新工科背景下地质资源勘查应用创新型人才培养模式探索
作者: 严德天 王华 甘华军 蒋恕 张利伟摘 要:新工科建设是当前我国高等工程教育领域的重要改革方向和措施之一。中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业作为传统工科专业,在新工科背景下如何开展应用创新型人才培养值得深入探讨。在详细剖析国内高校资源勘查工程人才培养现状及存在问题基础上,该文从创新课程体系、学科竞赛体系、科研实践平台体系、校企融合与多学科交叉以及融入全球化创新等方面进行有益的探索和实践,初步形成一套切实可行的地质资源勘查应用创新型人才培养的实践教学解决方案,助力新工科创新发展。
关键词:地质资源;资源勘查工程;人才培养;应用创新;新工科
中图分类号:C961 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)35-0029-05
Abstract: New Engineering is one of the important reform directions and measures in the field of higher engineering education in China. As a traditional engineering major, Resource exploration engineering in China University of Geosciences (Wuhan) is worthy of further discussion on how to cultivate applied innovative talents under the background of new engineering education. On the basis of a detailed analysis of the present situation and existing problems of resource exploration engineering talent training in universities, this paper has carried on beneficial exploration and practice from the innovative curriculum system, discipline competition system, scientific research practice platform system, university-enterprise integration, multi-discipline intersection and integration into global innovation. It has preliminarily formed a set of practical teaching solutions for the application of innovative talents training in resource exploration engineering to help the innovative development of new engineering.
Keywords: earth resources; resources exploration engineering; talent training; application innovation; newengineering
随着新一轮科技和产业革新,新工科建设受到了国家高度重视,教育部相继发布了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等改革措施,努力探索和实践中国特色工程教育模式。新工科主要指新兴产业,如云计算、人工智能和智能制造等,但也包括对传统产业的升级和改造。资源勘查工程作为传统工科专业,如何从传统工科体系中逐步实现学科理念结构的升级,实现能力和素质一体化成长,激发人才的创新能力成为新时代背景下必须解决的问题。同时,新兴产业和经济发展对传统工科人才综合素质的要求日益提高,具有工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的应用创新型工科人才是推动社会科技发展以及国家产业变革的基石。本文将以新工科建设理念为指导,以中国地质大学(武汉)国家一流专业“资源勘查工程专业”为例,探索传统工科专业的应用创新型人才培养模式,助力新工科创新发展。
一 新工科背景下资源勘查工程专业面临的挑战
作为传统地质工科,资源勘查工程主要研究地质学、地质资源和矿产勘查等专业知识和技能,培养矿产资源勘查、开发、评价与管理等方面人才。目前,全球资源需求结构发生重大变化,资源勘查工程专业人才不仅要面对产业转型升级带来的就业压力,也面临着新技术、新科技和新理论等方面的挑战[1-2]。同时,生态环境需求提升和低碳社会要求也推动地质矿产行业必须走生态发展的战略之路。如何将行业变革和教育模式改革紧密结合,是如今教育发展的当务之急[3-4]。传统资源勘查工程专业人才培养中强调理科教育而缺乏对新技术和学科交叉等方面的重视,尤其缺乏人工智能、互联网、大数据和数字矿山等新兴技术。当前地质勘查单位已向多元化发展,地学人才需求已经由传统单一矿产资源勘查型向与地学相关多学科交叉的“互联网+”应用创新型人才转移。为了满足新工科建设和创新人才培养的要求,积极探索新形势背景下资源勘查工程的人才培养模式,优化专业课程和教材资源,将产业和技术的最新发展、对人才培养的最新要求引入教学内容和课程体系,推动学科结构调整和实践教育体系改革,完善“产学研”协同育人机制,才能体现未来资源勘查工程教育的方向和学科交叉融合等新工科建设理念,引领传统地质工科创新发展。
二 资源勘查工程应用创新型人才培养模式探索
(一) 构建创新课程体系,激发创新内生动力
资源勘查工程专业人才以大量实践和经验总结为基础,除了具备地质学基础理论知识,还要掌握矿产勘查的基本技能,进而研究矿床地质、资源分布规律等。如何在未知地区里勘查出矿产资源,需要丰富的地质专业知识和经验来支撑。近年来,中国地质大学(武汉)资源勘查专业创新教学体系并应用到野外地质教学中,走教与研、教与学相结合之路,完善应用创新型人才培养机制,激发科研创新内生动力,搭建专业教学“双融合”模式。首先将专业技能与教学实习紧密融合。通过优化资源勘查专业地质实习内容,紧紧围绕“培养学生基本的地质素养,提高师生科研兴趣”的基本思路。资源勘查专业学生相继在北戴河、周口店、秭归等野外地质实习,将参与校外实习实践作为本科实践教学必修环节,实习中注重各种地质软件的使用,充分培养大学生实践创新能力。同时,实习教师设置相关研究课题,指导学生独立或组团完成实验设计,操作及数据分析处理等过程,培养学生组织协调,文献检索应用的能力。其次,将毕业论文与生产实习有效融合。为每一位生产实习学生精心安排指导教师,指导学生参与教师科研课题研究,将前沿理论知识传递给每一个学生,用丰富的科研成果支撑毕业论文,充分发挥教师的作用,提高师生科研创新内生动力。
(二) 以学科竞赛为载体培养大学生创新能力
学科竞赛是培养学生实践能力和创新精神的有效手段和重要载体。学科竞赛可以拓宽学生的视野,把学生的眼光从课堂延伸到社会的各个方面,对于营造创新教育的良好氛围,推进校风、学风建设也具有重要意义[5]。在新工科背景下,中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业以学科竞赛为载体,有力促进了应用创新型人才的培养。首先,加大学科竞赛重要性的宣传,带领师生认识学科竞赛的重要性。学校积极组织师生主动了解竞赛的相关信息,并积极收集资料,培养学生参赛兴趣和热情,提高学科竞赛的参赛率。其次,重视学科竞赛与课程教学相辅相成的关系,促进教学改革与学科竞赛深度融合,搭建以教促赛的教学体系,将学科竞赛纳入到大学生教学体系当中,为学科竞赛做好充分的准备。再次,建立完善的学科竞赛管理体制,提供创新实践活动场所,重视学科竞赛指导队伍的建设,搭建学科竞赛实践平台,来保障学科竞赛的完善性。
(三) 建设创新功能型平台体系
创新功能型平台体系是指围绕创新、产业、人才和教育体系,以实现前沿探索、人才培养、技术研发和创新创业等多目标,为各类创新主体提供创新支撑的枢纽型组织和公共创新载体,是促进创新要素合理配置、创新主体有机衔接、创新系统高效运行的“黏合剂”[6-7]。以支撑创新型人才培养为目标,整合产学研教育资源为基础,以工科创新中心及重点实验室为中心,形成由国家、高校、企业和实验室及其他专业机构共同资助、共同组成、共同进步的,符合新工科大背景要求、契合工科发展的创新平台[8]。中国地质大学(武汉)目前拥有各类科研机构、实验室、研究院(所、中心)86个,其中国家重点实验室2个,国家工程技术研究中心1个,国家地方联合工程实验室1个,省部级重点实验室、工程中心、人文社科研究基地14个。创新功能型平台体系按照塔式架构,分校级、市级、国家级三个层次,重点建设好三个平台,即重在“加强基础”的公共基础实验平台、重在“突出特色”的专业基础和专业实验平台、“强化创新”的创新实验平台,形成了“三元协同”的科研创新实践平台体系[9];同时,陆续出台建制、开放、评估、安全等一系列平台建设方面的规章制度,有效规范创新平台管理。中国地质大学(武汉)大力推进创新功能型平台体系建设,鼓励倡导学生参与创新实践,提升创新功能型平台水平。目前,该平台体系已初见规模,有力提升了学生参加科研项目与创新创业实训项目的兴趣,营造良好的科研环境与创新氛围,为提高学生创新能力和竞争力提供保障[10]。
(四) 校企融合助力科研创新
新工科背景下资源勘查工程专业可以通过科研项目进行创新型人才培养。大学生自发创新项目、导师科技项目和校企融合协同创新项目是当前高校在校生的三种主要创新项目[11]。其中校企融合创新项目不仅可以整合学校和企业人力与设备资源,能覆盖的学生数量也更加广泛,是较为理想的创新型人才培养方式。但目前校企融合模式还存在较多问题,如企业快节奏发展使得学生只能作为旁观者进行实习等。以资源勘查工程专业实习为例,该专业实践场地较为单一,主要是煤矿、油田和地调单位等,需要校企双方明确自己在专业教学过程中的定位。高校和企业要不断改进教学内容设计,应该在发展专业优势的条件下与新兴产业结合,培养学生的创新实践能力,同时根据人才需求不断把企业岗位的需求变化融入教学内容设计。在进入相关企业进行实习前,高校老师应帮助学生做好相关行业调研,建立实习小组,分配实习任务,定期进行成果汇报,避免实践与教学脱节。企业老师以教导学生实践操作为宗旨,培养学生扎实的专业基础与实践创新能力。“双师型”师资队伍不仅是对学生所学专业知识的相互补充,也为学生提供更好的发展平台。
(五) 学科交叉,融合创新
资源勘查工程专业知识体系交叉复杂,课程体系由公共基础能力模块、专业基础能力模块、专业能力模块和拓展能力模块组成。近年来,中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业以本科教学水平评估为契机,对专业课程体系、课程教学大纲内容进行了系列修订和改革,强化了实践教学环节,并注重学生素质和创新能力的培养,克服了旧版培养方案部分课程设置不合理和多门课程教学内容重复等问题,形成了具有“学科交叉,融合创新”的系统性、多元性和创新性课程体系。
系统性。在资源勘查工程专业培养人才所应要求掌握的诸多专业知识和能力中,以地学基础理论课程,如普通地质学、构造地质学、地史学、晶体光学、结晶矿物学和古生物学等学科作为资源勘查工程专业课程体系建设的基础。以核心专业课程群,如区域地质调查导论、矿床学、应用沉积学、石油及天然气地质学等主干核心学科;与跨学科交叉课程以及新兴专业技术理论教材,如地球物理与空间信息、环境与水文地质、人工智能与大数据等学科作为资源勘查工程课程体系建设的核心和重点。