依托實驗教學(xué)示范中心培養(yǎng)礦物加工工程創(chuàng)新人才

謝廣元, 趙躍民, 彭耀麗, 沙 杰, 尹文萱

(1. 中國礦業(yè)大學(xué) 煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化國家級實驗教學(xué)示范中心, 江蘇 徐州 221116；2. 中國礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院, 江蘇 徐州 221116)

自2005年教育部、財政部啟動國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)項目以來[1],全國各高校陸續(xù)根據(jù)各自學(xué)科特色展開國家級實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)工作[2-8]。1998年,中國礦業(yè)大學(xué)通過礦物加工工程專業(yè)(原煤炭部重點實驗室)、化學(xué)實驗教學(xué)江蘇省示范中心及化工實驗教學(xué)江蘇省示范中心等整合組建煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)示范中心(以下簡稱“中心”),經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展,2012年被評為國家級實驗教學(xué)示范中心(建設(shè)單位)[9]。中心充分發(fā)揮礦物加工學(xué)科優(yōu)勢,進一步整合教學(xué)科研資源,大力營造有利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的優(yōu)良實驗環(huán)境和創(chuàng)新氛圍。 2015年以來,連續(xù)三年的年度報告受到教育部高等學(xué)校實驗教學(xué)指導(dǎo)委員會領(lǐng)導(dǎo)、專家的充分肯定。2017年底,根據(jù)教育部高教司的要求,我校成立國家級實驗教學(xué)示范中心指導(dǎo)委員會,在首屆煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)示范中心指導(dǎo)委員會會上,介紹了依托國家級實驗教學(xué)示范中心培養(yǎng)礦物加工工程創(chuàng)新人才的工作和成果,得到與會專家的肯定和好評。

1 實驗中心的現(xiàn)狀

1998年,我校通過組建煤炭潔凈加工和高效轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)中心,每年面向全校19個專業(yè)7 615名學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和相關(guān)專業(yè)實驗課程。目前,中心實驗用房面積為4 689 m2,年均實驗人時數(shù)6.7萬左右。在中心建設(shè)期間,獲得教育部示范中心專項經(jīng)費、修購專項和學(xué)校配套等建設(shè)經(jīng)費1 195萬元,新增實驗設(shè)備201臺套,年均新增固定資產(chǎn)900萬元。中心注重“重基礎(chǔ)、彰特色、強創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)需要,以提高實驗教學(xué)質(zhì)量、促進學(xué)生能力發(fā)展為核心,構(gòu)建了“基礎(chǔ)厚重、特色創(chuàng)新、工程實踐”多層次立體化的實踐教學(xué)體系,建立了服務(wù)于全校學(xué)生的基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和創(chuàng)新實踐等三大實驗教學(xué)平臺。通過“‘十二五’質(zhì)量工程”建設(shè)項目,并以學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心目標,全面推進中心的內(nèi)涵建設(shè)。經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展,2012年被評為國家級實驗教學(xué)示范中心(建設(shè)單位)。

2 實驗教學(xué)理念與改革思路

適應(yīng)新時期國家能源革命戰(zhàn)略和煤炭能源人才需求, 中心教學(xué)以煤炭潔凈加工和高效轉(zhuǎn)化實現(xiàn)節(jié)能減排為主線,以礦物加工工程國家重點學(xué)科和化學(xué)工程與技術(shù)江蘇優(yōu)勢學(xué)科平臺為依托,以雙一流學(xué)科為平臺,注重學(xué)科交叉,以人才培養(yǎng)為目標,確立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、個性化多元發(fā)展和引導(dǎo)、協(xié)調(diào)發(fā)展的教學(xué)理念[10-11],實現(xiàn)學(xué)科資源高效整合、科研與教學(xué)緊密結(jié)合、理論和實驗課程與國家工程實踐中心的實踐教育有機結(jié)合,創(chuàng)建有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)新體系,強化討論式、個性化和開放性等多元化的教學(xué)方法與手段,健全和完善實驗中心管理體制, 實驗教學(xué)實現(xiàn)高效運行,為我國煤炭工業(yè)的戰(zhàn)略需求培養(yǎng)高素質(zhì)和創(chuàng)新研究型人才。

3 依托實驗教學(xué)示范中心開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)

3.1 整合學(xué)科優(yōu)勢資源,搭建多層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)新體系和平臺

以承擔(dān)的“十二五”國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)為契機,利用礦物加工工程雙一流學(xué)科資源及教師科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容,搭建了“創(chuàng)新思維建立”“創(chuàng)新場景營造”“創(chuàng)新方法獲取”“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”4個創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺,為學(xué)生開展基礎(chǔ)理論實驗、規(guī)范操作實驗、單元設(shè)計性實驗、綜合性科研創(chuàng)新實驗提供創(chuàng)新場所[10,12]。經(jīng)過多年的建設(shè)與實踐,形成了如圖1所示的“四平臺、三層次”創(chuàng)新能力培養(yǎng)新體系。

圖1 “四平臺、三層次”創(chuàng)新能力培養(yǎng)新體系

堅持“學(xué)而優(yōu)則用、學(xué)而優(yōu)則創(chuàng)”的中國礦業(yè)大學(xué)辦學(xué)理念,并將其貫徹和滲透到本科教學(xué)改革實踐中。“礦物加工實驗研究方法”及“專題實驗”是礦物加工工程專業(yè)的核心課程,將礦物加工雙一流學(xué)科優(yōu)勢資源和教師多年的科研成果轉(zhuǎn)化為相關(guān)實驗項目內(nèi)容,使本科學(xué)生在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)上感受優(yōu)勢學(xué)科的科研成果,為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)；在強化學(xué)生工程訓(xùn)練、提高學(xué)生組織管理以及研究創(chuàng)新能力方面,取得了很好的效果[13]。開展學(xué)科資源和科研成果轉(zhuǎn)化專題實驗,邀請具備科研成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗的教師擔(dān)任指導(dǎo)教師,以學(xué)生為主體,教師結(jié)合科研項目的實際應(yīng)用啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,從方案設(shè)計、實施策劃、設(shè)備操作、實驗結(jié)果分析等實驗環(huán)節(jié),到形成研究報告進行規(guī)范、系統(tǒng)訓(xùn)練,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),提高其創(chuàng)新能力。

目前礦物加工雙一流學(xué)科已建成半工業(yè)性實驗研究系統(tǒng),該系統(tǒng)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。設(shè)計了7組科研成果轉(zhuǎn)化專題實驗,強化學(xué)生的動手能力,解決工業(yè)實踐中可能碰到的實際問題,深受學(xué)生歡迎。上述訓(xùn)練強化了學(xué)生專業(yè)知識應(yīng)用能力、提升了學(xué)生組織協(xié)調(diào)能力,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度,塑造了團結(jié)協(xié)作精神。

3.2 建設(shè)高水平的實驗教學(xué)師資隊伍,支撐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

我校實施人才強校戰(zhàn)略,把加強師資隊伍建設(shè)作為學(xué)校工作的重中之重,堅持穩(wěn)定與引進并重,培養(yǎng)和使用并舉的原則,采取有效措施,切實加強師資隊伍建設(shè)。2016年,我校投入專項經(jīng)費5 000 萬元,用于教師(含實驗教師)培養(yǎng)提高、高層次人才引進以及學(xué)術(shù)團隊建設(shè)。中心實行“四結(jié)合”的師資隊伍建設(shè)模式,即教學(xué)與科研相結(jié)合、理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合、中心建設(shè)與學(xué)科相結(jié)合和中心建設(shè)與實踐實習(xí)基地建設(shè)相結(jié)合；以政策為引導(dǎo),激勵高水平教師積極投入實驗教學(xué),參與高水平實驗教改項目,邀請企業(yè)實踐基地兼職教師參與制定教學(xué)大綱和實驗教學(xué)；青年教師的教學(xué)與科研并重,通過參與教學(xué)改革、承擔(dān)教學(xué)和科研課題等,提升教學(xué)和科研能力；通過多方深入考察邀請一流高端人才加入師資隊伍,選拔有發(fā)展?jié)摿Φ那嗄杲處煹絿H一流大學(xué)深造、師從一流大師、接受一流培養(yǎng),不斷提升師資學(xué)歷結(jié)構(gòu)和能力水平。2016年,中心教師有 2 人晉升教授、4 人晉升副高職,新引進具有博士學(xué)位的青年教師 5 人,8名骨干教師到美國、英國等一流高校研修學(xué)習(xí)或進行學(xué)術(shù)交流。高水平的實驗教學(xué)師資隊伍有力地支撐了礦業(yè)加工創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

3.3 實施大學(xué)生科技訓(xùn)練計劃,開展第二課堂活動

充分利用國家級、省級、校級“大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃”項目,大力開展本科生參與科研的第二課堂活動,鼓勵學(xué)生切實進行創(chuàng)造性的專業(yè)工作。所有大學(xué)生創(chuàng)新項目的負責(zé)人均為本科學(xué)生,其指導(dǎo)教師均具有相關(guān)科研項目,這些項目為學(xué)生提供了獨立研究、獨立動手所需要的基礎(chǔ)。

充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的責(zé)任心和積極性,積極創(chuàng)造各種機會鼓勵學(xué)生參加教學(xué)改革和科研訓(xùn)練,形成學(xué)以致用、創(chuàng)新爭先的觀念和風(fēng)氣。近三年,學(xué)生申請獲批實施的“大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃”項目 27項,其中國家級、省級及校級分別為4 項、2項及 21項；參與指導(dǎo)大學(xué)生科技訓(xùn)練計劃的礦物加工專業(yè)教師達到 27人次,參加科技訓(xùn)練計劃的在校生達到 108人。

中心每年開展20項以上的創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目。礦物加工工程專業(yè)2015年卓越班科研訓(xùn)練計劃及2017年大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練項目如表1、表2所示。

表1 礦物加工工程專業(yè)2015年卓越班科研訓(xùn)練項目

表1(續(xù))

表2 礦物加工工程專業(yè)2017年大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練項目

表2(續(xù))

3.4 中心全面開放管理,為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供體制機制保障

依托“國家級煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化示范中心”及中國礦業(yè)大學(xué)“煤炭潔凈利用及高效轉(zhuǎn)化實踐創(chuàng)新基地”和“化學(xué)工程與工藝實踐創(chuàng)新基地”等的創(chuàng)新平臺,利用實驗室門禁系統(tǒng)實現(xiàn)全天候開放的大學(xué)生實踐創(chuàng)新基地,引導(dǎo)學(xué)生積極開展科技創(chuàng)新實踐活動,參加國家級、省級、校級等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、教師的科研項目、創(chuàng)新開放性實驗等；積極吸引研究生在基地實驗室值班,協(xié)助教師指導(dǎo)本科生；貫穿大學(xué)4年,引導(dǎo)學(xué)生積極參加國家級、省級 “挑戰(zhàn)杯”“全國礦物加工大學(xué)生科技作品大賽”“化學(xué)化工實驗競賽”“化工競賽創(chuàng)新設(shè)計競賽”“過程裝備與控制”等各類學(xué)科競賽活動,從而培養(yǎng)和提升了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

3.5 加強信息化硬件基礎(chǔ)建設(shè),提供優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境

中心網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺包含中心概況、實驗教學(xué)、教學(xué)改革、教學(xué)資源、設(shè)備環(huán)境、體制管理、創(chuàng)新園地、管理系統(tǒng)、安全管理、藥品采購和分析公共平臺等,內(nèi)容涵蓋了課程大綱、教學(xué)課件、視頻案例、網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬實驗等豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,為學(xué)生和教師提供有效的實驗網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境和有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境[14]。

2016年,全面更新了中心網(wǎng)站系統(tǒng),改造升級了網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,全面提升了中心網(wǎng)絡(luò)的性能,為信息化建設(shè)打下了良好的硬件基礎(chǔ)。將研發(fā)的多媒體實驗教學(xué)課件、教學(xué)和實驗教學(xué)網(wǎng)站、實驗教學(xué)管理系統(tǒng)、精品課程教學(xué)網(wǎng)站、創(chuàng)新基地網(wǎng)絡(luò)平臺、實驗中心藥品采購管理系統(tǒng)和實驗中心分析儀器公共平臺系統(tǒng)等資源融合,形成了中心實驗教學(xué)信息化綜合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。中心網(wǎng)站配置有高性能服務(wù)器,支撐數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)和系統(tǒng)運行管理,集實驗教學(xué)、實驗教學(xué)管理、課程建設(shè)于一體,對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了強有力的支撐作用。

3.6 開展多層次創(chuàng)新體驗,獲取創(chuàng)新成果

全面開放實驗教學(xué)示范中心,通過實施導(dǎo)師制和第二課堂大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃,使學(xué)生經(jīng)歷“創(chuàng)新意識形成”“創(chuàng)新實踐開展”及“創(chuàng)新成果獲取”三個層次的創(chuàng)新體驗(見圖2)。

圖2 創(chuàng)新人才通過創(chuàng)新實踐獲取創(chuàng)新成果和能力提升途徑

近幾年在校大學(xué)生獲批了20項省部級以上大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目；獲得6項省級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計與論文；獲挑戰(zhàn)杯及省部級以上各類大賽獎勵26項,學(xué)生第一作者發(fā)表SCI論文19篇,獲授權(quán)實用新型專利22項,參與授權(quán)發(fā)明專利4項,學(xué)生創(chuàng)新能力顯著加強,解決了大學(xué)生創(chuàng)新意識差、創(chuàng)新能力不強的瓶頸問題。

4 結(jié)語

中心在創(chuàng)新人才培養(yǎng)等方面取得了豐碩成果,為煤炭工業(yè)和地方建設(shè)培養(yǎng)了一大批高質(zhì)量的優(yōu)秀人才。對2013屆—2017屆679名中的564名本科畢業(yè)生問卷調(diào)查(占畢業(yè)生總?cè)藬?shù)的83.06%)表明,學(xué)生對礦物加工創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的滿意度達到97.34%；畢業(yè)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力獲得用人單位的高度認可,成為國內(nèi)大型煤炭集團的招聘首選,畢業(yè)生一次就業(yè)率連續(xù)5年達到99%以上；學(xué)生基礎(chǔ)扎實、就業(yè)面寬,近5年在國內(nèi)外名校和科研機構(gòu)深造升學(xué)率為31.71%；行業(yè)外就業(yè)率達到23.77%；畢業(yè)生進入國際知名跨國礦業(yè)公司就業(yè)率為15%,國際競爭力明顯增強。