依托实验教学示范中心培养矿物加工工程创新人才

谢广元, 赵跃民, 彭耀丽, 沙 杰, 尹文萱

(1. 中国矿业大学 煤炭洁净加工与高效转化国家级实验教学示范中心, 江苏 徐州 221116；2. 中国矿业大学 化工学院, 江苏 徐州 221116)

自2005年教育部、财政部启动国家级实验教学示范中心建设项目以来[1],全国各高校陆续根据各自学科特色展开国家级实验教学示范中心的建设工作[2-8]。1998年,中国矿业大学通过矿物加工工程专业(原煤炭部重点实验室)、化学实验教学江苏省示范中心及化工实验教学江苏省示范中心等整合组建煤炭洁净加工与高效转化实验教学示范中心(以下简称“中心”),经过多年的建设与发展,2012年被评为国家级实验教学示范中心(建设单位)[9]。中心充分发挥矿物加工学科优势,进一步整合教学科研资源,大力营造有利于学生创新能力培养的优良实验环境和创新氛围。 2015年以来,连续三年的年度报告受到教育部高等学校实验教学指导委员会领导、专家的充分肯定。2017年底,根据教育部高教司的要求,我校成立国家级实验教学示范中心指导委员会,在首届煤炭洁净加工与高效转化实验教学示范中心指导委员会会上,介绍了依托国家级实验教学示范中心培养矿物加工工程创新人才的工作和成果,得到与会专家的肯定和好评。

1 实验中心的现状

1998年,我校通过组建煤炭洁净加工和高效转化实验教学中心,每年面向全校19个专业7 615名学生开设基础课程、专业基础课程和相关专业实验课程。目前,中心实验用房面积为4 689 m2,年均实验人时数6.7万左右。在中心建设期间,获得教育部示范中心专项经费、修购专项和学校配套等建设经费1 195万元,新增实验设备201台套,年均新增固定资产900万元。中心注重“重基础、彰特色、强创新”的人才培养需要,以提高实验教学质量、促进学生能力发展为核心,构建了“基础厚重、特色创新、工程实践”多层次立体化的实践教学体系,建立了服务于全校学生的基础、专业基础和创新实践等三大实验教学平台。通过“‘十二五’质量工程”建设项目,并以学生实践能力和创新能力培养为核心目标,全面推进中心的内涵建设。经过多年的建设与发展,2012年被评为国家级实验教学示范中心(建设单位)。

2 实验教学理念与改革思路

适应新时期国家能源革命战略和煤炭能源人才需求, 中心教学以煤炭洁净加工和高效转化实现节能减排为主线,以矿物加工工程国家重点学科和化学工程与技术江苏优势学科平台为依托,以双一流学科为平台,注重学科交叉,以人才培养为目标,确立以学生为主体、教师为主导、能力培养、素质提高、个性化多元发展和引导、协调发展的教学理念[10-11],实现学科资源高效整合、科研与教学紧密结合、理论和实验课程与国家工程实践中心的实践教育有机结合,创建有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学新体系,强化讨论式、个性化和开放性等多元化的教学方法与手段,健全和完善实验中心管理体制, 实验教学实现高效运行,为我国煤炭工业的战略需求培养高素质和创新研究型人才。

3 依托实验教学示范中心开展创新人才培养

3.1 整合学科优势资源,搭建多层次创新能力培养新体系和平台

以承担的“十二五”国家级实验教学示范中心建设为契机,利用矿物加工工程双一流学科资源及教师科研成果转化为实验教学内容,搭建了“创新思维建立”“创新场景营造”“创新方法获取”“创新能力培养”4个创新能力培养平台,为学生开展基础理论实验、规范操作实验、单元设计性实验、综合性科研创新实验提供创新场所[10,12]。经过多年的建设与实践,形成了如图1所示的“四平台、三层次”创新能力培养新体系。

图1 “四平台、三层次”创新能力培养新体系

坚持“学而优则用、学而优则创”的中国矿业大学办学理念,并将其贯彻和渗透到本科教学改革实践中。“矿物加工实验研究方法”及“专题实验”是矿物加工工程专业的核心课程,将矿物加工双一流学科优势资源和教师多年的科研成果转化为相关实验项目内容,使本科学生在实验教学环节上感受优势学科的科研成果,为后续专业学习打下良好的基础；在强化学生工程训练、提高学生组织管理以及研究创新能力方面,取得了很好的效果[13]。开展学科资源和科研成果转化专题实验,邀请具备科研成果转化经验的教师担任指导教师,以学生为主体,教师结合科研项目的实际应用启发引导学生,从方案设计、实施策划、设备操作、实验结果分析等实验环节,到形成研究报告进行规范、系统训练,充分发挥学生的主动性,培养学生科学素养,提高其创新能力。

目前矿物加工双一流学科已建成半工业性实验研究系统,该系统达到国内领先水平。设计了7组科研成果转化专题实验,强化学生的动手能力,解决工业实践中可能碰到的实际问题,深受学生欢迎。上述训练强化了学生专业知识应用能力、提升了学生组织协调能力,培养了学生的科学态度,塑造了团结协作精神。

3.2 建设高水平的实验教学师资队伍,支撑创新型人才培养

我校实施人才强校战略,把加强师资队伍建设作为学校工作的重中之重,坚持稳定与引进并重,培养和使用并举的原则,采取有效措施,切实加强师资队伍建设。2016年,我校投入专项经费5 000 万元,用于教师(含实验教师)培养提高、高层次人才引进以及学术团队建设。中心实行“四结合”的师资队伍建设模式,即教学与科研相结合、理论教学与实验教学相结合、中心建设与学科相结合和中心建设与实践实习基地建设相结合；以政策为引导,激励高水平教师积极投入实验教学,参与高水平实验教改项目,邀请企业实践基地兼职教师参与制定教学大纲和实验教学；青年教师的教学与科研并重,通过参与教学改革、承担教学和科研课题等,提升教学和科研能力；通过多方深入考察邀请一流高端人才加入师资队伍,选拔有发展潜力的青年教师到国际一流大学深造、师从一流大师、接受一流培养,不断提升师资学历结构和能力水平。2016年,中心教师有 2 人晋升教授、4 人晋升副高职,新引进具有博士学位的青年教师 5 人,8名骨干教师到美国、英国等一流高校研修学习或进行学术交流。高水平的实验教学师资队伍有力地支撑了矿业加工创新型人才培养。

3.3 实施大学生科技训练计划,开展第二课堂活动

充分利用国家级、省级、校级“大学生科研训练计划”项目,大力开展本科生参与科研的第二课堂活动,鼓励学生切实进行创造性的专业工作。所有大学生创新项目的负责人均为本科学生,其指导教师均具有相关科研项目,这些项目为学生提供了独立研究、独立动手所需要的基础。

充分调动学生自主学习的责任心和积极性,积极创造各种机会鼓励学生参加教学改革和科研训练,形成学以致用、创新争先的观念和风气。近三年,学生申请获批实施的“大学生科研训练计划”项目 27项,其中国家级、省级及校级分别为4 项、2项及 21项；参与指导大学生科技训练计划的矿物加工专业教师达到 27人次,参加科技训练计划的在校生达到 108人。

中心每年开展20项以上的创新训练计划项目。矿物加工工程专业2015年卓越班科研训练计划及2017年大学生科研创新训练项目如表1、表2所示。

表1 矿物加工工程专业2015年卓越班科研训练项目

表1(续)

表2 矿物加工工程专业2017年大学生科研创新训练项目

表2(续)

3.4 中心全面开放管理,为学生创新能力培养提供体制机制保障

依托“国家级煤炭洁净加工与高效转化示范中心”及中国矿业大学“煤炭洁净利用及高效转化实践创新基地”和“化学工程与工艺实践创新基地”等的创新平台,利用实验室门禁系统实现全天候开放的大学生实践创新基地,引导学生积极开展科技创新实践活动,参加国家级、省级、校级等大学生创新创业项目、教师的科研项目、创新开放性实验等；积极吸引研究生在基地实验室值班,协助教师指导本科生；贯穿大学4年,引导学生积极参加国家级、省级 “挑战杯”“全国矿物加工大学生科技作品大赛”“化学化工实验竞赛”“化工竞赛创新设计竞赛”“过程装备与控制”等各类学科竞赛活动,从而培养和提升了学生的创新精神和实践能力。

3.5 加强信息化硬件基础建设,提供优质的创新能力培养网络教学环境

中心网络实验教学平台包含中心概况、实验教学、教学改革、教学资源、设备环境、体制管理、创新园地、管理系统、安全管理、药品采购和分析公共平台等,内容涵盖了课程大纲、教学课件、视频案例、网络课程、虚拟实验等丰富的网络教学资源,为学生和教师提供有效的实验网络学习环境和有效的网络教学环境[14]。

2016年,全面更新了中心网站系统,改造升级了网络设施,全面提升了中心网络的性能,为信息化建设打下了良好的硬件基础。将研发的多媒体实验教学课件、教学和实验教学网站、实验教学管理系统、精品课程教学网站、创新基地网络平台、实验中心药品采购管理系统和实验中心分析仪器公共平台系统等资源融合,形成了中心实验教学信息化综合网络教学平台。中心网站配置有高性能服务器,支撑数据库、应用服务和系统运行管理,集实验教学、实验教学管理、课程建设于一体,对学生实践能力和创新能力的培养起到了强有力的支撑作用。

3.6 开展多层次创新体验,获取创新成果

全面开放实验教学示范中心,通过实施导师制和第二课堂大学生科研训练计划,使学生经历“创新意识形成”“创新实践开展”及“创新成果获取”三个层次的创新体验(见图2)。

图2 创新人才通过创新实践获取创新成果和能力提升途径

近几年在校大学生获批了20项省部级以上大学生实践创新项目；获得6项省级优秀毕业设计与论文；获挑战杯及省部级以上各类大赛奖励26项,学生第一作者发表SCI论文19篇,获授权实用新型专利22项,参与授权发明专利4项,学生创新能力显著加强,解决了大学生创新意识差、创新能力不强的瓶颈问题。

4 结语

中心在创新人才培养等方面取得了丰硕成果,为煤炭工业和地方建设培养了一大批高质量的优秀人才。对2013届—2017届679名中的564名本科毕业生问卷调查(占毕业生总人数的83.06%)表明,学生对矿物加工创新人才培养质量的满意度达到97.34%；毕业生工程实践能力、创新能力获得用人单位的高度认可,成为国内大型煤炭集团的招聘首选,毕业生一次就业率连续5年达到99%以上；学生基础扎实、就业面宽,近5年在国内外名校和科研机构深造升学率为31.71%；行业外就业率达到23.77%；毕业生进入国际知名跨国矿业公司就业率为15%,国际竞争力明显增强。