構(gòu)建地質(zhì)工程特色專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系

胡社榮，彭紀(jì)超，邵龍義

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083

構(gòu)建地質(zhì)工程特色專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系

胡社榮，彭紀(jì)超，邵龍義

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083

本文根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)的主體服務(wù)對象，提出突出“煤炭特色”，依托實(shí)驗(yàn)室、科研項(xiàng)目及實(shí)踐教學(xué)簽約單位，構(gòu)建地質(zhì)工程特色專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系。

地質(zhì)工程；實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐教學(xué)；煤炭

教育部頒發(fā)的《教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》（教高[2007]1號）提出：“大力加強(qiáng)本科專業(yè)建設(shè)，按照優(yōu)勢突出、特色鮮明、新興交叉、社會急需的原則，擇優(yōu)選擇和重點(diǎn)建設(shè)3000個左右特色專業(yè)點(diǎn)，引導(dǎo)各級各類高等學(xué)校發(fā)揮自身優(yōu)勢，努力辦出特色。”此后，已先后有6批次3376個（其中有第6批經(jīng)費(fèi)自籌建設(shè)點(diǎn)53個)專業(yè)被批準(zhǔn)為特色專業(yè)。就地質(zhì)工程專業(yè)而言，自第2～5批次，已先后有中國礦業(yè)大學(xué)、中國石油大學(xué)(北京)、長安大學(xué)、河南理工大學(xué)、西安科技大學(xué)、華北水利水電學(xué)院、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、同濟(jì)大學(xué)、安徽理工大學(xué)、西南交通大學(xué)和西南科技大學(xué)等11所大學(xué)獲得地質(zhì)工程特色專業(yè)建設(shè)資格。在已批準(zhǔn)的11個地質(zhì)工程特色專業(yè)中，有5個隸屬于原煤炭部部屬大學(xué)，他們的辦學(xué)定位與服務(wù)對象大致相近，如何依托自身的優(yōu)勢，辦出特色是一個頗值得重視與探討的問題。本文在初步探討中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)特色建設(shè)問題[1-2]的基礎(chǔ)上，就地質(zhì)工程特色專業(yè)建設(shè)中的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建進(jìn)行了初步探討，旨在為建立由服務(wù)煤炭工業(yè)為主，實(shí)現(xiàn)綠色、安全煤炭開采和煤炭清潔利用的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路培養(yǎng)特色專才打下基礎(chǔ)。

一、地質(zhì)工程特色專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)特色

地質(zhì)工程專業(yè)與其他專業(yè)相比最突出的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)。在學(xué)習(xí)理論知識的同時，需要將課堂內(nèi)所學(xué)到的理論知識與工程實(shí)際緊密結(jié)合，因此，要求本專業(yè)有一定數(shù)量的實(shí)踐性教學(xué)。

美國聯(lián)邦政府撥給大學(xué)研究和發(fā)展總經(jīng)費(fèi)183億美元，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)費(fèi)為53億美元，占聯(lián)邦政府撥付實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)80億美元?？畹?6.3%；占聯(lián)邦政府投入大學(xué)總經(jīng)費(fèi)的29.6%[3]。

實(shí)踐教學(xué)對培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)大學(xué)生的重要性不言而喻。在如何培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)本科生方面，已取得了共識：無論是培養(yǎng)合格的大學(xué)生，還是創(chuàng)新型的大學(xué)生，都要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性[4-11]。

大學(xué)生實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建主要依托于學(xué)校已有的和可以利用的外部實(shí)驗(yàn)資源兩大部分。充分挖掘?qū)W校自身的教學(xué)、科研、實(shí)驗(yàn)室和友校等資源，不斷引進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室等各種條件，是構(gòu)建與時俱進(jìn)的地質(zhì)工程特色專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)和根本。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)具有：“一大”、“二便”、“三優(yōu)”、“四源”的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)特色?！耙淮蟆敝敢淮筇厣?，即天然的煤礦井下地質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)室；“二便”指二處便利，即中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室（包括11個本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室）和中國礦業(yè)大學(xué)（北京）校區(qū)內(nèi)的“中關(guān)村能源與安全科技園”（國家大學(xué)科技園），占地1000m2；“三優(yōu)”指三方優(yōu)勢，即煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，礦山生態(tài)安全教育部工程研究中心；“四源”指四方逢源，即我校同秦皇島、周口店教學(xué)實(shí)習(xí)基地，開灤集團(tuán)有限責(zé)任公司，青海煤田地質(zhì)局，四川煤田地質(zhì)局，重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，北京昊華能源集團(tuán)，北京勘察設(shè)計(jì)研究院，北京城建勘測設(shè)計(jì)研究院等數(shù)十家企事業(yè)單位建立了大學(xué)生實(shí)習(xí)、社會實(shí)踐、人才聯(lián)合培養(yǎng)的共建關(guān)系。

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）在這樣的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)境下，在構(gòu)建地質(zhì)工程專業(yè)完備的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系中，充分體現(xiàn)出煤炭資源與安全開采實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)特色：（1）圍繞資源特性特別是煤炭資源特性與安全開采的地質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)子系統(tǒng)；（2）為資源特性與利用和安全開采地質(zhì)作保障的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)子系統(tǒng)；（3）以煤田地質(zhì)與安全開采地質(zhì)工程為主體的生產(chǎn)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)。

二、煤炭資源特性與安全開采的地質(zhì)保障工程實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)子系統(tǒng)

經(jīng)過多年的建設(shè)，地質(zhì)工程特色專業(yè)具有了上述實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)勢條件，為實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。圍繞煤炭資源特性與安全開采地質(zhì)保障問題，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)具有3個層次的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)子系統(tǒng)。

第1層次，國家級實(shí)驗(yàn)室。煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[中國礦業(yè)大學(xué)（北京)]和深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是在原煤炭資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、巖石混凝土破壞力學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、礦山安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基礎(chǔ)上發(fā)展壯大起來的，并不斷拓展研究領(lǐng)域，于2006年經(jīng)科技部批準(zhǔn)成立。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有大型儀器設(shè)備61臺，場地10120km2。裝備有TFS—2000激光/液態(tài)金屬離子槍飛行時間型二次離子質(zhì)譜儀、原子吸收光譜、X射線衍射儀、X射線工業(yè)CT檢測系統(tǒng)、SEM高溫疲勞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、MTS815—02型電液伺服巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)、復(fù)雜管網(wǎng)形式的動態(tài)、非穩(wěn)定瓦斯（煤塵）爆炸實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)、復(fù)雜管網(wǎng)形式的礦井火災(zāi)綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等60余臺大型的先進(jìn)儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。軟巖水理作用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、深部軟巖巷道結(jié)構(gòu)效應(yīng)物理模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、深部軟巖巖爆過程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、深部巖石動力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、深部軟巖巷道熱害控制與熱能利用低碳生產(chǎn)工藝系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為大學(xué)生提供了國內(nèi)及部分國際上最先進(jìn)的資源與礦山安全工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。

第2層次，“礦山生態(tài)安全教育部工程研究中心實(shí)驗(yàn)室”和“中關(guān)村能源與安全科技園” （國家大學(xué)科技園）。兩實(shí)驗(yàn)場所提供了國內(nèi)礦山生態(tài)重建的國內(nèi)一流實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大學(xué)生畢業(yè)前全方位的資源與安全工程方面的實(shí)習(xí)設(shè)備和條件。

第3層次，課程實(shí)驗(yàn)室。在巖礦、地球化學(xué)、計(jì)算機(jī)、工程物探、水文地質(zhì)、礦產(chǎn)綜合利用等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中[2]，我們擁有具有特色的含煤巖系礦產(chǎn)綜合利用實(shí)驗(yàn)室、煤礦水地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、煤巖分析測試實(shí)驗(yàn)室、地質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)室等，為特色課程教學(xué)提供了高質(zhì)量的保障。

三、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)子系統(tǒng)

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)有多種模式。通過實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我校利用各種實(shí)踐教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室的資源，建立4種培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的模式：（1）利用2個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和教育部工程研究中心的實(shí)驗(yàn)室條件和學(xué)生申請實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式；（2）教育部、北京市、學(xué)?？蒲许?xiàng)目帶動下的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式；（3）教師科研項(xiàng)目帶動下的培養(yǎng)模式；（4）實(shí)踐教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。4種模式的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，組成了地質(zhì)工程專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)子系統(tǒng)。

有人認(rèn)為，中國古代的科學(xué)尤其是中醫(yī)學(xué)，更多地建立在經(jīng)驗(yàn)或歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上；而西方國家的現(xiàn)代科學(xué)則建立在實(shí)驗(yàn)與理論研究相結(jié)合的基礎(chǔ)上。西方發(fā)達(dá)國家重視實(shí)驗(yàn)也反映在諾貝爾獎獲得者的數(shù)量上。

如何建立起實(shí)驗(yàn)室與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的聯(lián)系橋梁？我們認(rèn)為可以通過申請煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[中國礦業(yè)大學(xué)（北京）]大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目來得以實(shí)現(xiàn)。2010年，我校首先開展了這方面的嘗試。我校地質(zhì)工程專業(yè)大學(xué)生獲得8項(xiàng)科研項(xiàng)目。在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目資助下，使地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生既得到了項(xiàng)目申請、開展科研工作和撰寫論文或報(bào)告的初步科研訓(xùn)練，也取得了論文發(fā)表等成果。在實(shí)施科研項(xiàng)目的過程中，還有一些具有創(chuàng)新型潛力的大學(xué)生脫穎而出。

我校地質(zhì)工程專業(yè)的大學(xué)生從三年級開始，可以申請并獲得科研課題資助。自2004年開始設(shè)立學(xué)校大學(xué)生科研課題研究以來，地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生已分別獲得4項(xiàng)學(xué)?？蒲许?xiàng)目；北京市大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)行動計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)；國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)。通過申請并獲得教育部、北京市和學(xué)校的科研項(xiàng)目，來進(jìn)一步推動地質(zhì)專業(yè)大學(xué)生的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

地質(zhì)專業(yè)教師的科研項(xiàng)目是帶動并發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的主體實(shí)踐活動。在 “973”項(xiàng)目 “煤炭深部開采中的動力災(zāi)害機(jī)理與防治基礎(chǔ)研究”（2010CB226800）、“深部煤炭資源賦存規(guī)律、開采地質(zhì)條件與精細(xì)探測基礎(chǔ)研究”（2006CB202200）和 “煤礦突水機(jī)理與防治基礎(chǔ)理論研究”（2007CB209400）中，地質(zhì)專業(yè)教師分別承擔(dān)課題負(fù)責(zé)人職責(zé)和一些專題；此外，還承擔(dān)有“863”項(xiàng)目、國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家科技支撐項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目、杰出青年基金基金、自然科學(xué)基金部重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金和教育部優(yōu)秀博士學(xué)位論文基金資助項(xiàng)目、省部級科研項(xiàng)目以及各種橫向項(xiàng)目等。在這些科研項(xiàng)目的支撐下，地質(zhì)專業(yè)大學(xué)生的科研素養(yǎng)得到了很好的培養(yǎng)和提高。

從三年級地質(zhì)測量實(shí)習(xí)開始，我校植入了培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)的元素。2006年開始，我校在秦皇島地質(zhì)測量教學(xué)實(shí)踐中，融入了教育部“中國高校地學(xué)創(chuàng)新基礎(chǔ)條件平臺”(505011) 和“秦皇島地質(zhì)公園石炭紀(jì)—二疊紀(jì)古地理演變”的大學(xué)生科研課題研究工作。通過大學(xué)四年級第二學(xué)期的畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，除參加教師的科研項(xiàng)目外，學(xué)生還參與煤炭系統(tǒng)各單位的野外生產(chǎn)和科研實(shí)踐，既得到了科研的訓(xùn)練，也為畢業(yè)后很快地適應(yīng)工作單位創(chuàng)造了良好的條件。

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Construction of the Experimental and Practical Teaching Systems of the Talent Cultivation in Geological Engineering Speciality

HU She-rong, PENG Ji-chao, SHAO Long-yi
China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China

The experimental and practical teaching system of the talent cultivation in geological engineering speciality is suggested in consideration of major services and properties of the speciality in our university. The system will take advantages of the national key laboratory and teacher’s research projects of our university. The system will also rely on the help from the collaboration institutes who conduct research and prospecting of geological and geotechnical engineering.

geological engineering ; experiment;practice teaching; coal

G642

A

1006-9372 （2011）01-0042-03

2010-11-06；

2011-02-22。

胡社榮，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事煤炭資源與安全工程的教學(xué)和研究工作。