“新工科”背景下礦物加工專業(yè)人才培養(yǎng)的幾點思考

余洪　何東升　張漢泉　謝蕾　李洪強

[摘 要]自“新工科”建設(shè)提出以來，得到了國內(nèi)高校的高度重視，各工科專業(yè)針對“新工科”內(nèi)涵建設(shè)在培養(yǎng)模式方面進行了積極探索。課題組結(jié)合傳統(tǒng)工科專業(yè)礦物加工的發(fā)展歷程，分析了礦物加工“培養(yǎng)理念陳舊、模式單一，課程設(shè)置單一，教學設(shè)施平臺單一”等特點，同時針對專業(yè)本身面臨著“資源復雜化、工程技術(shù)自動化、就業(yè)方向多樣化”的趨勢，提出了“新工科”建設(shè)背景下，樹立“新工科”理念、課程設(shè)置改革、產(chǎn)學研相結(jié)合、條件制度保障相結(jié)合的新培養(yǎng)模式。

[關(guān)鍵詞]礦物加工;新工科;培養(yǎng)模式

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）04-0146-03

礦物加工工程專業(yè)，即原來所稱的選礦專業(yè)，是專門研究將有用礦物和脈石礦物分離的學科，常根據(jù)不同礦物之間的物理化學性質(zhì)，采用重選、磁選和浮選等方法，將低品位的原礦初步富集為品位較高、適合后續(xù)冶煉的富礦。該專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展為國家的建設(shè)和發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。

礦物加工工程（下文簡稱礦物加工）專業(yè)是一個傳統(tǒng)而古老、艱苦的工科專業(yè)，經(jīng)過多年的發(fā)展，全國現(xiàn)開設(shè)礦物加工專業(yè)的本科高校僅30余所，與當下設(shè)置有經(jīng)濟金融、計算機等專業(yè)高校數(shù)量不可相提并論。每年培養(yǎng)選礦本科畢業(yè)生不過3000人，而我國礦業(yè)上市公司已逾180家，中小礦業(yè)企業(yè)成百上千家，每年選礦工程人才需求上萬計[1]。但近年來，由于國家政策、經(jīng)濟形勢以及專業(yè)本身發(fā)展趨勢的變化，對礦物加工專業(yè)等傳統(tǒng)艱苦專業(yè)的招生、就業(yè)均產(chǎn)生了不利影響，導致礦物加工技術(shù)人才發(fā)生了流失。

例如我校礦物加工專業(yè)自建校以來就得到了設(shè)置，它是我國唯一以培養(yǎng)化工礦物加工人才為目標的專業(yè)，先后被確定為原化工部高等學校首批重點學科，湖北省重點學科，2003年獲得省免評碩士點授予權(quán)，2010年獲批礦業(yè)工程一級學科碩士點，2012年2月被批準為教育部“卓越工程師計劃”試點專業(yè)。多年來本專業(yè)本科就業(yè)率一直高達95%以上，其中中國500強企業(yè)就業(yè)率超過70%，就業(yè)行業(yè)涉及黑色、有色、磷化工、金屬材料及鋼鐵冶煉，就業(yè)企業(yè)有寶武集團、甕福集團、紫金礦業(yè)等大中型國有企業(yè)。但是，近年來學生招生人數(shù)卻呈現(xiàn)出下滑的趨勢，導致部分企業(yè)到校招聘時出現(xiàn)無人可招，無人可用的局面。

隨著國家正在實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“一帶一路”等一系列重大戰(zhàn)略布局，為響應(yīng)國家戰(zhàn)略需求，支撐服務(wù)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢，提出了高?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)[2-4]。為了響應(yīng)國家政策，提振礦物加工傳統(tǒng)艱苦專業(yè)的發(fā)展，需積極探索“新工科”背景下礦物加工專業(yè)新型的人才培養(yǎng)模式。

一、礦物加工專業(yè)培養(yǎng)模式特點及發(fā)展趨勢

（一）礦物加工專業(yè)培養(yǎng)模式特點

1.理念陳舊，模式單一

礦物加工專業(yè)開辦至今，經(jīng)歷了國家統(tǒng)招包分配的模式，再到國家經(jīng)濟的改革開放時期，招生就業(yè)分開進行，就業(yè)實行市場化行為。雖然礦物加工專業(yè)經(jīng)過了幾次專業(yè)調(diào)整，名稱從最初的“選礦工程”變?yōu)椤暗V物加工工程”，但是傳統(tǒng)的蘇聯(lián)式培養(yǎng)模式及理念仍存在于現(xiàn)在的培養(yǎng)過程中，模式單一。例如，傳統(tǒng)的有色金屬院校主要教授有色行業(yè)的礦物加工專業(yè)知識，原化工行業(yè)所屬高校培養(yǎng)的礦物加工人才多數(shù)只能從事化工礦物加工，原煤炭院校培養(yǎng)的人才主要就業(yè)于煤炭行業(yè)等。而現(xiàn)今國家經(jīng)濟、科學技術(shù)不斷發(fā)展，資源的綜合利用可能同時涉及有色金屬利用、非金屬資源開發(fā)、礦物材料的無害化處理等行業(yè)。因此，傳統(tǒng)的單一培養(yǎng)模式已不能適應(yīng)當前經(jīng)濟的發(fā)展。

2.課程設(shè)置單一

礦物加工現(xiàn)行的課程設(shè)置主要有碎磨課程、礦物分選與分離課程、選礦廠設(shè)計等主干課程。課程變化主要將原來的重選、磁電選、浮選等課程合并為礦物分選與分離課程，這些課程教授的主要內(nèi)容變化不大，課程設(shè)置單一。雖然設(shè)置了礦業(yè)經(jīng)濟學、環(huán)境保護概論、礦物材料等相關(guān)課程，但這些課程教學內(nèi)容比較簡單，與礦物加工專業(yè)關(guān)聯(lián)度低、實踐教學基本為零，使得學生對這些“非主干專業(yè)課”置之不理，基本上不受學生重視，與時下經(jīng)濟、環(huán)境類專業(yè)在招生時較受學生歡迎程度形成鮮明對比。因此，在“新工科”背景下，這些課程的內(nèi)容已經(jīng)遠不能滿足現(xiàn)如今經(jīng)濟、科技的發(fā)展要求。

3.教學設(shè)施平臺單一

由于礦物加工專業(yè)近年來招生人數(shù)下降，教育教學設(shè)施投資嚴重不足。專業(yè)建設(shè)以來，理論教學設(shè)施從最初的黑板板書到現(xiàn)在的多媒體的運用、慕課平臺的開放、視頻課程的錄制及分享、翻轉(zhuǎn)課堂的運用等多種教學方法及手段，可以說，理論教學設(shè)施及平臺得到了較大發(fā)展，但實踐教學設(shè)備及平臺的發(fā)展與之截然相反。

礦物加工的實踐教學主要集中于選礦廠課程設(shè)計、重磁浮專業(yè)實驗、三大類實習等，與傳統(tǒng)的實踐教學相比沒有多大改進。而與當下經(jīng)濟、科學技術(shù)發(fā)展相關(guān)的礦業(yè)經(jīng)濟核算、礦物材料實驗、常用礦物分析設(shè)備操作實踐、環(huán)境保護類實踐等課程開設(shè)較少，或者開設(shè)實踐課程訓練強度不夠。并且，相關(guān)的礦物加工設(shè)備老化嚴重，一些設(shè)備已經(jīng)在生成上不再應(yīng)用，設(shè)備投入較少，新技術(shù)新設(shè)備更新不足。這些原因使得學生在實踐操作環(huán)節(jié)不能及時掌握先進的礦物加工設(shè)備操作技術(shù)，跟不上知識體系的更新。

（二）礦物加工專業(yè)的發(fā)展趨勢

1.處理資源的復雜化

19世紀初，礦物加工隸屬于采礦或冶金學科，經(jīng)過長時間的發(fā)展，采礦技術(shù)與冶煉技術(shù)愈加成熟，對礦物的分離提出了更加嚴格的要求，于是從前述兩個學科中獨立出來形成了選礦專業(yè)。從專業(yè)名稱可以看出，選礦專業(yè)主要針對的資源是礦石產(chǎn)品，進行簡單的選別后將貧礦變成富礦用于后續(xù)冶金工業(yè)。到了20世紀90年代，通過專業(yè)的調(diào)整，選礦專業(yè)改稱為礦物加工工程專業(yè)，此時處理的資源主要仍為礦物產(chǎn)品，礦物加工專業(yè)處理的對象也發(fā)生了如下變化：

其一，隨著資源的開采，高品位的易選礦石逐漸減少，使得礦物加工面臨著資源品位越來越貧乏，礦石的組成越來越復雜的現(xiàn)實狀況，有用礦物間的嵌布關(guān)系復雜，采用傳統(tǒng)單一的選礦技術(shù)已經(jīng)難以將有用礦物與脈石礦物分離。

其二，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展、傳統(tǒng)資源的消耗，二次資源逐漸成為礦物加工處理的主要對象。二次資源的來源比較廣泛，包括前期選礦遺留的高品位尾礦、廢棄的電子生活垃圾、報廢的家電產(chǎn)品、汽車產(chǎn)品等，均成為礦物加工處理的對象。

其三，礦物加工服務(wù)對象也發(fā)生了變化，除了分離有用礦物外，還用來處理固體廢棄物、廢水和廢氣等三廢產(chǎn)品。礦物加工處理對象的復雜化，使得該專業(yè)的發(fā)展面臨著新的趨勢和方向。

2.礦物加工技術(shù)的智能化

礦物加工處理資源變得貧、細、雜，傳統(tǒng)的選礦技術(shù)已經(jīng)很難高效分離出目的礦物與脈石礦物，對選礦的工藝流程和設(shè)備提出了新的要求。目前，生產(chǎn)上的選礦設(shè)備變得大型化，工藝流程復雜化，操作過程精準化。因此，原來需要人為的操作和控制技術(shù)難以滿足礦物分離的精深加工、精準分離與富集。

在國家提出“智能制造”戰(zhàn)略的大背景下，從傳統(tǒng)的人工控制到自動化和智能化控制，可大大提高選礦效率和選礦精礦指標的控制。但是，目前礦物加工專業(yè)人才的培養(yǎng)模式中，涉及自動化的理論和實踐課程仍然不足，在行業(yè)中往往存在懂自動化的工程人才不懂選礦規(guī)律，懂選礦規(guī)律的人才不能從事開發(fā)設(shè)計選礦工藝流程和設(shè)備的自動控制，導致專業(yè)之間跨度較大，存在難以逾越的鴻溝，從而影響了礦物加工專業(yè)的縱深發(fā)展。

3.就業(yè)方向的多樣化

傳統(tǒng)礦業(yè)優(yōu)勢隨著國內(nèi)資源的逐漸耗竭而變得不復存在。礦物加工專業(yè)畢業(yè)生從事的礦山選廠工作、礦業(yè)工程研究院所從事的研究和設(shè)計工作、環(huán)境工程領(lǐng)域廢水處理等傳統(tǒng)就業(yè)領(lǐng)域正變得越來越困難。

隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略、生態(tài)文明建設(shè)等路線的制定[5]，礦物加工畢業(yè)生就業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了新的變化，這些新興就業(yè)領(lǐng)域有：國際礦業(yè)投資與咨詢、礦業(yè)工程自動化、電子垃圾廢棄物等二次資源回收利用等。新興的就業(yè)領(lǐng)域?qū)ΦV物加工專業(yè)的畢業(yè)生提出了新的能力和素質(zhì)要求。

二、礦物加工“新工科”人才培養(yǎng)思考

（一）樹立“新工科”理念

葉民[6]等指出，“新工科”不是對舊有問題的同義反復，不是簡單的概念創(chuàng)新，不是應(yīng)對時代發(fā)展和環(huán)境變化的填詞造句，也不是技術(shù)更新后的內(nèi)容重置?！靶鹿た啤敝?，應(yīng)該是工程教育對工程活動“新業(yè)態(tài)”的全面回應(yīng)，應(yīng)該是面向未來的、切實可行的落實路徑和創(chuàng)新舉措。我們認為，“新工科”之新主要體現(xiàn)在新理念、新課程體系和新管理體制三個方面。

“新工科”教育的成敗與教師對新理念的理解存在很大關(guān)系。教師是新工科理念的直接實施者，教師在思想上需認同“新工科”的理念，主動將教學與“新工科”理念相融合，積極調(diào)整學生的培養(yǎng)模式，在教學上時刻提高自己適應(yīng)“新工科”培養(yǎng)體系的能力，提升教師自身的專業(yè)交叉知識的理論融合和專業(yè)實踐能力[7]。教師還應(yīng)通過交叉知識的融合，以及工程應(yīng)用實踐，善于總結(jié)相關(guān)理論，加強“新工科”培養(yǎng)模式下的專業(yè)課程教材的編寫。

在科研中，教師應(yīng)認識到礦物加工專業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)，積極調(diào)整課題研究方向，例如，采用多學科交叉結(jié)合的方法解決礦物加工中的難題，突破一批關(guān)鍵技術(shù)，形成核心的礦物加工知識體系。

（二）課程設(shè)置改革

為了適應(yīng)礦物加工專業(yè)的新發(fā)展趨勢，學生培養(yǎng)過程也需要發(fā)生變化，其中主要的變化就是課程設(shè)置的變化。

理論課程需增加交叉學科，減少傳統(tǒng)課程的開設(shè)量。為了適應(yīng)礦物加工發(fā)展趨勢的新變化，提高學生動手能力、專業(yè)交叉融合能力、就業(yè)能力，需增加自動化及控制過程、經(jīng)濟與投資分析、二次資源的來源與處理現(xiàn)狀和方法等課程，從而提高學生對跨界專業(yè)的理解，與傳統(tǒng)課程的交叉融合。

實踐課程需注重學科的交叉融合與應(yīng)用。新的理論課程開設(shè)時就需要對應(yīng)開設(shè)新的實踐課程，以往與本專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)課程實踐教學環(huán)節(jié)往往均是獨立于本專業(yè)開設(shè)的，與專業(yè)交叉融合較少。因此，在開設(shè)交叉學科基礎(chǔ)實踐教學課程時，須注重學科交叉融合實踐能力的培養(yǎng)，有目的性和針對性地開設(shè)實踐教學課程，這樣才能提高學生的融合實踐能力。例如，增加自動化課程、選礦機械中的應(yīng)用課程設(shè)計、礦業(yè)投資經(jīng)濟學的實操與演練等。

創(chuàng)新課程開設(shè)需更加注重實際問題的解決。培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的目的就是希望學生能另辟蹊徑解決傳統(tǒng)復雜的工程技術(shù)難題。要做到“另辟蹊徑”就需要學生基本知識面較廣，懂得目標導向設(shè)計、方法學驗證等。這些都需要創(chuàng)新課程的開設(shè)來對學生進行培養(yǎng)。

（三）產(chǎn)學研相結(jié)合

“新工科”之新就在于人才培養(yǎng)模式堅持“反向設(shè)計”[8]。與傳統(tǒng)的“正向設(shè)計”（正向設(shè)計——堅持老師能教什么課程為導向，教學設(shè)計從構(gòu)建課程體系入手，以確定達到課程教學目標的適切性）相比，“反向設(shè)計”更加注重需求，從市場需求出發(fā)來進行人才的培養(yǎng)。“產(chǎn)學研”相結(jié)合的模式正是從需求出發(fā)，進行訂單式培養(yǎng)。如福州大學與紫金礦業(yè)集團合作成立的“紫金礦業(yè)學院”，湖北興發(fā)集團與武漢工程大學合作成立的“興發(fā)礦業(yè)學院”等，這些校企合作模式正是從企業(yè)需求出發(fā)，結(jié)合企業(yè)實際面臨的人才困難和技術(shù)難題，結(jié)合學校自身的教學優(yōu)勢，從目標導向式對人才進行培養(yǎng)。

（四）條件及制度保障

“新工科”的理念從2016年提出至今，已2年有余。但從各高校的實施情況可以看出，還有一定的滯后性，這種滯后性除了理念的深入理解與普及需要時間外，還與制度與條件的形成不及時相關(guān)。礦物加工專業(yè)改革的迫切性正好與“新工科”建設(shè)相契合，學校相關(guān)部門應(yīng)該及時制訂與“新工科”建設(shè)相關(guān)的文件，確保礦物加工專業(yè)改革發(fā)展適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)需求。比如，加強人才培養(yǎng)質(zhì)量標準的研究，制訂符合當下國際、行業(yè)需求相符合的人才培養(yǎng)標準，推進礦物加工“新工科”人才培養(yǎng)模式的修訂，加強學科交叉專業(yè)人才、邊緣性新興學科人才的引進，從而提高復合型人才的培養(yǎng)能力，努力保障礦物加工專業(yè)教學平臺建設(shè)及設(shè)備更新所需的經(jīng)費，加快礦物加工專業(yè)工程認證等。

“新工科”建設(shè)本就是一個系統(tǒng)工程，需要國家、省、校的高效配合，才能完成學科建設(shè)[9]。特別是對于礦物加工這種艱苦專業(yè)、被學生邊緣化的專業(yè)更需要學生、教師、院系、學校等密切協(xié)作，才能保證在此機遇下重新開辟出礦物加工專業(yè)的新天地，實現(xiàn)該專業(yè)的跨越式發(fā)展。

三、結(jié)論

礦物加工專業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，出現(xiàn)了培養(yǎng)理念及模式單一、課程設(shè)置單一、教學設(shè)施設(shè)備單一等特點，同時專業(yè)本身也出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢和變化，這些變化可概括為資源的復雜化、工程技術(shù)的自動化、就業(yè)方向的多樣化。培養(yǎng)模式單一及發(fā)展趨勢的改變，使得現(xiàn)今的專業(yè)培養(yǎng)模式不再能培養(yǎng)出優(yōu)秀的社會需求型人才。課題組從“新工科”建設(shè)的理念出發(fā)，堅持“反向設(shè)計”，提出了新的培養(yǎng)模式，即樹立“新工科”的新理念，從改革課程體系設(shè)置出發(fā)，產(chǎn)學研相結(jié)合，采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，教師、學生、院系、學校與國家等密切協(xié)作，以期開辟出礦物加工專業(yè)的新天地，實現(xiàn)該專業(yè)的跨越式發(fā)展，最終培養(yǎng)出能適應(yīng)國際新環(huán)境、國家新戰(zhàn)略、企業(yè)新需求的新型工科人才。

[ 參 考 文 獻 ]

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[3] 陸國棟，李拓宇.新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

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[5] 馬昌前.面向“一帶一路”，培養(yǎng)具有國際視野的創(chuàng)新型人才[J].大學教育，2018（4）：21-24.

[6] 葉民，錢輝.新業(yè)態(tài)之新與新工科之新[J].高等工程教育研究，2017（4）：5-9.

[7] 陳雷，強成文.工程教育認證視域下應(yīng)用型本科院校畢業(yè)生跟蹤反饋機制探析[J].大學教育，2017（12）：5-7.

[8] 姜曉坤，朱泓，李志義.新工科人才培養(yǎng)新模式[J].高教發(fā)展與評估，2018（2）：17-24.

[9] 吳邵蘭，趙三銀，黃長征.地方本科院校新工科專業(yè)建設(shè)質(zhì)量保障路徑研究[J].大學教育，2018（6）：18-21.

[責任編輯：鐘 嵐]