國(guó)際一流安全工程人才實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐

秦波濤　時(shí)國(guó)慶　王亮　裴曉東　王凱

摘要：安全是社會(huì)和企業(yè)的重大需求。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)近年來圍繞國(guó)家對(duì)安全工程人才的重大需求，積極探索安全工程人才實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式和機(jī)制，構(gòu)建了專業(yè)化、層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成了國(guó)際化、實(shí)戰(zhàn)化、模塊化的實(shí)踐教學(xué)模式，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)，取得了豐碩的成果。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；工程創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）32-0164-03

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程托于國(guó)家一級(jí)學(xué)科“安全科學(xué)與工程”，為“國(guó)家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)”，“江蘇省重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)”。2012年在教育部一級(jí)學(xué)科評(píng)估中排名第一，并成為我校進(jìn)入國(guó)家雙一流學(xué)科平臺(tái)建設(shè)的兩個(gè)學(xué)科之一。為適應(yīng)新工科背景下，行業(yè)、社會(huì)和國(guó)家對(duì)創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐能力高的人才需求，積極探索實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的機(jī)制和模式，形成了“多層次、專業(yè)化、模塊化、實(shí)戰(zhàn)化和國(guó)際化”的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)新模式，學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力顯著提升，取得了較好的教學(xué)效果。

一、突出工程實(shí)踐特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)方案

安全工程專業(yè)制定了“培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展，寬基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的具有歷史使命感、社會(huì)責(zé)任心，富有工程素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力，秉承‘好學(xué)力行、求是創(chuàng)新精神，掌握安全科學(xué)、技術(shù)與管理的基礎(chǔ)理論和方法，能從事安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全工程施工、安全工程檢測(cè)、安全技術(shù)咨詢與評(píng)估、安全教育與培訓(xùn)、安全監(jiān)督與檢查的工程技術(shù)人員，以及具備安全科學(xué)研究潛質(zhì)、能為國(guó)家富強(qiáng)、社會(huì)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)并具有國(guó)際視野的一流人才”的培養(yǎng)目標(biāo)[1]。其中，“工程素養(yǎng)”、“工程實(shí)踐能力”是衡量培養(yǎng)是否達(dá)標(biāo)的重要指標(biāo)，國(guó)際化視野是我們專業(yè)的培養(yǎng)內(nèi)涵。為此，在課程體系設(shè)置時(shí)，安全工程專業(yè)大幅提升了實(shí)踐課程比例。本科生所修的總學(xué)分為132分，其中實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程的學(xué)分總數(shù)達(dá)57學(xué)分，實(shí)踐課程學(xué)分?jǐn)?shù)占40%，比重相當(dāng)大。為了做好實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我專業(yè)充分利用國(guó)際國(guó)內(nèi)教學(xué)資源、依托校外工程實(shí)踐和校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，探索了豐富的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并進(jìn)行了卓有成效的實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

二、專業(yè)化層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力和實(shí)踐能力的主要途徑之一[2，3]。我專業(yè)從提升實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)化程度入手，構(gòu)建了多層次專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以滿足工程實(shí)踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

（一）設(shè)施先進(jìn)，裝備專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否充足，實(shí)驗(yàn)裝置先進(jìn)與否直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。托各級(jí)科研平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)中心，打造了專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。主要途徑主要有以下幾個(gè)，一是學(xué)校、學(xué)院加大資金投資購(gòu)置先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，近三年來各級(jí)總投入資金達(dá)到1450萬(wàn)元用于新增教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和維護(hù)老設(shè)備。二是依靠各級(jí)科研平臺(tái)，充實(shí)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。安全學(xué)院是一個(gè)研究型學(xué)院，安全工程專業(yè)入選國(guó)家雙一流學(xué)科建設(shè)，學(xué)院擁有煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，瓦斯與火教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地下城市空間江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)省部級(jí)以上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這些平臺(tái)全都面向本科生開放，以滿足學(xué)生研究型、科研拓展型實(shí)驗(yàn)需求；同時(shí)，科研反哺教學(xué)，科研研制的儀器設(shè)備也被用到本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如研制的煤自燃傾向性測(cè)試儀、除塵器、瓦斯突出模擬裝置均被應(yīng)用到本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，這些儀器量身定做，專業(yè)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得到學(xué)生的一直好評(píng)。與此同時(shí)，我院積極引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，成功解決了安全工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性高和場(chǎng)景難在實(shí)驗(yàn)室靠實(shí)體設(shè)備難以再現(xiàn)的難題。如近年來引進(jìn)了礦井通風(fēng)機(jī)參數(shù)虛擬測(cè)試平臺(tái)，煤巷防突虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等。

（二）層次化的驗(yàn)設(shè)置

依托各級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，安全工程專業(yè)建立了包含“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、選修型實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)、科研拓展型實(shí)驗(yàn)”的多層次創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要面向低年級(jí)的全體本科生，實(shí)驗(yàn)設(shè)置與教材相匹配。實(shí)驗(yàn)的目的主要是課程學(xué)習(xí)過程中，為便于學(xué)生掌握和理解知識(shí)點(diǎn)而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，這一類實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)理論的驗(yàn)證，要求學(xué)生掌握最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)方法、基本操作和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生最基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和能力，即基本功訓(xùn)練，這些實(shí)驗(yàn)為選修型等實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)；選修型實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)高年級(jí)本科生，學(xué)生可以依據(jù)個(gè)人興趣在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行選擇；這類實(shí)驗(yàn)往往以基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，是開展研究型實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)；研究實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、選修實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開設(shè)，是以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、自主研究能力和創(chuàng)新能力為目的的開放性實(shí)驗(yàn)。研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的選題多來自大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問題等，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的自主性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的未知性、實(shí)驗(yàn)方法和手段的探索性；科研拓展型實(shí)驗(yàn)的選題主要來自于教師的科研項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)的展開主要依托專業(yè)教師的最新科研成果，利用科研實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)有能力的教師將一些最新的學(xué)科前沿內(nèi)容，通過科研拓展型實(shí)驗(yàn)傳授給學(xué)生，尤其是本科學(xué)生，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生的科研素養(yǎng)。

從性質(zhì)上來講，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是本科生的必修實(shí)驗(yàn)課程，選修型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣進(jìn)行選擇的實(shí)踐能力鍛煉型實(shí)驗(yàn)，而研究型實(shí)驗(yàn)和科研拓展型實(shí)驗(yàn)則是學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的拓展。

（三）專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立成課

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)重講授輕實(shí)踐、重分析輕綜合、重基本操作訓(xùn)練輕工程能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩嗍菫轵?yàn)證理論的正確性或真實(shí)性，或僅僅是演示理論所反映的事實(shí)真相或所闡述的事物變化過程，作為理解、掌握和提高理論知識(shí)的驗(yàn)證和旁證手段，以演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少或幾乎沒有結(jié)合工程實(shí)踐和業(yè)務(wù)實(shí)際的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課時(shí)只占課程總學(xué)時(shí)一小部分，成績(jī)主要依據(jù)學(xué)生平時(shí)態(tài)度和報(bào)告質(zhì)量評(píng)定，大部分僅作理論課成績(jī)參考，不占學(xué)分[4，5]。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式很難滿足創(chuàng)新實(shí)踐人才的培養(yǎng)需求，為解決這一問題，我們積極探索專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課。分別在《礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)》《安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控》《礦井火災(zāi)防治》《礦井瓦斯防治》等課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課的研究與探索，整合出一批獨(dú)立的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。這些課程緊跟學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)理論和先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，通過課程和內(nèi)容集成形成獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)獨(dú)立設(shè)置、單獨(dú)考核、單獨(dú)計(jì)算學(xué)分的辦法，改變了過去實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的模式，改變了實(shí)驗(yàn)成績(jī)由理論課教師計(jì)入平時(shí)成績(jī)而隨意性較大的弊端，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、多元化的實(shí)踐教學(xué)體系

（一）實(shí)踐教學(xué)實(shí)戰(zhàn)化

2012年，2014年我專業(yè)聯(lián)合徐州礦業(yè)集團(tuán)和兗州礦業(yè)集團(tuán)打造了國(guó)家級(jí)的工程實(shí)踐教育中心，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的集中化管理，結(jié)束了先前分散實(shí)習(xí)時(shí)效果難以保障的局面。依托實(shí)踐教育中心的優(yōu)質(zhì)工程實(shí)踐資源，我專業(yè)聘任實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)授課，圍繞工程問題，學(xué)生和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教師展開現(xiàn)場(chǎng)研討，對(duì)于一些主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)學(xué)生還有機(jī)會(huì)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)操練，整個(gè)實(shí)習(xí)過程實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場(chǎng)授課、現(xiàn)場(chǎng)研討到現(xiàn)場(chǎng)操練的實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)，學(xué)生帶的工程實(shí)踐能力得到顯著提升。

（二）實(shí)踐教學(xué)的模塊化

針對(duì)礦業(yè)安全領(lǐng)域重大主要安全問題需求，構(gòu)建了模塊化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要包含采煤模塊、通風(fēng)模塊、瓦斯防治模塊、火災(zāi)防治模塊和安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控等幾個(gè)主要模塊。其中，采煤模塊主要是針對(duì)煤礦采掘系統(tǒng)，包含掘進(jìn)面和采煤面實(shí)踐兩方面的內(nèi)容；該模塊主要包含：采掘平面圖識(shí)圖，綜采（放）工作面和綜掘工作面參觀，綜掘區(qū)隊(duì)班前會(huì)，掘進(jìn)機(jī)實(shí)操、采煤機(jī)實(shí)操和移架實(shí)操等；通風(fēng)模塊主要包含主要通風(fēng)機(jī)房參觀、通風(fēng)系統(tǒng)識(shí)圖、風(fēng)筒接邊實(shí)操、密（板）閉施工實(shí)操演練等實(shí)踐環(huán)節(jié)；防火模塊主要包含灌漿站參觀、注氮機(jī)房參觀，灌漿系統(tǒng)識(shí)圖，防滅火方案研討等環(huán)節(jié)；瓦斯防治模塊主要包含瓦斯抽放泵站參觀、瓦斯地質(zhì)圖識(shí)圖、瓦斯抽采設(shè)計(jì)、防突措施研討等環(huán)節(jié)；安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控模塊主要包含監(jiān)控主站參觀、監(jiān)控儀器儀表實(shí)操、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研討等實(shí)踐環(huán)節(jié)。針對(duì)上述環(huán)節(jié)在實(shí)踐過程中，實(shí)習(xí)學(xué)生以8人/組的形式輪換進(jìn)行，保證每個(gè)同學(xué)有研討發(fā)言和實(shí)操的機(jī)會(huì)，實(shí)踐模塊化提升了實(shí)習(xí)教學(xué)的專業(yè)性，有助于工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）實(shí)踐教學(xué)國(guó)際化

安全工程專業(yè)以培養(yǎng)具有國(guó)際一流礦業(yè)安全人才為目標(biāo)，特別注重學(xué)生國(guó)際交流能力，實(shí)踐能力和國(guó)際視野培養(yǎng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和西弗吉尼亞大學(xué)、肯塔基大學(xué)共建有實(shí)習(xí)基地。2016年、2017年專業(yè)在個(gè)人申報(bào)、擇優(yōu)錄取的基礎(chǔ)上選拔資助20名學(xué)生參加了美國(guó)肯塔基大學(xué)的暑期實(shí)踐交流。先后聘請(qǐng)美國(guó)著名礦業(yè)工程專業(yè)教授講授了《美國(guó)礦山安全》《通風(fēng)除塵》等課程；參觀了美國(guó)知名的礦山企業(yè)，在礦山井下開展工程技術(shù)學(xué)習(xí)交流；訪問了列克星敦消防研究所，進(jìn)行了救援設(shè)備的實(shí)操演練，了解了美國(guó)礦業(yè)和火災(zāi)應(yīng)急救援領(lǐng)域的現(xiàn)狀；參觀了知名礦業(yè)類大學(xué)和科研中心的實(shí)驗(yàn)室，了解了美國(guó)礦山領(lǐng)域研究熱點(diǎn)與研究前沿；

通過2批次的海外實(shí)習(xí)教學(xué)探索，安全工程專業(yè)逐步固定了這一實(shí)踐教學(xué)模式，形成從實(shí)習(xí)學(xué)生選拔、到實(shí)習(xí)活動(dòng)組織、實(shí)習(xí)日程安排等一系列的規(guī)章制度。以后每年安全工程專業(yè)都會(huì)選拔一定比例的優(yōu)秀學(xué)生參加國(guó)際暑期實(shí)習(xí)活動(dòng)，不斷優(yōu)化活動(dòng)組織，使這一暑期實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)在學(xué)生國(guó)際視野提升方面充分發(fā)揮作用。

四、實(shí)踐教學(xué)成果

通過專業(yè)化、層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)戰(zhàn)化、模塊化、國(guó)際化的實(shí)踐教學(xué)模式探索與實(shí)踐，學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到了顯著提升。近三年取得了豐碩的成果。首先，通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)模式的探索，建成了豐富的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)資源，如教學(xué)實(shí)驗(yàn)室評(píng)為江蘇省示范實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，建成了國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心2個(gè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍專業(yè)化程度進(jìn)一步提高，專門的實(shí)驗(yàn)授課教師達(dá)10余人，聘任承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的企業(yè)導(dǎo)師近30名；學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力得到顯著的提高，近三年學(xué)生新獲得國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目6項(xiàng)；在各類大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)中獲得多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，如僅2017年，我們就獲得全國(guó)安全科學(xué)與工程大學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新作品大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外科技作品競(jìng)賽和創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；最令人欣慰的是，用人單位對(duì)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的反饋表明，我專業(yè)畢業(yè)生“責(zé)任心強(qiáng)”，“綜合素質(zhì)高”“實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)”，這是企業(yè)對(duì)我專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力進(jìn)行了充分的肯定。

五、總結(jié)

1.安全工程專業(yè)制定了突出工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)，制定了對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)方案，實(shí)踐課程設(shè)置的比重大，實(shí)踐教學(xué)具有重要地位。

2.積極探索了層次化、專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。依托國(guó)家級(jí)和江蘇省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，依靠專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)裝備，探索實(shí)施了專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立成課的嘗試，實(shí)驗(yàn)教學(xué)無論是在師資還是裝備方面實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化；為滿足學(xué)生培養(yǎng)的個(gè)性化需求，實(shí)施了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、選修型實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)、科研拓展型實(shí)驗(yàn)”的層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

3.實(shí)現(xiàn)了多元化的實(shí)踐教學(xué)。依托2個(gè)國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，發(fā)揮企業(yè)工程資源優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)的集中化專業(yè)化管理，圍繞礦業(yè)安全領(lǐng)域需求，實(shí)施了“采煤、通風(fēng)、火災(zāi)防治、瓦斯防治、監(jiān)測(cè)監(jiān)控”等模塊化的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了“現(xiàn)場(chǎng)授課、現(xiàn)場(chǎng)研討、現(xiàn)場(chǎng)操練”的實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)；依托中國(guó)礦業(yè)大學(xué)—肯塔基大學(xué)共建實(shí)習(xí)基地，實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)的國(guó)際化，拓展了學(xué)生國(guó)際視野。

4.專業(yè)化、層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和多元化實(shí)踐教學(xué)模式的探索與實(shí)踐顯著提升了安全工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，取得了豐富的教學(xué)成果，畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力得到了用人單位好評(píng)。

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