唐 海,彭文斌,王衛軍
(1.湖南科技大學煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室;2.湖南科技大學能源與安全工程學院,湖南湘潭 411201)
論以專業認證為導向的采礦工程專業課程體系構建①
唐 海1,2,彭文斌2,王衛軍2
(1.湖南科技大學煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室;2.湖南科技大學能源與安全工程學院,湖南湘潭 411201)
工程教育專業認證是教育部實施質量工程的重要內容。分析了專業認證的必要性和意義,提出了以專業認證標準為基礎,并結合培養目標,設置采礦專業課程體系。為加強面向工程實際的工程技術教育,需要設置一些反映采礦行業形勢和畢業生服務地區煤層地質條件開采技術的課程,對提高采礦專業教育質量,培養學生對采礦行業發展的適應性、促進專業國際互認、推動采礦專業人才跨國流動等具有現實的意義。
專業認證:采礦工程;質量監控;課程體系
經濟全球化發展,推動了工程技術職業全球化和工程專業人才跨國流動,相應地推動了高等工程教育適應全球化發展趨勢。由于不同國家、地區工程教育的體制和辦學條件不同,如何界定和評價其辦學水平、人才培養質量,實施各國工程教育專業可比性和等效性的專業認證,是工程專業教育界和工程技術界共同關注的問題。本文結合專業認證,探討怎樣設置采礦工程專業課程體系,來提高采礦專業教育質量,培養學生對采礦行業發展的適應性、促進專業國際互認,提升專業國際競爭力。
到2013年為止,我國接受高等工程教育的本科在校生452.3萬人,有1 047所本科高校開設了工科專業,規模世界第一。但現實是我國是一個工程教育大國而非工程教育強國,我國的工程教育還存在著諸多問題,其根源在于我國工程教育“面向工程實際”的工程技術教育內容太少。為提高面向工程實際的工程技術教育水平,與國際教育接軌,教育部進行了不少探索。2006年教育部聯合中國科協,并聘請工程教育界和企業界專家,組成了全國工程教育專業認證專家委員會,設定了工程教育專業認證的目標是進一步提高工程教育的質量。2007年1月,教育部財政部頒布了《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》,要求“積極探索專業評估制度改革,重點推進工程技術、醫學等領域的專業認證試點工作,逐步建立適應職業制度需要的專業認證體系”。2007年6月,教育部又發布了《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》,要求“建立用人單位、教師、學生共同參與教學質量內部評估和認證機制”,再次提出了以專業認證為導向的教學質量監控。
經濟的全球化必然導致工程教育的國際化。專業認證,即專門職業性專業認證:由專業性認證機構針對高等教育機構開設的職業性專業教育實施的專門性認證,由專門職業協會會同該專業領域的教育工作者一起進行,為相關人才進入專門職業界從業的預備教育提供質量保證[1]。美國是較早開展專業認證的國家,美國工程技術鑒認協ABE(Accreditation Board for Engineering and Technology)是該國工程教育領域最權威的認證機構。對美國公眾來說,只有經過可靠的認證機構所認證的專業才是被承認的專業;對專業而言,認證實際上關系到專業甚至學校的生存條件,因為只有經過了認證的專業才能吸引學生,吸引投資;對學生而言,如果專業沒有通過認證,在獲取資助、獎學金、學分被其他高校承認、學位被其他國家接受等方面均會遇到困難。因此,為提高我國工程教育質量,培養被國內外所承認的合格人才,工程教育專業不僅需要專業認證,還要加入有關的國際認證協議,促進我國工程教育參與國際交流,實現國際互認。目前國際上,工程教育的學位互認協議有《華盛頓協議》、《悉尼協議》、《都柏林協議》和《首爾協議》等4個,其中《華盛頓協議》被普遍認為是最具權威性、國際化程度最高、體系較為完整的工程教育專業互認協議。《華盛頓協議》是一個有關工程學士學位專業鑒定國際相互承認的協議,1989年簽約之初,這個協議覆蓋了3大洲的6個國家,即美國、加拿大、英國、愛爾蘭、澳大利亞和新西蘭,目前《華盛頓協議》已經在世界范圍內享有聲譽,吸引了覆蓋27國的歐洲國家工程協會聯合會前來談判入盟問題。我國在2005年、2007年、2009年作為華盛頓協議體系的觀察員參加,2013年11月在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上,《華盛頓協議》全會一致通過接納我國為該協議簽約成員,我國成為該協議組織第二十一個成員,這在一定程度上表明我國工程教育規模取得高速發展,位居世界第一的同時,質量也得到了國際社會的認可。2007年11月,采礦工程專業分別在中南大學和中國礦業大學進行了認證,并獲得了通過[2],表明這兩所學校的采礦專業培養質量達到了國際同行標準,同時也標志著我國高校采礦專業踏上了與國際教育接軌的新里程。
認證標準分為通用標準和專業補充標準兩部分。通用標準是各工程教育專業應該達到的基本要求;專業補充標準是在通用標準基礎之上根據本專業特點提出的特有的具體要求。
通用標準共包含7個方面的內容:1)學生,包括專業吸引優秀生源、學生指導、學生表現跟蹤與評估、轉專業、轉學等制度;2)培養目標,包括畢業要求、培養目標修訂;3)畢業要求,包括專業知識、基礎知識、職業道德、人文科學素養、創新和團隊精神、國際視野、終身學習等;4)持續改進,包括教學過程質量監控機制、畢業生跟蹤反饋機制、社會評價機制等;5)課程體系,包括數學與自然科學、工程基礎、專業基礎、專業課、工程實踐、畢業設計(論文)、人文社會科學類等課程;6)師資隊伍,包括教師人數、教師結構、企業或行業專家作為兼職教師、教師工程背景、教師教學時間等;7)支持條件,包括教室、實驗室及設備實習基地、計算機和網絡以及圖書資料資源、教學經費、教師隊伍建設、教學管理與服務規范等。
在上述通用標準中,課程體系方面的內容很模糊,只給出了工程教育專業應在哪些方面開設課程,并沒具體的課程名稱。
專業必須滿足相應的專業補充標準。專業補充標準規定了相應專業在課程體系、師資隊伍和支持條件方面的特殊要求。采礦專業補充標準包括3個方面。
課程體系,分為理論課程、實踐環節和畢業設計(論文)。理論課程,包括1)數學、物理類課程,其中數學類課程應包括微積分、空間解析幾何、常微分方程、線性代數、概率論和數理統計等基本知識。物理類課程應包括力學、振動、波動、光學、分子物理學和熱力學、電磁學、狹義相對論力學基礎、量子物理基礎等知識;2)工程基礎類課程,含有彈性力學、工程力學、流體力學、工程制圖、電工與電子技術、計算機與信息技術基礎等;3)專業基礎類課,教學內容為:地質學、采掘機械、巖體力學與工程、礦業系統工程、礦山環保與安全;4)專業類課程課程,分為煤與非煤兩類核心專業課程,除礦床開采、礦井通風與安全、井巷工程等核心知識都需要掌握外,煤和非煤專業類其他課程允許各有特色和側重。其中煤炭類學生必須掌握的核心內容還應該包括礦山壓力及巖層控制、邊坡穩定等;非煤類學生必須掌握的核心內容還應該包括鑿巖爆破工程等。實踐環節,包括1)實驗課程:巖石力學、礦山壓力及巖層控制、爆破工程、礦井通風與安全、邊坡穩定等實驗中至少選擇三個實驗;2)課程設計:露天開采及地下開采課程設計、機械設計基礎課程設計、礦井通風安全課程設計中至少選擇兩個;3)現場實習:認識實習、生產實習及畢業實習,并建立相對穩定的實習基地,密切產學研合作,使學生認識和參與生產實踐;4)科技創新等多種形式的實踐活動。在畢業設計(論文)一項,要求選題應符合本專業的培養目標并且以工程設計為主,需有明確的應用背景。
師資隊伍。有2點要求,一是從事本專業主干課程教學工作的教師其本科、碩士和博士學位中,必須有畢業于采礦工程專業,部分教師具有相關專業學習經歷,二是要求專業教師具有工程背景,即從事本專業教學(含實驗教學)工作的80%以上的教師至少要有6個月以上礦山企業或工程實踐經歷。
支持條件,包括專業資料、實驗條件和實踐基地。一是專業資料,要求配備各種高質量的(含最新的)、充足的教材、參考書和相關的中外文圖書、期刊、工具手冊、電子資源等各類資料,其中包括國內外典型采礦設計案例;二是實驗條件,一是要求實驗設備完備、充足、性能優良,滿足各類課程教學實驗的需要,且實驗室布置合理、安全,二是要求實驗技術人員數量充足,指導學生進行巖石力學、礦山壓力及巖層控制、通風與安全、采礦方法、邊坡穩定等方面實驗;三是實踐基地,需擁有校內外實習基地、產學研合作基地和以校外礦山企業為主的實踐基地。
從上述通用標準和采礦專業補充標準可看出,課程體系是培養目標細化的基礎,師資隊伍是教學質量監控體系和保障體系,可保證課程目標的實現,而支撐條件是課程教學的配套體系,對培養目標、師資隊伍建設等方面產生促進作用。因此,要使學生畢業時達到培養目標要求,最基礎的是要加強課程體系的建設。
采礦專業目標是“培養主要掌握固體礦床開采的基本理論和方法,具備采礦工程師的基本能力,能在采礦、地下工程等領域從事科學研究、工程設計與施工、礦山安全工程、礦山經營與管理等工作的復合型工程技術專門人才”,衡量培養目標實現的標準是看學生是否掌握了礦山規劃與開采設計、巖層控制技術、礦山安全技術方面的基本能力和知識,即學生應具有或掌握:1)采礦學科的基本理論和基本知識;2)礦區開發與礦井開采的設計方法;3)礦山壓力及巖體工程監測、礦井通風與空調、礦山安全以及礦井災害預防等技術;4)先進的采礦生產組織和技術管理基本能力以及采礦新工藝、新技術研究和開發的初步能力;5)國家有關采礦工業的基本方針、政策和法規;6)采礦學科的發展動態;7)文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力等前述7個方面的知識和能力,才能畢業。為使學生達到培養目標,可從畢業生具有上述7個方面的要求進行課程設置,如開設畫法幾何及工程制圖、地質學基礎、礦山地質學、測量學、鑿巖爆破、煤礦開采學、巖體力學、礦山壓力與巖層控制、礦山機械、非煤固體礦床開采、井巷工程、礦山電工、通風安全學、邊坡穩定、礦井設計、企業管理、采礦工程專業英語、礦山系統工程、礦山法律法規、文獻檢索與科技論文寫作等。以采礦專業培養目標為依據進行課程設置,符合專業認證中采礦專業補充標準“專業基礎類、專業類課程”要求。
專業認證一個重要內容,就是強調學生的實踐,針對這要求,需要加強“面向工程實際”的工程技術教育,可設置各類課程設計和實習,訓練學生的動手和實踐能力。因此,除理論課程體系外,還要設置實踐課,如地質實習、礦山認識實習、礦山生產實習、礦山畢業實習、采區課程設計、通風安全學課程設計、井巷工程課程設計以及諸如巖石力學、礦山壓力及巖層控制、爆破工程、礦井通風與安全等方面的實驗課,另外在有條件的礦山,建設一批產學研基地,為實踐課順利進行提供實景場所。專業認證一個顯著的特色是要求企業或行業專家作為兼職教師參與學生教學,來自現場的教師把行業發展形勢和需求反饋到教學,使學生所學的知識能真正解決現場需要,因此,可設置一些反映行業形勢的課程,如礦山數字化成圖、特殊開采、軟巖巷道支護、工程檢測與監測等課程作為選修課,供學生學習。另外,采礦專業屬于工科,除開設一些諸如馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、大學生心理健康教育與指導等必須的人文社會科學課程外,還需按照工程認證“通用標準”并結合“采礦專業補充標準”設置數學、力學和信息基礎課程,如高等數學、線性代數、數理統計和概率論、大學物理、理論力學、材料力學、彈性力學、流體力學、電工與電子技術、計算機與信息技術基礎等。
專業認證體現出的基本思想、基本條件和基本要求,是同一類型專業培養目標和規格要達到的最低標準,是專業建設質量的最低門檻。專業的特色建設是鼓勵專業的個性發展,體現專業建設的差異性,強化特色,突出能力,探索適應社會不同類型人才需求的人才培養模式,為社會提供高質量的專門人才[3]。湖南科技大學地處南方,是江南唯一一所培養煤礦人才的高校,其培養的采礦專業學生主要分配在湖南、江西、云南、廣西、貴州、四川、重慶等南方省市從事煤炭行業工作,與北方礦區相比,南方各礦區煤層賦存不穩定,地質構造復雜,水、火、瓦斯、頂板等災害嚴重,因此,需要針對南方復雜地質條件特點,湖南科技大學采礦專業還需設置一些課程,如南方煤礦開采技術、特殊開采、軟巖巷道支護等。
下表1是按照上述三個方面進行課程設置的重點課程簡介。

表1 重點課程與培養目標要求對應關系矩陣

培養要求 課程課程目標要求先進的采礦生產組織和技術管理基本能力以及采礦新工藝、新技術研究和開發的初步能力企業管理管理在工業企業中的應用及現代煤礦企業管理的基本理論、基本內容和基本方法。通過本門課程的學習,使學生掌握煤礦企業管理的基礎工作、煤礦企業經營管理、財務經濟管理、煤礦企業生產與安全管理等方面的主要內容。提高學生分析問題和解決問題的能力。礦山數字化成圖本課程面向現代化礦山技術,側重于礦山空間信息獲取與建模、數字礦山關鍵技術與應用、典型采礦軟件系統與示范。鍛煉學生了解和使用遙感應用軟件、GIS軟件和地礦三維建模軟件。事故案例分析有關采礦工業的基本方針、政策和法規以礦山安全生產事故分析為基礎,重點培養學生按照有關法律法規進行事故處理和分析的能力,同時,體現事故的上報、事故處理和參與事故調查等工作的實踐性和真實性。礦山法律法規以法律基礎知識及與礦山安全生產相關法律體系為基礎,全面解析有關礦山法律法規。重點培養學生的專業法律意識,強化學生執法守法行為,了解礦山法律法規的嚴肅性、公正性。復雜煤層各種采煤方法南方煤礦開采技術 通過本課程的教學,使學生了解南方煤礦復雜地質條件下的各種采礦方法及回采工藝,具備適合南方煤礦工作的能力。特殊開采 使學生了解和掌握在特殊和困難條件下的煤炭地下開采方法和應采取的技術措施,為學生今后在礦山工作奠定基礎。軟巖巷道支護 介紹軟巖的力學特性、軟巖巷道的礦壓顯現以及軟巖巷道圍巖控制技術。采礦學科的發展動態 工程檢測與監測 使學生了解和掌握當前井巷工程和地下工程中相關的工程檢測與監測理論與技術,為學生今后在礦山、隧道工作奠定基礎。采礦工程專業英語使學生基本上能夠閱讀和理解采礦工程、爆破工程、邊坡工程、隧道工程、地下工程、基礎工程及其它相關學科的專業詞匯和英文著作,能夠借助詞典或其它輔助工具翻譯相關的專業文獻,進而能夠了解本學科國內外發展的動態,為以后進一步從事本專業和相近專業的研究及對外交流打下較為扎實的基礎。文獻檢索、資料查詢文獻檢索與科技論文寫作掌握文獻信息檢索的基礎知識,信息處理技能,較為熟練地利用圖書館館藏傳統文獻檢索工具和網絡學術數據庫來查檢、獲取學習與研究中所需的文獻信息,并對我國有關的信息安全與知識產權方面的法律法規和常識有一定的了解,初步形成負責任地使用文獻資源的意識與觀念。
專業認證是教育部實施質量工程的重要內容,通過專業認證,對提高我國高等工程教育質量,促進工程教育與國際接軌,培養為國內外承認的合格具有重要意義。以專業認證為導向,從采礦專業的培養目標、專業認證標準對課程體系的要求和畢業生服務地區煤層地質條件等三個方面進行課程體系設置,對提高采礦專業教育質量,培養學生對采礦行業發展的適應性、促進專業國際互認、提升采礦人才國際競爭力既是現實的需要,也是以專業認證為導向的教學質量監控的需要。
[1]王建成.美國高等教育認證制度研究[M].北京:教育科學出版社,2007.
[2]萬志軍,張東升,屠世浩.對工程教育專業認證的認識與體會——以中國礦業大學(徐州)采礦工程專業的認證為例[J].中國電力教育,2009,142(8):32-33.
[3]吳文輝.特色專業建設與專業認證對工程技術人才培養的影響[J].長春理工大學學報(社會科學版),2010,23(5):165 -167.
(責任校對 龍四清)
G521
A
1674-5884(2014)06-0039-04
2014-02-14
煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室開放基金資助項目(201003;200803);湖南省國土資源廳科技資助項目(201239)
唐 海(1970-),男,湖南祁陽人,博士,副教授,主要從事采礦科研和教學。