张明杰　钟福平　闫江伟

摘要：瓦斯地质方向课程体系建设是河南理工大学培养本科层次瓦斯地质方向人才、为煤矿瓦斯治理、煤层气规模性开发提供智力支撑的保证。根据课程体系构成和特点，制定并认真执行了达成培养目标的保证措施，从加强地质基础课程、专业核心课程模块建设、增强实践教学环节、强化教师工程背景等方面开展课程体系建设。其中，针对专业培养实验实习模块建设，通过加强专业课程实验实习针对性、遴选指导教师、优化实习实验过程等环节来确保实验实习效果。经过三年多的课程体系建设，较好地实现了瓦斯地质方向的预期培养目标。

关键词：培养目标；瓦斯地质；实习实验；课程体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）04-0070-04

一、瓦斯地質方向培养目标

瓦斯地质学科是河南理工大学与其他煤炭类院校、科研单位瓦斯地质方向科研、教学人员在探索煤矿瓦斯地质规律，研究煤与瓦斯突出、瓦斯喷出等灾害预测与防治理论技术，开发煤层气资源工作中共同创立并发展的一门交叉学科。在瓦斯地质学科逐步完善的历程中，通过研究生学位教育，培养了部分瓦斯地质理论与应用方向的硕士、博士研究生等较高层次的瓦斯地质人才，但在本科层次瓦斯地质人才培养方面，基本属于空白。河南理工大学为了满足目前我国煤矿安全生产实际需要的瓦斯地质专业人才和瓦斯地质学科的未来发展，2012年在安全工程本科专业的基础上开设了瓦斯地质方向。

瓦斯地质方向培养目标是：培养具备专门从事安全工程设计、研究、检测、评价、监察和管理等工作能力，具有较强的创新精神和一定研究能力的高素质复合应用型工程技术专业人才。其就业与深造的方向主要有两方面：一是煤矿瓦斯地质与瓦斯治理技术、科研与管理；二是煤层气资源勘探与开发技术、科研与管理。

为了更好地实现培养目标，负责该方向培养任务的河南理工大学瓦斯地质研究所开展了“安全工程专业瓦斯地质方向课程体系建设”教育教学改革研究与探索。

二、瓦斯地质方向课程体系构成与特点

瓦斯地质方向课程体系是根据其培养目标进行的有计划、有系统的课程安排。课程内容安排既能反映出瓦斯地质学科的主要知识，又要符合知识发展的规律、当前安全科学与工程专业要求；通过合理安排各门课程之间的结构，课程开设的先后顺序，促使各门课程之间衔接有序，使学生通过课程的学习与训练，获得安全科学与工程专业瓦斯地质方向所具备的知识与能力，以达到培养人才的目的。因此，课程体系除满足安全工程专业必需的基础课、专业必修课，如：安全学原理、人机工程学等课程，此外，还应包含夯实基础、突出特色、注重实验实践环节、培养工程与科研能力等方面培养要求的课程[1，2]。

1.夯实方向基础。为满足瓦斯地质方向的培养目标，保证学生获得较强的创新精神和一定研究能力的专业基础知识，使学生不仅能够掌握工程专业的知识和技术，还具备不同的工程环境背景下环境条件规律分析、技术研发的基础，在课程体系设计上需开设足够的专业基础课。由于本专业方向毕业生就业或深造主要在煤矿瓦斯地质与瓦斯治理技术、煤层气资源勘探与开发技术领域，因而，在课程体系中开设了构造地质学、煤地质学、岩石力学、流体力学等与影响煤矿瓦斯（煤层气）生成、储存、运移与排放有关的主干课程作为专业基础课。

2.突出方向特色。河南理工大学安全科学与工程专业是以培养煤矿安全技术管理与研发等人才为主的工科专业，瓦斯地质方向的课程设置需突出服务地矿特色，使学生掌握煤矿安全生产的科学原理、方法和技能，矿井各类自然灾害发生的地质条件和开采技术条件，以及由开采采矿诱发的流体、固体应力场的变化和参数特征。因此，矿井地质与矿井水文地质、矿井开采、瓦斯地质学、地质勘探工程、矿山压力与顶板控制、矿井瓦斯防治、矿井瓦斯抽采等基本知识、基础理论应等专业特色在课程体系中处于突出地位。

3.完善实验实习环节。地质学以地球为研究对象，具有很强的实践性，存在空间的广泛宏观性与个体微观性、不同尺度地质单元的整体性与差异性、地质事件时间的漫长性与瞬间性、地质过程的复杂性与有序性等特点，因此，有关地质学课程的实习环节既需要实验室实验，又需要野外实习。实验室煤岩标本的宏观结构特征、光学力学性质观察鉴定，以及矿物、岩石的显微实验是重要内容，野外观测获取第一手的资料是认识地质现象、积累野外或矿井现场工作经验、开展地质学研究的起点。这部分课程的实习实验可以分为课程实验和现场综合实习两部分，在设计课程体系时需充分考虑[3]。

方向特色课程是本方向的专业必修课，是理论、实践、技术法律规范紧密结合的应用型知识和技术，其学习需要在学习专业理论的基础上，结合先进的装备设备、仪器仪表，具体开采技术条件和矿井地质条件，进行现场实习。对于此类课程的实验实习，除课堂开设的实验内容外，课程体系中安排了为期四周的生产综合实习。

安全科学与工程专业是培养工程应用型人才，在全部课程学习之后，需整体巩固所学的知识，结合实际条件加以综合运用，培养和提高分析、解决安全工程（瓦斯地质方向）专业问题的能力和素质，丰富煤矿地质、采掘工程和通风安全、瓦斯防治、瓦斯地质特征等实际生产知识技能，因此，设计了为期四周的生产现场毕业实习。通过毕业实习，对矿井安全生产的全面认识，广泛收集矿井地质、通风抽采、开拓开采、防治突出防治水等技术资料作为为毕业设计需要的资料。

4.培养工程与社会以及基础科研能力。河南理工大学安全工程专业培养目标的基本定位是培养具有较强的创新精神和一定研究能力的高素质复合应用型工程技术专业人才，目前，普遍认为工程应用型创新人才是介于学术型人才和技术技能应用型人才之间的创新人才，具有宽厚的基础理论知识、专业知识和技术推理能力，具有较强的工程意识、实践能力、自主学习能力和系统思维能力，具有团队协作和沟通交流能力，具有工程设计和创新能力[3]，因此，瓦斯地质方向课程体系中关于工程与社会以及基础科研能力培养是一项重要内容。课程体系建设从四个方面实现该方面的培养工作：一是专业课讲授时增加与课程相关技术的国、内外研究现状、发展方向、存在问题与不足，以及先进的仪器设备；课后作业具有一定比例的分析题。二是课程设计参考教学内容，进行简化条件下的科研课题模拟，如：瓦斯地质学课程设计将地质条件设定为单一构造（或单斜构造）、范围为单个工作面、瓦斯参数较理想较少、煤层稳定的简化条件，培养学生具有初步的分析问题、解决问题的科研工作的能力。三是利用野外与现场实习，包括野外地质实习、生产实习、毕业实习等，将学生分成3-5人一组的若干小组，将现场的具体条件交给学生，让学生既相互合作，又彼此独立地完成参数观测、数据收集整理、实习报告编写，培养学生动手能力和科研合作能力。四是在毕业设计中布置部分专题，如矿井防突专项设计、矿井抽采系统设计、井田瓦斯地质规律研究与瓦斯地质编图等，培养学生的工程设计和科研创新能力。

三、实现培养目标的保证措施

为达成瓦斯地质方向培养目标，课程体系建设从加强地质基础课程、专业核心课程模块建设、增强实践教学环节、强化教师工程背景等方面开展工作。

1.加强基础课程教学效果。由于专业培养目标主要是煤矿瓦斯地质与瓦斯治理技术、煤层气资源勘探与开发技术的科研与管理，涉及到地质构造、地层、矿井水文地质等诸多的地质学基本知识和基本理论，要求学生具有较扎实的地质知识，因而，在设计课程体系时就需要充分考虑地质学的相关课程。专业核心课程安排了地质学基础、煤田与矿井地质，专业基础课安排了构造地质学、矿井地质学等课程。通过这些课程的学习，使学生的地质学知识在广度和深度上能够基本满足专业学习的需要。

2.专业基础课程和专业核心课程模块建设。瓦斯地质学科的学科属性和社会需求及学科专业的基本要求和培养目标，使得瓦斯地质方向课程必须融合矿业安全、采矿、地质等专业课程。如何保证专业基础课程和专业核心课程学时数、所占学分比例、课程开设先后时间与衔接顺序等，成为课程建设的重要问题，为此，就需要开展专业基础课程和专业核心课程模块建设。课程模块建设以七门专业核心课程为模块核心，按照课程内容衔接为顺序，辅以配套的专业基础课或者专业课，设计成四个模块，分别安排在第四到第七学期，各模块情况见下表1。

3.加强专业培养实验实习模块建设。专业基础课程和方向特色课程中的地质部分是瓦斯地质方向的基础，做好实验实习教学工作对于达成专业方向培养目标，是瓦斯地质方向课程体系建设十分重要的内容和环节，为此，依据课程内容和教学进度，开展了实验实习模块建设。

（1）专业课程实验实习的针对性。专业课程实验实习的针对性是提高专业课程教学效果、实现培养目标的重要保证，因此，在专业课程实验实习设计中根据课程特点分别安排了课程实验、课程野外实习、课程设计，以及生产实习、毕业实习等形式多样、针对性强的课程体系建设内容。如在《地質学基础》课程中安排了2学时的实验教学，让学生初步掌握常见的造岩矿物的基本特征及鉴定方法、三大类岩石的基本特征及鉴定方法，另外，还设计了为期一周的课程野外地质实习，让学生增加对矿物、岩石、地层、地质构造的感性认识和自然界地质现象的多样性、复杂性，使学生能够将课堂上抽象的内容与自然界的实际结合起来，可以培养学生的逻辑思维能力和地质思维方法，提高独立思考和判断的能力，同时还能增强同学们的学习兴趣，使枯燥的理论知识变得生动，容易理解和记忆，使之对地质学科有更全面的正确认识。此外，《煤田与矿井地质》、《矿井开采》、《瓦斯地质》等13门专业必修课和选修课安排了共计了46学时的课程实验课；《瓦斯地质》、《矿井通风与除尘》、《矿井瓦斯防治》等3门安排有课程设计，充实了实践教学环节。

为巩固专业课的学习效果，使学生对生产矿井的安全生产技术管理和生产系统取得初步认识、对矿井通风和矿井瓦斯防治工作全面系统初步了解、掌握关于矿井瓦斯赋存、矿井瓦斯灾害、矿井水灾、矿井火灾等影响因素与主控因素的基本研究方法，在大四上学期安排了为期4周的煤矿井下生产实习，这也有助于学生对煤田井田区域构造与煤系的认识、掌握。

此外，为使学生全面了解掌握生产矿井的开采技术条件与瓦斯地质条件，矿井的各大生产系统，矿井通风与瓦斯治理工作的技术法规、工程设计、技术措施编制，以及矿井对新进大学生的管理培养模式、素质要求，为顺利完成毕业设计（论文）打好坚实基础，在大四下学期初安排了为期四周的毕业实习。

（2）确保实验实习效果。为确保专业课程实验实习效果，课程建设对实习实验大纲、指导教师、实习实验指导过程、实习实验报告编写等各个环节做了严格规定。在实验实习之前，让学生预习、熟悉制定好大纲的内容及要求；实验实习结束后，应在规定的时间内，根据报告编写格式与要求，在老师的指导下完成实习实验报告，并最后由老师完成报告的审阅工作。此外，毕业实习还需要根据实习内容及资料收集情况，确定毕业设计（论文）的选题。

对于课程野外实习、生产实习，遴选指导教师、优化实习实验过程则是保证实习效果的关键。

其一，遴选指导教师。由于野外实习、生产实习具有明显的工程与实践性，因而，要求指导老师必须具有一定的工程实践背景。如果教师缺乏工程实践经验和能力，就很难用工程中的实际问题来充实课堂教学内容，将会影响学生的工程实践能力和创新能力培养，就难以保证实验实习效果[4]。在进行《地质学基础》野外实习时，将实习地点选在全国著名的登封地质实习基地，精选了8条与瓦斯地质方向关系密切的实习路线，对于实习指导老师，除要求具有一定的地质知识背景外，还要求具有一定的工程背景。在学生进行生产实习时，聘请当地大型国有煤业集团的地质副总工程师现场讲授有关煤田地质构造及演化知识；而针对矿井生产系统、通风系统、瓦斯抽采系统、矿井瓦斯防治技术管理与技术措施等内容，则聘请煤矿具有高级职称的总工程师、副总工程师讲授。

其二，优化实习实验过程。实习实验过程是实习实验的关键环节，经过优化，完善合理的实习实验过程可达到事半功倍的实习效果。在进行课程体系建设中，对于野外实习、生产实习、毕业实习，都提前制定了实习实验程序，并在实习实验过程中严格执行[5]。以《地质学基础》野外实习为例，严格按照实习动员会、指导教师集体备课、实习路线安排、实习报告评阅等过程完成整个实习的所有环节。

实习前的动员工作是关键环节。实习前召开全体参加实习师生的动员会，由实习老师讲解野外实习的目的意义、实习地区总体概况及实习内容，介绍实习老师、学生分组情况、实习路线与日程安排，以及野外工作方法、实习纪律、安全注意事项，提出实习的具体要求，对学生进行基本训练。

指导教师集体备课是保证实习质量的保证。由于地质学具有很强的实践性，地质现象的宏观性与个体微观性、整体性与差异性，因而，要求现场讲解老师需要掌握每一条实习路线所讲授的知识点、包含的地质现象及地质现象的解释，并结合学生在课堂学到的理论知识，将其有机地联系起来进行讲授。因此，在2012年，参加实习的所有指导老师进行了现场集中备课，对于新进的教师，在掌握实习路线的知识点讲授前，只能作为随队教师进行备课，在确保能进行讲授的基础上，才能作为实习指导教师进行现场讲授。通过这种方式备课，有效地保证了学生的实习效果。

四、階段性建设效果及改进方向

自2012年河南理工大学成立瓦斯地质方向以来，基于目标培养的瓦斯地质方向课程体系建设已经进行了3年多，已有3届本科毕业生。虽然2013年以来煤炭行业走入低谷，河南理工大学的地矿特色学科受到一定程度的影响，但从瓦斯地质方向毕业生的就业与考研情况分析，基于目标培养的瓦斯地质方向课程体系建设取得了令人满意的效果，就业率和考研率分别达到98%及40%以上。其中，除部分进入煤炭行业工作外，部分进入中铁、中建公司，个别地质学课程优异的进入省级水资源工程建设与管理局；考研情况连年取得好成绩，考研成功率每年超过30%，最高年份甚至超过50%，超过了安全工程其他方向。

虽然基于目标培养的瓦斯地质方向课程体系建设取得了一些成绩，但由于瓦斯地质方向成立时间短，课程体系建设经验不足，加之当前倡导的新工科建设，在瓦斯地质方向课程体系建设中还存在许多不足，今后瓦斯地质方向课程体系建设将按照新工科建设要求，在深部矿井瓦斯治理、煤层气开采、非常规天然气等方面的课程体系建设与人才培养上多做有益探索和尝试。

参考文献：

[1]高玉坤，周玉鹏，黄志安，等.安全工程专业实验课程改革与实践[J].实验技术与管理，2016，33（12）：218-220.

[2]闫江伟，张明杰.安全工程专业瓦斯地质方向课程体系建设优化[J].学科探索，2017，30（10）：57-59.

[3]陶树，唐书恒，许浩，等.新能源地质与工程专业方向课程体系改革[J].中国地质教育，2017，26（3）：53-56.

[4]刘有耀，蒋林，杜慧敏.工程应用型创新人才培养模式研究与实践[J].高等工程教育研究，2015，5：76-81.

[5]王蔚，张明杰.瓦斯地质专业野外实习教学探讨[J].教育教学论坛，2017，46（11）：34-35.

Abstract：The course system construction of the gas geology direction is an assurance that Henan Polytechnic University cultivates undergraduate gas geology direction talents，and provides intellectual support for the management of coal mine methane and the development of CBM.According to the composition and characteristics of the curriculum system，we have formulated and carefully implemented the assurance measures to achieve the training objectives.We have established the curriculum system from the aspects of strengthening the basic geological curriculum，building core modules of specialized courses，enhancing practical teaching，and strengthening teachers' engineering background.Among them，aiming at the construction of professional training experimental practice modules，the effectiveness of the experimental practice is ensured by strengthening the orientation of professional courses，selection of instructors，and optimizing the experiment process.After more than three years of construction，the expected training objectives of the gas geology direction are well achieved.

Key words：training objectives；Gas Geology；practice experiment；course system