采礦卓越工程師培養(yǎng)模式的改革與探索

邵安林 邱景平 柳小波 胥孝川

摘? 要：隨著礦業(yè)形勢(shì)的變化，礦山企業(yè)對(duì)于采礦專業(yè)技術(shù)人才的要求越來(lái)越高，需要突出對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，因此必須加強(qiáng)校企合作，聯(lián)合培養(yǎng)采礦卓越工程師，提高學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。文章在對(duì)當(dāng)前采礦專業(yè)本科人才培養(yǎng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入剖析的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家“雙一流”建設(shè)的需要，東北大學(xué)采礦專業(yè)為了建設(shè)成為世界一流學(xué)科，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，取得了很好的效果，并提出了后續(xù)教學(xué)改革規(guī)劃，對(duì)于提高采礦人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：采礦專業(yè);本科教學(xué);教學(xué)改革;采礦卓越工程師

中圖分類(lèi)號(hào)：C961? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）08-0150-03

Abstract： With the changing of mining industry situation， the requirement to mining technician of enterprise will be higher and higher， and it is necessary to cultivate the students' practical ability in engineering practice， so we must strengthen the cooperation between school and enterprise in order to jointly train excellent mining engineers and improve students' ability to solve engineering problems. On the basis of in-depth analysis of the current problems in undergraduate teaching of mining major， according to the needs of the national "double top-class" construction， the major has carried out a series of teaching reforms that have achieved good result and put forward the follow-up teaching reform plan， which is of great significance to improve the quality of mining talents training and build mining major of Northeastern University into a world class discipline.

Keywords： Mining Engineering; undergraduate teaching; teaching reform; excellent mining engineers

東北大學(xué)采礦工程專業(yè)歷史悠久，早在1926年就成立了采冶學(xué)系，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式以及極具特色的專業(yè)授課方法在長(zhǎng)期教育實(shí)踐過(guò)程中曾發(fā)揮了重要作用。東北大學(xué)采礦工程專業(yè)已培養(yǎng)了5000余名本科生，是國(guó)內(nèi)采礦學(xué)科高層次人才培養(yǎng)的重要基地之一。但隨著國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境變化以及國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增速放緩，礦山行業(yè)的高速發(fā)展受到一定程度的沖擊。礦山企業(yè)限于當(dāng)前的環(huán)境，對(duì)采礦工程技術(shù)人才的選拔會(huì)有更加苛刻的要求。結(jié)合當(dāng)下的礦業(yè)形勢(shì)以及礦山行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，作為高校采礦工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)一批“厚基礎(chǔ)、寬口徑、工程應(yīng)用型、復(fù)合創(chuàng)新型”的高素質(zhì)人才[1]。教育部于2010年6月推出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在改革完善當(dāng)前的工程教育。東北大學(xué)采礦工程專業(yè)于2012年入選為卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)，為了不辱使命，需要對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行大幅改革，承接其精華，摒棄其弊端，針對(duì)采礦工程本科教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)下時(shí)代發(fā)展特征、國(guó)家“雙一流”建設(shè)的需要，改革探索培養(yǎng)采礦卓越工程師的模式和路徑，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，并與國(guó)際接軌，突出培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野，為國(guó)家的“一帶一路”戰(zhàn)略儲(chǔ)備人才。

一、采礦工程本科人才培養(yǎng)中存在的主要問(wèn)題

（一）專業(yè)課設(shè)置過(guò)于獨(dú)立，各課之間缺少相互聯(lián)系

金屬礦床地下開(kāi)采、金屬礦床露天開(kāi)采、井巷工程、鑿巖爆破、礦山機(jī)械、礦井通風(fēng)與安全等主要專業(yè)課程不但教學(xué)時(shí)段分散，而且各授課老師大多只注重講解其所授課程[2]。這樣就導(dǎo)致各學(xué)科之間缺乏有機(jī)的聯(lián)系，學(xué)生在每門(mén)課中雖然學(xué)習(xí)了較詳細(xì)的知識(shí)和技術(shù)，卻沒(méi)能將其融匯貫通。學(xué)生雖然在各學(xué)科中都學(xué)了不少內(nèi)容，卻由于教學(xué)過(guò)于分散的原因不能形成整體的知識(shí)網(wǎng)，對(duì)后來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至以后工作都將造成不利的影響。除此之外，一些課程存在交叉覆蓋現(xiàn)象，如控制爆破和鑿巖爆破，增加了學(xué)時(shí)卻未能得到較好的效果。

（二）部分教材過(guò)于陳舊，數(shù)據(jù)跟不上時(shí)代

就非煤礦山的教學(xué)而言，部分教材仍然沿用上世紀(jì)80年代的老舊教材，根據(jù)行業(yè)新規(guī)，書(shū)中有不少觀點(diǎn)與做法已經(jīng)與現(xiàn)在的實(shí)際情況有所不同，而授課教師仍按教材進(jìn)行授課，勢(shì)必會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生今后的現(xiàn)場(chǎng)工作。同時(shí)，不少書(shū)中的例子過(guò)于陳舊，不能很好地反映當(dāng)下礦山的實(shí)際情況。

（三）教學(xué)課程和手段落后

教學(xué)課程的落后主要體現(xiàn)在課程的安排總是滯后于行業(yè)的現(xiàn)狀，沒(méi)有前瞻性。而在教學(xué)手段上，課件過(guò)于枯燥乏味，文字演示多于圖片和三維動(dòng)態(tài)圖演示，同時(shí)授課教師通常采用書(shū)本上的平面圖和剖面圖來(lái)對(duì)采礦中的工程進(jìn)行講解，其結(jié)果往往是學(xué)生不能很好地理解相關(guān)工程的空間概念及其功能。教學(xué)方法還停留在“我講你聽(tīng)，我做你看”、“預(yù)習(xí)-聽(tīng)課-復(fù)習(xí)-考試”四段式教學(xué)方法，這種灌輸式教學(xué)方法不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，課堂環(huán)境壓抑呆板，學(xué)生不能融入其中，與以學(xué)生為中心的工程教育理念不符。

（四）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐流于形式

采礦是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生在校內(nèi)專業(yè)課的學(xué)習(xí)若未能結(jié)合系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，對(duì)于采礦知識(shí)的理解以及畢業(yè)后在礦山從事的工作都將產(chǎn)生不利影響。而目前，由于礦山企業(yè)的特殊性，安全生產(chǎn)任務(wù)重，考慮到生產(chǎn)進(jìn)度及安全的原因，壓縮了實(shí)習(xí)時(shí)間和淡化了實(shí)習(xí)過(guò)程，導(dǎo)致實(shí)習(xí)普遍走馬觀花，收效甚微，達(dá)不到深度實(shí)習(xí)的要求，出現(xiàn)部分學(xué)生理論知識(shí)豐富與工程實(shí)踐能力弱的尷尬局面[3]。

（五）專業(yè)外語(yǔ)的重視程度不夠

為了使礦產(chǎn)資源能保證我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)步發(fā)展，已經(jīng)有越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)大型礦業(yè)公司開(kāi)始走出國(guó)門(mén)，收購(gòu)或者控股國(guó)外礦山。這一現(xiàn)狀也決定著未來(lái)國(guó)內(nèi)會(huì)有更多的采礦專業(yè)人才走出國(guó)門(mén)，踏上國(guó)際礦業(yè)合作領(lǐng)域的工作當(dāng)中。目前，國(guó)內(nèi)很多院校開(kāi)設(shè)了采礦專業(yè)英語(yǔ)等相關(guān)課程，然而在教學(xué)中存在學(xué)生與教師重視程度不夠，且外語(yǔ)教學(xué)停留于課本，未對(duì)國(guó)外礦業(yè)新進(jìn)展做相關(guān)講解研究。這樣勢(shì)必導(dǎo)致培養(yǎng)的采礦人才難以適應(yīng)國(guó)外采礦的要求，不利于我國(guó)國(guó)家資源走出去戰(zhàn)略的實(shí)施。

二、采礦工程本科人才培養(yǎng)的改革與探索

針對(duì)上述主要問(wèn)題，根據(jù)東北大學(xué)建設(shè)一流大學(xué)的目標(biāo)和要求，為把我校采礦專業(yè)建設(shè)成為一流學(xué)科，培養(yǎng)采礦卓越工程師，進(jìn)行了以下有針對(duì)性的改革與探索：

1. 為了使學(xué)生能更好地建立起采礦專業(yè)知識(shí)體系，解決專業(yè)課程各部分之間聯(lián)系不緊密的問(wèn)題，在學(xué)校支持、王青教授的帶領(lǐng)下編著了針對(duì)硬巖采礦的《采礦學(xué)》教材，該教材先后被列為國(guó)家“九五”、“十一五”和“十二五”規(guī)劃教材。針對(duì)某些實(shí)踐性強(qiáng)的課程，如《爆破工程》、《井巷工程》和《礦井通風(fēng)與安全》等，結(jié)合東北大學(xué)采礦工程卓越工程師企業(yè)學(xué)習(xí)階段培養(yǎng)方案，利用實(shí)踐教學(xué)基地的平臺(tái)條件，由專業(yè)教師與企業(yè)導(dǎo)師共同授課，組織本科生赴現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，掌握采礦工藝過(guò)程，并組織進(jìn)行針對(duì)實(shí)習(xí)過(guò)程的交流研討，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。除此之外，為了使課程內(nèi)容跟上時(shí)代發(fā)展，新增了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、采礦優(yōu)化方法、數(shù)字化設(shè)計(jì)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的礦山技術(shù)決策、礦山生態(tài)復(fù)墾等新內(nèi)容。這樣學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)不僅滿足把礦石采出來(lái)的需要，而且滿足技術(shù)決策和管理、數(shù)字化、生態(tài)化以及優(yōu)化開(kāi)采的需要。同時(shí)，結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)的要求，借鑒國(guó)內(nèi)外課程改革成果，增設(shè)《三維采礦設(shè)計(jì)》和《采礦環(huán)境一體化課程設(shè)計(jì)》。同時(shí)建設(shè)完善了《采礦學(xué)》、《巖石力學(xué)》和《資源經(jīng)濟(jì)學(xué)》等核心課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。

2. 為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性和延伸學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)能力，采礦專業(yè)教師積極探索新的教學(xué)方法——基于問(wèn)題教學(xué)法（Problem-BasedLearning，簡(jiǎn)稱PBL），并將其應(yīng)用到課堂中，取得了良好的教學(xué)效果[4]。邢軍教授結(jié)合PBL教學(xué)方法，將《充填理論》的部分授課內(nèi)容放到撫順紅透山礦業(yè)有限公司的礦山現(xiàn)場(chǎng)來(lái)教學(xué)，通過(guò)真實(shí)的礦山環(huán)境、真實(shí)的充填系統(tǒng)、真實(shí)的充填過(guò)程以及礦山專業(yè)人員的講解，讓學(xué)生們的疑問(wèn)一掃而空。

顧曉薇教授和王青教授等借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，先后建立了《資源經(jīng)濟(jì)學(xué)》和《采礦學(xué)》兩門(mén)課程的校級(jí)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，遼寧省資源共享課網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，MOOC網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)以及愛(ài)課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，逐漸引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問(wèn)題探討能力，實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué);基于學(xué)校網(wǎng)絡(luò)覆蓋的特點(diǎn)，使用雨課堂教學(xué)軟件，通過(guò)手機(jī)連接老師和學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了課堂上的交流互動(dòng)，并隨時(shí)掌控每一個(gè)學(xué)生對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解程度。

3. 采礦工程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。為了保證實(shí)踐教學(xué)能夠順利實(shí)施，建設(shè)實(shí)踐基地尤為重要，這也是培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的前提條件[5]。為此我校建設(shè)了大批教學(xué)實(shí)踐基地，分校內(nèi)和校外兩部分。在校內(nèi)主要是建設(shè)了特色性很強(qiáng)的國(guó)家級(jí)金屬礦山巖石力學(xué)與安全開(kāi)采虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，建立三維礦山模型，再現(xiàn)了采礦環(huán)境，便于學(xué)生理解整個(gè)采礦工藝過(guò)程，有利于實(shí)現(xiàn)三維一體化采礦設(shè)計(jì)，提高了學(xué)生對(duì)采礦各環(huán)節(jié)的理解能力和采礦設(shè)計(jì)能力，此外，還建立了3D打印實(shí)驗(yàn)室，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

校企合作大有裨益，企業(yè)不但可以利用高校的智力資源和科技資源來(lái)解決企業(yè)的技術(shù)、創(chuàng)新以及生產(chǎn)管理等問(wèn)題，同時(shí)可以享受政府的優(yōu)惠政策，如減免稅收等[6]。高校也可以借鑒企業(yè)的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)知識(shí)并將其融入課堂教學(xué)中，同時(shí)指派學(xué)生到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力。因此我校結(jié)合國(guó)內(nèi)外工程教育的經(jīng)驗(yàn)，融合企業(yè)用人要求，和相關(guān)企業(yè)一道制定了“卓越工程師”培養(yǎng)方案，加強(qiáng)實(shí)踐基地建設(shè)。2012年與山東招金集團(tuán)有限公司合作建立了國(guó)家級(jí)的工程實(shí)踐教育中心，實(shí)行3年校內(nèi)學(xué)習(xí)和1年校外實(shí)踐的“3+1”教學(xué)模式;在鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司、本鋼集團(tuán)礦業(yè)公司、中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)公司和撫順罕王集團(tuán)傲牛礦業(yè)股份公司等礦業(yè)公司建立了實(shí)習(xí)基地，通過(guò)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

我校積極探索本科生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段實(shí)行校內(nèi)導(dǎo)師和校外導(dǎo)師指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制。聘請(qǐng)企業(yè)有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員作為企業(yè)導(dǎo)師，進(jìn)行部分課程的授課與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)。這種雙導(dǎo)師制不僅可以讓學(xué)生將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)可以使學(xué)生獲得采礦工程師的專業(yè)基本訓(xùn)練，為以后快速適應(yīng)礦山工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4. 要完成卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，提升教師自身實(shí)力是一個(gè)重要前提。德國(guó)工程技術(shù)大學(xué)的教師在上崗前必須有5年左右的企業(yè)工作經(jīng)歷，這是德國(guó)被視為當(dāng)今世界工程師培養(yǎng)的成功典范的重要原因[7]。但對(duì)于國(guó)內(nèi)工科類(lèi)的高校目前普遍存在如下現(xiàn)象：作為新生代教學(xué)主體的青年教師大多博士剛畢業(yè)，他們學(xué)術(shù)能力強(qiáng)、理論基礎(chǔ)深厚而現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)相對(duì)匱乏。為解決學(xué)?！半p門(mén)型”青年教師缺乏礦山實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題，學(xué)校與一些礦山建立合作關(guān)系，定期或不定期安排青年教師到礦山實(shí)踐學(xué)習(xí)并支持青年教師參加相關(guān)業(yè)務(wù)能力提升培訓(xùn)，除此之外，還強(qiáng)調(diào)師生共同學(xué)習(xí)，針對(duì)在學(xué)校召開(kāi)的與專業(yè)相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議與講座，要求本專業(yè)教師與學(xué)生全體參與，會(huì)后進(jìn)行相應(yīng)的匯報(bào)和交流。學(xué)校還定期聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)專家到學(xué)校做講座。通過(guò)這些工作，不僅促進(jìn)了師生共同進(jìn)步，而且緊密聯(lián)系礦山實(shí)際，實(shí)踐出效果。

5. 為了適應(yīng)社會(huì)未來(lái)發(fā)展，本專業(yè)緊密跟蹤國(guó)際采礦技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，十分注重國(guó)際交流與合作，通過(guò)組織國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、互派訪問(wèn)學(xué)者和交換留學(xué)生等形式，借鑒國(guó)外工程教育方面的成功經(jīng)驗(yàn)，探索了礦業(yè)國(guó)際化人才的培養(yǎng)模式。為加強(qiáng)《采礦專業(yè)外語(yǔ)》和《礦業(yè)新進(jìn)展（雙語(yǔ)）》等課程的建設(shè)以及雙語(yǔ)教師隊(duì)伍的建設(shè)，我校每年都會(huì)選派優(yōu)秀的青年教師去國(guó)外進(jìn)修、學(xué)習(xí)，并吸引海歸科研人才來(lái)我校工作，同時(shí)聘請(qǐng)國(guó)外教授來(lái)我校講授暑期課程，為同學(xué)們了解和掌握國(guó)外采礦方法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)就非常有幫助，并極大地提升了學(xué)生的外語(yǔ)能力，擴(kuò)大了學(xué)生的國(guó)際視野，為國(guó)內(nèi)礦業(yè)企業(yè)的海外礦業(yè)項(xiàng)目投資提供了技術(shù)支撐和人才支持，并且部分畢業(yè)生在中國(guó)有色集團(tuán)贊比亞Chimbishi銅礦、中信泰富澳大利亞鐵礦項(xiàng)目和金川集團(tuán)控股的贊比亞穆那利鎳礦等海外項(xiàng)目中成為了骨干力量，切實(shí)推動(dòng)了國(guó)家執(zhí)行“走出去”資源戰(zhàn)略。

6. 學(xué)校在學(xué)生對(duì)專業(yè)的選擇方面也做出了創(chuàng)新性舉措。本科教育分為兩個(gè)階段：第一階段是為期一年的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)階段，該階段的學(xué)生按照礦業(yè)類(lèi)大類(lèi)培養(yǎng)，無(wú)專業(yè)之分。第二階段是為期三年的專業(yè)知識(shí)教學(xué)階段，該階段學(xué)生在其大一畢業(yè)后根據(jù)自身興趣以及相關(guān)考核來(lái)選擇專業(yè)。這樣就保證了采礦專業(yè)學(xué)生是在對(duì)該學(xué)科有一定了解，以自身愛(ài)好為導(dǎo)向，并通過(guò)相關(guān)考核的基礎(chǔ)上成長(zhǎng)起來(lái)的，擺脫了在上大學(xué)之前就盲目選擇專業(yè)而帶來(lái)的弊端，為培養(yǎng)卓越工程師打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三、后續(xù)教學(xué)改革規(guī)劃

為順利完成“雙一流”建設(shè)和卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，針對(duì)本專業(yè)教學(xué)還需做出更大的改革。1. 對(duì)于學(xué)生要實(shí)施以學(xué)生興趣為導(dǎo)向的教學(xué)計(jì)劃：教學(xué)上注重選修課程與必修課程平齊，推行本科生導(dǎo)師制，讓學(xué)有余力的本科生依據(jù)自身興趣選擇教師團(tuán)隊(duì)并參與一些項(xiàng)目。另外，需要積極探索中外聯(lián)合培養(yǎng)模式，與澳大利亞新南威爾士大學(xué)、莫納什大學(xué)、科廷大學(xué)和西澳大學(xué)等國(guó)外高校進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，培養(yǎng)出專業(yè)精、英語(yǔ)好、懂經(jīng)濟(jì)、會(huì)管理的采礦高層次人才，滿足境外礦業(yè)開(kāi)發(fā)需求。2. 對(duì)于教師要改革和完善其職稱評(píng)價(jià)機(jī)制。國(guó)內(nèi)高校職稱評(píng)定主要取決于其參與的科研項(xiàng)目、SCI質(zhì)量及數(shù)量，從而導(dǎo)致高校教師重科研輕教學(xué)，這不利于學(xué)校培養(yǎng)卓越工程師計(jì)劃的實(shí)施，因此，需要適當(dāng)加大教學(xué)成果在職稱評(píng)定中的權(quán)重，建立科學(xué)合理的評(píng)價(jià)和激勵(lì)制度。3. 將1+3的兩階段教學(xué)完善為1+2+1的三階段教學(xué)，第一階段仍然是為期一年的大類(lèi)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)階段，第二階段改為為期兩年的專業(yè)課教學(xué)階段和到企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的為期一年的實(shí)習(xí)實(shí)踐階段。

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