采矿工程特色专业建设规划与进展
基金项目:本文系教育部“高等学校特色专业建设点”(教高函25号)资助的研究成果。
一、采矿工程专业简介
1.学科与专业建设
中国矿业大学(以下简称“我校”)采矿工程专业已有百年成长历史,专业基础厚实,学科优势明显。已建设为国家重点学科、博士学位授予点、矿业工程博士后科研流动站,并依托煤炭资源与安全开采国家重点实验室。采矿工程专业为江苏省品牌专业,2021年通过教育部专业认证,2021年获教育部国家特色专业建设点资助,其核心课程“采矿学”为国家精品课程。
2.师资队伍
采矿工程专业现有教师45人,其中教授22人,占总人数的49%,副教授12人,占总人数的27%,讲师11人,占总人数的24%;具有博士学历的教师38人,占总人数的84.4%,3人博士论文入选全国百篇优秀博士论文。师资队伍中获得以下称号和荣誉:中国工程院院士1名,享受国家特殊津贴专家7人,教育部新世纪优秀人才5人,中国青年科技奖1人,江苏省教学名师2人,江苏省“突出贡献中青年专家”1人,江苏省“333高层次人才”7人,江苏省“青蓝工程”11人,孙越崎能源大奖1人,孙越崎青年科技奖3人等。
3.本科生规模
现在校采矿本科生共1187人(不含煤矿单招生500人)。具体见表1。
二、专业建设面临的挑战
根据国家人才培养的新要求、国际工程教育的新趋势以及大学专业建设的新特征,我校采矿工程专业主要面临六大挑战。
1.人才培养质量与面向“规模扩大”的挑战
我校采矿工程专业每年招生人数较多(300人左右),教师学科与科研压力又很大,导致他们对教学的投入难以保证;加之,招生多也使得专业实验室建设任务更重。故需建立弹性高效的教学管理系统和运行机制。
2.创新教育与面向“人才培养全过程”的挑战
将创新意识、创新精神和创新能力的培养贯穿于人才培养的全过程,有难度,需从专业建设的高度一体化系统考虑。
3.人才实践能力与面向“工程实际”的挑战
井下实习安排难,缺乏工程实践训练,实践环节质量难保障。需与企业联合,走产学研相结合之路。
4.教材建设与面向“采矿新技术发展”的挑战
教材内容的更新跟不上采矿新技术的快速发展,没有与“绿色采矿技术”的学科发展方向相配套的教材。
5.人才适应能力与面向“社会多层次需求”的挑战
我国煤炭赋存条件的复杂性、采矿工艺的多样性及采矿技术的多元性,导致大学生培养质量难以满足不同层次的社会需求,大学生的适应能力不足。
6.一流人才的培养与面向“国际化交流”的挑战
世界煤炭企业投资的国际化,呼唤国际一流的采矿人才,这些人才具有专业精、英语好、知法规、懂经济、会管理等特点。需要中外结合,联合培养。
三、特色专业建设规划
为更好地迎接采矿工程专业所面临的挑战,现制定出我校采矿工程特色专业建设的目标和方案,具体内容如下。
1.建设目标
以能源工业的可持续发展、国家的经济建设及社会进步的需求为依托,在保持采矿工程专业已有特色和优势的基础上,将实践与创新能力培养贯穿于人才培养的全过程,进一步优化人才培养方案与课程体系,扩充专业内涵与教学内容,加强新教材与实践教学建设,建立高效弹
性的教学管理与质量保障体系,促进高水平专业实验室和教学团队的建设,坚持产学研相结合,培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级采矿人才,将采矿工程专业建设成矿业特色鲜明、国内领先、国际上有重要影响的采矿人才培养的一流基地。
2.建设方案
根据专业建设目标,以重点培养大学生的实践能力和创新能力为切入点,做好以下工作。
(1)在广泛调研和充分掌握本专业国内外发展动态的基础上,以培养采矿工程专业本科生的“学习、实践、创新、交流、适应”5项能力为主,以实践和创新能力培养为核心,调整本科人才培养方案。
(2)进一步优化课程体系与教学内容,重点建设专业实验室,并以此为基础,加大独立实验课程“岩层控制的实验方法与实测技术”的建设力度,加大“综合性”、“研究性”和“创新性”的实验内容和实验室开放程度。
(3)推动新教材建设,使最新科研成果尽快进入教材,重点编写主干课程的新教材及毕业设计配套图册;《采矿学》、《矿山压力与岩层控制》、《采矿系统工程》、《矿井通风与安全》等教材的修订已列为教育部“十一五”国家级规划教材建设。
(4)强化实践教学环节,深化实践教学的系统化改革,重点是课程设计、专业实习及毕业设计。专业实习变传统的教师为主为学生为主,增强学生的交流和适应能力;在强化课程设计的基础上,调整毕业设计内容和形式,以适应社会对不同层次人才的需求。
(5)推行课程负责制和教学团队建设,根据教师研究方向,结合教师教学特长,注意老中青合理搭配,建立专业课程教学团队,实行课程负责制,调动教师的积极性。以教学经验丰富、教学效果好的教授和教学骨干为课程负责人,相关教师为团队成员,教学团队负责课程的教学及与教学有关的教材建设等工作,从课程组织形式上为创新能力培养课程和实践环节群改革提供保证。
(6)依托国家级重点学科的优势,在已有经验的基础上,全面推广本
科生导师制,让大学生提前进入课题组,参加科研;导师制培养和毕业设计分组相结合,以加强科研训练的连贯性。且导师制期间完成的科研成果可以作为毕业设计专题部分的内容,并给予导师工作量补贴。
(7)构建基于创新能力培养的弹性教学管理与质量保障体系。创新与高素质人才培养相适应的高效运行管理体制,为教师和学生减压减负;建立与弹性教学相适应的实践环节管理体系,以提高实践环节教学效果;完善教学奖励制度,搭建大学生积极创新和教师积极参与的稳定平台。
四、采矿工程特色专业建设的进展
1.人才培养方案的调整
人才培养方案调整的目的主要是基于由过去以重点培养大学生的学习与实践能力为主,转变为以培养实践与创新能力为核心。明确了新的采矿工程专业人才培养目标和创新能力培养的主要调整内容。
(1)培养目标。培养基础宽、能力强、素质高,德、智、体、美全面发展,具有创新意识和初步创新能力,能在固体矿床开采特别是煤矿开采和岩土工程领域从事生产、施工、管理、设计及科学研究等方面工作的高级工程技术人才。
(2)创新能力培养的新增内容。一是将实验课独立出来,新开一门“岩层控制的实验方法与实测技术”实验课程(32学时),增设了“综合性”、“研究性”、“创新性”实验内容,变教师主导、学生参观为教师引导、学生亲自动手设计和完成实验;二是新增学科新成果内容为主的选修课程,如“煤矿绿色开采技术”(16学时)、“能源概论”(16学时)等;三是新增“学科前沿讲座”课程(24学时),聘请现场专家和校内学术骨干定期为学生介绍学科的最新进展;四是全面推广本科生导师制模式,结合“大学生科研训练计划”和参加导师科研,获得必修学分。
2.毕业设计环节的整体优化
人才培养的多层次与毕业分配去向的多元化,要求在注重采矿工程专业毕业生质量的基础上,应对传统毕业设计环节进行优化整合。
(1)推行多种毕业设计组织方式。尝试了三种:一是“大设计、小专
题”,面向设计单位、现场、部分研究生;二是“小设计、大专题”,面向非煤系统、科研院校、研究生;三是“全专题”(类似研究生论文),面向研究生、科研院校。
效果:不提倡“全专题”方式,不利于毕业生今后发展。
(2)采取不同的实习组织方式。以学生自主联系实习为主,指导教师支持为辅。试行了三种:一是分配同一就业单位的学生,组成一组,由现场导师负责,学生自主实习;二是由校内指导教师电话联系实习点,学生自主实习,由校内与现场的“双导师”负责;三是推荐研究生或参加导师制的学生,直接与导师联系,自主实习。
(3)加强毕业答辩工作。毕业设计内容和形式改变后,应严把出口关,加强毕业答辩工作。采取分小组答辩的形式,共同完成一个矿井设计的设计组一起答辩,分别介绍各自的设计内容,增加提问时间,除要求答外,还要求辩。
(4)强化课程设计。“采矿学”课程设计由两周再增加一周,将采区设计变为矿井开拓设计,并需要学生答辩,为毕业设计的改革奠定基础。
(5)更新毕业设计参考资料。重新修订了毕业设计大纲,增购了20套设计手册,并新出版了一套(共八分册)毕业设计参考书,见图1。
3.实践基地的建设
不同性质的实习,应有针对性的实习基地。在已有的30多个实习基地基础上,已与山西阳泉国阳新能股份有限公司、晋城煤业集团实践基地达成共建协议。实践基地按照教科书的内容与顺序,从工程地质、煤的形成,到不同支护型式、不同工艺方式,再到电气设备、安全管理等,都是独立单元,并能动手操作,真正实现了将学校地面教室搬到现场井下。主要针对生产实习,可安排采矿工程专业学生进行一个月的实训,以强化实践能力培养。实习基地建设情况如图2所示。
4.实验教学内容的充实
实验教学内容进行了三个方面的充实,以较好地解决以下问题:一是招生规模扩大后,实验组数不足;二是精密仪器演示实验时间短,需重复多次,效率低;三是物理模拟实验耗时长,无法在短时间内完全展示;
四是实验内容没有及时反映学科新进展,需不断增加新内容。对这三个方面进行充实的具体内容如下。
(1)实验教学视频的完成。为方便学生对实验课程的预习,对教学实验内容的具体操作,进行了全过程的视频制作,包括岩石试件加工、相似材料配比、砌体梁结构实验、试件的抗拉抗压抗剪强度实验、岩石弹性模量测试、锚杆力学性能测试、岩性变化对巷道围岩变形的影响、散体实验等11个操作实验和地应力仪、声发射仪、应变仪、地质雷达、柔性岩层内窥仪、钻孔摄像仪等8个仪器认知实验。
(2)虚拟实验室的建立。采用虚拟现场、三维动画等软件,开发出“现代化矿井漫游系统”、“煤矿绿色开采技术”以及“深基点多点位移计安装”、“顶板离层指示仪安装”等。学生可网上共享。
(3)“巷道支护质量监测监控技术”实验内容的增建。根据不同断面的巷道,能进行变形与应力的监测,可熟悉各种仪器仪表的配套使用,如图3所示。
我校采矿工程专业实验教学中心,已初步建成大学生实验室创新平台,并实现了全方位开放。
5.课程建设的深化
课程建设的深化,主要体现在以下几方面。
(1)推行课程负责制。由负责人统一安排本课程的讲授、教材、课件等。
(2)建设精品课程群。国家级精品课程“采矿学”已完成了多媒体课件的更新,新的教材已出版;“矿山压力及其岩层控制”已是校级精品课程,正在积极准备申报省级或国家级精品课程。
(3)提高课堂教学质量。重点是青年教师,通过青年教师导师制、每周一次的教学法研究及每年一次的青年教师教学经验交流会等方式,青年教师教学水平稳步提高。
6.国际化培养模式的探索
(1)目前中国矿业大学与英国诺丁汉大学、澳大利亚昆士兰大学、新南威尔士大学采取3+1或4+1方式联合培养采矿工程专业学生。
(2)正在与澳大利亚昆士兰大学、新南威尔士大学、西澳大学、美国西弗吉尼亚大学、阿拉斯加大学等在国际采矿界有重要影响的大学合作,试办采矿工程本科生国际班,面向全球就业。
五、建设成效
采矿工程专业品牌在社会上有较大影响,生源质量逐年提高,第一志愿率由2021年的44.5%上升到2021年的86.8%,2021年达到94.0%;学校优秀新生(高出本省一本录取分数线50分及以上者)人数由2021年的空缺,2021年的13.3%,上升到2021年的27.13%,近两年一直稳定在30%,是全校招生分数最高的专业之一。
毕业生基础扎实、实践能力强、适应工作快,受到社会和用人单位的广泛认可。近5年来,毕业生供需比一直在1∶20以上,就业率一直保持在100%。