采礦卓越工程師培養模式的改革與探索

邵安林 邱景平 柳小波 胥孝川

摘? 要：隨著礦業形勢的變化，礦山企業對于采礦專業技術人才的要求越來越高，需要突出對學生的工程實踐能力培養，因此必須加強校企合作，聯合培養采礦卓越工程師，提高學生解決工程問題的能力。文章在對當前采礦專業本科人才培養中存在的問題進行深入剖析的基礎上，根據國家“雙一流”建設的需要，東北大學采礦專業為了建設成為世界一流學科，進行了一系列教學改革，取得了很好的效果，并提出了后續教學改革規劃，對于提高采礦人才培養質量具有重要的意義。

關鍵詞：采礦專業;本科教學;教學改革;采礦卓越工程師

中圖分類號：C961? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

東北大學采礦工程專業歷史悠久，早在1926年就成立了采冶學系，傳統的培養模式以及極具特色的專業授課方法在長期教育實踐過程中曾發揮了重要作用。東北大學采礦工程專業已培養了5000余名本科生，是國內采礦學科高層次人才培養的重要基地之一。但隨著國際市場環境變化以及國內經濟增速放緩，礦山行業的高速發展受到一定程度的沖擊。礦山企業限于當前的環境，對采礦工程技術人才的選拔會有更加苛刻的要求。結合當下的礦業形勢以及礦山行業長遠的發展，作為高校采礦工程專業的教學目標應該是培養一批“厚基礎、寬口徑、工程應用型、復合創新型”的高素質人才[1]。教育部于2010年6月推出了“卓越工程師教育培養計劃”，旨在改革完善當前的工程教育。東北大學采礦工程專業于2012年入選為卓越工程師教育培養計劃專業，為了不辱使命，需要對原有的教學模式進行大幅改革，承接其精華，摒棄其弊端，針對采礦工程本科教學中存在的主要問題，結合當下時代發展特征、國家“雙一流”建設的需要，改革探索培養采礦卓越工程師的模式和路徑，提高學生的工程實踐能力，并與國際接軌，突出培養學生的國際視野，為國家的“一帶一路”戰略儲備人才。

一、采礦工程本科人才培養中存在的主要問題

（一）專業課設置過于獨立，各課之間缺少相互聯系

金屬礦床地下開采、金屬礦床露天開采、井巷工程、鑿巖爆破、礦山機械、礦井通風與安全等主要專業課程不但教學時段分散，而且各授課老師大多只注重講解其所授課程[2]。這樣就導致各學科之間缺乏有機的聯系，學生在每門課中雖然學習了較詳細的知識和技術，卻沒能將其融匯貫通。學生雖然在各學科中都學了不少內容，卻由于教學過于分散的原因不能形成整體的知識網，對后來的畢業設計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象，如控制爆破和鑿巖爆破，增加了學時卻未能得到較好的效果。

（二）部分教材過于陳舊，數據跟不上時代

就非煤礦山的教學而言，部分教材仍然沿用上世紀80年代的老舊教材，根據行業新規，書中有不少觀點與做法已經與現在的實際情況有所不同，而授課教師仍按教材進行授課，勢必會誤導學生今后的現場工作。同時，不少書中的例子過于陳舊，不能很好地反映當下礦山的實際情況。

（三）教學課程和手段落后

教學課程的落后主要體現在課程的安排總是滯后于行業的現狀，沒有前瞻性。而在教學手段上，課件過于枯燥乏味，文字演示多于圖片和三維動態圖演示，同時授課教師通常采用書本上的平面圖和剖面圖來對采礦中的工程進行講解，其結果往往是學生不能很好地理解相關工程的空間概念及其功能。教學方法還停留在“我講你聽，我做你看”、“預習-聽課-復習-考試”四段式教學方法，這種灌輸式教學方法不能調動學生的積極性，課堂環境壓抑呆板，學生不能融入其中，與以學生為中心的工程教育理念不符。

（四）現場實踐流于形式

采礦是一門實踐性很強的專業，學生在校內專業課的學習若未能結合系統的現場實習，對于采礦知識的理解以及畢業后在礦山從事的工作都將產生不利影響。而目前，由于礦山企業的特殊性，安全生產任務重，考慮到生產進度及安全的原因，壓縮了實習時間和淡化了實習過程，導致實習普遍走馬觀花，收效甚微，達不到深度實習的要求，出現部分學生理論知識豐富與工程實踐能力弱的尷尬局面[3]。

（五）專業外語的重視程度不夠

為了使礦產資源能保證我國社會經濟長遠穩步發展，已經有越來越多的國內大型礦業公司開始走出國門，收購或者控股國外礦山。這一現狀也決定著未來國內會有更多的采礦專業人才走出國門，踏上國際礦業合作領域的工作當中。目前，國內很多院校開設了采礦專業英語等相關課程，然而在教學中存在學生與教師重視程度不夠，且外語教學停留于課本，未對國外礦業新進展做相關講解研究。這樣勢必導致培養的采礦人才難以適應國外采礦的要求，不利于我國國家資源走出去戰略的實施。

二、采礦工程本科人才培養的改革與探索

針對上述主要問題，根據東北大學建設一流大學的目標和要求，為把我校采礦專業建設成為一流學科，培養采礦卓越工程師，進行了以下有針對性的改革與探索：

1. 為了使學生能更好地建立起采礦專業知識體系，解決專業課程各部分之間聯系不緊密的問題，在學校支持、王青教授的帶領下編著了針對硬巖采礦的《采礦學》教材，該教材先后被列為國家“九五”、“十一五”和“十二五”規劃教材。針對某些實踐性強的課程，如《爆破工程》、《井巷工程》和《礦井通風與安全》等，結合東北大學采礦工程卓越工程師企業學習階段培養方案，利用實踐教學基地的平臺條件，由專業教師與企業導師共同授課，組織本科生赴現場和設計單位進行生產實習，掌握采礦工藝過程，并組織進行針對實習過程的交流研討，加強工程實踐能力的培養。除此之外，為了使課程內容跟上時代發展，新增了地質統計學、采礦優化方法、數字化設計、市場經濟條件下的礦山技術決策、礦山生態復墾等新內容。這樣學生的知識結構不僅滿足把礦石采出來的需要，而且滿足技術決策和管理、數字化、生態化以及優化開采的需要。同時，結合卓越工程師培養的要求，借鑒國內外課程改革成果，增設《三維采礦設計》和《采礦環境一體化課程設計》。同時建設完善了《采礦學》、《巖石力學》和《資源經濟學》等核心課程的網絡教學平臺，實現了優質教學資源的共享。

2. 為了調動學生的課堂積極性和延伸學生課下自主學習能力，采礦專業教師積極探索新的教學方法——基于問題教學法（Problem-BasedLearning，簡稱PBL），并將其應用到課堂中，取得了良好的教學效果[4]。邢軍教授結合PBL教學方法，將《充填理論》的部分授課內容放到撫順紅透山礦業有限公司的礦山現場來教學，通過真實的礦山環境、真實的充填系統、真實的充填過程以及礦山專業人員的講解，讓學生們的疑問一掃而空。

顧曉薇教授和王青教授等借助網絡平臺，先后建立了《資源經濟學》和《采礦學》兩門課程的校級網絡學習平臺，遼寧省資源共享課網絡學習平臺，MOOC網絡學習平臺以及愛課程網絡學習平臺，逐漸引導學生的自主學習能力和問題探討能力，實現了翻轉課堂教學;基于學校網絡覆蓋的特點，使用雨課堂教學軟件，通過手機連接老師和學生，實現了課堂上的交流互動，并隨時掌控每一個學生對每一個知識點的理解程度。

3. 采礦工程是一門實踐性很強的學科。為了保證實踐教學能夠順利實施，建設實踐基地尤為重要，這也是培養工程實踐能力和技術創新能力的前提條件[5]。為此我校建設了大批教學實踐基地，分校內和校外兩部分。在校內主要是建設了特色性很強的國家級金屬礦山巖石力學與安全開采虛擬仿真教學實驗中心，建立三維礦山模型，再現了采礦環境，便于學生理解整個采礦工藝過程，有利于實現三維一體化采礦設計，提高了學生對采礦各環節的理解能力和采礦設計能力，此外，還建立了3D打印實驗室，增強學生的動手操作能力。

校企合作大有裨益，企業不但可以利用高校的智力資源和科技資源來解決企業的技術、創新以及生產管理等問題，同時可以享受政府的優惠政策，如減免稅收等[6]。高校也可以借鑒企業的生產管理經驗、技術知識并將其融入課堂教學中，同時指派學生到企業生產實習，增強學生實踐能力。因此我校結合國內外工程教育的經驗，融合企業用人要求，和相關企業一道制定了“卓越工程師”培養方案，加強實踐基地建設。2012年與山東招金集團有限公司合作建立了國家級的工程實踐教育中心，實行3年校內學習和1年校外實踐的“3+1”教學模式;在鞍鋼集團礦業公司、本鋼集團礦業公司、中國有色集團撫順紅透山礦業公司和撫順罕王集團傲牛礦業股份公司等礦業公司建立了實習基地，通過加強實踐教學環節的培養，提高了學生的工程實踐能力。

我校積極探索本科生在企業學習階段實行校內導師和校外導師指導的雙導師制。聘請企業有豐富工程實踐經驗的工程技術人員作為企業導師，進行部分課程的授課與畢業設計指導。這種雙導師制不僅可以讓學生將理論與實踐聯系起來，同時可以使學生獲得采礦工程師的專業基本訓練，為以后快速適應礦山工作打下堅實的基礎。

4. 要完成卓越工程師培養計劃，提升教師自身實力是一個重要前提。德國工程技術大學的教師在上崗前必須有5年左右的企業工作經歷，這是德國被視為當今世界工程師培養的成功典范的重要原因[7]。但對于國內工科類的高校目前普遍存在如下現象：作為新生代教學主體的青年教師大多博士剛畢業，他們學術能力強、理論基礎深厚而現場經驗、知識相對匱乏。為解決學?！半p門型”青年教師缺乏礦山實踐經驗的問題，學校與一些礦山建立合作關系，定期或不定期安排青年教師到礦山實踐學習并支持青年教師參加相關業務能力提升培訓，除此之外，還強調師生共同學習，針對在學校召開的與專業相關的學術會議與講座，要求本專業教師與學生全體參與，會后進行相應的匯報和交流。學校還定期聘請經驗豐富的現場專家到學校做講座。通過這些工作，不僅促進了師生共同進步，而且緊密聯系礦山實際，實踐出效果。

5. 為了適應社會未來發展，本專業緊密跟蹤國際采礦技術發展趨勢，十分注重國際交流與合作，通過組織國際學術會議、互派訪問學者和交換留學生等形式，借鑒國外工程教育方面的成功經驗，探索了礦業國際化人才的培養模式。為加強《采礦專業外語》和《礦業新進展（雙語）》等課程的建設以及雙語教師隊伍的建設，我校每年都會選派優秀的青年教師去國外進修、學習，并吸引海歸科研人才來我校工作，同時聘請國外教授來我校講授暑期課程，為同學們了解和掌握國外采礦方法的現狀和發展趨勢就非常有幫助，并極大地提升了學生的外語能力，擴大了學生的國際視野，為國內礦業企業的海外礦業項目投資提供了技術支撐和人才支持，并且部分畢業生在中國有色集團贊比亞Chimbishi銅礦、中信泰富澳大利亞鐵礦項目和金川集團控股的贊比亞穆那利鎳礦等海外項目中成為了骨干力量，切實推動了國家執行“走出去”資源戰略。

6. 學校在學生對專業的選擇方面也做出了創新性舉措。本科教育分為兩個階段：第一階段是為期一年的基礎知識教學階段，該階段的學生按照礦業類大類培養，無專業之分。第二階段是為期三年的專業知識教學階段，該階段學生在其大一畢業后根據自身興趣以及相關考核來選擇專業。這樣就保證了采礦專業學生是在對該學科有一定了解，以自身愛好為導向，并通過相關考核的基礎上成長起來的，擺脫了在上大學之前就盲目選擇專業而帶來的弊端，為培養卓越工程師打下了堅實基礎。

三、后續教學改革規劃

為順利完成“雙一流”建設和卓越工程師培養計劃，針對本專業教學還需做出更大的改革。1. 對于學生要實施以學生興趣為導向的教學計劃：教學上注重選修課程與必修課程平齊，推行本科生導師制，讓學有余力的本科生依據自身興趣選擇教師團隊并參與一些項目。另外，需要積極探索中外聯合培養模式，與澳大利亞新南威爾士大學、莫納什大學、科廷大學和西澳大學等國外高校進行聯合培養，培養出專業精、英語好、懂經濟、會管理的采礦高層次人才，滿足境外礦業開發需求。2. 對于教師要改革和完善其職稱評價機制。國內高校職稱評定主要取決于其參與的科研項目、SCI質量及數量，從而導致高校教師重科研輕教學，這不利于學校培養卓越工程師計劃的實施，因此，需要適當加大教學成果在職稱評定中的權重，建立科學合理的評價和激勵制度。3. 將1+3的兩階段教學完善為1+2+1的三階段教學，第一階段仍然是為期一年的大類專業基礎教學階段，第二階段改為為期兩年的專業課教學階段和到企業進行生產實習并完成畢業設計的為期一年的實習實踐階段。

參考文獻：

[1]李占金，李示波，孫光華.采礦工程專業應用型人才實踐教學模式[J].河北聯合大學學報：社會科學版，2012，12（4）：65-67.

[2]魏德州，王青，顧曉薇，等.采礦工程專業創新型人才培養教學體系建設與實踐[J].教育教學論壇，2011（30）：149-152.

[3]辛鈞.卓越工程師培養的思考與對策[J].華南理工大學學報（社會科學版），2012，14（3）：111-115.

[4]許曉靜.基于實驗教學平臺的PBL教學法應用模式探析[J].實驗技術與管理，2014，31（4）：177-179.

[5]柴修偉，張電吉.新形勢下采礦工程專業實驗實踐平臺建設[J].中國電力教育，2012（5）：82-83.

[6]陳小敏，吳涓，徐春宏.校企合作工程教育人才培養的實踐與思考——基于東南大學的案例[J].實驗室研究與探索，2017，36（7）：168-171+268.

[7]尹立孟.卓越工程師培養中的師資問題與課程體系設置[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2011（19）：163-164+181.