資源與環(huán)境類專業(yè)多層次模塊化實驗教學(xué)體系改革研究

摘 要 介紹了資源與環(huán)境大類實踐教學(xué)創(chuàng)新平臺的構(gòu)建、模塊化實驗教學(xué)體系的建立和探究式實驗教學(xué)研究；總結(jié)了新實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)運行管理機(jī)制產(chǎn)生的效果。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新實踐平臺 模塊化實驗體系 資源與環(huán)境

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Resources and Environment Professional Multi-level Modular Experiment Teaching System Reform

Abstract This paper introduces resources and environment bigclass practice teaching innovation platform， the establishment of the modular experimental teaching system and the inquiry teaching research； summarize the effect of the new experimental teaching system and experimental teaching operation and management mechanism.

Key words innovation and practice platform； modular experiment； resources and environment

0 引言

實踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新作為質(zhì)量工程重點建設(shè)的項目之一，是提高高等教育質(zhì)量的重要內(nèi)容。構(gòu)建開放創(chuàng)新的多層次實驗教學(xué)體系，目前已成為國內(nèi)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才主要的實驗教學(xué)模式。

武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院實驗教學(xué)中心所服務(wù)的6個主要專業(yè)分別隸屬于礦業(yè)工程、環(huán)境科學(xué)與工程、地理科學(xué)等三個一級學(xué)科，而且各學(xué)科的發(fā)展很不平衡。隨著新專業(yè)的建立及相關(guān)實驗室的設(shè)置，實驗教學(xué)中心存在著實驗教學(xué)理念與定位較模糊、實驗室分散、功能重疊、特色不明顯，定位模糊，實驗教學(xué)體系薄弱等等問題，這些問題制約著教學(xué)質(zhì)量的提高。根據(jù)資源與環(huán)境類專業(yè)多學(xué)科的特點，我們對實驗教學(xué)體系進(jìn)行全方位的研究與實踐，整合實驗教學(xué)內(nèi)容，突出資源與環(huán)境類專業(yè)的行業(yè)特色，努力實現(xiàn)不同專業(yè)、不同學(xué)科間的交叉融和，形成創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系，并建立了開放式、創(chuàng)新型的實驗教學(xué)中心，從而提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革提供新的思路。

1 實驗教學(xué)建設(shè)指導(dǎo)思想

資源與環(huán)境實驗教學(xué)中心逐步探索和建立了依托礦業(yè)工程的多資源、大環(huán)境專業(yè)特色的實驗教學(xué)模式，堅持以提高礦業(yè)工程和礦山環(huán)境問題研究、生產(chǎn)的理論、方法和技術(shù)性實驗教學(xué)質(zhì)量為根本，以培養(yǎng)高素質(zhì)礦業(yè)工程復(fù)合型創(chuàng)新人才為目標(biāo)，積極打造高水平的資源環(huán)境綜合實驗教學(xué)平臺。

結(jié)合當(dāng)前礦業(yè)工程的最新技術(shù)特點要求，在加強(qiáng)礦業(yè)工程、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科基本技能實訓(xùn)基地建設(shè)的同時，在當(dāng)前實驗教學(xué)體系中提出把資源開發(fā)和環(huán)境工程中綜合空間信息技術(shù)作為新的技能增長點，以提高學(xué)生適應(yīng)數(shù)字化資源開發(fā)和工程預(yù)演的能力，突出學(xué)科交叉。實驗教學(xué)中心堅持以學(xué)生為本、教學(xué)為先、以科研為先導(dǎo)，在保證學(xué)生課程實驗和綜合性實驗基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)研究完成設(shè)計性試驗，增強(qiáng)學(xué)生的實驗技能和動手能力，并與指導(dǎo)教師科研課題為導(dǎo)向開展研究型實驗，來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

2 構(gòu)建實驗教學(xué)體系的思路和運行模式

2.1 實驗教學(xué)體系的培養(yǎng)目標(biāo)定位

實驗中心在實驗教學(xué)中面向礦業(yè)、環(huán)境等行業(yè)背景，立足于行業(yè)特色和依托礦業(yè)工程優(yōu)勢學(xué)科的指導(dǎo)思想，堅持“以學(xué)生為本、加強(qiáng)實踐教學(xué)，注意能力培養(yǎng)，促進(jìn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)面向礦業(yè)的‘三強(qiáng)’型高素質(zhì)人才”的實驗教學(xué)理念。

實驗中心按照資源開采—礦物加工—環(huán)境保護(hù)為主線，指定“模塊化、分層次、開放式、綜合性”的實驗教學(xué)改革思路，構(gòu)建了綜合資源環(huán)境創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系。中心以礦業(yè)工程為核心，以空間信息處理技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)實驗平臺，以資源開發(fā)、礦物加工為專業(yè)平臺，以資源開發(fā)、加工利用導(dǎo)致的環(huán)境科學(xué)問題研究為應(yīng)用平臺，逐步形成資源環(huán)境實驗教學(xué)中心模式。面向行業(yè)生產(chǎn)與創(chuàng)新訓(xùn)練的需要，在中心建設(shè)了“礦物超細(xì)粉碎系統(tǒng)”、“礦物磨浮中試系統(tǒng)”、“旋流懸浮閃速磁化焙燒系統(tǒng)”、“ 電雷管爆破網(wǎng)路模擬實驗系統(tǒng)”等綜合實驗平臺。從整體優(yōu)化和系統(tǒng)培養(yǎng)的角度出發(fā)，將“孤立的實驗教學(xué)內(nèi)容”轉(zhuǎn)化為“系統(tǒng)的實驗教學(xué)體系”，滿足了多學(xué)科、多專業(yè)及創(chuàng)新實踐教學(xué)的需要，在實驗教學(xué)內(nèi)容與體系模塊方面逐步形成了鮮明的特色。

（1）中心從地礦資源類和環(huán)境類專業(yè)學(xué)生所應(yīng)掌握的專業(yè)知識點出發(fā)，建立學(xué)科交叉滲透、系統(tǒng)科學(xué)的實驗教學(xué)體系。

（2）充分整合學(xué)科基地資源為本科生實驗教學(xué)服務(wù)。利用具有國際國內(nèi)先進(jìn)水平的儀器設(shè)備、吸收礦業(yè)工程和環(huán)境研究前沿技術(shù)，為本科生開設(shè)空間信息技術(shù)實驗項目，或引導(dǎo)學(xué)生參與課外創(chuàng)新活動，拓寬學(xué)生視野，提高學(xué)生創(chuàng)新研究能力。

（3）通過“產(chǎn)、學(xué)、研”的有機(jī)結(jié)合，探索自主設(shè)計、工程教育與科研拓展的培養(yǎng)機(jī)制，兼顧基礎(chǔ)訓(xùn)練、技能強(qiáng)化與創(chuàng)新培養(yǎng)，全方位實施實驗教學(xué)體系、實驗室運行體制改革。

2.2 構(gòu)建多層次、模塊化實驗教學(xué)體系

中心實驗教學(xué)體系考慮三個一級學(xué)科特點，橫向設(shè)置礦物資源工程實驗?zāi)K、礦物加工實驗?zāi)K、環(huán)境工程實驗?zāi)K和資源環(huán)境信息系統(tǒng)實驗?zāi)K4大實驗?zāi)K，縱向上通過學(xué)科基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計型和創(chuàng)新實驗四個層次，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗實踐能力。

學(xué)科基礎(chǔ)實驗平臺包括礦物加工工程、礦物資源工程、環(huán)境科學(xué)與工程和地理科學(xué)四類基礎(chǔ)實驗，涉及各自共性科學(xué)原理和共同技術(shù)方法與工程應(yīng)用背景實驗課14門。專業(yè)基礎(chǔ)實驗和綜合設(shè)計型實驗包括礦物選礦工藝、礦物材料加工工藝、礦物資源開采設(shè)計、水氣固等環(huán)境處理處置技術(shù)，以及基于GIS技術(shù)下資源和環(huán)境系統(tǒng)研究和工程應(yīng)用的系列實驗，由16門課程構(gòu)成。科技創(chuàng)新實驗項目來自教師的科研課題與工程項目、各類大學(xué)生創(chuàng)新計劃、實驗室開放基金項目95項，創(chuàng)新型實驗注重實驗教學(xué)和科學(xué)研究的有機(jī)結(jié)合，主要突出科學(xué)研究思維的方法和創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

實驗教學(xué)體系遵循“拓寬基礎(chǔ)、整體優(yōu)化”的改革思路，從人才培養(yǎng)體系整體出發(fā)，注重學(xué)科交叉與融合，注重基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合。如礦物資源工程實驗?zāi)K中工程設(shè)計數(shù)字化和專業(yè)綜合實驗融合了地理信息系統(tǒng)實驗?zāi)K的GIS、CAD的實驗內(nèi)容和知識，而資源環(huán)境信息系統(tǒng)實驗?zāi)K中區(qū)域規(guī)劃模擬、礦山GIS等實驗融合了環(huán)境工程模塊和資源工程實驗?zāi)K的專業(yè)技能與知識，拓寬和加強(qiáng)了綜合資源和環(huán)境背景下的學(xué)科專業(yè)融合。結(jié)合老師的研究課題和企業(yè)委托工程項目，立足于科學(xué)技術(shù)前沿的新技術(shù)、新方法，開設(shè)和更新創(chuàng)新型實驗項目，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了良好的實驗平臺和實驗環(huán)境。該實驗教學(xué)體系的構(gòu)建具有兩個特點：一是突出綜合性、設(shè)計性實驗，目的是強(qiáng)化學(xué)生運用所學(xué)理論知識開展礦物資源開發(fā)與加工工藝設(shè)計的訓(xùn)練。綜合和設(shè)計性實驗項目約占實驗項目總數(shù)的55%，綜合性和設(shè)計性實驗課程占85%。二是突出學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，采用導(dǎo)師制，結(jié)合科學(xué)研究項目，增加課外實驗比例，目的是強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識、能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

3 實驗教學(xué)改革成效

近年來實驗中心將學(xué)科成果、科研訓(xùn)練方法、探究式學(xué)習(xí)和實踐模式引入到實驗課程教學(xué)和實驗室建設(shè)中，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，注重學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高，取得了明顯的成效，培養(yǎng)出大批動手能力、創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才。

采用新的實驗教學(xué)體系后，教學(xué)覆蓋面廣，實驗開出率高，教學(xué)效果好，學(xué)生實驗興趣濃厚，對實驗教學(xué)評價總體優(yōu)良。同時吸引了國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)在學(xué)院設(shè)立資環(huán)獎學(xué)金、海印獎學(xué)金等，通過獎勵優(yōu)秀的學(xué)生，吸引這些科研能力強(qiáng)的學(xué)生去企業(yè)進(jìn)行研發(fā)工作。

通過系列的實驗教學(xué)改革，學(xué)生的實驗研究基本功更加扎實，科技創(chuàng)新能力明顯提高，取得了一批科技成果。近五年學(xué)院各專業(yè)學(xué)生獲省級以上獎項100項，其中科技競賽型獎勵8項，湖北省大學(xué)生優(yōu)秀科研成果獎4項，湖北省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文獎87項，在《礦業(yè)安全與環(huán)保》等全國性期刊發(fā)表論文14篇，近三年完成大學(xué)生科技創(chuàng)新研究訓(xùn)練計劃實驗中心開放項目共計95項。

經(jīng)過在本實驗中心系統(tǒng)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，實驗中心培養(yǎng)出一批創(chuàng)新能力和實際工程能力很強(qiáng)的學(xué)生，我院學(xué)生受到校內(nèi)外研究生導(dǎo)師的好評，在課題研究中表現(xiàn)了很強(qiáng)的研究能力和創(chuàng)新能力，在全國“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計劃等競賽中獲得多項獎勵。礦物加工工程及礦物資源工程專業(yè)的學(xué)生由于在實驗中心得到很好的工程實踐能力訓(xùn)練，畢業(yè)時得到國內(nèi)外企事業(yè)單位的青睞，畢業(yè)生一次就業(yè)率為98％以上。礦物資源專業(yè)所培養(yǎng)的本科生相當(dāng)一部分在全國各地從事與爆破工程相關(guān)的科研與工程施工工作，有不少人已成為涉爆單位的技術(shù)骨干或負(fù)責(zé)人，成為我國工程爆破界知名甚至有影響的人物。

4 結(jié)論及展望

多層次、模塊化的實驗教學(xué)體系的設(shè)置，改變了實驗室覆蓋面窄、設(shè)置重復(fù)、分工不明等既有弊端，同時不斷優(yōu)化資源配置，從而提高管理效益，為加快實驗教學(xué)改革打下堅實的基礎(chǔ)。但地學(xué)空間信息技術(shù)如何進(jìn)一步滲透到礦業(yè)工程和礦山環(huán)境實驗教學(xué)中，以及如何改進(jìn)實驗教學(xué)體系的思路和運行模式并使之順應(yīng)教育體系創(chuàng)新及發(fā)展的需要，則是我們需要進(jìn)一步思考的問題。

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