依托實驗教學示范中心培養礦物加工工程創新人才

謝廣元, 趙躍民, 彭耀麗, 沙 杰, 尹文萱

(1. 中國礦業大學 煤炭潔凈加工與高效轉化國家級實驗教學示范中心, 江蘇 徐州 221116；2. 中國礦業大學 化工學院, 江蘇 徐州 221116)

自2005年教育部、財政部啟動國家級實驗教學示范中心建設項目以來[1],全國各高校陸續根據各自學科特色展開國家級實驗教學示范中心的建設工作[2-8]。1998年,中國礦業大學通過礦物加工工程專業(原煤炭部重點實驗室)、化學實驗教學江蘇省示范中心及化工實驗教學江蘇省示范中心等整合組建煤炭潔凈加工與高效轉化實驗教學示范中心(以下簡稱“中心”),經過多年的建設與發展,2012年被評為國家級實驗教學示范中心(建設單位)[9]。中心充分發揮礦物加工學科優勢,進一步整合教學科研資源,大力營造有利于學生創新能力培養的優良實驗環境和創新氛圍。 2015年以來,連續三年的年度報告受到教育部高等學校實驗教學指導委員會領導、專家的充分肯定。2017年底,根據教育部高教司的要求,我校成立國家級實驗教學示范中心指導委員會,在首屆煤炭潔凈加工與高效轉化實驗教學示范中心指導委員會會上,介紹了依托國家級實驗教學示范中心培養礦物加工工程創新人才的工作和成果,得到與會專家的肯定和好評。

1 實驗中心的現狀

1998年,我校通過組建煤炭潔凈加工和高效轉化實驗教學中心,每年面向全校19個專業7 615名學生開設基礎課程、專業基礎課程和相關專業實驗課程。目前,中心實驗用房面積為4 689 m2,年均實驗人時數6.7萬左右。在中心建設期間,獲得教育部示范中心專項經費、修購專項和學校配套等建設經費1 195萬元,新增實驗設備201臺套,年均新增固定資產900萬元。中心注重“重基礎、彰特色、強創新”的人才培養需要,以提高實驗教學質量、促進學生能力發展為核心,構建了“基礎厚重、特色創新、工程實踐”多層次立體化的實踐教學體系,建立了服務于全校學生的基礎、專業基礎和創新實踐等三大實驗教學平臺。通過“‘十二五’質量工程”建設項目,并以學生實踐能力和創新能力培養為核心目標,全面推進中心的內涵建設。經過多年的建設與發展,2012年被評為國家級實驗教學示范中心(建設單位)。

2 實驗教學理念與改革思路

適應新時期國家能源革命戰略和煤炭能源人才需求, 中心教學以煤炭潔凈加工和高效轉化實現節能減排為主線,以礦物加工工程國家重點學科和化學工程與技術江蘇優勢學科平臺為依托,以雙一流學科為平臺,注重學科交叉,以人才培養為目標,確立以學生為主體、教師為主導、能力培養、素質提高、個性化多元發展和引導、協調發展的教學理念[10-11],實現學科資源高效整合、科研與教學緊密結合、理論和實驗課程與國家工程實踐中心的實踐教育有機結合,創建有利于培養學生實踐能力和創新能力的實驗教學新體系,強化討論式、個性化和開放性等多元化的教學方法與手段,健全和完善實驗中心管理體制, 實驗教學實現高效運行,為我國煤炭工業的戰略需求培養高素質和創新研究型人才。

3 依托實驗教學示范中心開展創新人才培養

3.1 整合學科優勢資源,搭建多層次創新能力培養新體系和平臺

以承擔的“十二五”國家級實驗教學示范中心建設為契機,利用礦物加工工程雙一流學科資源及教師科研成果轉化為實驗教學內容,搭建了“創新思維建立”“創新場景營造”“創新方法獲取”“創新能力培養”4個創新能力培養平臺,為學生開展基礎理論實驗、規范操作實驗、單元設計性實驗、綜合性科研創新實驗提供創新場所[10,12]。經過多年的建設與實踐,形成了如圖1所示的“四平臺、三層次”創新能力培養新體系。

圖1 “四平臺、三層次”創新能力培養新體系

堅持“學而優則用、學而優則創”的中國礦業大學辦學理念,并將其貫徹和滲透到本科教學改革實踐中。“礦物加工實驗研究方法”及“專題實驗”是礦物加工工程專業的核心課程,將礦物加工雙一流學科優勢資源和教師多年的科研成果轉化為相關實驗項目內容,使本科學生在實驗教學環節上感受優勢學科的科研成果,為后續專業學習打下良好的基礎；在強化學生工程訓練、提高學生組織管理以及研究創新能力方面,取得了很好的效果[13]。開展學科資源和科研成果轉化專題實驗,邀請具備科研成果轉化經驗的教師擔任指導教師,以學生為主體,教師結合科研項目的實際應用啟發引導學生,從方案設計、實施策劃、設備操作、實驗結果分析等實驗環節,到形成研究報告進行規范、系統訓練,充分發揮學生的主動性,培養學生科學素養,提高其創新能力。

目前礦物加工雙一流學科已建成半工業性實驗研究系統,該系統達到國內領先水平。設計了7組科研成果轉化專題實驗,強化學生的動手能力,解決工業實踐中可能碰到的實際問題,深受學生歡迎。上述訓練強化了學生專業知識應用能力、提升了學生組織協調能力,培養了學生的科學態度,塑造了團結協作精神。

3.2 建設高水平的實驗教學師資隊伍,支撐創新型人才培養

我校實施人才強校戰略,把加強師資隊伍建設作為學校工作的重中之重,堅持穩定與引進并重,培養和使用并舉的原則,采取有效措施,切實加強師資隊伍建設。2016年,我校投入專項經費5 000 萬元,用于教師(含實驗教師)培養提高、高層次人才引進以及學術團隊建設。中心實行“四結合”的師資隊伍建設模式,即教學與科研相結合、理論教學與實驗教學相結合、中心建設與學科相結合和中心建設與實踐實習基地建設相結合；以政策為引導,激勵高水平教師積極投入實驗教學,參與高水平實驗教改項目,邀請企業實踐基地兼職教師參與制定教學大綱和實驗教學；青年教師的教學與科研并重,通過參與教學改革、承擔教學和科研課題等,提升教學和科研能力；通過多方深入考察邀請一流高端人才加入師資隊伍,選拔有發展潛力的青年教師到國際一流大學深造、師從一流大師、接受一流培養,不斷提升師資學歷結構和能力水平。2016年,中心教師有 2 人晉升教授、4 人晉升副高職,新引進具有博士學位的青年教師 5 人,8名骨干教師到美國、英國等一流高校研修學習或進行學術交流。高水平的實驗教學師資隊伍有力地支撐了礦業加工創新型人才培養。

3.3 實施大學生科技訓練計劃,開展第二課堂活動

充分利用國家級、省級、校級“大學生科研訓練計劃”項目,大力開展本科生參與科研的第二課堂活動,鼓勵學生切實進行創造性的專業工作。所有大學生創新項目的負責人均為本科學生,其指導教師均具有相關科研項目,這些項目為學生提供了獨立研究、獨立動手所需要的基礎。

充分調動學生自主學習的責任心和積極性,積極創造各種機會鼓勵學生參加教學改革和科研訓練,形成學以致用、創新爭先的觀念和風氣。近三年,學生申請獲批實施的“大學生科研訓練計劃”項目 27項,其中國家級、省級及校級分別為4 項、2項及 21項；參與指導大學生科技訓練計劃的礦物加工專業教師達到 27人次,參加科技訓練計劃的在校生達到 108人。

中心每年開展20項以上的創新訓練計劃項目。礦物加工工程專業2015年卓越班科研訓練計劃及2017年大學生科研創新訓練項目如表1、表2所示。

表1 礦物加工工程專業2015年卓越班科研訓練項目

表1(續)

表2 礦物加工工程專業2017年大學生科研創新訓練項目

表2(續)

3.4 中心全面開放管理,為學生創新能力培養提供體制機制保障

依托“國家級煤炭潔凈加工與高效轉化示范中心”及中國礦業大學“煤炭潔凈利用及高效轉化實踐創新基地”和“化學工程與工藝實踐創新基地”等的創新平臺,利用實驗室門禁系統實現全天候開放的大學生實踐創新基地,引導學生積極開展科技創新實踐活動,參加國家級、省級、校級等大學生創新創業項目、教師的科研項目、創新開放性實驗等；積極吸引研究生在基地實驗室值班,協助教師指導本科生；貫穿大學4年,引導學生積極參加國家級、省級 “挑戰杯”“全國礦物加工大學生科技作品大賽”“化學化工實驗競賽”“化工競賽創新設計競賽”“過程裝備與控制”等各類學科競賽活動,從而培養和提升了學生的創新精神和實踐能力。

3.5 加強信息化硬件基礎建設,提供優質的創新能力培養網絡教學環境

中心網絡實驗教學平臺包含中心概況、實驗教學、教學改革、教學資源、設備環境、體制管理、創新園地、管理系統、安全管理、藥品采購和分析公共平臺等,內容涵蓋了課程大綱、教學課件、視頻案例、網絡課程、虛擬實驗等豐富的網絡教學資源,為學生和教師提供有效的實驗網絡學習環境和有效的網絡教學環境[14]。

2016年,全面更新了中心網站系統,改造升級了網絡設施,全面提升了中心網絡的性能,為信息化建設打下了良好的硬件基礎。將研發的多媒體實驗教學課件、教學和實驗教學網站、實驗教學管理系統、精品課程教學網站、創新基地網絡平臺、實驗中心藥品采購管理系統和實驗中心分析儀器公共平臺系統等資源融合,形成了中心實驗教學信息化綜合網絡教學平臺。中心網站配置有高性能服務器,支撐數據庫、應用服務和系統運行管理,集實驗教學、實驗教學管理、課程建設于一體,對學生實踐能力和創新能力的培養起到了強有力的支撐作用。

3.6 開展多層次創新體驗,獲取創新成果

全面開放實驗教學示范中心,通過實施導師制和第二課堂大學生科研訓練計劃,使學生經歷“創新意識形成”“創新實踐開展”及“創新成果獲取”三個層次的創新體驗(見圖2)。

圖2 創新人才通過創新實踐獲取創新成果和能力提升途徑

近幾年在校大學生獲批了20項省部級以上大學生實踐創新項目；獲得6項省級優秀畢業設計與論文；獲挑戰杯及省部級以上各類大賽獎勵26項,學生第一作者發表SCI論文19篇,獲授權實用新型專利22項,參與授權發明專利4項,學生創新能力顯著加強,解決了大學生創新意識差、創新能力不強的瓶頸問題。

4 結語

中心在創新人才培養等方面取得了豐碩成果,為煤炭工業和地方建設培養了一大批高質量的優秀人才。對2013屆—2017屆679名中的564名本科畢業生問卷調查(占畢業生總人數的83.06%)表明,學生對礦物加工創新人才培養質量的滿意度達到97.34%；畢業生工程實踐能力、創新能力獲得用人單位的高度認可,成為國內大型煤炭集團的招聘首選,畢業生一次就業率連續5年達到99%以上；學生基礎扎實、就業面寬,近5年在國內外名校和科研機構深造升學率為31.71%；行業外就業率達到23.77%；畢業生進入國際知名跨國礦業公司就業率為15%,國際競爭力明顯增強。