“雙一流”背景下勘查技術與工程專業創新實踐能力培養模式探索

黃艷輝，吳海波，徐宏杰，付茂如，胡澤安

（安徽理工大學地球與環境學院，安徽淮南 232001）

“雙一流”是國家、社會面對科技、經濟等發展議題，針對高校和學科發展提出來的戰略建設目標，要求高等學校必須敞開校門，面向世界科技前沿，培養科技創新實踐人才，更好地服務于經濟和社會的發展。工程學科是實現國家工業化、提高人們生活水平的重要基礎，是“雙一流”建設的重要內容[1-4]。然而經過分析發現，幾乎所有的國內高校雖擁有工程學科，但是總體上存在著“大而不強，多而不精”的現象，布局不合理，發展相對滯后，前沿工程學科稀少，不能有效促進國家創新引領的高質量經濟發展戰略。此外，高校開設的工程學科專業與社會產業發展脫鉤，工程專業培養理念與世界企業需求兼容性差，培養的技術人才缺乏足夠的創新實踐能力，是現今國內高校工科專業發展面臨的緊迫問題[5-7]。

現今，國家提出“雙一流”建設、“新工科”理念，要求高校必須轉變傳統的工科人才培養機制，融入世界前沿信息化、智能化的科學技術，謀求新的創新實踐工科人才培養模式。在此前提下，勘查技術與工程專業作為重要工科專業，是“雙一流”“新工科”建設的重要內容之一。布局創新實踐性的勘查技術與工程專業教育發展，有利于促進相應高等學校的工程學科建設，可以為社會創新驅動發展戰略輸送更多的優質工程技術人才。鑒于此，本文以勘查技術與工程專業為例，以培育大學生創新實踐能力、凝聚創新精神、孵化創新人才為指導思想，通過理論分析和具體實踐經驗，嘗試探索“雙一流”背景下該專業創新實踐培養模式。

1 創新實踐課程體系構建

目前，安徽理工大學勘查技術與工程專業的教學仍然遵循著以理論授課為主的機制，然而這種機制已不適應國家、社會經濟發展。在創新實踐課程專業建設中，應該調動本校綜合型大學的多學科/專業特長，力推學科之間融合交叉，力推應用工科專業縱向發展和橫向延拓。在整個實施過程中，應該隨時觀察社會需求導向，同步調整理論課程和實踐課程的內容。為了得到最佳的創新實踐結果，實現理論與實踐課程統一結合、課程體系與社會發展有機融入，必須改變傳統的授課方法，增加創新理論和實踐課程等諸多構建創新實踐課程體系的方法[8-10]。

2020年，為了進一步融入“雙一流”建設、“新工科”創新實踐理念，增強大學生創新實踐能力，實現創新實踐培養人才目標，結合學院師資、實驗設備等具體情況，重新修訂了勘查技術與工程專業新一版培養方案。該方案關注學科熱點方向，重視創新實踐過程，突出創新理念貫穿在整個教育環節，實現真正意義上全方面提高學生創新實踐意識和綜合素質發展。新方案中包含的課程體系不僅調整了課程內容、優化了課程結構，而且增加了創新創業理論和教育實踐課程。目的在于傳授創新實踐基本理論，融入創新實踐思想，幫助實施創新實踐活動，注重培養學生勤于思考、自主開展創新實踐。針對新形勢下的社會熱點和需求，結合專業自身，增設了《地球物理場智能監測及大數據分析》《人工智能與地球物理》等專業相關的創新實踐課程，將人工智能、大數據分析等創新概念首次融入專業課程中，帶領學生獲取更多最新熱點和前沿學科的理論實踐知識。

此外，通過將創新實踐理念融入傳統的專業核心課程中，有助于激發學生的學習熱情，不僅能夠幫助學生全面深入地理解課程基礎知識，還可以提高學生的創新實踐動手能力。以勘查技術與工程專業核心課程“重磁勘探原理”為例，通過理論課程教學、課內實驗操作、地球物理野外實習訓練的傳統三步走，只是讓學生基本了解重力勘探、磁法勘探的基本理論、儀器操作、實踐流程，然而不能滿足本行業新問題解決的實際需求。因此，近些年圍繞著該課程的創新實踐教學，采取了多種新方式：（1）將競賽帶入到課程教學，以賽促教，包含兩種形式，第一種讓學生參與專業競賽，如學校地球物理知識競賽，選拔隊伍參加全國大學生地球物理知識競賽，可以有效提高學生針對此課程的求知欲。第二種讓學生參與非專業競賽，如“互聯網+”“挑戰杯”等，將專業課程知識有機融入比賽中，可以擴大專業內容的應用面和比賽內容的創新性。（2）參與課題，可以分為兩種，第一種學生積極參與到教師有關“重磁勘探”的科研項目，通過開展一定的科研工作，鍛煉他們發現-分析-解決問題的能力。第二種鼓勵學生依托“重磁勘探”理論與實踐內容，申報國家級、省部級、校級大學生創新創業訓練項目，同時分派專業教師輔導學生申報項目，開展立項后的科研工作。

2 創新實踐教學方法改革

通過翻轉課堂、線上線下混合式教學等多種新形勢下課程教授新手段[11-12]，對勘查技術與工程專業類理論實踐課程教學方法實施補充、改進和完善，實現本專業創新實踐課程改革。在教學過程中，注重多種教學手段的合理利用，可以有效調動學生的學習熱情，讓以往的被動學習變成積極主動地探求真理，最終提高學生的學習效率，提升教師的授課效果。

2.1 翻轉課堂教學

翻轉課堂是近年提出的一種教學手段，顛覆了傳統授課過程中教師講授、學生聽課的模式，通過重新調配課前、課中和課后時間、內容和傳授方式，將課堂學習的自主權歸于學生，而教師從旁引導、輔助學生完成課程知識學習，既可以激發學生學習的主觀能動性，又能夠進一步增強課堂教學質量，受到教師和學生的一致好評。

課前預習階段，提前將授課資料如授課計劃、教學PPT、講課視頻等發給學生，確定授課知識點內容體系，發布考核和評價內容、指標與方案。上課過程中，教師首先選取課前布置的預習內容進行隨機提問，考查學生預習效果，了解學生的理解難點，并進行有針對性的解惑。其次，教師與學生采取研討、交流的方式，更深刻地了解地球物理勘探等相關專業課程內容，此階段包括教師引入講解、師生互相討論兩種方式。以《重磁勘探原理》課程為例，教師在課堂教學中，以身邊熟知的重磁現象如極光、重力為切入點，激發學生的學習興趣和主觀能動性，引導學生通過重磁知識解釋身邊的地球重磁事件，并且通過大量實踐案例傳授《重磁勘探原理》課程中晦澀難懂的知識點，使得學生能夠全面、深入地理解專業核心課程內容。此外，從學校周邊選取有代表性的勘探目標體作為對象，有效地以重磁勘探作為選題，讓所有學生都進行課堂討論，充分增強學生的學習熱情和課堂參與度。課后復習時期，及時布置課后作業，加強了解學生知識點掌握程度，并通過QQ、超星等線上課程平臺，輔助學生攻關專業課程的重難點知識。對于作業完成或復習情況有困難的學生，可以采取多種方式及時溝通，一定要做到盡早發現、盡早解答。

2.2 線上線下混合式教學

線上線下混合式教學是將線上教學（信息化教學）和線下教學（傳統教學）進行融合，遵從以學生為中心的教學思想，在教師的引導下，學生能夠有效快速獲取新知識，達到提高教學效果、提升教學水平的目標。該教學手段改變了傳統授課方法，使學習的主動權掌握在學生手中，激發學生的學習熱情、主動創造性。本文以超星泛雅課程平臺上的《重磁勘探原理》在線課程為例，闡述線上線下混合式教學的應用。

《重磁勘探原理》課程線上線下混合式教學包括線上教學和線下教學兩個過程，兩者相輔相成。線上教學一般安排在課前和課后，課前階段教師通過“學習通”線上平臺發布預習任務，比如視頻觀看、課前知識測試等，學生可以單獨（有時成立小組）采取討論交流、查閱資料、PPT 匯報等完成任務指標。課后階段教師會整理各章節重難點以及學生易錯知識點，上傳到線上平臺，同時發布課后作業、拓展任務等；學生需要完成上述作業和拓展任務，結合課程內容復習，進一步深入掌握課程關鍵知識。線下教學是線上教學的補充，通過教師的引導，學生自主完成知識內容學習、吸收和消化。該階段的主要教學模式為：首先，教師利用思維導圖整理各章節的核心內容和重難點，可以采取動畫、視頻、示范實踐等提高學生的感性認知；其次，利用在線學習的教學反饋，結合課程重難點實際情況，有針對性地發布現實應用案例，引導學生討論交流。此階段學生可以通過小組協作交流、線上學習匯報、參加課堂研討、現場實踐活動等方式開展。

3 創新實踐激勵機制建立

創新實踐課程體系和教學方法是提高學生創新實踐能力的基礎和手段，然而如果沒有學生的學習興趣，沒有教師的實踐動力，專業創新實踐也只是空中樓閣。所以，在具備優質硬件的基礎上，建立合適的軟件環境變得尤為重要，而配套有效的管理和激勵機制，能夠激活教師與學生的創新實踐動力，實現成效顯著的創新實踐模式[13-14]。

目前本院存在學生對創新實踐活動認識不清楚、參與不積極，教師未能有效利用自身科研優勢參與活動，其創新實踐成果未能在學院評優、評職稱匯總予以充分考慮等諸多問題，嚴重影響創新實踐動力。因此匹配有效的激勵機制十分必要，而創新實踐成果最直接有效的反映就是學科競賽成績。本文以勘查專業技術與工程專業為例，以學科競賽發展情況為評價指標，從參與創新實踐活動的教師和學生兩個主體出發，探討創新實踐活動的激勵機制。

創新實踐活動的核心基礎是教師的指導水平和參與積極性，能夠最終決定創新實踐成果，本院對在學科競賽中取得成績的指導教師，采取績效獎勵、評優評先、開會表彰等多種方式進行激勵。此外，在未來學校教師職稱評定中，需要將創新實踐成果作為指標予以考慮，出臺相應激勵政策，才能更有效激發教師的創新培養積極性。創新實踐活動的直接受益者是學生，其參賽能動性和知識能力水平決定學科競賽成績，本院一直貫徹對獲獎學生采取公開表彰、評優評獎、保研等方式。上述方式可以直接推動學生積極參加學科競賽，同時也可以吸引優質生源留校讀研。

4 結語

“雙一流”建設、“新工科”理念是國家培養卓越創新人才的重要舉措，本文以勘查技術與工程專業實際情況入手，從創新實踐課程體系構建、創新實踐教學方法改革、創新實踐激勵機制建立三個方面，探討了專業創新實踐培養模式，以期為相近或相似專業學生創新培養提供一定的借鑒。本文關于創新實踐教育的摸索還有不足之處，仍需要繼續探索和努力。