國家級礦業工程實驗教學示范中心建設與實踐

劉 音,譚云亮,趙同彬,陳 靜,李 浩

(1.山東科技大學 礦業工程國家級實驗教學示范中心,山東 青島 266590；2.山東科技大學 礦業與安全工程學院,山東 青島 266590)

建設創新型國家首要任務就是要培養具有創新能力的人才,教育部也明確提出高校要持續深化創新創業教育[1-2]。高校實驗室作為高校中促進教學、科研及學生素質發展的一個重要基地,在發揮實驗室創新功能、彌補傳統教學不足方面顯得尤為重要[3-4]。我校礦業工程實驗教學示范中心(以下簡稱中心)2013年獲批國家級實驗教學示范中心,是山東省唯一的國家級礦業工程類實驗教學示范中心,該中心的建設與發展對于區域內礦業工程創新型專業人才培養具有重要意義。本文從實驗教學示范中心建設、實踐教學體系構建、實踐類師資隊伍建設、管理體制與實驗環境4個方面對國家級礦業工程實驗教學示范中心建設的方法和措施進行了探索與實踐。

1 礦業工程實驗教學示范中心的建設

中心“以創新能力培養為核心”為實驗教學理念,重點加強實驗平臺的規模化、現代化、智能化建設。實驗教學覆蓋面廣,主要面向采礦工程、安全工程、工程力學、地質工程、測繪工程、機械電子工程、礦山建筑工程、信息科學與工程等本科專業,同時承擔碩士生和博士研究生培養工作。中心建有國內唯一的校內實驗(實習)教學礦井，并擁有25個專業實驗室和4個研究室。教學礦井由教學實習礦井、采礦實驗室、通風實驗室、地質實驗室、測繪實驗室及礦山機電實驗室等組成,是目前國內高校唯一的一所校內模擬礦井實訓場所。中心主要面向全校15個本科專業,承擔校內本科生實驗課程38門,實驗項目145個,為培養大量礦業工程技術領域高水平專業技術人才發揮重要作用。

2 構建實踐教學新體系

大學教學人才培養體系包括課堂教學體系和實踐教學體系,而學生創新能力的培養主要依靠于實踐創新體系。以往的傳統教學方式中,實驗項目基本是按照理論課程需要而設置,缺乏整體性和系統性,而實驗教學內容陳舊,以驗證性和演示性實驗為主,缺少綜合設計性和研究創新性實驗。這些都影響了對大學生創新能力的培養[5-8]。

中心針對以往實踐教學中的問題,依據實驗教學體系構建基本原則,即以培養學生實踐能力和創新能力為主要目的,獨立設置實驗課程及不同層次的實驗項目。改變傳統實驗中存在的問題,構建“基礎驗證型—綜合設計型—研究創新型”3層次實驗教學體系,如圖1所示。該體系充分利用我校已有學科平臺支撐,并與課程體系相匹配。在大學生一、二年級與公共課和專業基礎課程結合,實驗內容以認知型和驗證型為主,培養學生的觀察能力和基礎實踐能力；大三年級與專業課相結合,實驗內容以綜合型與設計型實驗為主,培養大學生的綜合應用能力；大四階段以畢業設計、教師科研指導課題為主,培養大學生研究創新能力。

同時,針對這一實踐教學體系,構建“多元化、層次化、模塊化”的實驗教學實施方案。 該實驗方案實現了實驗內容多元化、實驗項目層次化、實驗課程模塊化，如圖2所示。

該體系的建立與我校分層次(卓越型、應用型、精英型)的人才培養模式相融合[9],可有效解決目前本科人才培養模式單一、難以滿足我國社會經濟發展需求的問題。

3 強化實驗教學隊伍建設

高水平的實驗培訓、人才創新能力培養離不開高水平實驗教學隊伍建設,這也是國家級實驗示范中心建設的重要內容[10-11]。

中心通過引進人才提高教師隊伍層次結構以及實施“新光工程”“教學名師工程”“青年教師導航計劃”,加強了實驗教學師資隊伍建設,并不斷更新實驗教學內容及方法,實現了由“教學實驗”向“實驗教學”的過程轉變。

中心目前有專職或兼職教職工45名(專職人員35人,兼職人員10人),其中中國科學院院士1名、博士生導師20名、國家有突出貢獻中青年專家1名、新世紀百千萬人才工程國家級人選2名、享受國家政府特殊津貼教師6名、全國勞動模范1名、教育部“新世紀優秀人才支持計劃”2名、省部級專業技術拔尖人才8名。專職教師中,教授和研究員19名占42%,副教授、高級工程師、高級實驗師12名占27%,具有博士學位36名占80%,碩士學位6名占13%,形成了力量雄厚、結構合理、人才層次全面的明顯優勢。承擔了包括國家“973”計劃子課題、“863”計劃子課題、國家自然科學基金重點項目和重大國際合作項目、國家自然科學基金項目等在內的縱橫向科研項目474項,科研經費達1.6億元；獲國家科技進步二等獎3項、省部級科技進步一等獎6項、二等獎28項、其他行業獎10項；公開發表科技論文436篇,其中SCI、EI檢索114篇；獲批及受理國家專利96項。中心建設成果顯著。

圖2 礦業工程實驗教學方案

中心全力保障省內外教師的進修學習和為教師訪學提供條件。近5年來,中心接收來自中國礦業大學、安徽理工大學、河南理工大學、華北科技學院、內蒙古科技大學、青島理工大學等高校教師的學術交流與觀摩學習,在“藍黃”兩區和行業高校實驗教學及實驗教學示范中心建設方面起到了示范和輻射作用。

在中心建設期內,采用實驗中心主任、實驗教學團隊、實驗教學輔助人員構成的專兼職結合的教師隊伍組成模式,加強隊伍建設,使教師隊伍專業覆蓋面更寬,包括采礦工程、安全工程、工業工程、工程力學、地球物理、工程地質等專業,職稱結構更加合理,能更好地滿足不同專業實驗教學的需要。爭取3年內專、兼職實驗教師具有博士學位的比例保持90%以上,高級職稱的比例保持50%以上,并建立穩定的校外實習基地和兼職指導教師隊伍。

4 實驗中心管理體制與環境建設

合理的管理體制、完善的管理制度以及人性化的實驗環境是保障實驗中心正常運營的關鍵[12-13]。

4.1 管理體制

中心隸屬學校。中心主要管理人員包括中心主任、副主任及專業實驗室負責人。中心主任和副主任由學校聘任,各專業實驗室負責人的聘任由實驗中心提出推薦意見,學校審批。中心管理體制如圖3所示。中心實行“校、院兩級管理,專職與兼職教師相配合”的管理模式。

中心掛靠于“資源與環境工程學院”,面向全校服務。中心實行主任負責制,中心教育教學資源統籌調配,充分利用。中心工作人員實行崗位職責制,實驗教師負責所承擔課程的教學與教學改革任務,實驗技術人員負責所在實驗室的實驗教學輔助工作，并完成實驗室的日常維護與管理。

為適應實驗教學改革的需要,中心打破傳統的單一、分散、封閉式的實驗室管理模式,實驗室工作人員集中于實驗中心統一辦公、統一管理。中心提倡實驗室負責人及實驗教師一專多能、全面發展,在做好本職工作的同時做好兼職工作。

4.2 環境建設

為了最大限度地滿足學生實驗及科研需要,中心建立了實驗教學中心網站,并逐步完善相應的數據庫和中心網絡管理平臺,其中實驗教學預約管理系統、網上選課系統、考勤管理系統等實現了全天開放,實驗中心管理人員根據預約實驗教案及科研要求開放相關實驗室并進行相應的管理和設備維護。中心日常管理,如人員、財務、設備(含低值)、耗材、共享儀器預約登記等已實現網絡化。

圖3 礦業工程實驗教學示范中心管理體制

中心所有實驗室都進行過全面改造裝修并安裝了紅外監控系統,在一樓設有監控中心并聘請了專業物業公司進行24 h不間斷監控。

為加強安全管理,中心采取了以下措施:

(1) 參照國家和學校有關標準專門制定了“礦業工程實驗教學示范中心安全管理條例”,組織教師、學生認真學習,要求所有學生在理解條例后方可進入實驗室學習和工作。

(2) 每個實驗室設有安全責任人,安全設施齊全,中心在節假日前例行安全檢查并派專人值班,定期組織安全知識講座,同時網上教學資源有專人維護和管理。

(3) 實驗室通風、照明等各項指標達到設計規定標準,水、電、氣管道布局安全規范,門窗玻璃、門鎖完整無缺,無墻面脫落及污損,實驗臺、凳統一,儀器擺放整齊美觀。

5 建設成果

經過持續不斷的建設與實踐,目前中心已經形成了“以礦業工程學科和重點實驗室為依托,提倡實驗教學與科研相結合,全面注重能力和綜合素質培養”的鮮明特色,學生創新成果顯著。在近3年舉辦的“全國高等學校采礦工程專業學生實踐作品大賽”“全國高等學校安全工程專業學生實踐作品大賽”中,我校采礦、安全工程專業學生共獲一等獎15項、二等獎18項、三等獎28項,獲獎等級和數量位列全國礦業類高校首位,在“挑戰杯”全國大學生創業計劃大賽、全國大學生三維數字化創新設計大賽、周培源力學設計大賽、歷屆“高教杯”全國大學生先進圖形技能與創新大賽等各種活動中,共獲得國家級獎項50項、省級獎項15項。近3年本科生公開發表論文20余篇,有6篇畢業論文獲得省優秀學士論文。

6 結語

礦業工程實驗教學示范中心是依托我校傳統優勢學科而建立的現代化實驗教學中心,根據學校青島校區建設發展規劃和專業發展需要,中心將努力建立一支高水準的師資隊伍,逐步完善實踐教學體系、改善管理體制、優化教學環境,將礦業工程實驗教學中心建設成礦業特色鮮明、國內具有引領和輻射作用的創新人才培養的實驗教學示范中心。

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