現代產業學院多專業交叉人才培養探索
——以煤礦充填開采為例

張連富，張向陽，陳 瀟

（安徽理工大學礦業工程學院 安徽 淮南 232001）

黨的二十大報告指出，“深入實施人才強國戰略”。科技是第一生產力，人才是寶貴資源，創新是不竭動力，為推動我國煤炭行業智能精準開采技術的發展，必須培養行業革新式發展所需的高素質人才。2020 年，教育部頒布《現代產業學院建設指南（試行）》，明確培養適應和引領現代產業發展的高素質應用型、復合型、創新型人才，在特色鮮明、產業聯系密切的高校建設若干與地方政府、行業企業等多主體共建共管共享的現代產業學院。在煤炭智能精準開采的大趨勢下，煤礦充填開采也不斷融合智能化、自動化因素，發展迅速。充填開采因其涉及的工序多、工藝鏈長、多學科交叉特色明顯，迫切需要在現代產業學院模式下培養產業發展所需的優秀人才。安徽理工大學是一所具有悠久歷史的煤炭類院校，理工科門類齊全，具備支撐現代產業學院發展的專業結構。隨著長三角一體化戰略的深入推進，安徽省提出“三地一區”戰略，爭創科技創新策源地、新興產業聚集地、改革開放新高地、經濟社會發展全面綠色轉型區，正在培育包括煤礦充填開采技術在內的智能綠色精準開采新技術。

煤礦充填開采技術既能有效減輕井下采空區塌陷對生產過程、地表環境、人員安全的危害，又能消除煤基固廢材料，避免建設地表堆場，在國內外礦山產業中得到了快速發展，是當今綠色采礦技術的熱點之一。為了培養符合煤礦膏體充填產業發展的多專業交叉、多學科融合的高質量科研和技術人才，應加強高校科研與企業生產之間的關聯性，推進校政企各方產教優質資源有機融合，在實踐中把握教育、產業、創新三要素的鏈接方式、維度和深度[1]，結合兩淮地區及周邊煤炭產業發展，打造產教融合、校企合作的育人共同體，提高育人效率和培養質量，為區域產業發展提供堅實的人才支撐。

1 背景

煤炭作為我國的主體能源，智能精準開采是煤炭工業發展的需求，也是煤炭行業必然的發展趨勢。安徽省特別是兩淮地區作為長三角的能源基地，為能源保供和經濟社會發展提供了巨大能源支撐，而長期高強度的煤炭開發造成礦區生態環境破壞，導致地表沉陷、地下水系遭到破壞等，綠色低損開采勢在必行[2]。充填開采是一種安全、綠色采煤的重要技術，有利于安全開采、環境保護、災害防控、固廢處置，在國內得到了越來越多的關注。充填采礦技術涉及的物料有粉狀、塊狀、漿體狀等形態，工作人員需要應用固體力學、流體力學、化學、流變學等多專業的復合交叉知識，加之充填設備自動化和智能化水平不斷提升，相關技術人員也需要有計算機、機械、自動化方面的知識儲備。安徽理工大學以國家發展需求為導向，在自身礦業技術儲備的基礎上，承擔起培養充填采礦領域專業人才的重要使命。

2 煤礦充填開采技術發展面臨的問題

為達到固廢源頭減量、空區綠色充填、多產業鏈接等充填開采的核心目標，需要在井下煤矸石源頭減量與智能分選、固廢重金屬絡合—鈍化、功能性多孔吸附材料研發、綠色充填材料制備、固廢井下注充開采多場理論等方面開展深入研究，形成料漿長距離安全高效輸送、充填體與圍巖協同控頂、注重開采效果監測監控、煤基固廢全產業鏈協同利用等技術體系。為了解決煤炭充填開采技術實施過程中遇到的各種問題，現場工作人員需要掌握多專業、多學科的知識。然而，充填采礦工程方向的研究生培養劃分在采礦工程專業下，跨學科的需求難以得到充分兼顧。國內高等教育同質化嚴重、結構性矛盾突出[3]，難以滿足煤礦充填開采這一綜合性工程的人才培養需求，具體表現在：

2.1 課程設置無法滿足工程需求

如前所述，煤礦充填開采工程要求學生掌握固體力學、流體力學、化學、流變學等方面的知識，以應對研究對象的復雜性。傳統采礦工程課程主要針對巖土類的力學及煤礦、巖土相關的理論知識，而充填采礦方向特殊，所學課程內容遠超傳統采礦工程專業。在教材建設方面，巖土力學及開采設計方向及相關的教材工作扎實、論著豐富，而與漿體制備、漿體輸送、充填體強度相關的流體力學、流變學、充填體化學方面因教學受眾少、發展年限短等問題，教材建設落后于教學需求，多數課程缺少適用的教材，通過其他相關專業的教材授課不利于學生系統理解掌握充填料漿特殊的流體、流變及化學性質。

2.2 教師隊伍建設任重道遠

教師隊伍建設是培養優質充填采礦人才的重要保障，教學模式革新是確保教學效果不斷提升的關鍵因素。煤礦充填開采工程方向知識龐雜，多專業交叉特色顯著，要求各專業的優秀人才通力合作，擔任授課教師，為學生呈現全面的充填采礦知識。教師之間要充分交流，制訂詳細可行的授課計劃，既要確保學生對專業知識有全面的了解，又要刪繁就簡，切實減輕學生的學習負擔，在提高教學效率同時提升學生的學習興趣。此外，現今教師的教學模式也存在一些問題[4]：培養模式沒有具體到研究方向，教學目標單一，體現不出工程特色需求；學生能力培養不及預期，知識灌輸過多，忽視創新能力的培養；教學考核方式滯后，學生被繁重的課業壓力耽誤，無法將更多時間投身于實踐和創新活動；煤礦充填開采工程本身實踐性強，學生需要在實踐和實驗中加深對理論的理解和技術的掌握，而高校實驗條件仍不夠完善，實習過程流于形式；創新創業活動引導不夠，急于求成，忽視了多數學生創新創業經驗不足的事實，缺乏配套的培育制度。提高教育教學質量，不僅要有“利器”，即優秀的教師隊伍，又要有使用利器的“戰術”，即有效的教學方法。

2.3 實驗培訓制度仍不健全

煤礦充填開采工程涉及工藝較多，實驗內容豐富，其學習曲線對于初學者而言較陡峭。過去，研究團隊常通過傳幫帶的方式讓學生參與到實驗過程中，借助言傳身教令受教者快速掌握實驗技巧，但實驗背后的理論知識難以在觀摩方式下掌握。這種方式的傳授效果容易受到施教者知識水平的影響，可能造成錯誤經驗傳播，無法滿足成體系、高質量的人才培養需求。由此亟須建立一套系統權威的煤礦充填開采工程領域實驗及理論培訓教材，以及借助VR 技術搭建虛擬網絡平臺提供實驗技術快速訓練。學生能通過紙質和網絡媒介傳遞的專業指導快速掌握，從而節約更多時間以更深入地學習實驗背后的理論知識，達到事半功倍的效果。這種實驗培訓制度對于煤礦充填開采這種多專業交叉的工程方向而言尤為重要，是專業知識教育體系建設的重要組成部分。

2.4 校企合作育人模式仍不成熟

目前煤礦充填開采校企合作仍停留在單純的觀摩實習層面，學生難以在短時間內了解礦山充填的實際情況，實踐環節缺乏深層次合作，校企雙方主體作用的發揮空間還很大[5]。一方面，由于高校和企業發展訴求上的差異，科學研究和基礎應用脫節，高校研究存在與企業需求不匹配、科技成果轉化難、難以支持區域社會發展等問題[6]。另一方面，礦山企業對高校培養的人才不認可，畢業生無法準確掌握礦山充填需求，二次培訓成本不可避免，制約了產教融合的深入發展。此外，校企合作的經費保障需要地方政府的大力支持，在政府主導作用未充分發揮的情況下，校企深度融合的發展難以達到預期。政府應當充分認識三方合作對產業創新升級的重要意義，兼顧礦山企業和高校機構發展的需求和面臨的困難，因勢利導，因情施策，確保二者在合作中互利共贏，促進教育的可持續發展。

3 現代產業學院辦學模式在煤炭充填開采方面的探索

3.1 深化課程建設

煤礦充填開采能夠有效控制地表沉降，減少固體廢棄物排放，是“精準開采”的重要體現，是建設綠色礦山的重要內容，其涉及的內容豐富，綜合性和實踐性強，應注重學生創新實踐能力的培養。安徽理工大學近年來追蹤煤礦充填開采研究的前沿熱點，注重學生基礎創新和實踐能力的培養，兼顧礦山充填面臨的難題，旨在為企業提供全方面的科研和技術支持。因此，有必要推進煤礦充填開采現代產業學院辦學模式的革新，直面煤礦充填開采當前面臨的技術挑戰，如充填設備優化、料漿管道輸送、充填體強度設計等，設置合理的課程計劃，修訂人才培養方案，跟進教學內容和方法的創新，為煤礦充填開采領域培養優秀的工程技術人才，滿足時代和社會當下以及長遠發展的需求[7]。

3.1.1 課程體系建設

結合煤礦充填開采技術發展對人才建設的迫切需求，邀請高校、行業專家研討煤礦充填開采方向培養方案，探索煤炭充填開采教學的具體內容，建立一套與礦山充填行業標準相銜接的煤礦充填開采教學體系。煤礦充填開采應當區別于其他采礦專業課程，設置自身所需的必修課、選修課選課系統，確保學生完成本方向知識學習的同時不顯著增加課時量，允許他們能根據專業特點進行拓展學習和實踐。高校應當適當引導提高流體力學、流變學、充填體化學等方面教學內容所占的比重，開設煤礦充填開采相關實驗實踐課程，如流變實驗、充填體養護實驗、環管實驗等。課程評價方式要趨于多元，鼓勵學生自主選題并撰寫學習報告；引導學生思考煤礦充填開采面臨的問題及相應的解決方案，鼓勵他們通過實驗手段和計算機編程等技術做出解答。

3.1.2 多媒體學習資源開發

由于課時量的限制，教師不可能將所有知識都在課堂上呈現，而學生課下自學的需求旺盛。電子書庫、線上視頻教學、線上考核、線上題庫、VR 虛擬教學等都能幫助學生快速接觸學習資源。其中，電子書庫是紙質學習資源的有益補充，當今學生廣泛使用電子設備輔助學習，在編寫紙質教材的同時要積極上線電子圖書資源，助力學科知識的廣泛傳播和快速獲取。近年來，線上視頻教學迅猛發展，拓展了傳統線下教學的空間維度，為學生復習課堂教學內容提供便利。隨著線上教學的快速發展，線上考核的需求也不斷增加，線上考核系統的建立與完善能夠減少教師的監考負擔，快速對學生學習水平作出反饋，相對于線下考試更簡單快捷[8]。線上題庫是配合線上考核發展起來的，其便于更新、體量豐富、便于教師和學生共同使用，教師每節課結束后設置線上考核內容，學生隨即在線上題庫中領取任務并開始解答，快速反饋教學效果，減少了批改作業的工作量。線上VR 虛擬現實具有沉浸感、構想性和交互性，適合用在實驗技術培訓、充填設備認知、充填系統學習等方面，將教學以教師為中心轉向以學生為中心，能促進學生的學習積極性，顯著提高教學效果[9]。

3.2 加強師資隊伍培育

師資隊伍建設是確保現代產業學院人才培養體系有效運行的關鍵。盡管我國高校教師規模不斷壯大，但教學經驗豐富、熟悉產業需求、工程背景深厚的“雙師型”教師仍然緊缺，難以滿足國內需要[10]。在現代產業學院教育模式下，教學隊伍應當包含一定數量的教學骨干，保證團隊的整體教學水平和教學質量；此外，積極引進企事業單位、其他高校以及科研院所的著名專家學者作為優質教師資源，進而打造一支專業的煤礦充填開采教學團隊。煤礦充填開采實踐性強，要從一線發現問題，高校可以邀請著名充填礦山的礦長擔任教師，為學生講授實踐視角下的充填采礦知識。這有利于學生理解掌握充填采礦理論，有助于培養具有創新實踐能力的高素質煤礦充填采礦人才。

3.3 夯實平臺科研力量

積極利用學校擁有的多個高水平科研平臺，為煤礦充填開采技術的發展和人才培養提供堅實保障。在此基礎上，教師要結合在研課題引導學生參與其中，提供足夠多的實踐機會，讓學生在實驗設計和操作中發揮主觀能動性，鼓勵他們積極實現自己的想法，撰寫論文和申請專利。引導學生參加各類高水平專業賽事，對他們的科研能力和競賽認知進行針對性培訓，幫助他們正確認識行業現狀、需求、趨勢，培養學生分析和解決煤礦充填開采有關的生產和科研實際問題的能力。邀請礦山充填專家擔任學生導師，和礦山積極合作，為學生爭取研究課題，與一線工程師一起解決工程中遇到的問題，建立可靠機制促進學生研究成果在礦山落地，并且在考核時充分考慮充填工程師的評價，由此形成產教融合可持續發展的局面。

3.4 重視礦山充填實習

煤礦充填實習是學生實踐能力和創新動力培育的良好途徑，是校企合作辦學、增強平臺競爭力的重要方式。讓煤礦充填開采方向的學生在校內培養的基礎之上，到與學校建立長期產學研戰略合作關系的企業實踐、實習，使學生認識到自身知識體系的不足，發現課堂學習與現場需求的差異，從而以實踐為準繩，針對性地完善知識體系，增強創新能力，提升專業綜合素養，最終滿足煤礦充填開采對工程技術人才的迫切需求。同時，礦山企業可以配備實習導師，鼓勵學生在生產實習過程中提煉研究課題，與學生一起聚焦充填技術的難點、重點、熱點，與高校導師一道開展研究，實現產學融合。

4 結語

煤礦充填開采是一門多專業交叉的復雜的工程學科，在現代產業學院模式下，必須以產業需求為導向，以充填實踐為指引，立足本領域的特點，深化課程建設，不斷引入新技術為專業發展賦能，在傳授理論知識的同時，培育學生的實踐和創新能力。重視企業和政府在現代產業學院模式中的主觀能動性，不斷加深三方協作，深化產教研學全方位融合，實現產業引領、技術跟進、共同發展的新局面。作為科研主體，學院應當主動作為，針對礦山充填開采技術應用面臨的困難，充分創造高水平交流平臺，為學生和企業搭建合作橋梁，促進礦山充填實習機制變革，最終達到學生能力得到鍛煉、礦山需求得到解決、學院人才完成培養的多重目標。