國際一流安全工程人才實踐創新能力培養的探索與實踐

秦波濤　時國慶　王亮　裴曉東　王凱

摘要：安全是社會和企業的重大需求。中國礦業大學安全工程專業近年來圍繞國家對安全工程人才的重大需求，積極探索安全工程人才實踐創新能力培養的模式和機制，構建了專業化、層次化的實驗教學體系，形成了國際化、實戰化、模塊化的實踐教學模式，進一步提高學生的實踐創新能力和工程素質，取得了豐碩的成果。

關鍵詞：實踐教學；實驗教學；工程創新能力；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）32-0164-03

中國礦業大學安全工程托于國家一級學科“安全科學與工程”，為“國家特色專業建設點”，“江蘇省重點建設專業”。2012年在教育部一級學科評估中排名第一，并成為我校進入國家雙一流學科平臺建設的兩個學科之一。為適應新工科背景下，行業、社會和國家對創新能力強、實踐能力高的人才需求，積極探索實踐教學環節的機制和模式，形成了“多層次、專業化、模塊化、實戰化和國際化”的實驗實踐教學新模式，學生的工程實踐創新能力顯著提升，取得了較好的教學效果。

一、突出工程實踐特色的人才培養目標及培養方案

安全工程專業制定了“培養德智體美全面發展，寬基礎、強能力、高素質的具有歷史使命感、社會責任心，富有工程素養和工程實踐能力，秉承‘好學力行、求是創新精神，掌握安全科學、技術與管理的基礎理論和方法，能從事安全系統設計、安全工程施工、安全工程檢測、安全技術咨詢與評估、安全教育與培訓、安全監督與檢查的工程技術人員，以及具備安全科學研究潛質、能為國家富強、社會進步做出貢獻并具有國際視野的一流人才”的培養目標[1]。其中，“工程素養”、“工程實踐能力”是衡量培養是否達標的重要指標，國際化視野是我們專業的培養內涵。為此，在課程體系設置時，安全工程專業大幅提升了實踐課程比例。本科生所修的總學分為132分，其中實驗、實踐課程的學分總數達57學分，實踐課程學分數占40%，比重相當大。為了做好實踐教學環節，我專業充分利用國際國內教學資源、依托校外工程實踐和校內實驗平臺，探索了豐富的實踐實驗教學模式，并進行了卓有成效的實踐，取得了較好的教學效果。

二、專業化層次化的實驗教學體系

實驗教學旨在培養學生掌握基本的實驗技能和科學研究方法，是培養學生創新能力、獨立工作能力和實踐能力的主要途徑之一[2，3]。我專業從提升實驗設備、實驗教師的專業化程度入手，構建了多層次專業化的實驗教學模式，以滿足工程實踐創新型人才培養的需求。

（一）設施先進，裝備專業的實驗平臺建設

實驗設備是否充足，實驗裝置先進與否直接影響實驗教學的效果。托各級科研平臺和實驗中心，打造了專業化的實驗教學平臺。主要途徑主要有以下幾個，一是學校、學院加大資金投資購置先進的教學實驗儀器，近三年來各級總投入資金達到1450萬元用于新增教學實驗設備和維護老設備。二是依靠各級科研平臺，充實本科生實驗教學。安全學院是一個研究型學院，安全工程專業入選國家雙一流學科建設，學院擁有煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，瓦斯與火教育部重點實驗室，地下城市空間江蘇省重點實驗室等多個省部級以上實驗平臺，這些平臺全都面向本科生開放，以滿足學生研究型、科研拓展型實驗需求；同時，科研反哺教學，科研研制的儀器設備也被用到本科實驗教學中，如研制的煤自燃傾向性測試儀、除塵器、瓦斯突出模擬裝置均被應用到本科實驗教學中去，這些儀器量身定做，專業性強，實驗教學效果得到學生的一直好評。與此同時，我院積極引入虛擬實驗教學平臺，成功解決了安全工程專業實驗危險性高和場景難在實驗室靠實體設備難以再現的難題。如近年來引進了礦井通風機參數虛擬測試平臺，煤巷防突虛擬實驗平臺等。

（二）層次化的驗設置

依托各級實驗教學平臺，安全工程專業建立了包含“基礎實驗、選修型實驗、研究型實驗、科研拓展型實驗”的多層次創新型實驗教學新體系。

基礎實驗主要面向低年級的全體本科生，實驗設置與教材相匹配。實驗的目的主要是課程學習過程中，為便于學生掌握和理解知識點而設置的實驗，這一類實驗主要是對理論的驗證，要求學生掌握最基礎的實驗方法、基本操作和實驗技能，培養學生最基本的實驗素養和能力，即基本功訓練，這些實驗為選修型等實驗奠定基礎；選修型實驗主要針對高年級本科生，學生可以依據個人興趣在實驗中進行選擇；這類實驗往往以基礎型實驗為基礎，是開展研究型實驗奠定基礎；研究實驗在基礎實驗、選修實驗的基礎上開設，是以培養學生獨立設計、自主研究能力和創新能力為目的的開放性實驗。研究創新實驗的選題多來自大學生創新項目以及工業生產中的實際問題等，強調實驗內容的自主性、實驗結果的未知性、實驗方法和手段的探索性；科研拓展型實驗的選題主要來自于教師的科研項目，實驗的展開主要依托專業教師的最新科研成果，利用科研實驗室，鼓勵有能力的教師將一些最新的學科前沿內容，通過科研拓展型實驗傳授給學生，尤其是本科學生，提升學生的實踐創新能力，鍛煉學生的科研素養。

從性質上來講，基礎實驗是本科生的必修實驗課程，選修型實驗是學生根據個人興趣進行選擇的實踐能力鍛煉型實驗，而研究型實驗和科研拓展型實驗則是學生的創新能力、實踐能力的拓展。

（三）專業實驗獨立成課

傳統的實驗教學重講授輕實踐、重分析輕綜合、重基本操作訓練輕工程能力培養。實驗目的多是為驗證理論的正確性或真實性，或僅僅是演示理論所反映的事實真相或所闡述的事物變化過程，作為理解、掌握和提高理論知識的驗證和旁證手段，以演示性、驗證性實驗為主，缺少或幾乎沒有結合工程實踐和業務實際的綜合性、設計性實驗。實驗課時只占課程總學時一小部分，成績主要依據學生平時態度和報告質量評定，大部分僅作理論課成績參考，不占學分[4，5]。這種實驗教學模式很難滿足創新實踐人才的培養需求，為解決這一問題，我們積極探索專業實驗獨立設課。分別在《礦井通風與空氣調節》《安全監測監控》《礦井火災防治》《礦井瓦斯防治》等課程的專業實驗獨立設課的研究與探索，整合出一批獨立的專業實驗課程。這些課程緊跟學科領域內理論和先進技術的發展，通過課程和內容集成形成獨立的實驗課程。實驗教學環節獨立設置、單獨考核、單獨計算學分的辦法，改變了過去實驗教學依附于理論教學的模式，改變了實驗成績由理論課教師計入平時成績而隨意性較大的弊端，提高了實驗教學質量。

三、多元化的實踐教學體系

（一）實踐教學實戰化

2012年，2014年我專業聯合徐州礦業集團和兗州礦業集團打造了國家級的工程實踐教育中心，實現了學生認識實習、生產實習的集中化管理，結束了先前分散實習時效果難以保障的局面。依托實踐教育中心的優質工程實踐資源，我專業聘任實踐經驗豐富的現場技術人員實現了對學生的現場授課，圍繞工程問題，學生和現場指導教師展開現場研討，對于一些主要生產環節學生還有機會實施現場操練，整個實習過程實現了從現場授課、現場研討到現場操練的實戰化教學，學生帶的工程實踐能力得到顯著提升。

（二）實踐教學的模塊化

針對礦業安全領域重大主要安全問題需求，構建了模塊化的實踐教學環節，主要包含采煤模塊、通風模塊、瓦斯防治模塊、火災防治模塊和安全監測監控等幾個主要模塊。其中，采煤模塊主要是針對煤礦采掘系統，包含掘進面和采煤面實踐兩方面的內容；該模塊主要包含：采掘平面圖識圖，綜采（放）工作面和綜掘工作面參觀，綜掘區隊班前會，掘進機實操、采煤機實操和移架實操等；通風模塊主要包含主要通風機房參觀、通風系統識圖、風筒接邊實操、密（板）閉施工實操演練等實踐環節；防火模塊主要包含灌漿站參觀、注氮機房參觀，灌漿系統識圖，防滅火方案研討等環節；瓦斯防治模塊主要包含瓦斯抽放泵站參觀、瓦斯地質圖識圖、瓦斯抽采設計、防突措施研討等環節；安全監測監控模塊主要包含監控主站參觀、監控儀器儀表實操、監控系統設計研討等實踐環節。針對上述環節在實踐過程中，實習學生以8人/組的形式輪換進行，保證每個同學有研討發言和實操的機會，實踐模塊化提升了實習教學的專業性，有助于工程實踐和創新能力的培養。

（三）實踐教學國際化

安全工程專業以培養具有國際一流礦業安全人才為目標，特別注重學生國際交流能力，實踐能力和國際視野培養。中國礦業大學和西弗吉尼亞大學、肯塔基大學共建有實習基地。2016年、2017年專業在個人申報、擇優錄取的基礎上選拔資助20名學生參加了美國肯塔基大學的暑期實踐交流。先后聘請美國著名礦業工程專業教授講授了《美國礦山安全》《通風除塵》等課程；參觀了美國知名的礦山企業，在礦山井下開展工程技術學習交流；訪問了列克星敦消防研究所，進行了救援設備的實操演練，了解了美國礦業和火災應急救援領域的現狀；參觀了知名礦業類大學和科研中心的實驗室，了解了美國礦山領域研究熱點與研究前沿；

通過2批次的海外實習教學探索，安全工程專業逐步固定了這一實踐教學模式，形成從實習學生選拔、到實習活動組織、實習日程安排等一系列的規章制度。以后每年安全工程專業都會選拔一定比例的優秀學生參加國際暑期實習活動，不斷優化活動組織，使這一暑期實踐教學活動在學生國際視野提升方面充分發揮作用。

四、實踐教學成果

通過專業化、層次化的實驗教學和實戰化、模塊化、國際化的實踐教學模式探索與實踐，學生的工程實踐能力得到了顯著提升。近三年取得了豐碩的成果。首先，通過實驗、實踐教學模式的探索，建成了豐富的實驗實踐教學資源，如教學實驗室評為江蘇省示范實驗教學中心，建成了國家級工程實踐教育中心2個；實驗教學師資隊伍專業化程度進一步提高，專門的實驗授課教師達10余人，聘任承擔實踐教學任務的企業導師近30名；學生的工程實踐和創新能力得到顯著的提高，近三年學生新獲得國家級大學生創業創新計劃項目6項；在各類大學生實踐創新活動中獲得多項獎勵，如僅2017年，我們就獲得全國安全科學與工程大學生實踐與創新作品大賽一等獎1項，三等獎1項。第十五屆“挑戰杯”全國大學生課外科技作品競賽和創業計劃大賽一等獎1項，二等獎1項；最令人欣慰的是，用人單位對學生培養質量的反饋表明，我專業畢業生“責任心強”，“綜合素質高”“實踐動手能力強”，這是企業對我專業學生的工程實踐能力進行了充分的肯定。

五、總結

1.安全工程專業制定了突出工程實踐能力培養為特色的人才培養目標，制定了對應的培養方案，實踐課程設置的比重大，實踐教學具有重要地位。

2.積極探索了層次化、專業化的實驗教學。依托國家級和江蘇省實驗教學示范中心，依靠專業化的實驗裝備，探索實施了專業實驗獨立成課的嘗試，實驗教學無論是在師資還是裝備方面實現了專業化；為滿足學生培養的個性化需求，實施了“基礎實驗、選修型實驗、研究型實驗、科研拓展型實驗”的層次化的實驗教學模式。

3.實現了多元化的實踐教學。依托2個國家級工程實踐教育中心，發揮企業工程資源優勢實現了實習實踐教學的集中化專業化管理，圍繞礦業安全領域需求，實施了“采煤、通風、火災防治、瓦斯防治、監測監控”等模塊化的實踐教學，實現了“現場授課、現場研討、現場操練”的實戰化教學；依托中國礦業大學—肯塔基大學共建實習基地，實現了實習實踐教學的國際化，拓展了學生國際視野。

4.專業化、層次化實驗教學模式和多元化實踐教學模式的探索與實踐顯著提升了安全工程專業學生的實踐創新能力，取得了豐富的教學成果，畢業生的工程實踐能力得到了用人單位好評。

參考文獻：

[1]劉貞堂.強化實踐創新能力培養的安全工程專業實踐教學體系研究[J].高教學刊，2017，（2）：15-17.

[2]沈為民.獨立設課的專業實驗組織教學研究與實踐[J].實驗室科學，2012，15（2）：144-147.

[3]何曉燕.本科化學專業實驗教學模式的改革與實踐[J].化學教育，2016，37（16）：27-30.

[4]張忠福.建立以能力培養為中心的實踐教學體系[J].實驗技術與管理，2011，（2）：11-14.

[5]劉幽燕，覃益民，童張法，等.生物化工專業實驗獨立設課教學體系的構建與實踐[J].化工高等教育，2008，（1）：39-41.