礦業(yè)類創(chuàng)新人才“三位一體”培養(yǎng)模式探索

董憲姝，樊玉萍，馬曉敏，李建忠，趙陽升

礦業(yè)是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，礦業(yè)類人才是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。礦業(yè)類人才不僅要工程技術(shù)性強、知識面廣、綜合素質(zhì)高，而且面臨艱苦的工作環(huán)境［1-2］。隨著新時期“雙一流”“新工科”“工程教育”的持續(xù)推進，以及智能礦業(yè)、智慧礦山等新技術(shù)的發(fā)展，開展以學生為中心的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革是礦業(yè)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的必經(jīng)之路，也是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求［3-5］。當前，全國礦業(yè)類高校積極探索提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的路徑，不斷推進教學改革，已取得較為顯著的成果［6-9］。

太原理工大學采礦工程、礦物加工工程這兩個礦業(yè)類專業(yè)均為國家級一流專業(yè)建設點和省級特色專業(yè)，并通過工程教育認證。近年來，在國務院和教育部系列政策的指導下，太原理工大學礦業(yè)類專業(yè)以國家的高等教育人才觀、質(zhì)量觀和教學觀為先導，以培養(yǎng)出更多滿足礦業(yè)行業(yè)發(fā)展新需求的創(chuàng)新型人才為目標，積極探索提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的路徑。經(jīng)過充分調(diào)研、廣泛論證，結(jié)合礦業(yè)行業(yè)特色和人才培養(yǎng)定位，太原理工大學實施了礦業(yè)類創(chuàng)新人才“三位一體”培養(yǎng)模式改革，形成了具有鮮明特色的礦業(yè)類創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。本文將其提煉、總結(jié)，以期為相關(guān)院校教學改革提供經(jīng)驗借鑒。

一、礦業(yè)類創(chuàng)新人才培養(yǎng)面臨的主要問題

礦業(yè)屬于傳統(tǒng)艱苦行業(yè)，在“市場化就業(yè)”政策的導向下，學生對礦業(yè)類專業(yè)的自信心和熱愛度不如其他專業(yè)高。傳統(tǒng)礦業(yè)類人才培養(yǎng)主要偏重于專業(yè)知識和技能的傳授，但是由于受到礦山安全生產(chǎn)壓力、經(jīng)費、地域等因素的限制，學生赴企業(yè)現(xiàn)場實習的時間有限，實踐教學質(zhì)量難以保障。當前礦業(yè)類創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在三個較為突出的問題：（1）學生的創(chuàng)新意識、驅(qū)動力和條件不足，難以滿足礦業(yè)行業(yè)科技革新需求；（2）學生安全素養(yǎng)不高，對礦業(yè)領域風險感知的敏感性不足，規(guī)避和應對風險的能力較弱；（3）學生工程精神不強，科學精神、人文精神、工程倫理素質(zhì)仍需進一步加強。

二、人才培養(yǎng)模式的結(jié)構(gòu)

針對上述問題，太原理工大學提出了“三位一體”礦業(yè)特色創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式（如圖1所示）。該培養(yǎng)模式針對礦業(yè)類專業(yè)的特殊性，完善了人才培養(yǎng)鏈條，重點培養(yǎng)學生的安全素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和工程精神。該模式的核心特征可以概括為“三層面、四梯度、五自主”。“三層面”即創(chuàng)新能力、安全素養(yǎng)和工程精神，該模式從這三個層面搭建了創(chuàng)新人才培養(yǎng)框架；“四梯度”是指遵循教育教學循序漸進的規(guī)律，將上述層面劃分為四個梯度，對應本科生大學四年培養(yǎng)過程；“五自主”即運用自主發(fā)現(xiàn)、自主選擇、自主學習、自主創(chuàng)新和自主評價，以生為本，幫助學生形成自主式學習方法?！叭龑用?、四梯度、五自主”貫穿在本科生四年的培養(yǎng)過程中，體現(xiàn)在培養(yǎng)目標、課程體系、課堂教學、實踐訓練等各環(huán)節(jié)中。

圖1 “三位一體”礦業(yè)特色創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式構(gòu)架

1.“三層面”搭建人才培養(yǎng)改革框架

礦業(yè)類“三位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，從創(chuàng)新能力、安全素養(yǎng)和工程精神三個層面出發(fā)，強化礦業(yè)類專業(yè)內(nèi)涵建設，著重進行課程及教學資源、課堂教學方法、實踐教學方式等方面的改革與建設。在具體實施中，按照礦業(yè)類人才培養(yǎng)目標，采用“三位一體”模式，持續(xù)改進礦業(yè)類專業(yè)培養(yǎng)計劃、優(yōu)化課程體系、制定教學策略，以期培養(yǎng)出勇于創(chuàng)新、勤于實踐、安全素養(yǎng)高、適應能力強、具有協(xié)作精神和奉獻精神的礦業(yè)類高素質(zhì)人才。太原理工大學礦業(yè)類專業(yè)已在西山煤電集團、晉煤集團、霍州煤電、同煤集團、太原煤氣化、中國煤炭博物館等地形成了數(shù)十個實習基地（包括智能化實習基地），通過現(xiàn)場參觀、專業(yè)基本知識講座、模型教學、模擬礦井參觀、生產(chǎn)礦井考察等方式，讓學生完成對專業(yè)領域的基礎認識與了解。

2.“四梯度”貫穿人才培養(yǎng)改革過程

遵循高等教育規(guī)律，結(jié)合學生的學習心理特征和礦業(yè)類專業(yè)特點，在本科生培養(yǎng)過程中，按照年級高低，將三個層面分別分為四個梯度。創(chuàng)新能力層面分為創(chuàng)新活動、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新實踐和創(chuàng)新品質(zhì)四個梯度；安全素養(yǎng)層面分為安全認知、安全意識、安全行為和安全品格四個梯度；工程精神層面分為學習精神、實踐精神、協(xié)作精神和奉獻精神四個梯度。

在教學過程中，首先根據(jù)梯度等級設置相應課程。一、二年級學生通過學習專業(yè)導論、學科前沿講座、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等課程，體驗創(chuàng)新活動，樹立創(chuàng)新意識。三、四年級學生在學習專業(yè)課程基礎上，開展系列創(chuàng)新實踐項目。例如，參與教師科研項目，參加礦業(yè)行業(yè)科技作品競賽、“挑戰(zhàn)杯”實踐作品大賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目等，通過創(chuàng)新實踐培育創(chuàng)新品質(zhì)。學校采用學分獎勵、資金資助等方式，引導學生參加科研與創(chuàng)新實踐。

其次，安全素質(zhì)教育貫穿礦業(yè)類專業(yè)四年的課堂教學和實踐教學。一年級安排“專業(yè)導論”“安全教育”“心理健康教育”等課程，讓學生認真學習礦業(yè)領域的安全文化。二年級開設“地質(zhì)學”“工程倫理”等專業(yè)基礎課程和認識實習，使學生具有初步的安全意識。三年級開設“邊坡穩(wěn)定”“環(huán)保與安全”專業(yè)課程和生產(chǎn)實習，讓學生熟知安全規(guī)范。四年級通過“礦山法規(guī)”“礦井通風與安全”等專業(yè)課程和畢業(yè)實習，讓學生自覺形成安全行為，為從事煤炭生產(chǎn)相關(guān)工作做準備。由此，通過全過程的安全教育，讓學生從安全文化、意識、規(guī)范、行為各個方面形成完整的安全素養(yǎng)。

3.“五自主”體現(xiàn)人才培養(yǎng)實現(xiàn)途徑

在培養(yǎng)過程中，太原理工大學的礦業(yè)類專業(yè)注重激發(fā)學生的求知欲望，注重引導學生將被動學習轉(zhuǎn)為主動學習，探索出探究式學習、互助式學習、混合式學習、翻轉(zhuǎn)課堂等新型課堂教學模式，在教學過程中實現(xiàn)了“五自主”（自主發(fā)現(xiàn)、自主選擇、自主學習、自主創(chuàng)新和自主評價）。與學生學習方式的改變相對應，課堂教學也實現(xiàn)了五個轉(zhuǎn)變：從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變，從封閉課堂向開放課堂轉(zhuǎn)變，從知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變，從重學輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變，從重教輕學向教主于學轉(zhuǎn)變。

太原理工大學的采礦工程專業(yè)“采礦學”課程，改變傳統(tǒng)課堂教學模式，采用DIY 模型教學模式，增加課堂虛擬仿真和模型實踐環(huán)節(jié)，讓學生分組課外自己動手制作礦山模型，并在課堂上展示評比。這種教學模式，豐富了教學手段，活躍了課堂教學氣氛，激發(fā)了學生的學習興趣，便于學生深刻理解礦井空間結(jié)構(gòu)，提升了學生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和團隊意識。太原理工大學礦物加工工程專業(yè)的“礦物加工管理”課程，增加了慕課導學、案例實戰(zhàn)、翻轉(zhuǎn)課堂等環(huán)節(jié)，增強了學習時間和空間的彈性，促進了學生的自主思考；將工程案例引入課堂，提升了學生沉浸式學習體驗，取得了良好的教學效果，受到學生的普遍歡迎?！暗V物加工管理”課程因此被認定為省級混合式精品共享課程。

三、人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新目標

太原理工大學的礦業(yè)類人才培養(yǎng)模式改革堅持以教育理念創(chuàng)新為先導、培養(yǎng)模式改革為基礎、實踐協(xié)同創(chuàng)新為保障，實現(xiàn)了以下三方面的創(chuàng)新：

1.自主式學習理念創(chuàng)新

結(jié)合人本主義學習理論，“三位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式提出“以生為本、教主于學”的教學理念。具體來說，它是以學生為中心，結(jié)合人本主義學習理論，強調(diào)“教主于學”，強調(diào)學生在教學中的主體地位，激發(fā)學生的學習興趣和探索心理，讓學生自動自發(fā)地參與到教學中。在自主式學習理念的指導下，學生在培養(yǎng)過程中實現(xiàn)了“五自主”，課堂教學相應地實現(xiàn)了“五轉(zhuǎn)變”，工程案例教學、DIY 模型等為代表的課堂教學模式也由此探索生成。

2.多維度融合創(chuàng)新

為了讓學生具有在新時期從事艱苦行業(yè)工作的能力與素養(yǎng)，礦業(yè)類創(chuàng)新人才培養(yǎng)不應局限于一般的專業(yè)知識教育，同時還要開展心理教育、情感教育、素養(yǎng)教育、意志與精神教育等。本培養(yǎng)模式針對礦業(yè)領域工作環(huán)境的特殊性和復雜性以及礦業(yè)科技的新發(fā)展，以學生為本，將礦業(yè)安全心理教育融入學生培養(yǎng)全過程，將人才培養(yǎng)分為創(chuàng)新能力、安全素養(yǎng)和工程精神三個層面，每個層面又分為四個梯度。最終，從“三層面，四梯度”加強礦業(yè)類學生的能力與素養(yǎng)訓練，實現(xiàn)多維度融合創(chuàng)新。

3.遞進式協(xié)同創(chuàng)新

本培養(yǎng)模式依托重點實驗室、實驗教學示范中心和實踐教育基地開展實踐教學，構(gòu)建了校內(nèi)外協(xié)同合作的開放性、多層次、階梯式的實踐教學體系（見圖2）。本培養(yǎng)模式突出實踐育人，強化課堂、實驗平臺、企業(yè)三個層次的實踐訓練，構(gòu)建了開放性、多層次、階梯式的實踐教學體系，實施了“全過程、遞進式”實踐教學模式。本培養(yǎng)模式通過加強校企創(chuàng)新實習基地建設，多層次創(chuàng)新實驗項目，多元化創(chuàng)新實驗方式，多形式創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)了實驗、實習、實踐教學一體化。同時，太原理工大學拓寬了教師引進渠道，聘請企業(yè)高級人才作兼職教師，豐富了工程實踐教學形式，加強了對學生創(chuàng)新研究的指導力度。另外，太原理工大學通過學分獎勵、資金資助等方式來拓展實踐教學途徑，鼓勵和引導學生積極參加科研與創(chuàng)新實踐。

圖2 遞進式協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)

四、總結(jié)與思考

礦業(yè)類創(chuàng)新人才“三位一體”培養(yǎng)模式，從創(chuàng)新能力、安全素養(yǎng)和工程精神三個層面出發(fā)，強化了礦業(yè)類專業(yè)內(nèi)涵建設，著重進行課程及教學資源、課堂教學方法、實踐教學方式等方面的改革與建設。經(jīng)過探索與實踐，學生的學習興趣和積極性明顯提高，學生的安全素養(yǎng)、工程實踐和科技創(chuàng)新能力顯著提升。學生積極參加科研項目、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，以及各類學科競賽，取得了優(yōu)異的成績。太原理工大學采礦工程專業(yè)學生自2012年連續(xù)參加六屆“全國高校采礦工程專業(yè)學生實踐作品大賽”，從最初的第二屆僅獲獎1 項到第七屆獲獎20 項，取得了明顯進步。同時，教學改革顯著提升了學校礦業(yè)類專業(yè)的本科教學水平，改革成果得到同行的認可和媒體的關(guān)注。2018年以來，太原理工大學礦業(yè)類專業(yè)獲得山西省教學成果特等獎3 項、全國煤炭行業(yè)教學成果特等獎1 項，獲批國家級實驗教學示范中心1 個、國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目12 項，本科生參加全國礦業(yè)類實踐作品大賽、數(shù)學建模大賽、機器人大賽等賽事獲得獎項100 余項。相信，該模式對我國礦業(yè)類專業(yè)的教學改革、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)將起到推動與示范作用，對其他工科專業(yè)的人才培養(yǎng)也有一定的借鑒價值。