新工科背景下基于能力導向的采礦工程專業人才培養模式探討

張培森 秦忠誠 劉進曉

摘要：新技術革命模糊了技術邊界，以空前的發展速度和規模，催生了“新工科”的誕生。在“新工科復旦共識”的倡議下，本文分析了新工科理念對新型工程教育帶來的影響，重新確立了如具備跨學科的知識融合等五個方面能力的采礦工程專業畢業生能力要求，并基于這些能力探討了基于CDIO的工程教育理念等六個方面內容的采礦工程專業的人才培養模式。

關鍵詞：新工科；能力導向；采礦工程；人才培養模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）22-0076-03

一、引言

目前，世界工程教育的大背景正在發生巨變。從國際層面看，全球主要經濟體正在尋求經濟發展的新契機，隨著移動互聯網、物聯網、云計算和大數據等技術日趨完善，新一代信息技術正在逐步開啟經濟變革與發展的新途徑，意味著新工業革命正迎面而來。從國內趨勢看，我國實施了國家創新驅動發展、“中國制造2025”、“互聯網+”等重大戰略，促進了新工業革命對經濟社會創新發展的支撐和引領作用。在這樣的大背景下，作為支撐工業變革的工程教育也必將進入“新工科”時代。2017年2月，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，與會高校對新時期工程人才培養進行了熱烈討論，共同探討了新工科的內涵特征、新工科建設與發展的路徑選擇，并達成了“新工科”建設復旦共識。共識提出要服務以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟發展，以產業需求為導向，主動設置和發展一批新興工科專業，推動現有工科專業的改革創新。

二、新工科背景下的采礦工程專業畢業生能力

關于畢業生能力的研究由來已久，主要源于現代教育目的的討論。孫志鳳基于已就業畢業生的調查，得出畢業生需要提高的能力包括人際交往能力、溝通和表達能力、解決問題的能力、應變和創新能力、職業認識能力、團隊工作能力、與專業技能相關的一般能力、自我管理能力、領導力等。隨著中國成為“華盛頓協議”正式締約會員，林健認為解決復雜工程問題的能力應該成為高校能力培養的重要目標。崔軍指出社會各界對工科畢業生就業能力的期望體現了整體工程觀的諸多特性：系統性、復雜性、全球化、多樣化、創新性和應變性等。針對采礦專業畢業生能力的研究也有一些成果。

1.跨學科的知識融合能力。任何一門學科都有自己獨立的一套知識體系和基本方法，但在新工科背景下，這套體系和方法的大部分不久將會被淘汰和更新，因為新技術革命的典型特征是技術融合，礦業領域的技術革新也必然體現了跨學科、跨專業的特征。中國科學院何滿潮院士從煤炭開采、煤炭燃燒、煤炭開采后的地下空間開發三個方面，指明了煤炭行業顛覆性技術革新的路徑。無論哪個方面，都體現了思想的解放、觀念的轉變，體現了多學科、多專業的融合。因此，在傳統的工科教育背景下，畢業生具備復制模仿、合作開發的能力就可以勝任各種技術工作，但在新工科背景下，為了擁有更多的自主知識產權技術和更多產品核心技術，多學科交叉融合的自主創新將成為采礦專業畢業生必須具備的能力。

2.創新創業的能力。在國家實施“大眾創業，萬眾創新”的戰略號召下，礦業領域也踏上了技術革新、提質增效、創新創業的新征程。知識和能力不再等同已是眾所周知的事實，在新工科背景下，采礦專業的畢業生應該靈活運用課本知識，積極投身到創新創業事業中，尤其充分利用實踐機會，緊貼工作實際，注重實效，追求礦業發展的持續生產效應，從而使創新能力厚積薄發。

3.全球化的視野。新工科背景下，中國政府積極實施礦業領域的“走出去”戰略和引入先進的國際化管理理念政策，為了積極響應這一號召，同時應對國內產能過剩、進口煤炭強勢沖擊和煤炭價格大幅下跌等諸多不利因素，國內很多大型煤業集團開始優化全球化產業布局，全面參與國際市場競爭，在資源、工程、人才、技術、市場、資本等方面進行了全方位的全球化。在這樣的背景下，采礦專業畢業生應該具備開放的、與時俱進的全球化視野，學會在國際競爭中生存的本領，站得高才能看得遠，才能成為國際上更領先更具創造性的人才。

4.全局的戰略意識。任何產業都應該在國家戰略制定的框架體系內發展，礦業也不例外。新工科背景下，國家相繼出臺了創新驅動發展、“中國制造2025”、“互聯網+”等重大戰略，各產業也出臺了與之匹配的發展戰略，例如在能源領域的“互聯網+智慧能源”發展戰略，推進煤炭大數據發展戰略等。作為新工科背景下的采礦專業畢業生，應該深刻領會國家和行業全局發展戰略的發展意圖，善以敏銳的戰略洞察，找準自身定位，抓住大發展的歷史機遇變革自身，提升綜合實力。

5.科技倫理意識。科技倫理是指科技創新活動中人與社會、人與自然和人與人關系的思想與行為準則，它規定了技術工作者及其共同體應恪守的價值觀念、社會責任和行為規范。科學技術與倫理道德既有區別又有聯系，不能將兩者簡單等同或者認為互相排斥。當今技術的發展對科技倫理的沖擊更加劇烈，技術既可以為人類帶來福祉，又可能顛覆人類生存的世界。尤其在采礦領域，各種安全事故，如突水、瓦斯、沖擊地壓等，可能是監管疏漏、技術缺陷或者利益至上等原因造成，反映出技術工作者職業道德的嚴重缺失。

三、新工科背景下基于能力導向的采礦工程專業人才培養模式

學者們對采礦工程專業人才培養模式及課程體系改革方面的研究取得了一些成果。秦忠誠整合優化了以適應時代變化需求的采礦工程專業課程體系。吳啟勇認為結構化、層級驅動的采礦工程專業人才職業素養系統模型與專業能力結構決定了采礦工程專業課程體系設計的基本要求與人才培養新模式。唐海以工程教育專業認證為基礎，并結合培養目標，設置采礦專業課程體系。韓軍總結出澳大利亞采礦工程專業教學方案制定和課程體系結構設置的五個特點，包括充分重視專業認證、多方面參與共同確定課程方案、系統全面的工程基礎課程以及內容豐富的選修課程、注重實踐環節的特點。畢德純以采礦工程專業創新教育課程體系建設為例，指出“應用型本科”教育既要重視基本理論的教育，更要重視實踐能力的培養。可見，目前的研究成果越來越注重學生能力的培養。

“課程”作為教育術語出現，是在大學教育興起之后，課程觀的發展與大學教育實踐的變遷歷史密切相關。從大學教育實踐的歷史發展來看，一直以來本科教育形成了兩種典型的課程觀：知識導向型和能力導向型，前者認為知識是傳遞與被動接收的過程，課程體系起到終結性作用；后者認為知識是發現與主動構建的過程，課程體系起到形成性作用。知識導向型課程觀念在我國大學教師思想中根深蒂固，但在新工科背景下，教師的課程觀念應該回歸到對課程價值的認識，也就是什么樣的課程才能促進學生的發展，才能培養學生的素質和能力。因此，吳愛華指出在新工科背景下，應該打破學科界限，梳理課程知識點，開展學習成果導向的課程體系重構，建立能力達成和課程體系之間的一一對應關系，構建遵循工程邏輯和教育規律的課程體系。基于前人的研究成果以及前文所述的畢業生能力培養要求，本文從以下幾個方面，探討了新工科背景下基于能力導向的采礦工程專業人才培養模式。

1.基于CDIO的工程教育理念。CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）的縮寫，是一種以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標的工程教育模式，是近年來國際工程教育改革的最新成果。實施CDIO工程教育模式，并通過其專業認證，是申請加入《華盛頓協議》的必要條件。采礦工程專業人才培養模式重構要以體現CDIO工程教育模式，即以采礦工程項目為核心，注重采礦工程能力培養。

2.保證基本素質。采礦工程專業學生除了學習工科基礎課外，主要學習礦床開采、巖土工程、礦山安全與工程等方面的基礎理論和基本知識，受到采礦工程師的基本訓練，具有礦山規劃、開采設計、礦山安全技術及管理、生產技術管理與科學研究等方面的基本能力。因此，課程體系設置應該包括兩大模塊：工程基礎模塊和采礦工程模塊，才能保證學生的基本素質。工程基礎模塊一般包括數學、物理、化學、固體力學、電工學、材料學、工程設計、工程計算、工程規劃等課程。采礦工程模塊包括采礦概論、礦山地質學、工程測量、巖體力學、礦山壓力與巖層控制、采礦學、礦井通風與安全井巷工程等。

3.增強創新實踐能力。創新能力是想象力、持續學習和勇于實踐等一系列能力的綜合體現，創新實踐能力的培養應該貫穿在整個學習過程中。因此需要整合課程體系與教學內容，全過程注入創新能力培養內容。例如：在已有課程體系中以專題講座的形式整合“創新思維與創新方法”等課程，教學內容應該充分體現創新實踐能力的培養；主干課程都輔以課程設計的形式，要設計多層次、多階段的實踐環節，加強理論與實踐之間的銜接；開展“項目科學家”計劃，高校邀請企業優秀技術人員帶項目進學校展開學生培訓，花費更少的科研經費獲得更多的研究成果，同時企業也聘請在專業領域有學術專攻的高校教授參與企業項目，開展定向合作，這些科研成果就可以納入到課程體系中，以提高學生的創新實踐水平；專業核心課程要注重教學內容的拓展，將大數據、互聯網+、網絡仿真等前沿技術納入到課程體系中，以更新知識體系，使畢業生更快融入到新技術革新的浪潮中。此外，要激勵學生積極參加課外創新活動，以作為課程體系的有益補充。

4.鼓勵個性發展。畢業生全面發展與個性發展應該是相輔相成、互相促進的關系。新工科背景下，弘揚獨特個性，展現自我風采是大學生活的主旋律。尤其在礦業領域，任何礦業企業就是一個包羅萬象的小社會，是一個不同生活習慣、專業背景、思想觀念的人構建的開放、多元、包容的共同體，生活在這樣一個小社會，畢業生必須學會的本領就是如何與同事團結協作、相互促進、共同成長，同時會用工程知識解決技術難題，彰顯個性和智慧。因此，開放和包容的課程體系應該是采礦專業應該體現的人才培養觀念，應該以主體性、多樣性、包容性、民主性、啟發性為設計原則，促進畢業生個性的全面發展。

5.拓展全球化視野。礦業企業的全球發展戰略決定了采礦專業畢業生應該具備全球化視野，體現在課程體系上，應該包括：（1）課程目標的全球化，即以培養學生服務國際社會的精神為課程目標。（2）課程內容的全球化，即課程內容與國際接軌，專業術語國際通用。（3）教學方式的全球化，即教學方式采用雙語教學、網絡教學等新模式。（4）教材引入的本土化，即積極引入國外經典教材，但要消化吸收適應中國學生的使用，借此培養學生的全球化素養。

6.共享本碩課程。礦業領域的工作條件相對艱苦，這限制了優秀人才的流入，但是礦業的發展又急需專業知識扎實、技術過硬、踏實肯干的科技人才，這決定了采礦專業要大力培養精英人才，為礦山企業輸送大量研究攻關型人才，解決復雜工程問題。本科-碩士貫通培養應該是精英教育的有效手段，使學生在本科階段就可以進行研究性思維方法的訓練。因此課程體系設置時要打破本科、碩士的分隔，使學有余力的本科學生可以選修碩士課程，為本科-碩士貫通培養提供強大的生源后備力量。依據各門課程的內涵，注重不同層次學生對采礦知識的理解和掌握，對于本科學生，更應該通過課程學習對科研工作產生感性認識，為后續課題研究奠定堅實的基礎。

四、結論

《“新工科”建設復旦共識》開啟了新型工程教育模式改革的大幕，尤其對于采礦工程這樣的傳統工科專業來說，如何在這場變革中邊實踐、邊研究、邊豐富、邊完善，積極適應信息化和智能化的思維模式，抓住機遇，形成新的培養體系，重新煥發勃勃生機是至關重要的。本文分析了新工科理念對礦業工程教育的影響，從五個方面確立了采礦專業畢業生能力的最新要求，并基于這些能力要求從六個方面重構了采礦工程專業的人才培養模式，以探索采礦工程專業人才培養的新模式，并最終推動采礦產業的新發展。

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