以創新能力為導向的采礦工程專業本科生培養方式探討

袁超，陳雪晴，曹力銘，余偉健

（1.湖南科技大學資源環境與安全工程學院，湖南湘潭 411201；2.湖南省長沙市周南秀峰學校初中部，湖南長沙 410008）

受新冠肺炎疫情影響，全球經濟受到了嚴重的沖擊，這場災害對實體經濟的影響尤為明顯，這也導致了近年來本就發展不景氣的采礦行業雪上加霜[1]。盡管我國不斷深入推進經濟結構調整，但由于資源枯竭等問題導致了采礦業的發展形勢持續惡化，這對采礦專業的本科生的就業造成了不小影響。此外，由于礦山生產企業完全根據地理位置而定，多分布于偏遠山區，報考此專業的人數較少，大多都是因調劑等被動因素選擇此專業，因此在畢業后選擇礦山企業就業的本科生數量也較少，導致我國礦業方面的人才緊缺。加之目前大多數礦山開采方式趨于智能化，這也導致許多礦業企業對就業者的要求越來越高，尤其側重于人才的創新能力。隨著礦山開采方式智能化的普及，許多礦業企業都要求從業者具備計算機、機械、自動化等方面的知識，并能夠將這些知識與采礦工程相結合，在此基礎上也要求這些從業者具備較強的創新能力，為企業創新注入新鮮活力。礦山企業對人才的要求越來越高，對各大高校采礦工程專業的教學改革也是一種機遇與挑戰，落后的培養方式必然會被新時代的培養方式所取代。

目前高校主要以實驗教學為途徑、以學科建設為平臺進行了教學模式改革，并取得了較好的效果。張培森等發現在新工科發展的背景下，企業對本科生能力的要求越來越高，基于對本科生存在能力缺陷問題的探討，結合CDIO 工程教育理念對目前采礦工程人才培養提出了建設性的意見[2]。陳超穎以當今能源市場對本科生的要求為大背景，重點分析了目前高校在培養采礦工程專業本科生方面所存在的問題，基于此提出了優化措施[3]。萬志軍等將仿真模擬實驗引入必修實踐教學中，構建了理論型實踐教學，采用虛實結合的方法將實驗的多元化展示給本科生，進而激發本科生的創新思維[4]。盛建龍等從經濟社會發展與學科建設等問題出發，針對采礦工程人才培養模式的改革提出了兩個“建設”和四個“完善”[5]。楊強華從采礦工程專業招生難的角度，對采礦工程專業的現狀進行了分析，采用人才融匯互通培養法對現行教學體制改革方式進行了探討，并提出了以立德樹人為教學核心的教學方法[6]。趙兵朝等圍繞采礦工程人才創新的問題展開了研究，發現目前很多培養方式較為落后，本科生創新能力較弱，基于此提出了“自主學習”“能力檢測”等方法，以調動本科生的創新積極性，提高本科生的創新能力[7]。

綜上所述，目前已有很多學者為了采礦工程專業的教育改革付出了心血，為提高本科生創新能力提出了許多建設性的建議，但是在社會科技高速發展的今天，探討如何提高采礦工程本科生的創新能力，實現新形勢下的就業與競爭能力提升目標，迫在眉睫。

1 目前培養方式存在的問題

1.1 部分本科生創新意識薄弱，主動創新探索的精神相對不足

采礦工程在國家實施“大眾創業、萬眾創新”的號召下，也踏上了創新與技術革新的新征程。一些本科生創新意識薄弱，創新缺乏主動性，具體表現在以下三個方面：（1）目前一些本科生對創新存在著一定的理解偏差，他們認為創新是一件很難的事情，面對突如其來的創新問題，在思考一段時間無果后便會選擇放棄，主動探索的精神不足。（2）部分院校傳統的人才培養模式更加注重基礎理論知識與課程理論體系的完整性，沒有主動引導本科生創新，培養本科生的創新意識，教學重視程度明顯不足。部分任課教師只負責將傳統知識傳授給本科生，枯燥的傳統知識難以激發本科生的創新熱情。（3）由于經濟等方面的原因導致了校外實踐基地的建設比較困難，本科生無法將理論與實踐相結合，導致本科生的綜合素質有待提高，創新意識有待增強。

1.2 傳統實驗課程的影響

傳統的人才培養模式在教學實踐過程中，曾發揮了非常重要的作用，但隨著經濟的不斷發展，我國采礦業也在不斷發展，現今對煤炭的需求量大幅提升，煤炭企業生產能力不斷提高，機械化水平進一步提高，對采礦工程專業的本科生提出了更高的要求。傳統的實驗課程設置口徑較窄，課程安排不合理，僅僅是將課本上的理論進行再一次推導、驗證，課堂上本科生主要負責按部就班地對實驗儀器進行操作，得出與書本一致的實驗結果，這種實驗無法激發本科生的創新意愿。雖然在課余時間學校會組織并鼓勵教師帶領本科生進行創新實驗、參加創新項目、比較等，但是這種活動大多都是自愿參加，并且難度較大，真正參與創新項目的學生數量并不多。

1.3 教學方式與教學水平的影響

目前，一些高校采取的教學方式過于陳舊，教學內容大多局限于理論知識的講解，通過對湖南科技大學采礦工程專業247 名本科生當前所學課程的感受進行問卷調查（如圖1所示）發現，很多學生認為多而復雜的理論會導致本科生對學習產生枯燥感、無趣感，無法激發學生的學習興趣。

圖1 問卷調查結果

學生創新能力的培養與實踐鍛煉有著密不可分的關系，正所謂“實踐才能出真知”。雖然高校在本科學習的四年里安排了課程設計、電子實訓、地質實習、認識實習、生產實習與畢業實習等，但是這些實踐項目開展的時間太短，實踐內容的安排大多千篇一律，不能順應時代的發展。為了解決這一問題，學校可以聘請企業工程師在高校兼職，對本科生的培養方案可以實行“校外、校內導師制”，校內導師負責傳授本科生理論知識，校外導師負責帶領本科生進行實踐活動。高校可以分一部分理論教學的課時讓校外導師帶領本科生進行校外實踐活動，將理論知識與社會實踐相結合。

2 創新能力導向培養模式構建

如何提高采礦工程專業本科畢業生的創新能力，是高校在辦學時需要重點考慮的問題之一，培養出創新型人才是高等教育的最終目的，各大開設采礦工程專業的高校應當重視這一問題。為了提高采礦工程專業本科生的創新能力，現提出以下四種改革方式：

2.1 跨學科知識融合

隨著計算機與自動化引領的智能礦山高速接入煤炭企業，采礦相關的企業對人才的要求也越來越高，許多企業都要求本科生不光要掌握采礦相關的知識，還得具備機械、計算機與自動化等符合礦山企業發展趨勢的知識。現今煤炭行業正在進行新技術革命，新技術革命的實質是多學科交叉，將多個學科的知識進行融合。因此，企業對高校本科生的要求會越來越高，而高校面臨企業技術革命應當迅速做出反應，抓緊時間跟上礦山開采技術革新的步伐，對學生培養方式進行改革，以確保輸出的本科生可以更好地融入礦山企業，成為對企業乃至對國家有用的人才。

所謂跨學科知識融合，其本質就是創新，提高本科生的創新能力已然成了教育改革的重要一步，采礦工程專業應當加快淘汰部分舊課程，同時引入跨學科的新課程。高校還可以使用“主修與選修”的方式，鼓勵本科生從自己的興趣與未來職業規劃出發，選取自己感興趣、對未來工作有幫助的課程進行學習，為本科生的全面發展提供一個廣闊的平臺。在此基礎上，高校還應該組織大量跨學科競賽、跨學科創新項目等，一是可以豐富本科生的課余生活，二是可以為本科生提供更好的創新平臺，以跨學科交叉互融的創新意識與思想引領采礦工程專業培養方式的改革。

2.2 鼓勵本科生參與創新項目，開設創新實驗室

（1）鼓勵本科生積極參與創新項目。

高校應當出臺教學方案，將本科生參與創新項目、創新競賽等劃入必修學分中，由教師牽頭帶領本科生分小組進行創新項目的研究，確保每個本科生都參與其中。也可由能力強、創新意識超前的本科生牽頭，與其他成員組成小組，而教師在整個過程中承擔督促與輔導工作，進而促進學生發展個性。

（2）開設創新實驗室。

傳統的實驗課程只是將書本上的理論知識進行再一次的推導，缺乏創新性，學生也只能按部就班跟隨教師的指令進行機械化的重復操作。面對這一問題，可以將傳統實驗課程與創新實驗相結合。在高校開設多個創新實驗室，并配備專業的教師對實驗室進行管理。學生可以自由組成小組，并由負責人將名單進行統計，各小組可以將書本上的傳統實驗進行創新，也可以根據自己的想法撰寫實驗方案，實驗方案撰寫完畢后由教師確認實驗方案的可行性和創新性。確認可以進行實驗后，由教師對實驗所需材料進行申報購買，對實驗儀器進行調試，在一切工作準備就緒后通知學生進入實驗室進行創新實驗，實驗結束后本科生需要提交相應的實驗報告作為學業考核成績的依據。

申請創新實驗的流程圖如圖2所示：

圖2 申請創新實驗流程圖

2.3 提高本科生創新實踐能力

創新能力是想象力、學習能力和實踐能力的綜合體，創新實踐能力的培養應當貫穿整個教育過程。高校在學生學習能力培養的同時也應當注重創新實踐能力的培養，將多而枯燥的理論課程減少，多安排本科生進行課程設計與校外實踐。安排校外實踐時，高校經常會遇到如下幾個問題：（1）實踐基地聯系困難。（2）組織本科生進行實踐所需經費不足。（3）學生實踐時間過短。（4）教師不能帶領本科生進行校外實踐。為了解決上述問題，可以采取聘請企業優秀工程師作為本科生校外導師的方法，帶領本科生進行各種實踐活動，開闊本科生的眼界。在高校聘請企業優秀工程師的同時，學術能力較強的教師參與企業的科研項目，與其開展定項合作關系，既可以通過合作減免本科生進行實踐的費用，解決實踐經費不足的問題，又可以增加本科生參與實踐的時間。同時，高校教師參與企業科研項目，一是可以讓教師進一步了解企業現階段需求的技術，二是教師可以將科研成果引入課堂教學，將自己通過項目得出的經驗與本科生進行分享、交流，進而提高本科生的學習興趣，在理論知識層面提高本科生的創新實踐能力。此外，高校還應當與校外礦山企業聯合舉辦暑假短期創新活動，并鼓勵本科生積極參與這一活動。

2.4 豐富本科生畢業設計內容

各大高校在審核本科生畢業設計題目時需要做到與時俱進，應當將陳舊的設計課題淘汰，引入新穎的設計課題，在本科生畢業選題的過程中教師應當尊重本科生的想法，從本科生的興趣與未來職業規劃出發，設計不應當局限于采礦工程專業，但是必須要以采礦工程為主體，可以采取跨學科交叉的設計理念，構建一個多元化的畢業設計模式。各大采礦相關的學院應該高度重視采礦工程專業本科畢業生的情況，可以將本科生畢業設計的開題時間提前，使本科生可以有更多的時間與精力將創新元素引入畢業設計。在畢業設計論文寫作期間，指導教師應當對本科生畢業設計進行階段性抽查，重視本科生畢業設計的質量。其次，指導教師應當掌握學生畢業設計進度、畢業設計的創新點等，確保畢業生所作畢業設計具備一定的創新性。此外，在學生畢業答辯時可以邀請企業專家加入答辯導師組，企業專家可以結合企業的發展與需要對畢業生所做畢業設計的創新性做出點評。企業專家的加入既可以強化畢業生畢業設計的實用性，又可以提升畢業設計的創新性。

3 結語

以創新為導向的培養方式改革已成為我國教育改革的趨勢，在改革的過程中會遇到許許多多的問題，面對那些復雜的問題，往往需要高校、教師與企業共同努力才能解決。礦業作為我國實體經濟的重要代表，是我國經濟發展的立身之本，肩負著中華民族偉大復興的重要使命。各大高校作為人才輸出的重要平臺，只有不斷對采礦工程專業人才培養方式進行革新，結合礦山企業對新技術的需求，提高本科生的創新能力，加快優化采礦工程專業學生培養模式的進程，才能培養符合現代化與智能化礦山企業需求的高素質創新型人才。