时间:2022-10-08 07:23:30
摘要:教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”是我国高等工程教育改革的重大举措,采矿工程首批入选该计划建设专业。在深入分析采矿工程专业的工程特性和非工程特性,即大工程特性的基础上,从专业教学的培养模式、学习系统、实践教学、创新教育、学生职业素质养成等多方面论述了树立采矿工程专业教学大工程观的必要性和相关内容。
关键词:卓越工程师教育培养计划;采矿工程;大工程观;专业教学
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:
Discussion on the Idea of Large-scale Engineering in Specialty Teaching of "Excellent Engineer": a case study of Mining Engineering
Zhao Xiaozhi,Li Ming,Wang Jie
(Shandong University of Technology,Shandong Zibo 255091 China)
Abstract: The“Excellent Engineer Training Program” by the Ministry of Education is a significant measure in China’s higher engineering education,mining engineering was selected the first batch of The plan to build professional. Through thorough analysis of the mining engineering major’s engineering character and non-engineering character, called large-scale engineering, the paper discusses the necessity and related content of building the idea of large-scale engineering in teaching of mining engineering major, from several aspects such as teaching method of specialized teaching, learning system, practice teaching, innovative education, development of the students’ professional quality and so on.
Keywords: excellent engineer training program; mining engineering; the idea of large-scale engineering; specialized teaching
教育部“卓越工程师教育培养计划”,是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010~2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。采矿工程入选首批卓越工程师教育培养计划建设专业。
早在20世纪90年代,由北京理工大学、清华大学等7所高校承担完成的《重点理工科大学人才素质的要求和培养模式的改革与实践研究》的成果报告中明确提出了工程教育的大工程观,这一观点主要是指:在国际化的背景下,从社会、市场需求和适应未来发展的需要构建新的培养目标、培养模式和学习体系,构建系统整合、整体优化,综合化、宽基础的学习系统;以学生为主体,重视发展个性和非智力因素的培养,让学生学会学习,学会探索和发现,使之成长为具有工程意识、工程兴趣、工程能力和更强适应性与创造性的工程人才。随着我国高校教育教学改革的不断深入,这一观点得到了越来越多的理工科院校的认同和重视。
1 采矿工程专业的大工程特性
采矿工程专业教育直接面向国民经济中的矿业,矿业因此而构成采矿工程专业教学的工程背景。矿业是开采和选别有用矿产,提供燃料、工业原料和建筑材料的生产部门;生产对象有煤、油页岩、石油、天然气、黑色金属、有色金属、稀有元素和非金属矿等。
我国矿业历史悠久。殷周的青铜,春秋战国的铁业,秦汉的井盐,汉魏的煤,魏晋的天然气,成就即已可观。当今,矿产资源更是我国社会经济发展最重要资源之一,矿业为我国经济和社会发展提供了95%的能源资源和80%以上的工业原料。我国仅固体矿产产值在世界固体矿产总产值中就占16.53%,居世界第二位。中国已由一个矿业弱国跃入世界矿业大国的行列。
1.1 采矿工程是多学科大综合、大交叉的学科
采矿工程专业的工作对象是一个由自然地质条件、矿床开拓、采矿方法、岩体支撑、凿岩爆破、矿山运输与提升、采掘机械、矿井通风与安全、矿山排水、矿石的选别及加工、开采损害预防与环保、矿业经济决策与组织管理等构成的复杂系统,是众多技术门类的集成,具有工程学科的高度综合性特征。
由于社会进步和科学技术的发展,采矿工程问题本身的综合性、复杂性不断增强,学科交叉的范围不断扩大,尤其是与新兴学科的广泛交叉,使得新技术、新方法和新学科分支不断出现,学科界线逐渐模糊化。例如,矿石开采过程中的落矿、矿井地压、开采沉陷、露天边坡、岩爆、冲击地压等岩石力学行为,运用一些传统的理论和方法已很难做出圆满的解释和解决,因而必须在更大的范围,更多的领域探求。通过交叉学科与多学科的途径来处理和解决复杂的对象是已为近年来科技发展所证明了的一种重要途径和趋势。
1.2 采矿工程受非工程因素的影响日益广泛
现代社会的发展表明,任何工程都不是孤立的,都会与其他许多非工程因素相互交织在一起。如矿产资源的开发利用涉及到国家的经济安全,矿山开采会影响到当地社区公众的各种利益等等。因此,采矿工程技术人员所面临的不单是技术和工艺问题,往往涉及政治、经济、市场、法律、生态、地域、心理和生理等众多因素。
1.3 采矿工程受全球化的影响越来越深入
全球化的实质是物质、资本、人才、技术及文化的全球流动,是资源与市场在全球的重新配置,导致世界经济格局和国际竞争加速变化。全球化是当代世界经济发展的基本潮流,它也是全球矿业发生深刻变革的根本原因,目前矿业已经成为一个全球性行业,矿产品的贸易、矿业资本的流动、矿业服务等都已实现了全球化,同时还将受到全球性问题和事件的影响。矿山企业不仅关注如何从地下采出矿产,加工矿石和在矿山经济寿命结束时就闭坑的一系列技术问题,而且在国际视野中更加关注社区公众利益问题和国家经济安全问题,以及影响世界社会经济发展的各类问题。
全球化提出了为了适应全球化采矿工程专业教育和现代采矿工程师的新的要求,这些要求当中最重要的是在全球化趋势推动下的教育思想的变化。卓越计划培养学生必须要有国际视野,具有国际视野的前提是要了解各国文化和通晓国际规则[2]。
1.4 采矿工程是一个总是具有开创性的专业
航空工程的先驱者,美国加州理工学院冯•卡门教授有句名言:“科学家研究已有的世界,工程师创造未来的世界。”矿产资源的地质赋存条件及其品质因地而异,世界上没有两个一模一样的矿床;即便是同一矿床的不同地段,也是有差异的。资源赋存条件不同,自然丰度存在差别,意味着开采加工条件有难易之分。针对不同的矿种和矿床,甚至同一矿床的不同地段,对工程技术人员来说都可能是一个全新的工作对象。如矿床覆盖层的厚度决定采用露天开采或者地下开采方式;矿体厚度、地下水、温度、岩石应力的集中与分散、地质构造情况等都会影响采矿方法、工艺设备的选择。与其他工程领域相比,采矿工程专业具有创新性的特点表现得尤为突出。因此,卓越工程师培养过程中,应强调创造性人格的培养,加强学科渗透作用,把人格教育与常规专业教学结合起来[3]。
1.5 采矿工程专业人才的需求特征发生了质的变化
随着社会经济的发展,矿山企业对采矿专业人才的需求发生了从单纯需要技术人才到需要技术与文化相结合的创新人才的变化。单纯掌握采矿技术与工艺的人只能是一个“技术人”,对矿产开采业来说而不是一个完整的“工程人”。21世纪矿山企事业对人才的具体要求将是:要有扎实的基础理论、宽广的专业知识,要有较强的解决实际问题的能力和创新能力,具备科学人文素质和终身获取知识的能力,具有热爱矿业、愿为矿业发展做出贡献的思想品质,以及能胜任艰苦工作的身心健康的体魄。
知识范型和传播方式的深刻改变,非工程因素对工程问题影响的更加增多,使得采矿工程学科的界线逐渐模糊,许多工程事物都属于复杂系统,而许多社会需求的实际问题又常常是系统工程,这些变化必然会在采矿工程界的人才需求方面表现出来。
所有这些都给采矿工程专业的教育教学提出了更高更新的要求,这就是要求在大教育、大工程的视野中建立工程人才的培养模式。
2 采矿工程专业的大工程教育观
大工程教育观的核心“在于强调综合和创新:综合化培养人才,培养的人才要有系统的观点和创新精神”。国外工程教育有较长的历史,它们的教育实践也说明这一点,如美国工程教育界面对新时代快速而巨大的变化,对“新时代需要什么样的工程师”的问题进行积极的探索,并日益达成共识:现代工程师应该是个多面手,要具备正确判断和解决工程实际问题的能力;具备良好的交流能力、合作精神以及一定的领导组织能力;要懂得如何去设计和开发复杂的技术系统、如何处理好工程与社会间的复杂关系;要养成终生学习的习惯与能力,既能胜任跨学科的合作,又能适应将来风云多变的职业领域。
学校教育是工程师成长的重要基础环节,首先要注重学生工程精神和工程意识的培养教育;工程精神和工程意识是卓越工程师的优秀精神品质的集中体现,也应当是高等工程教育的灵魂[4]。
2.1 转变思想观念,按大工程教育观构建采矿专业人才培养模式
工程类人才知识的综合性、人才能力的创新性、人才素质的通识性,深刻反映出工程教育人才培养的共性。在采矿工程专业教学过程中要建立起一种新的培养模式,这就是要在对人的本质、人与自然关系的深刻认识的基础上,以科学精神、工程意识、人文素质、技术水平、创新能力相互结合的总体人才培养目标,强化采矿工程教育的综合性、实践性、战略性的特征,注重工程教育与人文教育的融合,树立全面的素质教育观,培养和谐的、全面发展的采矿工程人。
在专业教学过程中要注重学生的人格培养和人的自我完善,围绕着人、社会和自然的和谐发展而进行,不仅要注重工程工具理性,更要重视工程的终极理性,把每一个人都作为一个独立的精神统一体来看待,不仅仅是教授知识,还需要激发智慧,更需要培养人文精神和人文关怀,需要进行真善美的教育。
2.2 以大工程教育观为指导,建立新型的专业学习体系
(1)采矿工程专业新的学习体系的建立应该以现代采矿工程人才需求特征为指导,有利于学生个人的发展和成长,强调学科之间的融合交叉,调动各种学习资源,建立起不同教学内容、各个教学环节、多种教学方式之间相互关联,综合集成的专业学习体系。
(2)面对21世纪科技飞速发展,社会对采矿专业人才的需求必然呈现出不断变化的态势。要适应这种多变的环境,就必须依靠厚实的基础。基础学科是技术学科与应用学科的生长点和发展的根基。科技进步、经济发展最根本的条件是基础学科的存在和发展。因此,基础课程的设置要增设一些面向未来发展所必备的基本知识,并在内容和时间上占有适当的比重,以培养学生的基本能力和基本素质,形成学生毕业之后进一步发展的潜能。
(3)随着现代科学技术的学科交叉、渗透与综合,现代工程的科学性、社会性、实践性、创新性、复杂性等特点更加突出。采矿工程是由“勘探-研究-设计-建设-运行-经营-管理”等环节组成的工程链。每个环节都存在着大量的技术、经济以及人文、环境等问题,并且这些问题在各个环节之间是相互影响、相互制约的。随着这条链的后移,经济、人文内容的比重将逐步增加。因此在构建课程体系时,大力提升传统意义下的“非专业”课程的地位,使之成为能够兼容科学、技术、经济、文化、道德、环境、社会发展等诸方面,体现时代综合发展的课程体系。
(4)高度重视人文科学的教育。采矿工程专业文化氛围不浓,学生的文化陶冶、人文素质和文化底蕴不足是一个存在已久的问题。人文泛指人类社会各种文化现象,人文不但是一个知识体系,而且是一个价值体系、伦理体系;人文为工程技术启示方向,解决工程技术的价值理性等问题。科学技术课程挤占了人文和艺术课程应占的分量,或者把人文和艺术课程的教学放在不那么重要的位置,专业教育就会偏离求真、求善、求美的本质,受教育者在利益驱动下展开竞争,竞争可能扭曲人性,人也就难以得到全面的发展。
(5)在教学观念与教学方法方面,以学生为主体,注重培养学生运用知识的实际能力,注重培养学生对知识和权威的质疑、批判精神,注重对知识的拓展和创造,充分发挥学生学习的主动性,从被动学习到主动探究,创新学习。创新能力是卓越人才必须具备的核心能力,而创新能力的重要基础是批判性思维[5]。例如,为了培养学生对工程问题的分析能力、解决工程问题的综合能力,可以采用类似于MBA案例教学方法,开设“采矿工程案例分析”课;还可推行研究型学习方式,由教师提出问题,给出任务,让学生像工程师一样地工作,在复杂的情境中进行探索,去研究和发现隐藏在问题中的规律。
(6)重视课堂外的教育。课堂以外的空间,对学生价值观的形成、能力培养和素质提高有重要作用。专业学习系统不仅应有列入培养计划中的教育内容,还应包括未列入培养计划中的教育内容。开设第二课堂,开展创新活动,实行导师制,实验室开放等,从多个方面保证培养目标的实现。
2.3 面向采矿工程实际,强化专业实践教学
采矿工程是个实践性很强的专业,理论联系实践理应成为专业教学的办学指导思想。但是,近年来教学中存在的重“学”轻“术”的倾向越来越严重,实践教学实际上处于被“软”化的局面。一是实践环节的学时数由于体制改革进程的不定性和教学经费投入的不足而受到削弱;二是能接待实习实践的矿山企业很少,企业担心接待实习会影响生产,同时还担心学生的安全,国有企业不接受,民营企业没这个能力;三是具有工程实践经验的教师不足,企业中有经验的工程师又难以进入人才培养的环节。
采矿工程师作为矿山工程设计、生产、系统运行与控制,经济决策与经营管理的主要策划与执行者,其本身的质量与素质,直接关系到工程经济与安全。进入矿山企业的毕业生如果没有一定的专业实习实践学习过程是难以承担实际工作的。采矿工程专业教学的人才培养必须面向矿山实际,这是目前亟待解决的问题。
(1)构建新的实践教学体系,增加和加强课程设计环节,毕业设计要尽量结合矿山生产或科研真题真做,提高设计内容的综合性、设计过程的实践性以及毕业设计的完整性,设计教育重在培养学生掌握现代工程设计的思想、方法及分工协作的精神;实践教学和实践训练应由局部到全局,循序渐进,始终不断线。由此才能使学生所学知识活化,真正理解工程的本质,把培养学生的工程意识、动手能力、分析能力、综合能力、合作精神、创新品质、自学能力等真正落到实处。
(2)对于实验而言,要增加独立设置的实验课门数,改变目前实验课依附于理论课的状况,增加研究性、设计性、综合性实验项目;切实实行实验室开放,要求学生自主完成一定数量的实验项目,独立计算学分。开放实验室是培养创新人才的新途径,其目的就在于培养学生自主学习、创新学习的能力[6]。
(3)加强采矿工程专业产学研合作教育的研究,在合作形式、合作内容、合作层次等方面建立良好的产学研互动关系,保证专业实习实践教学有稳定的企业支撑。企业学习阶段是“卓越计划”人才培养模式改革的重点,因此,相应的企业培养方案应该成为专业培养方案的重要组成部分[7]。
2.4 营造一个有利于培养学生创新意识和创新能力的文化氛围
采矿工程是一个总是具有开创性的专业。提倡创新教育,就是要求在教育教学的过程中,通过启发、诱导等方法手段,激发学生探求新知识新技术,从而能够推陈出新,有所发现,有所突破, 使之在科学、技术和领导力等方面以更好地适应世界和未来。
在采矿工程专业人才培养过程中,一方面要开设一些创造学、创造力开发训练、创造工程等课程,另一方面,应在各个教学环节中渗透创新教育,在传授知识的同时,教给学生相应的科学研究方法;通过专业课的学习或创造思维训练与专业课的有机结合,提高学生创造性解决问题的能力,形成独特的专业创造力。另外还可以通过国际交流与合作,为学生创造一种多元的、开放的学术生态环境。
2.5 强化职业素质养成,提高学生采矿工程专业的职业意识
职业素质是指学生能力在未来竞争日趋激烈的社会中,个人职业成就和自身成长的集中且综合的表现,是具体的专业能力以外的完成任务和解决问题的实际能力。如学习任务的组织实施能力,工作和学习方法的应用能力,人际关系合作能力,心理承受能力和意志力,以及一个人的人格独立性和专业责任心等。职业素质养成是以培养人的发展潜能和从事某种职业的潜意识,以及提高就业能力为基本价值取向的教育实践活动。
社会经济发展对职业带来巨大的冲击和更高的要求,用人单位对应聘者的标准普遍提高,既要看学历,又要看能力,既要看是否懂专业,又要看是否懂管理,既要看技术水平的高低,又要看学生是否具有良好的职业素质。强化采矿工程专业学生职业素质养成,能使学生形成学习本专业的情感动力和从事本专业工作的心理感悟,职业素质养成是采矿工程专业教学不可缺少的内容。
2.6 强化教师的工程素养
现在大学科技成果的评价方向强调论文和SCI、EI,强调纵向科研课题,大多数教师对自己的发展定位也势必会向这个方面努力,于是工程背景被淡化,教师队伍自身缺乏“工程训练”。在中国高校从事工程教育的教师一般都没有太多参与一定工程实践和社会实践的经历,也没有多少有实践经验的工程师到大学任教,对于采矿工程专业大批年轻的教师,这个问题尤为突出。老师不会做工程,又怎么能带出善于做工程的学生呢?
教师队伍的工程素质和水平对于专业教学效果起着决定性的作用。对于采矿工程专业教师,不但要求具备扎实的理论知识,特别重要的是应具备一定的矿山工程经验。否则,很难体会到矿山工作的真正特点,也就不能在教学中突出矿山工程问题的特殊性,不利于运用大工程观来培养学生。美国ABET对工科学校的教师要求是:多元教育背景,工程经验,教学的经验和技巧,沟通的能力,学术水平,参加本专业的工程学会或是成为注册工程师。这样加强了教师与工程界的联系,有利于理论与实践相结合,缩短了学校与工程实践的距离。
3 结语
当今工程专业教育的发展趋势是为学生提供跨学科、综合化、高集成的知识背景。因为一项工程事实上已经不是一个学科或一个专业的事物,而是一个复杂的系统,它所面临的问题需要自然科学、人文社会科学、技术等多方面的知识来解决。为此,迫切需要改变狭窄的“技术教育观”,树立大工程教育观。既要加强工程专业教学的基础性、通用性,构建系统整合、整体优化、综合化的大基础教育体系,又要防止专业教育的学术化、理论化倾向,重视工程的实践性、应用性,重视培养学生的工程意识、工程兴趣、工程能力,探索卓越工程师培养专业教学独特的培养模式。
[参考文献]
[1]卓越工程师教育培养计划[EB/OL] ./high/tbch/2010/zygcs/中国教育新闻网,2009,7,19.
[2]林健.面向世界培养卓越工程师[J].高等工程教育研究,2012(2):1~15.
[3]叶清.大学生创新人格特征及其培养[J].教育学术月刊,2010(11):73~74.
[4]徐长山,梁权,赵艳斌.工程精神论纲[J].自然辩证法研究,2010,26(9):35-39.
[5]林健.面向世界培养卓越工程师[J].高等工程教育研究,2012(2):1~15.
[6]张林香,王忠德,王俊文等.针对卓越工程师培养 深化改革实验教学体系[J].教育学术月刊,2012(1):107~108.
[7]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究,2011(4):10~17.