《采礦系統(tǒng)工程》課程教學(xué)大綱

《采礦系統(tǒng)工程》課程教學(xué)大綱課程名稱：采礦系統(tǒng)工程MiningSystemsEngineering課程編號(hào)：020040130課程性質(zhì)：必修□選修課程類別：□通識(shí)課程專業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專業(yè)：采礦工程專業(yè)課程學(xué)時(shí)：24學(xué)時(shí)（理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）課程學(xué)分：1.5學(xué)分應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：第六學(xué)期先修課程：《高等數(shù)學(xué)》、《線性代數(shù)》、《運(yùn)籌學(xué)》等任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院采礦工程系一、課程簡(jiǎn)介“采礦系統(tǒng)工程”是采礦工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，課程性質(zhì)為必修課。課程主要講授系統(tǒng)及系統(tǒng)工程基本概念、數(shù)學(xué)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及系統(tǒng)評(píng)價(jià)等方面的理論及方法。本課程為進(jìn)一步學(xué)習(xí)采礦學(xué)、井巷工程及礦井設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)提供基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以系統(tǒng)深入地掌握系統(tǒng)工程的核心思想、系統(tǒng)及系統(tǒng)工程的定義、系統(tǒng)評(píng)價(jià)的定義等基本知識(shí)以及系統(tǒng)工程的基本原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生利用系統(tǒng)工程的方法及手段分析并解決采礦工程中具體問(wèn)題的能力。同時(shí)通過(guò)課程教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，培養(yǎng)其思辨能力和工程職業(yè)道德素質(zhì)。課程目標(biāo)1：掌握系統(tǒng)工程的核心思想，特別是對(duì)整體思想、聯(lián)系思想的理解，并理解采礦系統(tǒng)工程在采礦工程的地位及作用；課程目標(biāo)2：理解系統(tǒng)、系統(tǒng)工程、采礦系統(tǒng)工程的定義，包括系統(tǒng)的特性、系統(tǒng)工程的特點(diǎn)、礦山系統(tǒng)的特點(diǎn)等；課程目標(biāo)3：掌握數(shù)學(xué)規(guī)劃的過(guò)程與步驟，重點(diǎn)掌握線性規(guī)劃法，特別是線性規(guī)劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規(guī)劃的原理與方法解決采礦工程中的優(yōu)化問(wèn)題；課程目標(biāo)4：掌握?qǐng)D論的基本概念，包括連通圖、賦權(quán)圖、有向圖等，重點(diǎn)掌握最短路問(wèn)題的迪克斯特拉算法，能夠根據(jù)采礦工程中的具體問(wèn)題構(gòu)建最短路問(wèn)題的模型，并得出最優(yōu)解；課程目標(biāo)5：掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)的概念、方法，重點(diǎn)掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，包括費(fèi)用-效益分析法、關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法及模糊評(píng)價(jià)法等，能夠運(yùn)用系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法解決采礦工程中的優(yōu)化問(wèn)題。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1．掌握系統(tǒng)工程的核心思想，特別是對(duì)整體思想、聯(lián)系思想的理解，重點(diǎn)理解采礦系統(tǒng)工程在采礦工程的地位及作用。畢業(yè)要求3：能夠針對(duì)采礦工程領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理問(wèn)題提出解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。指標(biāo)點(diǎn)3.4：能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境因素的意識(shí)和理念。2．理解系統(tǒng)、系統(tǒng)工程、采礦系統(tǒng)工程的定義，包括系統(tǒng)的特性、系統(tǒng)工程的特點(diǎn)、礦山系統(tǒng)的特點(diǎn)等。畢業(yè)要求3：能夠針對(duì)采礦工程領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理問(wèn)題提出解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。指標(biāo)點(diǎn)3.4：能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境因素的意識(shí)和理念。3.掌握數(shù)學(xué)規(guī)劃的過(guò)程與步驟，重點(diǎn)掌握線性規(guī)劃法，特別是線性規(guī)劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規(guī)劃的原理與方法解決采礦工程中的優(yōu)化問(wèn)題。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中的工程問(wèn)題，選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具。5.3能夠開(kāi)發(fā)、選擇與使用現(xiàn)代工具預(yù)測(cè)、模擬及優(yōu)化復(fù)雜安全工程問(wèn)題，以及理解其局限性。4.掌握?qǐng)D論的基本概念，包括連通圖、賦權(quán)圖、有向圖等，重點(diǎn)掌握最短路問(wèn)題的迪克斯特拉算法，能夠根據(jù)采礦工程中的具體問(wèn)題建立最短路問(wèn)題模型，并得出最優(yōu)解。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中的工程問(wèn)題，選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具。5.3能夠開(kāi)發(fā)、選擇與使用現(xiàn)代工具預(yù)測(cè)、模擬及優(yōu)化復(fù)雜安全工程問(wèn)題，以及理解其局限性。5.掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)的概念、方法，重點(diǎn)掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，包括費(fèi)用-效益分析法、關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法等，能夠運(yùn)用系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法解決采礦工程中的具體問(wèn)題。畢業(yè)要求11：理解并掌握礦山企業(yè)建設(shè)與生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)理論與經(jīng)濟(jì)決策方法。11.1理解并掌握礦山企業(yè)建設(shè)和工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.緒論知識(shí)點(diǎn)1.1：系統(tǒng)的概念、特性知識(shí)點(diǎn)1.2：系統(tǒng)工程的概念、特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1.3：礦業(yè)系統(tǒng)工程的概念、特點(diǎn)400課程目標(biāo)1，22.數(shù)學(xué)規(guī)劃法知識(shí)點(diǎn)2.1：線性規(guī)劃法圖解法及在采礦工程中的應(yīng)用200課程目標(biāo)33.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)3.1：圖論的基本概念知識(shí)點(diǎn)3.1：最短路徑問(wèn)題、算法及在采礦工程中的應(yīng)用400課程目標(biāo)44.系統(tǒng)評(píng)價(jià)知識(shí)點(diǎn)4.1：系統(tǒng)評(píng)價(jià)的定義、必要性及難度知識(shí)點(diǎn)4.2：系統(tǒng)評(píng)價(jià)的步驟及構(gòu)成知識(shí)點(diǎn)4.3：系統(tǒng)評(píng)價(jià)的理論及方法知識(shí)點(diǎn)4.4：費(fèi)用-效益分析法及在采礦工程中的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)4.5：關(guān)聯(lián)矩陣法及在采礦工程中的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)4.6：層次分析法及在采礦工程中的應(yīng)用800課程目標(biāo)55.礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)綜合優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)5.1：礦井設(shè)計(jì)方案優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)5.2：礦井采區(qū)設(shè)計(jì)優(yōu)化400課程目標(biāo)5合計(jì)2400四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程有《高等數(shù)學(xué)》、《線性代數(shù)》、《運(yùn)籌學(xué)》等先修課程，為后續(xù)《采礦學(xué)》、《井巷工程》及《礦山經(jīng)濟(jì)學(xué)》等課程提供基礎(chǔ)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材張俊文、查文華、魏世明編著，礦業(yè)系統(tǒng)工程（第二版）（煤炭高等教育“十四五”規(guī)劃教材），中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2021.11。（二）其他教學(xué)資源1.張幼蒂，王玉浚，采礦系統(tǒng)工程，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.12.汪應(yīng)洛，系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用（第四版），（普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材），機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：以線下集中教學(xué)為主，通過(guò)強(qiáng)化平時(shí)考核和過(guò)程考核，促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程重難點(diǎn)知識(shí)的理解與掌握，提高教學(xué)效果與學(xué)習(xí)產(chǎn)出。重點(diǎn)掌握：系統(tǒng)及系統(tǒng)工程的概念、系統(tǒng)及礦業(yè)系統(tǒng)的特征、線性規(guī)劃法及其在采礦工程中的應(yīng)用、最短路徑法及其在采礦工程中的應(yīng)用、系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法等在采礦工程中的應(yīng)用；難點(diǎn)：系統(tǒng)核心思想的理解、最短路徑法的迪克斯特拉算法、系統(tǒng)評(píng)價(jià)中的關(guān)聯(lián)矩陣法與層次分析法及其在采礦工程的應(yīng)用；自主學(xué)習(xí)建議：做好課前預(yù)習(xí)、課中認(rèn)真學(xué)習(xí)、課后及時(shí)完成練習(xí)是學(xué)好課程的關(guān)鍵，同時(shí)，利用所學(xué)課程知識(shí)深入分析工程各種方法在采礦工程中的應(yīng)用實(shí)例，提高理論知識(shí)靈活應(yīng)用于工程實(shí)踐的能力。七、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式（一）課程考核基于《采礦系統(tǒng)工程》教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，制定本課程質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。課程總評(píng)成績(jī)由平時(shí)考核成績(jī)（出勤、作業(yè)）、過(guò)程考核成績(jī)（課堂討論、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)）和期末考核成績(jī)?nèi)糠謽?gòu)成，課程目標(biāo)分別占總成績(jī)的15%、25%和60%。具體考核方案及權(quán)重見(jiàn)下表：課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)權(quán)重合計(jì)平時(shí)表現(xiàn)過(guò)程考核結(jié)課考試課程目標(biāo)13%4%8%15%課程目標(biāo)23%4%8%15%課程目標(biāo)32%3%5%10%課程目標(biāo)42%3%5%10%課程目標(biāo)55%11%34%50%合計(jì)15%25%60%100%（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容1．掌握系統(tǒng)工程的核心思想，特別是對(duì)整體思想、聯(lián)系思想的理解，重點(diǎn)理解采礦系統(tǒng)工程在采礦工程的地位及作用。系統(tǒng)的概念、特性系統(tǒng)工程的概念、特點(diǎn)系統(tǒng)工程的核心思想；采礦系統(tǒng)工程在采礦工程的地位及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。2．理解系統(tǒng)、系統(tǒng)工程、采礦系統(tǒng)工程的定義，包括系統(tǒng)的特性、系統(tǒng)工程的特點(diǎn)、礦山的特點(diǎn)等。礦業(yè)系統(tǒng)工程的概念、特點(diǎn)系統(tǒng)、系統(tǒng)工程的概念；系統(tǒng)的特性，系統(tǒng)工程、礦山的特點(diǎn)。3.掌握數(shù)學(xué)規(guī)劃的過(guò)程與步驟，重點(diǎn)掌握線性規(guī)劃法，特別是線性規(guī)劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規(guī)劃的原理與方法解決采礦工程中的優(yōu)化問(wèn)題。線性規(guī)劃法圖解法及在采礦工程中的應(yīng)用運(yùn)用線性規(guī)劃解決采礦工程中的具體優(yōu)化問(wèn)題，如開(kāi)采中的儲(chǔ)量計(jì)算等。4.掌握?qǐng)D論的基本概念，包括連通圖、賦權(quán)圖、有向圖等，重點(diǎn)掌握最短路問(wèn)題的迪克斯特拉算法，能夠根據(jù)采礦工程中的具體問(wèn)題建立最短路問(wèn)題模型，并得出最優(yōu)解圖論的基本概念最短路徑問(wèn)題、算法及在采礦工程中的應(yīng)用掌握迪克斯算法；根據(jù)具體的采礦工程問(wèn)題建立最短路問(wèn)題的模型，并進(jìn)行求解，如礦井通風(fēng)線路最短問(wèn)題，煤礦設(shè)備的更新問(wèn)題及煤礦中的選址問(wèn)題等。5.掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)的概念、方法，重點(diǎn)掌握系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，包括費(fèi)用-效益分析法、關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法等，能夠運(yùn)用系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法解決采礦工程中的具體問(wèn)