也面临深层次挑战,制约了学院教育转型的步伐。太原理工大学矿业工程学院采矿工程专业依托人工智能与大数据技术,探索出一条以学生发展为中心、以行业需求为导向、以技术赋能为支撑的改革路径,形成了具有示范引领意义的三大解决方案。

  智慧赋能

  构建采矿工程专业知识图谱

  专业建成采矿工程专业知识图谱,将“采矿学”“矿山压力与岩层控制”“采矿CAD”等10门核心课程的离散知识点转化为“概念—关系—场景”的三维结构化网络,形成“知识点—知识链—知识域”的动态知识架构,有效破解了传统教材线性逻辑与工程问题非线性需求之间的矛盾。

  专业通过采集学生学习轨迹、作业质量、测试成绩等多维度数据,系统生成动态化的“学生学习数字画像”,为学生智能推送适配性学习内容与个性化训练任务,引导学生开展自主探究式学习。教师基于实时数据分析进行靶向施教,教学效能显著提升。

  虚实共生

  打造“井下—虚拟—孪生”三维一体实践平台

  专业依托校企协同育人机制,组织学生深入智能化矿井现场开展沉浸式生产实践,形成对现代化矿井工艺流程的直观认知,积累工程经验。同时,利用虚拟现实、增强现实技术构建全息虚拟教学体系,建成矿业虚拟仿真实验中心,实现井下环境的模块化三维重构,提升学生的工程安全素养,培养学生的创新思维。

  在此基础上,专业应用数字孪生技术搭建智能采矿数智分析决策平台,实时映射工作面生产数据流并动态生成三维孪生模型,让学生进行全流程数字化监测、多维度解析与决策推演,显著增强解决复杂工程问题的能力。

  数智驱动

  建立全链条智能评价体系

  专业将数字技术全面融入人才培养全过程,采集126项行业数据源,结合学生学业数据与用人单位反馈,构建覆盖“行业需求—岗位能力—课程目标”的数据底座。

  专业通过跨场景实践采集学生的操作轨迹与决策路径,耦合12类教学质量监测指标与《工程教育认证标准》,建立“学生个体能力达成—课程目标达成—指标点达成—毕业要求达成—培养目标达成”的五级动态评价机制,实现对人才培养全过程的实时监测与动态调整。

  三维创新

  引领专业教育变革

  创新“人机交互”智慧教学模式。知识图谱与人工智能分析技术的引入,推动形成“教师—人工智能—学生”三方互动的智慧教学格局,激活学生主动学习的内生动力。

  创建“三维一体”实践育人模式。专业通过井下真实场景、全息虚拟课堂、数字孪生系统的有机融合,促进学生形成“体验—抽象—应用”的知识内化循环,全面提升实践能力,形成系统性思维。

  构建“全链融通”智能评价体系。专业以OBE教育理念为引领,打通“行业需求调研—培养方案迭代—教学实施—质量诊断与达成度评估”的全链条,实现人才培养质量的持续优化。

  成果斐然

  示范引领效应凸显

  这一系列改革举措推动采矿工程专业建设水平实现跨越式提升。专业成功入选国家一流本科专业,获批山西省卓越(拔尖)人才培养改革试点专业,并两次通过工程教育专业认证。教师队伍获得全国高校黄大年式教师团队、全国先进基层党组织、全国党建工作样板支部等荣誉。近5年,专业教师获得国家教学成果奖二等奖1项、省部级教学成果奖特等奖7项,3名教师获评省部级教学名师。2门课程获评国家一流本科课程,6门课程获评省级一流本科课程。专业改革成果被权威媒体公开报道30余次,建设成果在“教育强国战略下的智慧教育生态”研讨会等全国性会议上分享。

  太原理工大学矿业工程学院采矿工程专业的教学创新,不仅为煤炭产业转型升级提供了高质量人才支撑,也为我国高等教育数字化转型提供了可借鉴的模式。面向未来,太原理工大学矿业工程学院将继续深化成果推广,推动更多专业实现教学模式革新,为教育强国建设、服务国家能源发展战略作出新的更大贡献。

  (王开 李建忠 李慧 张小强)

中国教育报