产教深度融合的地质类专业创新型人才培养模式研究

［摘 要］ 深化产教融合是推进创新型人才培养供给侧改革的迫切要求。中国矿业大学针对地质类专业跨学科专业融合需求，在分析资源勘查工程、地质工程、地球物理学等传统地质类专业内涵建设的基础上，构建了“跨学科专业交叉、教研协同育人、产教深度融合”的地质类专业创新人才培养模式，通过构建“模块化、层次化、一体化”的实践教学体系、建设地质类专业“双创”实践实训平台、搭建地学虚拟仿真与大数据实践教学中心等具体措施推进产教深度融合，从而提升学生运用前沿交叉多学科知识，解决地球科学问题的创新实践能力。

［关键词］ 产教深度融合；地质类专业；人才培养模式；跨学科专业交叉

［基金项目］ 2020年度教育部第二批新工科研究与实践项目“行业特色高校新工科人才培养实践创新平台建设探索与实践”（E-XTYR20200624）；2021年度中国矿业大学研究生教育教学改革研究与实践项目“成果导向教育OBE驱动的教学模式改革”（2021YJSJG008）

［作者简介］ 刘志新（1976—），男，安徽萧县人，博士，中国矿业大学资源与地球科学学院副院长，教授，主要从事电磁法正反演理论与技术应用研究；杨 慧（1983—），女，江苏泰州人，博士，中国矿业大学资源与地球科学学院地球信息科学系主任，教授，主要从事基于大数据的地球时空信息智能分析研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）18-0013-07 ［收稿日期］ 2022-06-14

一、产教深度融合背景下的地质类专业建设现状

产教深度融合是高校和企业将各自的优势资源进行合作共用，以达到资源互补、发展共赢的目的。高校借助企业的产业资源，提升人才培养、科学研究和社会服务能力，提高人才培养和就业质量，进而提升师资队伍教学科研能力和服务经济社会的能力［1］。企业借助高校的科研平台和能力，在关键技术研发、知识产权转化、技术人才培训、管理组织优化等方面快速发展，以提高企业的产品研发创新能力和品牌效应［2］。在行业和企业的共同参与之下，高校的产教融合人才培养模式逐渐完善，将素质教育、创新创业教育进行有效融合，对人才进行专业能力与综合素质的协同培养。

中国矿业大学作为以矿业命名的具有鲜明特色的高水平大学，注重能源资源特色的凝练与发展。地质学学科是江苏省“十四五”重点学科，其中地质资源与地质工程学科在第四轮学科评估中成绩为A-，同时也是江苏省优势学科。中国矿业大学的地质类学科在煤炭资源的勘探、开发、利用，环境和生产相关的矿建、安全、生态恢复等领域形成了优势品牌和鲜明特色。为此，中国矿业大学将资源勘查工程、地质工程、地球物理学、水文与水资源工程和地球信息科学与技术五个本科专业归为地质类，并按照地质大类统一招生并实行“跨学科专业交叉、教研协同育人、产教深度融合”的地质类专业创新型人才培养模式。

资源勘查工程专业培养目标是培养系统掌握资源勘查工程领域的基础知识、基本理论和基本技能，了解学科发展前沿，获得良好工程实践训练，能够在企业、科研院所等单位从事以煤系矿产资源为主的资源与环境勘查、评价、开发、科学研究及管理等方面工作的人才，资源勘查工程专业建设内涵如图1所示。

地质工程专业作为地质学的一个分支，是地质学与工程学相互渗透、交叉的边缘学科。培养目标体现为培养系统掌握地质工程专业基础知识，掌握工程地质与岩土工程、钻掘与非开挖工程、智能地质工程、地热勘查与开发工程等方向的基本理论、方法和技能，具备分析和解决复杂地质工程问题的能力，能够运用现代技术手段在地质工程勘察、设计、施工、监测监理、钻掘工程、地质灾害防治工程等领域从事生产、管理和科学研究工作的专业人才，其专业建设内涵如图2所示。

地球物理学是运用物理学的原理和方法，通过各种地球物理仪器，对地球物理场（如重力场、磁场、弹性波场、电场、电磁场、地热场、放射性场等）进行观测，来探测地球内部的介质结构、物质组成、形成和演化，以及研究与地球相关的各种自然现象及其变化规律。地球物理学的功能是优化和改善人类生存环境和活动环境，防御及减小地球灾害和空间灾害对人类的影响，为探测和开发利用国民经济发展中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术，图3为地球物理学专业内涵示意图。

二、地质类专业创新型人才培养模式

中国矿业大学“三融合、四贯通、多元支撑”的一流本科人才培养体系，体现了宽口径、厚基础的大类培养模式，即通识教育与专业教育融合、专业交叉融合、科教融合，将思想政治教育、创新创业教育、实践教育和国际化教育贯穿人才培养全过程，然后通过专业建设、课程建设、教材建设、教师教学能力建设、教学管理改革等多元方式的不断改革创新来支撑人培养目标的实现［3-4］。中国矿业大学地质类专业在贯彻执行学校“三融合、四贯通、多元支撑”一流本科人才培养体系的同时，依托地质资源与地质工程、地质学两个一级博士点学科及地球物理学、地理学和水利工程三个一级硕士点学科，以面向前沿、追求卓越、促进交叉、引领发展为宗旨，构建了“跨学科专业交叉、教研协同育人、产教深度融合”的创新型人才培养模式，以提高地质类专业人才的创新能力和综合素质。

（一）构建跨学科专业交叉融合体系

跨学科专业交叉融合区别于以往单一学科专业的培养模式，强调知识融合和资源共享，有利于拓展创新型人才培养的教育空间［5］。地质类专业侧重工程和应用，其基础来源于理学地质学，地质类、地质学类两个大类是互相依存和互相促进的。中国矿业大学五个地质类本科专业支撑着地质资源与地质工程、地质学两个一级博士点学科和地球物理学、地理学及水利工程三个一级硕士点学科，具体内涵关系如图4所示。

如地球物理学本科专业分别支撑地球探测与信息技术二级学科，地球信息科学与技术本科专业支撑地球信息科学二级学科，而上述两个二级学科同属于地质资源与地质工程，为两个本科专业的交叉融合提供了拓展空间。可利用地球信息科学与技术专业的云计算、大数据、物联网、人工智能等新兴技术对地球物理的海量数据进行数据分析、融合建模，可培养智能地球探测专业的技术创新型人才。

中国矿业大学地质类专业人才培养目标定位为：培养德智体美劳全面发展，厚基础、强能力、高素质，具有家国情怀、创新精神、实践能力和国际视野，好学力行、求是创新，能够引领科技创新、行业发展、社会进步的栋梁之材。目前，已经为我国煤炭资源、煤层气资源、煤系其他矿产资源勘探开发及矿井安全生产地质保障领域培养了大批专业技术及管理人才。根据培养目标要求，地质类本科培养方案构建了“4+3+X”课程体系。“4”是指四大课程模块，即通识教育课程、专业大类基础课程、专业课程和拓展课程。通识教育课程即所有专业的本科生原则上都要学习的课程，包括德智体美劳全面发展所要求的基本课程，旨在培养学生正确的世界观、人生观和价值观，提高学生的综合素质；专业大类基础课程是专业大类理论基础课程、大类平台课程和基础实践课程的统称，旨在夯实学生的专业理论基础，提高学生的学术素养。主要包括：“电工技术与电子技术”“工程力学”“工程图学”“普通地质学”“构造地质学”“测量学”“工程地质学基础”“地球信息科学概论”“水文地质学基础”“地球物理学基础”等学科基础课程；专业主干课程由专业主干课程和专业选修课程组成，旨在培养学生的专业知识和专业技能；拓展课程是在上述基础上的提高或拓宽，旨在进一步拓宽学生的知识视野，提高学生的创新精神，提升学生的创新实践能力。“3”是指拓展课程所包含的三大拓展方向，即本专业深入拓展、挑战性课程拓展和跨学科交叉融合拓展。拓展课程应充分考虑学生个性化发展的需要，体现学生的兴趣爱好和个人发展规划。“X”是指每个拓展方向所包含的多样化课程组。地质类专业课程体系的设置也是跨学科专业交叉的具体体现。

（二）教研协同育人、创新人才培养

中国矿业大学地质类专业现有本科生999人（详见表1）、专职教师130人，多数教师应聘教学科研岗，生师比不到8∶1。为了落实“五育”并举、培养全面发展的创新型人才，在地质类专业本科生中实行了全员导师制，每位导师指导7～8名本科生。实施本科生导师制是围绕提升办学质量、落实“五育”并举、培养全面发展栋梁之材的重要举措。本科生导师制工作中明确了导师的具体职责：依托所承担的科研选题、大学生创新训练项目等，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养创新精神。

在教师所承担的科研项目中加入创新人才培养考核指标，要求教师面向本科生定期开展学术研究讲座，鼓励教师吸收学生参与科学研究课题，指导学生发表科研论文、申请专利等，以培养学生的实践工作能力和创新意识；整合科学研究与技术应用资源，及时把最新科研成果转换为教学资源，融入课程教学中，帮助学生了解学术前沿。通过教研协同育人方式，培养学生面向学术前沿及自主创新的意识。转变教学方式，把传统教学的知识传授型转变为探究教学的知识发现型，使教学成为科学研究的展现过程，提升学生对课程内容的理解能力。营造以兴趣引导知识发现、以问题驱动知识应用的教学氛围，引导学有余力的学生创设问题情境，提高面向问题与目标导向的自主创新能力。

（三）推进产教深度融合

产教融合本质上是一种跨界融合，高校和企业将各自的一部分资源进行合作共用，以达到资源互补、发展共赢的目的。高校借助企业的资源，在人才培养、科学研究和服务社会等方面快速提升，从而提高人才培养质量和就业质量、提升师资队伍教学和科研能力、提高服务经济社会的能力。企业借助高校的科研平台和科研能力，在关键技术研发、知识产权转化、技术人才培训和管理组织优化等方面快速发展，以提高企业的产品研发创新能力和品牌效应。在行业和企业的共同参与之下，高校的产教融合人才培养模式逐渐完善，将素质教育与创新创业教育进行有效融合，对人才进行专业能力与综合素质的协同培养。

产教深度融合强调校企资源重组，达到融合创新的目标。在高校创新型人才培养方面，主要涉及以下几个内容。

1.构建“层次化、模块化、一体化”的产教融合实践教学体系。以创新驱动为抓手，以提升地质类专业学生的创新精神和实践能力为目标，进一步深化实践教学体系改革，采用产教融合机制，将高校的理论教学能力和企业的实践能力结合，构建“层次化、模块化、一体化”的产教融合实践教学新体系，针对不同的实践需求层次，把实验教学分为基础、综合和创新实践教学三个层次并分设教学模块，旨在提升学生的动手实践能力、运用交叉学科知识解决问题的能力及基于前沿多学科知识进行创新实践活动的能力［6］。实践教学体系的层次化是指把实验教学分为基础、综合和创新实践教学三个层次；模块化是指不同层次实践教学分设教学模块，知识获得与能力发展主要通过课程实践教学实现；一体化是指实践层次、内容和类型的一体化。层次化和模块化主要由学生课程教学体系来实现，针对不同的实践需求层次，开设不同的课程。以地球信息科学与技术专业为例（如图5所示），为培养学生的数据处理和分析能力，开设“地学数据采集预处理”等基础实验课程。在综合实践教学中为了使学生能够独立完成科学验证研究，开设“三维地质建模与可视化”等课程；在创新实验教学部分，为了与人工智能学科前沿对接，开设“地学大数据基础”等课程。充分发挥企业平台优势，形成校内外“层次化、模块化、一体化”教学体系，从理论—实践、课内—课外、校内—校外分阶段培养人才的综合能力。深化产教融合，强化综合能力培养，构建以实践能力、科研能力和创新创业能力为主体的实践教学体系。

2.建立产教深度融合的地质类专业“双创”实训平台。构建以“互联网+”、挑战杯等高水平项目与高层次竞赛驱动的科教融合育人模式，针对具体赛道题目，企业为参加“双创”实践的学生提供实训岗位，组建企业关键技术研发共同体，聘请企业高级技术职称人员作为产业导师，指导学生实训工作。积极推进赛课结合，推进各类专业竞赛的实践教学，引导学生深入企业参加社会实践，以解决企业地质学领域关键技术和社会实际问题为目标导向，在产业导师和教师的指导下探究解决问题方案，致力培养学生的创新意识和团队协作能力；鼓励教师带领学生参加各个类别的专业技能竞赛，将产业导师引进课堂实践教学中，改变传统的教学模式，建立赛课合一的创新实践教学模式。同时，通过各类专业竞赛可以发现地质类专业课程实践教学中存在的问题和不足，促进教学改革，使专业竞赛内容融入大学的专业教育中，丰富和完善实践教学内容，不断提高学生的实践能力和创新能力。