新形勢下礦物加工工程專業(yè)的發(fā)展研究

姚琴琴

江西鐵山垅鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 342300

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平顯著提升，社會(huì)各領(lǐng)域生產(chǎn)過程中對礦物資源的消耗也逐漸擴(kuò)大。近年來，我國生態(tài)文明建設(shè)成效顯著，資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)對于礦物資源的開發(fā)與利用提出了更高的要求。與此同時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，為礦業(yè)發(fā)展注入了新的活力，前沿技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用提升了礦物資源的開發(fā)質(zhì)量與效率，對于礦業(yè)領(lǐng)域節(jié)約資源消耗、降低環(huán)境污染具有重要意義。

1 新形勢下礦物加工工程專業(yè)的發(fā)展背景

礦物加工工程專業(yè)的學(xué)科目標(biāo)及研究方向決定其與礦物資源的開發(fā)與利用有著密不可分的關(guān)系。

礦物資源的消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)特征取決于一個(gè)國家所處的工業(yè)化階段及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。礦物資源消費(fèi)生命周期理論的核心觀點(diǎn)認(rèn)為，隨著國家工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，礦物資源的消費(fèi)強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增長、后降低的變化特征[1]。我國屬于發(fā)展中國家，工業(yè)化正處于由初期向成熟發(fā)展的過渡階段，此時(shí)所開發(fā)與利用的礦物資源由傳統(tǒng)的煤炭、鐵、銅、鉛逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殁?、鍺等新型礦種。根據(jù)礦物資源消費(fèi)生命周期理論，我國正處于礦物資源高消費(fèi)階段，在未來較長一段時(shí)間內(nèi)，礦物資源的開發(fā)與利用都將對我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生較大影響，由此可見，礦物加工工程依然是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐力量。隨著區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿顛覆性技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，礦物加工技術(shù)正朝向集約化、智能化、高效化的方向發(fā)展。

2 新形勢下礦物加工工程專業(yè)的發(fā)展方向

在我國礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新形勢下，礦物加工工程專業(yè)發(fā)展方向也發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變。

（1）礦物加工工程專業(yè)研究領(lǐng)域有所拓展。傳統(tǒng)礦物加工工程專業(yè)研究領(lǐng)域局限于自然礦物，而新形勢下礦物加工工程專業(yè)研究領(lǐng)域更加廣泛，不僅包括既有的自然及二次資源，還涉及電子廢棄物、生活垃圾等新型研究對象。例如礦物浮選方式中的泡沫浮選工藝可以應(yīng)用于廢紙油墨分離；電選工藝可以應(yīng)用于廢舊電路板無害化處理、金屬材料回收[2]。

（2）礦物加工技術(shù)朝向智能化、高效化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)礦物加工過程中伴隨著煙塵的產(chǎn)生，危害人們的身體健康。新形勢下礦物加工技術(shù)朝向智能化與高效化的方向發(fā)展。清潔技術(shù)及設(shè)備的引入可以有效消除礦物加工所產(chǎn)生的煙塵。另外，自動(dòng)化控制技術(shù)、三維可視技術(shù)等在礦物加工中的應(yīng)用可以提升選礦質(zhì)效，有效改善選礦工作環(huán)境[3]。

3 新形勢下礦物加工工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式

新形勢下，礦物加工領(lǐng)域正朝向智能化、集約化、高效化、綠色化的方向發(fā)展。礦物加工工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式也需要與之相適應(yīng)，繼而培養(yǎng)出符合礦業(yè)發(fā)展新形勢要求的現(xiàn)代化人才。

3.1 基于新工科建設(shè)基本要求重塑人才培養(yǎng)目標(biāo)

新工科建設(shè)的意義在于培養(yǎng)新型領(lǐng)域工程專業(yè)人才、改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專業(yè)，以此主動(dòng)應(yīng)對科技革命與產(chǎn)業(yè)變革[4]。礦物加工工程專業(yè)是地礦學(xué)科的重要組成部分，在礦業(yè)發(fā)展新形勢下，礦物加工工程專業(yè)需要重新進(jìn)行學(xué)科定位，結(jié)合礦物加工新技術(shù)、新理念、新方法，重塑人才培養(yǎng)目標(biāo)。首先，基于礦物加工工程專業(yè)既有人才培養(yǎng)目標(biāo)，請專業(yè)的所有教師研討并提出人才培養(yǎng)目標(biāo)修訂意見，形成礦物加工專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)初稿；其次，邀請礦業(yè)領(lǐng)域企業(yè)工程技術(shù)骨干、行業(yè)專家、用人單位、畢業(yè)生等對人才培養(yǎng)目標(biāo)初稿的可行性進(jìn)行論證，在修改與完善礦物加工專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)初稿后，形成礦物加工工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)修改稿；最后，學(xué)院、學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行論證，通過后審批執(zhí)行。

結(jié)合中國工程師資格認(rèn)證和卓越工程師培養(yǎng)基本要求，建議制定如下礦物加工工程人才培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)具有高度社會(huì)責(zé)任感、良好職業(yè)道德、全面發(fā)展，具有礦物加工學(xué)科理論基礎(chǔ)與良好科學(xué)素養(yǎng)，獲得礦業(yè)工程師基本訓(xùn)練，善于溝通協(xié)作，可在復(fù)雜礦物加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)及運(yùn)營中承擔(dān)任務(wù)，具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，知識(shí)面廣，具備終身學(xué)習(xí)和發(fā)展能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型人才[5]。

3.2 基于礦物加工工程研究新領(lǐng)域構(gòu)建專業(yè)課程體系

礦物加工工程專業(yè)服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、礦業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)革新，因此應(yīng)聚焦新研究領(lǐng)域構(gòu)建交叉式專業(yè)課程體系。首先，在原有專業(yè)課程中加入非能源礦產(chǎn)資源加工內(nèi)容，例如金屬礦、非金屬礦的選礦等；其次，礦物加工工程研究領(lǐng)域的拓展促進(jìn)了礦物加工與環(huán)境保護(hù)、礦物材料等學(xué)科間的融合，因此需要結(jié)合新研究領(lǐng)域和交叉學(xué)科設(shè)置選修課程，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身興趣、職業(yè)生涯規(guī)劃等選擇課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，以此培養(yǎng)一專多能的復(fù)合型人才；再次，引入企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目作為實(shí)踐教學(xué)課程，以項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力，并為學(xué)生提供更為多元的實(shí)踐機(jī)會(huì)；最后，通過定期開展講座拓寬學(xué)生視野、擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。講座主體為行業(yè)專家、企業(yè)工程技術(shù)骨干、往屆畢業(yè)生。其中行業(yè)專家向?qū)W生分享礦業(yè)領(lǐng)域前沿及先進(jìn)技術(shù)與研究成果；企業(yè)工程技術(shù)骨干講解礦選工作流程、注意事項(xiàng)及要點(diǎn)等；往屆畢業(yè)生則解答學(xué)生就業(yè)及創(chuàng)業(yè)問題。

3.3 基于復(fù)合型及創(chuàng)新型人才需求創(chuàng)立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

實(shí)踐教學(xué)是新形勢下礦物加工工程專業(yè)人才培養(yǎng)的主要方式之一。學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)一般置在理論教學(xué)環(huán)節(jié)之后，以前學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在實(shí)踐階段有可能被遺忘，加上理論教學(xué)內(nèi)容中未能引入與當(dāng)前礦物加工領(lǐng)域聯(lián)系緊密的實(shí)際案例，學(xué)生實(shí)踐能力相對薄弱。由于礦物加工的特殊性，學(xué)校在開展實(shí)踐教學(xué)時(shí)需要應(yīng)用較多的專業(yè)性實(shí)驗(yàn)設(shè)備，此類設(shè)備引入成本較高，無法在學(xué)校內(nèi)普及。基于此，建議學(xué)校構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，充分運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的模擬性特征，為學(xué)生構(gòu)建基于真實(shí)礦物加工環(huán)境、項(xiàng)目的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。在礦物技工工程專業(yè)理論課程中嵌入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，首先教授學(xué)生虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的使用方法、使用規(guī)范、使用流程等，在為學(xué)生傳授理論知識(shí)的同時(shí)，依托企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目開展實(shí)踐活動(dòng)，請學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室內(nèi)驗(yàn)證自己的想法。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮效用的前提是切實(shí)融入礦物加工工程專業(yè)教學(xué)中。為此，各學(xué)校應(yīng)不斷完善頂層設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌規(guī)劃礦物加工工程課程資源。首先，打通虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室與教室之間的數(shù)據(jù)鏈路，教師在授課時(shí)可以實(shí)時(shí)連入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)操作，以增強(qiáng)理論與實(shí)踐教學(xué)的聯(lián)系性；其次，隨著礦物加工領(lǐng)域與各領(lǐng)域融合程度的加深，礦物加工工程專業(yè)課程內(nèi)容勢必有所豐富，涉及的實(shí)驗(yàn)數(shù)量也會(huì)有所增加，因此虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)采用模塊化體系構(gòu)建，支持各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的接入、擴(kuò)展，以滿足礦物加工工程專業(yè)吸納前沿、先進(jìn)礦物加工技術(shù)的需求；最后，基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建師生交互空間，支持師生就實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)材料等進(jìn)行討論，以綜合提升教師的實(shí)踐教學(xué)勝任能力、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力。

3.4 基于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合創(chuàng)建礦物加工工程實(shí)踐及創(chuàng)業(yè)基地

（1）構(gòu)建“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)。學(xué)校通過引入礦物加工領(lǐng)域企業(yè)骨干為礦物加工工程實(shí)踐教學(xué)注入活力，企業(yè)骨干負(fù)責(zé)演示礦物加工實(shí)驗(yàn)、講解礦物加工流程等，為學(xué)生的實(shí)踐提供更專業(yè)的指導(dǎo)。教師可在學(xué)校的推薦下進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行觀摩、學(xué)習(xí)與交流，積累實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、拓寬自身視野，將理論知識(shí)與礦物加工標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等結(jié)合為有機(jī)整體，擴(kuò)大課堂知識(shí)容量。

（2）大力培養(yǎng)特色教師，鼓勵(lì)教師參與科研，并將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在教學(xué)中融入科研實(shí)踐，在科研項(xiàng)目下開發(fā)實(shí)踐教學(xué)體系，以此培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)研究的意識(shí)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展、現(xiàn)代科技的進(jìn)步和我國生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，礦物加工技術(shù)成朝向智能化、集約化、高效化、綠色化的方向發(fā)展。礦物加工工程作為培養(yǎng)礦物加工領(lǐng)域高素質(zhì)工程技術(shù)人才的專業(yè)學(xué)科，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)礦物加工領(lǐng)域發(fā)展形勢重塑人才培養(yǎng)目標(biāo)、革新教育教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合新工科建設(shè)、卓越工程師培養(yǎng)要求引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，以此創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式。同時(shí)要構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化人才培養(yǎng)體系，綜合提高學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新、創(chuàng)造能力，以此更好地服務(wù)礦物加工領(lǐng)域、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。