摘要:基于物联网、云计算、大数据、人工智能等高科技在采矿业中的大量应用及智能采矿的快速发展的需要，本文通过调查分析国内外智能采矿技术的发展现状、采矿工程专业的人才培养模式以及存在的问题，分别从政府的政策支持、学校教学体系和企业人才需求三个角度，对适应智能采矿的人才培养模式提出建议，培养创新型人才，实现智能采矿的科学应用和发展。
关键词:智能采矿;采矿工程;人才培养模式;创新型人才
智能采矿是在矿山数字化和信息化之后提出的新概念，是指在矿床开采中，以开采环境数字化、采掘装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化为特质，以实现安全、高效、经济、环保为目标的采矿工艺过程[1]。我国是世界上第一大产煤国，截至2019年底，全国煤矿数量在5300处左右，其中千万吨级煤矿44处，大多数是地下开采。随着开采深度的增加，矿山环境变得越来越复杂，重大事故风险增加，导致有意愿在煤矿工作的年轻人不断减少，采矿行业人力资源危机严重。为了解决上述问题，我国学者不断致力于矿山的技术研究，提出发展智能采矿战略以减少井下作业人员，实现安全高效开采。矿业人才是实现智能采矿、推进矿山信息化的主导践行者[2]。高等院校作为高等矿业人才的主要来源，须对智能采矿的人才培养模式进行思考。
如图1所示，在万方数据库中以“矿业人才培养”为主题词搜索期刊显示，我国近20年关于智能采矿的研究热度总体呈上升趋势，2018年是热度最高的一年，达到了127篇。而以“智能采矿人才”为主题词搜索期刊，结果如图2所示，最早论文发表在2015年，相关期刊数量很少，最多是在2019年，仅为10篇。这说明在我国智能采矿作为一个新的研究议题，有关人才培养方面的研究刚刚起步。一些专家学者陆续提出智能采矿的概念、人才培养模式改革的重要性以及采矿专业培养模式的改革方向等，但是关于如何落实改革的研究却寥寥无几。本文结合国内外的智能采矿发展现状和采矿工程专业的人才培养现状，分析我国采矿工程专业人才培养模式中存在的问题，并从政府、学校和企业三个视角提出培养智能采矿人才的建议，旨在建立一个科学有效、适用于智能采矿的人才培养模式。
1研究背景
1.1智能采矿的发展现状
20世纪90年代，国外就已开展智能采矿的研究。如瑞典的基律纳铁矿、加拿大的KiddCreek矿和斯托比矿、芬兰的PyhǎsalmiMine，目前已经基本实现了全过程的自动化采矿[3-5]。我国智能化采矿的技术自2010年以来也有了明显的进步。黄陵矿业公司一号煤矿1001工作面在2014年率先实现了“有人巡视，无人值守”的智能化开采模式，成为我国煤炭智能化开采的里程碑和标志性事件[6]。神华集团在矿井生产的采掘、运输、地面、生产、通风、供配电、供排水、安全、暖通、环保等方面，都实现了在线监视和远程控制[7]。杏山铁矿和三宁矿业挑水河磷矿也初步实现智能化开采模式[8-9]。
与国外相比，我国智能采矿研究起步较晚，但发展较快。截至2019年底，我国建成智能化采煤工作面200多个，计划2022年建成1000个智能采矿工作面。《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》[10]提出我国智能采矿发展的3个阶段性目标:到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿;到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化;到2035年，各类煤矿基本实现智能化。山东作为用煤较多且煤矿灾害发生比较严重的地区，在最近两年中大力发展智能化采矿。其中，山东能源至今已经建成80个智能采矿工作面、71个智能掘进工作面、10个智能矿山示范点，其冲击地压矿井全部实现智能化开采，累计减少井下作业人员9700余人，这无疑是一个振奋人心的阶段成果[11]。
可见，智能采矿已经成为采矿业的必然趋势。然而，目前现实中也存在一定矛盾:企业的智能采矿水平在不断提高，而高校对于采矿人才的培养还停留在传统模式，难以满足智能采矿时代下企业对复合型人才的需求。推动科技发展的核心力量是科技人才，智能采矿时代对采矿、设备、人工智能、管理类人才的需求越来越大。采矿工程专业是采矿业的核心学科，为适应智能采矿的发展，须对采矿工程专业的人才培养模式进行改革。
1.2国内外采矿工程专业的开设情况
通过资料调查，对国内外15所高校的采矿工程专业从培养目标、开设课程、培养方式、考核方式、毕业流向多个维度上进行了比较分析(表1)。其中，国内调查了9所在全国采矿工程专业排名较靠前的几所学校，分别是中国矿业大学、中南大学、北京科技大学、重庆大学、河南理工大学、东北大学、山东科技大学、太原理工大学和西安科技大学;国外的院校有6所，分别是西澳大学、科廷大学、美国的科罗拉多矿业学院、德国的弗莱贝格矿业大学、伦敦帝国理工学院、科罗拉多矿业学院。可以看出，国外的培养模式更实用一些，对人才的培养注重实践操作、紧跟企业需求、注重职业道德[16]。由于学校课程涉猎较广，毕业后的就业方向也比较多。除了必修的课程教学外，国外学校还注重培养学生的人文意识和社会责任感，注重学生的兴趣发展。而国内培养模式专注于学生的专业素质，且较多地停留在基础理论层面，给学生的实践机会较少，对学生创新能力的培养不够重视，课程体系不够完善，学科设立不满足智能采矿技术的需求。
智能采矿的核心关键技术包括精确的定位和导航技术、智能探测技术、设备故障自动化处理技术[17]、远程监控技术、信息感知与传输技术、数据的获取与处理技术等[18]。国内学校的课程体系现状不利于培养具备采矿、计算机、数字地质、机械设备制造与控制、管理知识的复合型人才。学生在学校时过多地专注于专业理论知识，不能发掘更多的兴趣爱好，不利于人才的全面发展。
2我国采矿人才培养模式的现状及问题
目前，我国专门开展智能采矿人才培养的高等院校只有中国矿业大学、北京科技大学、河南理工大学和山东科技大学等少数学校，且现在正处于试验阶段。而其他学校还没有开设专门的智能采矿专业，依然局限于采矿工程传统课程的教学，在培养方案、课程安排、教学方式、创新能力培养、考核方式上都存在一定程度的问题。
2.1培养方案不合理
虽然大部分学校有明确的培养目标，但是培养方案落后，与培养目标不够匹配。目前，大部分院校采用的是以基础课、专业课和毕业论文为主要框架的人才培养方案[19]。学校注重学生对基础知识、基本技能的理解和掌握，不重视对学生的智慧开发和能力培养，缺乏个性化教育。将学生的科研成果量化，注重研究成果的数量而非质量[20]。学生的论文研究多是停留在理论层面，实现存在困难。这种培养方案会使学生形成固定的思维模式，不利于学生的潜力开发和创造力的培养。
2.2课程安排不合理
采矿工程专业是培养既懂生产又懂安全、既懂技术又懂管理的复合型人才[21]。智能采矿则是在采矿工程培养目标的基础上，更重视培养人才对智能采矿机械设备的控制能力、发明创造能力以及计算机操作能力。而现在大部分开设采矿工程专业的学校仍以采矿技术和地质勘探相关课程为主，对于计算机和机械电子类知识涉及较少，不利于培养适应智能采矿的复合型人才。另外，与国外相比，我国的教学对人文社科方面关注比较少，开设课程集中于培养学生的专业能力，而忽略了培养学生的交际能力、人文意识、兴趣发展和心理健康，学生很难得到全方位的发展。
2.3教学方式老旧
现在大部分高校教学方式是课堂授课，且注重于基础理论教学而实践教学较弱。老师用多媒体讲课，与学生缺乏互动，课堂气氛枯燥不活跃。单一的授课方式使学生不能很好地消化课堂知识，缺少实践能力，学生毕业之后很难迅速适应工作内容和环境。另外，学校缺乏优秀教师资源，一些年轻老师一般是毕业之后直接留校，缺少在采矿企业工作的经历，缺乏实践经验，且采矿技术发展迅速，只靠老师教学很难将最先进的技术和理念传授给学生[22]。
2.4缺乏基础研究能力和原始创新能力培养
基础研究和原始创新，是发展智能采矿关键核心技术的科技保障。与其他发达国家相比，我国学生普遍缺乏原始性创新能力[23]。在基础研究投入方面，我国2017年用于基础研究的费用占研发总费用的5.5%，远远低于美国的16.9%和瑞士的38.2%;在人才培养模式上，高校对人才创新能力培养力度小，缺少特色;在考核评价方式上，主要看重学生成果的数量和实用性，导致学术研究的功利化和短视化，使学生忽略基础研究，缺乏原始创新能力。大学作为国家知识创新体系的“中流砥柱”，应是基础研究与原始创新的重要源头[24]。
2.5考核方式简单
与国外相比，不管是期末考核还是毕业考核，我国采矿工程专业的考核形式都比较简单。大多数学校的期末考核都是选择考试或者写论文的方式，而且考试的题目比较简单，考前突击便可及格，对课程论文的要求也比较低，使学生对课程不够重视。毕业考核一般是采取写论文或毕业设计的方式，学生写论文的目的是毕业，具有功利性。
3适应智能采矿的人才培养模式的创新
人才培养模式的创新，不只是学校的任务，政府和企业也担负着相当大的责任。由政府指导、企业配合、学校执行的方式对培养模式进行改革更加有效。
3.1政府给予政策支持
由于智能采矿现在属于起步阶段，在适应智能采矿的人才培养模式成型的过程中，政府应该处于主导地位，通过制定一系列的鼓励政策，让学校和采矿企业重视起来。
3.1.1政府引导学校
结合我国采矿业的现状，顺应采矿工程国际化发展趋势，为明确我国智能采矿人才的培养方向，指引学校确定自己的培养目标，政府应该在政策和方法上引导学校进行采矿人才培养模式的改革。研究表明，在安全管理和数字矿山等矿山信息化建设方面，存在研究团队数量少、合作少、分布分散等问题[25]。针对这一问题，政府可以定期开展关于矿山智能化建设的座谈会，邀请研究院所的相关研究人员、学校领导、教授、学生、专业人士等对此感兴趣的人员参加，针对现阶段矿山建设的实际需求，对学校应该如何更好地培养智能采矿人才进行研讨，并开展相关项目合作。
3.1.2政府鼓励企业
只有学校单方面进行采矿人才培养是远远不够的，还需要采矿企业的大力配合。政府应鼓励企业大力度参与到人才培养中来，鼓励采矿企业根据自己的智能化发展方向与学校进行联合培养;制定校企合作的法律法规，并给予企业一定的政策支持，如对帮助学校培养智能采矿人才的企业进行公开表彰、减免一定的税收、帮助企业宣传人才招聘信息等。
3.2学校教学模式改革
学校作为人才培养模式改革的主要角色，应从课程体系、培养方案、教学方式和考核办法等多方面进行创新，贯彻成果导向的教育理念，培养适应采矿企业需要的高素质创新型人才。
3.2.1建立多学科交叉的课程体系
如图3所示，建立“智能采矿相关课程+数字地质+机械设备制造与控制技术+计算机科学与技术+实践实操课程+管理与经济技术+基础教育”的课程体系，打造厚基础、宽口径的教育模式。其中，以智能采矿、地质学、机械设备、计算机相关课程进行教学仍然为重点，并在原先的采矿课程基础上增加智能化相关知识的教学，开设矿山信息管理的相关课程[26];同时，采取理论课程和实践课程相结合的教学方式，提高学生的实践操作能力。学校与企业合作建立实验基地，使学生能够参观采矿的先进机械设备[27]。
为了人才的全面发展，学校还需注重培养学生的管理能力和经济分析能力，培养学生的数学思维;注重英语教学，拓宽学生的国际化视野。
相关期刊推荐：《矿业科学学报》(双月刊)2016年创刊，主要刊载矿业科学领域的原创性成果，内容包括矿业工程、煤矿开采、安全科学与工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、矿山建设工程、岩石力学与地下工程、矿山机械工程、矿山电气工程与自动化、矿物加工与利用、煤矿环境保护、煤炭能源绿色开采与洁净利用、管理科学与工程、能源安全与发展战略等。
除此之外，学校还需注重学生的通识教育，以德树人，定期开展人文意识教育，提高学生的社会科学素养、人文素养，激发学生的爱国情怀以及奉献社会的责任感，打造通专融合的课程体系。
3.2.2实行“先广后专”的培养方法
学校应实行“先广后专”的培养方式，即先学习相对广泛的基础知识，后定位兴趣进行专项学习。以本科生为例，第一学年基于多学科交叉的课程体系进行基础课学习，在学习过程中可以了解到自己的兴趣点，之后再进行专业学习。进行专业学习的方式，包括选修相关专业课程、参加相关专业的兴趣团体活动、参加相关比赛以及去企业实习等。
3.2.3加强各个相关专业的交流和联系
开设选修课，智能采矿相关的各个专业的学生都可以参加，通过分小组完成任务的方式进行考核。举办各类矿业实践比赛，分为管理、地质、采矿技术、计算机、通信、机械等模块，各专业的学生根据自己的特长进行报名，不同专业组成一队，对采矿进行全流程的设计，通过比赛对其他专业知识进行了解，有利于培养适应智能采矿的复合型人才。
3.2.4采取“双导师”的培养方式
“双导师”即“学校导师+企业师傅”。采用“双导师”的培养方式[28]，学校导师培养贯穿整个本科时期，负责方向带领与培养，指导学生学习专业课、撰写论文;实习期间，学校为学生搭建校外优质实习实训平台[29]，让学生跟随企业师傅在企业中进行实操学习，对智能采矿相关工作进行实践训练，实习时长不能短于2个月。在实习期间，企业培养学生亲自参与智能采矿的全过程，对未来将要从事的工作进行深刻了解，开阔眼界，适应社会，锻炼实践能力。
3.2.5重视基础研究，提高原始创新能力
基础研究是应用研究和开发研究的基础，为提高科研水平提供了源源不断的动力[30]。目前，在智能采矿发展的初级阶段，大部分学者更偏向于应用研究和开发研究，将国外发展智能采矿的经验，应用于我国的智能化采矿的建设上。但要使智能采矿更长久、更健康地发展，需重视对智能采矿技术的基础研究，提高人才的原始创新能力，将创新教育理念融合于教育模式中。可以通过开展基础研究类的科研项目和比赛，加强对学生基础研究能力的培养，让学生成长为不仅会操作而且能发明创造智能化机械的创新型人才。
3.2.6考核方式改革改变
卷面考试或者单一的论文考核方式。
课程考核引入课程设计的考核方式，将本学期学习的内容应用到实际案例中，并且在学期末的课堂中进行演示讲解。
毕业考核可以采用毕业设计和毕业论文相结合的方式，将实习经历作为毕业的硬性条件，学生可以根据实习单位的实际情况进行案例设计，弥补单一论文方式缺乏实践性的缺点。重视毕业论文和毕业设计的质量，而非工作量，提高研究成果的专业性、科学性和前沿性。
3.3企业人才需求引导
企业是人才的需求方，在人才培养模式改革中，企业应该发挥导向作用，根据企业对人才的需求，帮助学校培养人才。
3.3.1企业与学校定向联合培养
智能采矿企业对复合型人才的需求非常迫切。在现阶段，采矿企业可以先采取与各学校的优势学科进行定向联合培养。企业根据本行业对人才类型的需求，参与学校课程体系的建设和教学，以需求为导向进行课程设计、设置专业的人才培养方案，将达到毕业标准的人才招聘到定向企业，既解决了企业人才需求问题，又解决了学生就业问题。
3.3.2提供实习岗位
企业与学校联合办学，共建实习基地，设置实习岗位。带领实习生参与智能采矿的专业流程，由企业导师教授先进技术与机械设备的原理与使用[31]。实习结束后，进行结业考核，计入学校的课程成绩当中。对表现优秀的学生可以给予奖励政策，如优先聘用等。
3.3.3企业定期发布智能采矿行业信息
为了使政府和学校了解智能采矿行业的发展前沿，企业应不定时通过官方网站、论坛等媒体发布技术创新动态、企业智能采矿的最新进展等。即使在不需要招聘人员的时候，企业亦应与学校交流适应智能采矿需要的人才能力的信息，使学校和学生实时了解智能采矿行业的人才需求变化，以便学校调整和更新培养方案。
4结语
智能采矿人才培养模式作为一个体系庞大的学科教育体系，真正建立起来并成熟运作是一项大工程，需要政府、学校和企业的积极配合。本文通过分析国内外对采矿专业人才的课程差异和培养方式，提出由政府进行政策引导、企业给予技术支持、学校主导培养方法实施的创新模式，具体措施如下:
(1)政府需要发挥政策指导作用，引导学校进行人才培养模式改革，鼓励企业参与人才培养。
(2)学校需要发挥主体作用，从课程体系、培养方式和方法、考核方法上进行创新，重视人才的基础研究能力和原始创新能力，同时注重学生的软素质培养，促进学生的全面发展。
(3)企业需要发挥需求导向作用，通过与学校联合培养、提供实习平台、发布智能采矿行业信息等方式，积极配合协助学校培养采矿企业需要的人才。
建立适应智能采矿的人才培养模式，需要紧跟智能采矿的发展方向和发展进程，以需求为导向、以科学的课程体系为基础、以实践为依托，培养智能采矿的创新型人才，为我国的智能采矿发展提供人才保障。——论文作者：黄辉，周文姗，刘海滨
