在国家“双碳”目标持续推进的时代背景下，如何将煤炭开采地学数据转化为教学资源，以地球系统科学理念培养兼具系统思维与工程实践能力的复合型人才，已成为地学高等教育改革的重要课题。西安科技大学扎根西部生态脆弱区，以地学大数据技术为纽带，将地球系统科学认知与减损开采工程实践融入教育教学全链条，系统构建涵盖煤炭“采前—采中—采后”全生命周期的育人体系，走出一条适配西部能源绿色转型、契合国家生态文明建设战略目标、资源开发与生态保护共生共荣的特色育人之路。

认知重构

盘活存量数据，升级教学资源

煤炭开采全生命周期数据是记录矿区多圈层生态演化过程的核心载体，但目前这些数据资源分散、独立，未充分盘活利用。学校重新定义地学数据的重要性，将矿山地学数据从“静态档案资料”升级为“育人宝贵素材”，推动地学教学突破传统单要素、分圈层的思维模式，引导学生深度挖掘“地质条件—开采扰动—岩体响应—水文改变—地表形变—生态效应”的跨圈层传导规律，构建“资源禀赋决定开采方式、开采方式引发系统响应”的认知框架，助力学生建立地球系统科学思维。

技术赋能

融合前沿技术，提升实践能力

学校紧随地学教育智能化转型步伐，将深度学习、知识图谱、数字孪生等前沿信息技术嵌入教学各环节，搭建“数据采集—智能分析—知识生成”全链条教学体系，实现理论教学与工程前沿的同频共振。

采前阶段，学生依托机器学习算法开展煤层智能识别、三维地质建模等实操实训，研判煤层厚度、煤质指标与地质构造；在煤质分析教学中，学校通过基于近红外光谱数据的智能预测模型训练，培养学生的煤质实时检测能力。

采中阶段，学校创新构建以“时空信息识别—数据体系构建—动态模型匹配—趋势智能预测”为逻辑链路的教学模式，依托数字孪生虚拟仿真平台，指导学生实时追踪开采扰动下覆岩裂隙发育、地下水运移、地应力重分布等动态过程，识别采动损害多圈层传导路径，提升多灾种综合研判能力。

采后阶段，学校打造“天—空—地—井”立体化监测数据案例库，依托图神经网络与知识图谱技术，指导学生完成塌陷区范围识别、植被退化评价、地下水生态修复成效评估等实操训练，将“减损”与“增值”并重的理念贯穿教学全过程。

体系搭建

锚定核心素养，锻造复合人才

学校锚定能源行业人才需求变革，搭建涵盖四大模块的立体化育人矩阵，实现教学模式的转型升级。

其中，地球系统科学认知模块聚焦跨圈层耦合分析，锤炼学生系统思维能力；多资源协同开发模块引导学生整合多源地学数据构建三维模型，量化评价煤系伴生资源空间配置，为开采规划与减损设计实训提供坚实数据支撑；数字孪生与数据资产化模块支持学生自主设计实验方案，通过智能系统实时生成个性化学习报告，实现地质知识数字化留存；可持续发展决策模块整合多维数据，依托多目标优化算法开展系统建模与智能推演，全面培养学生综合决策能力。

平台支撑

夯实教学根基，保障持续发展

学校依托全生命周期矿山智能决策平台，搭建“基础层—技术层—应用层”三级教学架构，形成闭环式育人生态。同时，针对数据与模型双重动态迭代的行业痛点，重点破解多源异构数据标准化难题，搭建统一语义框架下的教学资源库，将海量脱敏后的典型矿山数据转化为优质教学案例，为教学架构持续迭代升级筑牢坚实支撑。学生也借助平台开展“数据采集—智能分析—决策执行—效果反馈”全流程实训，从安全、产量、成本、能耗等多维度对比优化开采方案。

从“黑板教学”到“虚拟仿真”，从“经验地质”到“透明地质”，从单要素刻画到多圈层耦合认知，从末端修复到全周期减损增值，学校以地学大数据技术为引擎，促进地球系统科学认知与减损开采工程实践深度融通。未来，学校将持续扎根西部生态腹地、保障国家能源安全，着力以教育之力为生态脆弱区煤炭产业现代化智能化绿色化转型注入源源不断的人才动能。

（孙强 孙学阳 师庆民 耿济世）