產(chǎn)教深度融合的地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

劉志新 楊慧 朱宗奎 封雪

［摘 要］ 深化產(chǎn)教融合是推進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)供給側(cè)改革的迫切要求。中國礦業(yè)大學針對地質(zhì)類專業(yè)跨學科專業(yè)融合需求，在分析資源勘查工程、地質(zhì)工程、地球物理學等傳統(tǒng)地質(zhì)類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了“跨學科專業(yè)交叉、教研協(xié)同育人、產(chǎn)教深度融合”的地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，通過構(gòu)建“模塊化、層次化、一體化”的實踐教學體系、建設(shè)地質(zhì)類專業(yè)“雙創(chuàng)”實踐實訓平臺、搭建地學虛擬仿真與大數(shù)據(jù)實踐教學中心等具體措施推進產(chǎn)教深度融合，從而提升學生運用前沿交叉多學科知識，解決地球科學問題的創(chuàng)新實踐能力。

［關(guān)鍵詞］ 產(chǎn)教深度融合；地質(zhì)類專業(yè)；人才培養(yǎng)模式；跨學科專業(yè)交叉

［基金項目］ 2020年度教育部第二批新工科研究與實踐項目“行業(yè)特色高校新工科人才培養(yǎng)實踐創(chuàng)新平臺建設(shè)探索與實踐”（E-XTYR20200624）；2021年度中國礦業(yè)大學研究生教育教學改革研究與實踐項目“成果導向教育OBE驅(qū)動的教學模式改革”（2021YJSJG008）

［作者簡介］ 劉志新（1976—），男，安徽蕭縣人，博士，中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院副院長，教授，主要從事電磁法正反演理論與技術(shù)應(yīng)用研究；楊 慧（1983—），女，江蘇泰州人，博士，中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院地球信息科學系主任，教授，主要從事基于大數(shù)據(jù)的地球時空信息智能分析研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）18-0013-07［收稿日期］ 2022-06-14

一、產(chǎn)教深度融合背景下的地質(zhì)類專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

產(chǎn)教深度融合是高校和企業(yè)將各自的優(yōu)勢資源進行合作共用，以達到資源互補、發(fā)展共贏的目的。高校借助企業(yè)的產(chǎn)業(yè)資源，提升人才培養(yǎng)、科學研究和社會服務(wù)能力，提高人才培養(yǎng)和就業(yè)質(zhì)量，進而提升師資隊伍教學科研能力和服務(wù)經(jīng)濟社會的能力［1］。企業(yè)借助高校的科研平臺和能力，在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化、技術(shù)人才培訓、管理組織優(yōu)化等方面快速發(fā)展，以提高企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力和品牌效應(yīng)［2］。在行業(yè)和企業(yè)的共同參與之下，高校的產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式逐漸完善，將素質(zhì)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育進行有效融合，對人才進行專業(yè)能力與綜合素質(zhì)的協(xié)同培養(yǎng)。

中國礦業(yè)大學作為以礦業(yè)命名的具有鮮明特色的高水平大學，注重能源資源特色的凝練與發(fā)展。地質(zhì)學學科是江蘇省“十四五”重點學科，其中地質(zhì)資源與地質(zhì)工程學科在第四輪學科評估中成績?yōu)锳-，同時也是江蘇省優(yōu)勢學科。中國礦業(yè)大學的地質(zhì)類學科在煤炭資源的勘探、開發(fā)、利用，環(huán)境和生產(chǎn)相關(guān)的礦建、安全、生態(tài)恢復等領(lǐng)域形成了優(yōu)勢品牌和鮮明特色。為此，中國礦業(yè)大學將資源勘查工程、地質(zhì)工程、地球物理學、水文與水資源工程和地球信息科學與技術(shù)五個本科專業(yè)歸為地質(zhì)類，并按照地質(zhì)大類統(tǒng)一招生并實行“跨學科專業(yè)交叉、教研協(xié)同育人、產(chǎn)教深度融合”的地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

資源勘查工程專業(yè)培養(yǎng)目標是培養(yǎng)系統(tǒng)掌握資源勘查工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，了解學科發(fā)展前沿，獲得良好工程實踐訓練，能夠在企業(yè)、科研院所等單位從事以煤系礦產(chǎn)資源為主的資源與環(huán)境勘查、評價、開發(fā)、科學研究及管理等方面工作的人才，資源勘查工程專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵如圖1所示。

地質(zhì)工程專業(yè)作為地質(zhì)學的一個分支，是地質(zhì)學與工程學相互滲透、交叉的邊緣學科。培養(yǎng)目標體現(xiàn)為培養(yǎng)系統(tǒng)掌握地質(zhì)工程專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握工程地質(zhì)與巖土工程、鉆掘與非開挖工程、智能地質(zhì)工程、地熱勘查與開發(fā)工程等方向的基本理論、方法和技能，具備分析和解決復雜地質(zhì)工程問題的能力，能夠運用現(xiàn)代技術(shù)手段在地質(zhì)工程勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測監(jiān)理、鉆掘工程、地質(zhì)災(zāi)害防治工程等領(lǐng)域從事生產(chǎn)、管理和科學研究工作的專業(yè)人才，其專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵如圖2所示。

地球物理學是運用物理學的原理和方法，通過各種地球物理儀器，對地球物理場（如重力場、磁場、彈性波場、電場、電磁場、地熱場、放射性場等）進行觀測，來探測地球內(nèi)部的介質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、形成和演化，以及研究與地球相關(guān)的各種自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律。地球物理學的功能是優(yōu)化和改善人類生存環(huán)境和活動環(huán)境，防御及減小地球災(zāi)害和空間災(zāi)害對人類的影響，為探測和開發(fā)利用國民經(jīng)濟發(fā)展中急需的能源及資源提供新理論、新方法和新技術(shù)，圖3為地球物理學專業(yè)內(nèi)涵示意圖。

二、地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

中國礦業(yè)大學“三融合、四貫通、多元支撐”的一流本科人才培養(yǎng)體系，體現(xiàn)了寬口徑、厚基礎(chǔ)的大類培養(yǎng)模式，即通識教育與專業(yè)教育融合、專業(yè)交叉融合、科教融合，將思想政治教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、實踐教育和國際化教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，然后通過專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、教材建設(shè)、教師教學能力建設(shè)、教學管理改革等多元方式的不斷改革創(chuàng)新來支撐人培養(yǎng)目標的實現(xiàn)［3-4］。中國礦業(yè)大學地質(zhì)類專業(yè)在貫徹執(zhí)行學校“三融合、四貫通、多元支撐”一流本科人才培養(yǎng)體系的同時，依托地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、地質(zhì)學兩個一級博士點學科及地球物理學、地理學和水利工程三個一級碩士點學科，以面向前沿、追求卓越、促進交叉、引領(lǐng)發(fā)展為宗旨，構(gòu)建了“跨學科專業(yè)交叉、教研協(xié)同育人、產(chǎn)教深度融合”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，以提高地質(zhì)類專業(yè)人才的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

（一）構(gòu)建跨學科專業(yè)交叉融合體系

跨學科專業(yè)交叉融合區(qū)別于以往單一學科專業(yè)的培養(yǎng)模式，強調(diào)知識融合和資源共享，有利于拓展創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教育空間［5］。地質(zhì)類專業(yè)側(cè)重工程和應(yīng)用，其基礎(chǔ)來源于理學地質(zhì)學，地質(zhì)類、地質(zhì)學類兩個大類是互相依存和互相促進的。中國礦業(yè)大學五個地質(zhì)類本科專業(yè)支撐著地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、地質(zhì)學兩個一級博士點學科和地球物理學、地理學及水利工程三個一級碩士點學科，具體內(nèi)涵關(guān)系如圖4所示。

如地球物理學本科專業(yè)分別支撐地球探測與信息技術(shù)二級學科，地球信息科學與技術(shù)本科專業(yè)支撐地球信息科學二級學科，而上述兩個二級學科同屬于地質(zhì)資源與地質(zhì)工程，為兩個本科專業(yè)的交叉融合提供了拓展空間?？衫玫厍蛐畔⒖茖W與技術(shù)專業(yè)的云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)對地球物理的海量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析、融合建模，可培養(yǎng)智能地球探測專業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新型人才。

中國礦業(yè)大學地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位為：培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)，具有家國情懷、創(chuàng)新精神、實踐能力和國際視野，好學力行、求是創(chuàng)新，能夠引領(lǐng)科技創(chuàng)新、行業(yè)發(fā)展、社會進步的棟梁之材。目前，已經(jīng)為我國煤炭資源、煤層氣資源、煤系其他礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)及礦井安全生產(chǎn)地質(zhì)保障領(lǐng)域培養(yǎng)了大批專業(yè)技術(shù)及管理人才。根據(jù)培養(yǎng)目標要求，地質(zhì)類本科培養(yǎng)方案構(gòu)建了“4+3+X”課程體系?！?”是指四大課程模塊，即通識教育課程、專業(yè)大類基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和拓展課程。通識教育課程即所有專業(yè)的本科生原則上都要學習的課程，包括德智體美勞全面發(fā)展所要求的基本課程，旨在培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，提高學生的綜合素質(zhì)；專業(yè)大類基礎(chǔ)課程是專業(yè)大類理論基礎(chǔ)課程、大類平臺課程和基礎(chǔ)實踐課程的統(tǒng)稱，旨在夯實學生的專業(yè)理論基礎(chǔ)，提高學生的學術(shù)素養(yǎng)。主要包括：“電工技術(shù)與電子技術(shù)”“工程力學”“工程圖學”“普通地質(zhì)學”“構(gòu)造地質(zhì)學”“測量學”“工程地質(zhì)學基礎(chǔ)”“地球信息科學概論”“水文地質(zhì)學基礎(chǔ)”“地球物理學基礎(chǔ)”等學科基礎(chǔ)課程；專業(yè)主干課程由專業(yè)主干課程和專業(yè)選修課程組成，旨在培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和專業(yè)技能；拓展課程是在上述基礎(chǔ)上的提高或拓寬，旨在進一步拓寬學生的知識視野，提高學生的創(chuàng)新精神，提升學生的創(chuàng)新實踐能力?！?”是指拓展課程所包含的三大拓展方向，即本專業(yè)深入拓展、挑戰(zhàn)性課程拓展和跨學科交叉融合拓展。拓展課程應(yīng)充分考慮學生個性化發(fā)展的需要，體現(xiàn)學生的興趣愛好和個人發(fā)展規(guī)劃?！癤”是指每個拓展方向所包含的多樣化課程組。地質(zhì)類專業(yè)課程體系的設(shè)置也是跨學科專業(yè)交叉的具體體現(xiàn)。

（二）教研協(xié)同育人、創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中國礦業(yè)大學地質(zhì)類專業(yè)現(xiàn)有本科生999人（詳見表1）、專職教師130人，多數(shù)教師應(yīng)聘教學科研崗，生師比不到8∶1。為了落實“五育”并舉、培養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)新型人才，在地質(zhì)類專業(yè)本科生中實行了全員導師制，每位導師指導7～8名本科生。實施本科生導師制是圍繞提升辦學質(zhì)量、落實“五育”并舉、培養(yǎng)全面發(fā)展棟梁之材的重要舉措。本科生導師制工作中明確了導師的具體職責：依托所承擔的科研選題、大學生創(chuàng)新訓練項目等，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

在教師所承擔的科研項目中加入創(chuàng)新人才培養(yǎng)考核指標，要求教師面向本科生定期開展學術(shù)研究講座，鼓勵教師吸收學生參與科學研究課題，指導學生發(fā)表科研論文、申請專利等，以培養(yǎng)學生的實踐工作能力和創(chuàng)新意識；整合科學研究與技術(shù)應(yīng)用資源，及時把最新科研成果轉(zhuǎn)換為教學資源，融入課程教學中，幫助學生了解學術(shù)前沿。通過教研協(xié)同育人方式，培養(yǎng)學生面向?qū)W術(shù)前沿及自主創(chuàng)新的意識。轉(zhuǎn)變教學方式，把傳統(tǒng)教學的知識傳授型轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄拷虒W的知識發(fā)現(xiàn)型，使教學成為科學研究的展現(xiàn)過程，提升學生對課程內(nèi)容的理解能力。營造以興趣引導知識發(fā)現(xiàn)、以問題驅(qū)動知識應(yīng)用的教學氛圍，引導學有余力的學生創(chuàng)設(shè)問題情境，提高面向問題與目標導向的自主創(chuàng)新能力。

（三）推進產(chǎn)教深度融合

產(chǎn)教融合本質(zhì)上是一種跨界融合，高校和企業(yè)將各自的一部分資源進行合作共用，以達到資源互補、發(fā)展共贏的目的。高校借助企業(yè)的資源，在人才培養(yǎng)、科學研究和服務(wù)社會等方面快速提升，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和就業(yè)質(zhì)量、提升師資隊伍教學和科研能力、提高服務(wù)經(jīng)濟社會的能力。企業(yè)借助高校的科研平臺和科研能力，在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化、技術(shù)人才培訓和管理組織優(yōu)化等方面快速發(fā)展，以提高企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力和品牌效應(yīng)。在行業(yè)和企業(yè)的共同參與之下，高校的產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式逐漸完善，將素質(zhì)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育進行有效融合，對人才進行專業(yè)能力與綜合素質(zhì)的協(xié)同培養(yǎng)。

產(chǎn)教深度融合強調(diào)校企資源重組，達到融合創(chuàng)新的目標。在高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面，主要涉及以下幾個內(nèi)容。

1.構(gòu)建“層次化、模塊化、一體化”的產(chǎn)教融合實踐教學體系。以創(chuàng)新驅(qū)動為抓手，以提升地質(zhì)類專業(yè)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為目標，進一步深化實踐教學體系改革，采用產(chǎn)教融合機制，將高校的理論教學能力和企業(yè)的實踐能力結(jié)合，構(gòu)建“層次化、模塊化、一體化”的產(chǎn)教融合實踐教學新體系，針對不同的實踐需求層次，把實驗教學分為基礎(chǔ)、綜合和創(chuàng)新實踐教學三個層次并分設(shè)教學模塊，旨在提升學生的動手實踐能力、運用交叉學科知識解決問題的能力及基于前沿多學科知識進行創(chuàng)新實踐活動的能力［6］。實踐教學體系的層次化是指把實驗教學分為基礎(chǔ)、綜合和創(chuàng)新實踐教學三個層次；模塊化是指不同層次實踐教學分設(shè)教學模塊，知識獲得與能力發(fā)展主要通過課程實踐教學實現(xiàn)；一體化是指實踐層次、內(nèi)容和類型的一體化。層次化和模塊化主要由學生課程教學體系來實現(xiàn)，針對不同的實踐需求層次，開設(shè)不同的課程。以地球信息科學與技術(shù)專業(yè)為例（如圖5所示），為培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理和分析能力，開設(shè)“地學數(shù)據(jù)采集預(yù)處理”等基礎(chǔ)實驗課程。在綜合實踐教學中為了使學生能夠獨立完成科學驗證研究，開設(shè)“三維地質(zhì)建模與可視化”等課程；在創(chuàng)新實驗教學部分，為了與人工智能學科前沿對接，開設(shè)“地學大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)”等課程。充分發(fā)揮企業(yè)平臺優(yōu)勢，形成校內(nèi)外“層次化、模塊化、一體化”教學體系，從理論—實踐、課內(nèi)—課外、校內(nèi)—校外分階段培養(yǎng)人才的綜合能力。深化產(chǎn)教融合，強化綜合能力培養(yǎng)，構(gòu)建以實踐能力、科研能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為主體的實踐教學體系。

2.建立產(chǎn)教深度融合的地質(zhì)類專業(yè)“雙創(chuàng)”實訓平臺。構(gòu)建以“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯等高水平項目與高層次競賽驅(qū)動的科教融合育人模式，針對具體賽道題目，企業(yè)為參加“雙創(chuàng)”實踐的學生提供實訓崗位，組建企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)共同體，聘請企業(yè)高級技術(shù)職稱人員作為產(chǎn)業(yè)導師，指導學生實訓工作。積極推進賽課結(jié)合，推進各類專業(yè)競賽的實踐教學，引導學生深入企業(yè)參加社會實踐，以解決企業(yè)地質(zhì)學領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)和社會實際問題為目標導向，在產(chǎn)業(yè)導師和教師的指導下探究解決問題方案，致力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力；鼓勵教師帶領(lǐng)學生參加各個類別的專業(yè)技能競賽，將產(chǎn)業(yè)導師引進課堂實踐教學中，改變傳統(tǒng)的教學模式，建立賽課合一的創(chuàng)新實踐教學模式。同時，通過各類專業(yè)競賽可以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)類專業(yè)課程實踐教學中存在的問題和不足，促進教學改革，使專業(yè)競賽內(nèi)容融入大學的專業(yè)教育中，豐富和完善實踐教學內(nèi)容，不斷提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.建立虛擬仿真實踐的大數(shù)據(jù)教學應(yīng)用服務(wù)平臺。利用虛擬現(xiàn)實、GIS、RS、高分辨率三維激光掃描成像等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，基于產(chǎn)教合作企業(yè)技術(shù)操作問題建立一個面向?qū)W生的實踐空間場景，具有視覺、聽覺、觸覺等多種感知的虛擬實踐環(huán)境，將虛擬仿真技術(shù)全面融入實驗教學，使學生通過虛擬仿真系統(tǒng)在線完成實訓過程。通過構(gòu)建地質(zhì)類專業(yè)實習虛擬仿真教學平臺，建立統(tǒng)一的地質(zhì)學專業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺，融合多元數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、清洗、分類存儲一站式管理服務(wù)。面向地質(zhì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析場景，建立地質(zhì)大數(shù)據(jù)分析算法庫，通過分布式模型計算引擎和承載容器的建設(shè)，持續(xù)挖掘、沉淀各場景下的數(shù)據(jù)價值，形成多類滿足科研和教學的信息資產(chǎn)，滿足平臺使用者在教學實踐中輔助工具的全部需要，為教師和學生提供一體化實踐教學支撐。

中國礦業(yè)大學已經(jīng)建成了面向地質(zhì)類專業(yè)實踐教學需求的地學虛擬仿真與大數(shù)據(jù)實踐教學中心，如圖6所示。該實驗中心的建設(shè)推進了現(xiàn)代信息技術(shù)融入地質(zhì)類各專業(yè)課程的實驗教學過程，進而擴展了思想政治、教學及實驗內(nèi)容的廣度和深度，更為培養(yǎng)學生利用相關(guān)知識進行空間分析從而解決地球科學問題的實踐技能提供了高質(zhì)量的教學設(shè)備、資源和環(huán)境。

結(jié)語

在學?！叭诤稀⑺呢炌?、多元支撐”一流本科人才培養(yǎng)體系下，以推進產(chǎn)教深度融合為契機，構(gòu)建了“跨學科專業(yè)交叉、教研協(xié)同育人、產(chǎn)教深度融合”的地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。以創(chuàng)新驅(qū)動為抓手，以提升地質(zhì)類學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為目標，進一步深化實踐教學體系改革，采用產(chǎn)教融合機制，將高校的理論教學能力和企業(yè)的實踐能力結(jié)合，構(gòu)建了“層次化、模塊化、一體化”的產(chǎn)教融合實踐教學新體系，針對不同的實踐需求層次，把實驗教學分為基礎(chǔ)、綜合和創(chuàng)新實踐教學三個層次并分設(shè)教學模塊，旨在提升地質(zhì)類專業(yè)學生的動手實踐能力、運用交叉學科知識解決問題的能力，以及基于前沿多學科知識進行創(chuàng)新實踐活動的能力。

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Research on the Innovative Talent Training Model for Geology Majors with Deep Integration of Industry and Education

LIU Zhi-xin， YANG Hui， ZHU Zong-kui， FENG Xue

（School of Resources and Geosciences， China University of Mining and Technology， Xuzhou，

Jiangsu 221116， China）

Abstract： Deepening the integration of industry and education is an urgent requirement to promote the supply-side reform of innovative talent training. In response to the needs of interdisciplinary integration of geology majors， on the basis of analyzing the connotation and construction of traditional geology majors such as Resource Exploration Engineering， Geotechnical Engineering and Geophysics， China University of Mining and Technology has constructed an innovative talent training model for geology majors， which mainly includes interdisciplinary professional crossover， teaching and research collaborative education， and industry-education deep integration. Through the construction of a “modularized， hierarchical， and integrated” practical teaching system， the construction of an innovation and entrepreneurship practice platform for geology majors， and the establishment of a virtual simulation of geology and a big data practice teaching center and other specific measures to effectively promote the deep integration of industry and education. In this way， students can improve their innovative and practical ability to use cutting-edge interdisciplinary knowledge to solve earth science problems.

Key words： deep integration of industry and education; geology majors; talent training model; disciplinary crossing and integration