谭云亮,宁建国,李青海
蒙古国作为矿产资源大国其矿业指数居世界第一,拥有80 多种矿产资源,探明的煤炭储量占世界10%[1]。截至2015年底,蒙古国矿产资源探明储量已上升至世界第七位,矿产资源约占蒙古国经济总量的三分之一,矿产资源的出口已占蒙古国出口总额的94%以上[2]。近些年来,蒙古作为“一带一路”重要沿线国家,矿产资源主要出口到中国。中国已经成为蒙古国煤炭出口的最大客户,占蒙古所有出口煤炭的82%以上,占两国贸易的85%[3]。因此,矿产资源开发利用领域的合作,是中蒙双方经济及贸易等合作主要部分,已经上升为建设好“中蒙俄经济走廊”关键之一。特别是2016年中国、俄罗斯和蒙古三国领导人所签署的《建设中蒙俄经济走廊规划纲要》[3],为中蒙两国在矿产资源开发与利用方面的合作指明了方向。然而,如何从中蒙两国经济发展对高质量矿业类人才需求分析出发,充分认识“一带一路”倡议牵引作用,以中国新时代背景下采矿人才培养核心要素为基础,探索中蒙两国矿业类人才合作培养思路,探讨两国合作培养方案和构建保障机制,已经成为中蒙两国重大需求。
矿产资源作为蒙古国经济的主要来源之一,对蒙古国经济与社会发展起到核心支撑作用。蒙古政府自1997年实施第一部《蒙古国矿产法》以来,一方面,由于矿产开发门槛过低,给矿产资源开发带来诸多问题:如大批自然人和非专业型企业申领矿产证;在暴利驱动下,矿业领域的“寻租”现象蔓延,无序无规开采泛滥;地方政府获利甚少,由于存在直接和间接的环境风险,政府部门消极对待甚至抵触矿业开发;部分中小企业和个人使用已被淘汰的落后工艺,屡屡引发环境和生产安全问题[4]。因此,蒙古无论是资源开采技术水平、技术人员的专业素养、开采管理水平、对生态保护等尚处于初级阶段。
另一方面,邻邦的中国也是矿产资源大国,西部地区矿产资源赋存条件与蒙古国相似。党的十八大报告明确提出“经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设五位一体总体布局”,把强化生态文明建设上升到国家战略布局中[5]。党的十九大又进一步提出要坚持人与自然和谐共生,作为坚持和发展中国特色社会主义的基本方略之一。习近平总书记多次强调“绿水青山就是金山银山”的发展理念,处理好经济发展同生态环境保护的关系,要牢固树立保护生态环境等同于保护生产力、改善生态环境就是发展生产力的理念。这些为推进我国煤炭资源智能与绿色开采、生态保护指明了方向[6]。
绿色智能开发是保证矿业可持续发展的命脉,从某种意义上讲,中国正在进入矿产资源绿色智能开发和利用的新时代,其主要内涵体现在:把土地、河川与湖泊、植被、地下水系作为资源的重要组成部分不仅要保护好,而且还要从可持续发展角度利用好,这就需要利用现代科技,将矿产资源开发利用对生态环境损害,控制到容许最小程度;或者以最小的生态与环境破坏代价,通过开采换取最大的资源量,获得最佳的经济与社会效益。比如,采用就地井下地采选充一体化技术,把分选出的矸石就地充填回采工作面,避免矸石地面排放环境污染和对生态造成损害;同时,要因地制宜,经济开展矿区塌陷地的复垦与利用。还有,充分利用人工智能、大数据等现代技术改造现有采矿技术与工艺,最终实现井下无人的智能化开采。
很显然,新时代背景下中国矿业发展的道路,为蒙古国矿产资源科技进步提供了借鉴。矿产资源赋存条件高度相似的中蒙两国,要实现矿产资源开发利用高质量发展,急需一大批掌握智能绿色开采技能、具有国际化视野的高水平专业人才,其迫切性超过历史任何时期。也正是基于两国对矿产资源高质量开发的重大需求,蒙古在借鉴中国矿业发展经验同时,更需要高水平矿业类专业人才,这为中蒙两国合作培养现代矿业类急需人才提供了先机。
2017年,习近平主席在会见蒙古国总理额尔登巴特时就中蒙两国“一带一路”建设时强调,“中蒙关系有着广阔发展前景”[7]。“一带一路”倡议的推动,为双方加强高层次专门人才的合作培养带来契机。
在中蒙两国签署的《关于建立和发展全面战略伙伴关系的联合宣言》中,中蒙两国在经济与贸易合作重点之一就是矿产资源开发[8],由此亟需高校在采矿工程、地质与勘查工程等与矿产资源开发利用相关的领域培养相应的专门人才[9]。目前,中蒙两国高校合作培养的人才门类多为汉语为主的语言类,还有少量的金融与经贸、电力工程等专业人才,而从事于矿产资源开发的采矿类极少。蒙古来华学生中学采矿专业极少,中方去蒙古国进行采矿学习的学生少之又少。这样一种势态,严重影响了两国矿产资源深度开发合作与经贸往来。因此,无论是中蒙两国经济与社会建设急需,还是中蒙经贸合作的持续发展提供长远布局,都需要将矿业类人才的合作培养落到实处。2019年山东科技大学与蒙古科技大学共同成立的中蒙矿业工程学院(研究院),为两国履行矿业类人才合作提供了成功的范例。
中蒙两国矿业类人才合作培养,是教育国际化的重要体现,其具有显著特征:一是教育资源要在国际间进行配置;二是教育要素在国际间流动;三是教育国际交流与合作密切,具有较高相互依存度;四是人才培养使命具有共同点,培养目标高度一致。基于以上国际化特征,山东科技大学与蒙古科技大学多年互派师资、互访交流、招收蒙古国采矿等专业本科学生和研究生、科研与教学资源共享等基础上,以中国智能采矿人才培养改革与探索方面的成果为参考,从揭示与解读采矿类人才培养的核心要素出发,双方深入商讨,共同制定中蒙两国矿业类人才培养的方案。
中国成为《华盛顿协议》成员国,中国与矿业有关高校如中国矿业大学、中南大学、北京科技大学、东北大学、山东科技大学等的采矿工程专业均已通过国际认证,这为中蒙两国开展国际合作,共同培养矿业类专门人才提供了基础。根据我国普通高等学校本科专业类教学质量国家标准和工程教育认证标准,提出人才培养在知识结构上,要从传统采矿工艺为主导的传统知识体系,提升到能够胜任矿产资源开发自动化、智能化、生态化新要求。其核心要素体现在:
强化交叉与融合,在采矿专业中融入如人工智能、“物联网+”、大数据、云计算等,将传统采矿专业人才进行融合与跨学科培养,适合现代采矿的需求,从某种意义上讲,把传统采矿专业提升到以“传统+新兴”为模式“新工科”门类[10]。如山东科技大学智能开采方面的课程体系(图1),具有如下显著特点:一是将数学和力学等课程适当缩减、涉及传统采矿的专业课大幅度削减,大幅度增加计算机、人工智能、大数据分析等支撑智能开采内涵的课程;二是涉及智能开采课程从基础课、专业基础课到专业课递进式提升与延伸,涵盖开采智能化要求的主体;三是通过设置选修课模块进一步注重创新能力、职业素养的培养,以满足当今世界矿业领域人才培养的新要求。
图1 山东科技大学智能开采方向培养主干课程体系
强化环境影响和资源消耗下矿山开采可持续发展的理念,在现有的采矿方法中强化井下采选充一体化的就地充填开采技术,矸石不出井直接回填采空区[10];同时,在尽最大可能降低地表破坏基础上,强化修复矿区土地的土壤修复改良技术、保育技术和植被恢复技术等,回应21世纪人类命运共同体绿色发展的重大需求。
对于采矿业而言,随着“一带一路”倡议的前行,越来越多的中资矿产资源开发企业渴望走出国门,前往“一带一路”沿线国家并购或合资进行矿产资源开发利用。然而,目前懂采矿、外语能力强、掌握金融与国际法的新型复合型采矿类人才极为紧缺[11],已经导致部分中资企业在国外进行矿产资源开发时遭受挫折,严重影响了“一带一路”倡议的推动。因此,有必要在加强采矿专业外语训练同时,开设金融、国际法等课程,提高采矿人才国际交流与国际合作的能力。
未来采矿对人才培养目标提出了更高要求,一是具有治理深部高地应力、高地温、高岩溶水压,强开采扰动将导致岩爆、围岩大变形、突水、煤与瓦斯突出、高温热害等灾害的能力;二是熟练掌握无人智能化采矿关键理论与技术;三是要具有绿色采矿理念,保护好生态环境;四是具有探索新的采矿方法如流态化开采、多种矿产资源协同开采等本领。这需要从当下开始,在建立智能化开采人才培养体系的同时,不断深入研究与探索,逐步构建起适应未来采矿要求的新的人才培养体系。面向未来的采矿人才培养需要进行国际化合作,集全球采矿界的智慧以达成培养目标。
上述对采矿类人才培养核心要素的探索与思考,为中蒙两国探索采矿类人才培养国际化合作方案的制定提供了借鉴与参考。
如上所述,按照《基于华盛顿协议》等国际工程教育标准,中国采矿专业人才培养已经从传统采矿阶段提升到强化智能化、绿色生态、国际化和未来工程培养的新阶段。中国对采矿专业人才培养的探索,为中蒙两国共同制定面向现代经济与社会需求、面向世界、面向未来的采矿专业国际化人才培养示范体系奠定了基础。在山东科技大学现有培养方案基础上,经过与蒙古科技大学双方多轮协商讨论,制定了适合中蒙两国智能采矿国际化合作培养方案(图2),并开始起步进行智能化采矿专业国际化人才培养工作。
图2 山东科技大学与蒙古科技大学联合培养智能采矿本科生方案
培养目标要求,智能采矿专业注重学生知识、能力和素质的综合发展,致力于培养基础理论扎实、适应面广、工程实践能力强的,掌握固体(煤、金属及非金属)矿床开采基本理论方法、智能化技术等基本知识,能胜任智能采矿科学研究、技术研发、生产与安全技术管理等方面工作,具有较强的创新创业、工程实践能力和国际化合作能力的复合应用型创新人才。
课程设计思路:紧紧围绕智能开采本科人才培养目标,本着递进式思路设计模块化课程。基础课程模块为数学、力学、计算机基础、人工智能基础等课程;应用基础课程模块围绕采矿与智能化基础而设置,包括矿山地质、电工电子技术、岩石力学、采掘机械、计算机程序设计与仿真、自动控制基础等课程;专业课模块围绕智能采矿核心课程设置,包括采矿学、矿山岩层控制、计算机网络、大数据分析与云计算、矿山智能装备与监控、物联网+、矿山机器人技术、人工神经网络与专家系统等;同时通过设置选修课模块中的国际法学、社交能力培养、创新性思维、矿山灾害防控概论、绿色矿业概论等提升学生创新能力、职业素养和国际化视野。课程的实施过程:基础课和专业基础课模块,可以由中蒙两国使用各自高校教学资源按要求实施教学计划,进行学分互认;对于专业课和选修课,由中蒙双方教师共同选定教学参考书、共同制订教案、共同承担教学任务,可以通过网上同步实施课堂教学,并共同对学生学习成绩给予评定。对于实习、实践环节,中蒙学生可以在两国合作指导教师团队带领下,进行实质性行跨国联合实习实训。
本专业学生除了学习工科必备工科数学、物理、工科力学等通用核心基础课外,还要学习满足智能采矿培养要求的地质、岩石力学与加固、岩层控制、矿山安全与防护工程、智能机电装备、计算机技术、大数据分析、矿山生态保护等方面的基础理论和专业知识,培养满足智能采矿要求的采矿工程师作为基本训练,获得智能采矿设计与方法、生产与安全技术管理、智能采矿科学研究等方面的基本能力,并具有国际化视野。专业培养要求具体包括:知识结构、分析问题能力、工程设计能力、研发与创新能力、现代工具应用本领、公共意识素养、职业道德、团队协作能力、国际交流能力和终身学习能力十个方面。
(1)知识结构:除具备扎实的数学、物理与力学基础和掌握采矿专业所具备的地质、采矿设计与工艺、矿山压力与岩层控制、矿山灾害防控、矿山机电装备等核心专业课以外,还要掌握满足智能化要求的自动化控制技术、人工智能、计算机程序设计、计算机仿真、大数据分析,物联网+矿山智能装备与监控等方面的专业知识,同时还要选择创新能力培养、国际法学、社交能力培养、职业素养、经济学概论等有关能力素质方面的课程。
(2)分析问题能力:掌握文献检索、资料查询的基本方法,了解智能采矿学科的理论前沿、先进技术和发展动态,能够运用采矿及相关学科的基本原理与知识,熟练分析复杂采矿工程中所面临各方面问题,具有较强分析问题和解决问题的能力。
(3)工程设计能力:掌握矿区规划、矿井开拓开采设计方法,并能够按照相关法规和标准,进行相应智能化开采设计及规程编制,在设计中要体现一定的创新性及先进性。
(4)研发与创新能力:能够基于现代科学技术对采矿所遇到复杂工程技术问题进行创新研究,包括在采矿新方法、智能化新技术、智能化新装备等方面,具备较强研发和创新创造能力。
(5)现代工具应用本领:能够掌握现代监测监控基本理论与技术、计算机辅助设计软件、先进数值模拟软件、大数据分析方法等,解决复杂的采矿工程出现的灾害防控、开采过程超期地质预报、采掘与运输无人或少人化等问题。
(6)公共意识素养:要具备资源开发利用所涉及生态环境、社会安全、工程安全、职业健康等公共意识素养,敢于和善于承担相应的法律责任和社会义务。
(7)职业道德:要培养良好的思想道德品质,能够自觉遵守职业道德和法律法规。
(8)团队协作能力:要具有较强团队组织管理能力,善于团结协作,乐于在团队中承担不同角色。
(9)国际交流能力:具有良好的表达与交往能力,能够与社会各界就采矿所涉及各类问题进行有效的沟通和交流;同时,至少要熟练掌握一门外国语,除具有听、说、写的初步能力和阅读本专业外文资料的能力外,还能够在不同国别、不同文化背景下进行交流与沟
(10)终身学习能力:培养自主学习、终身学习的意识,面对日益增长的新理论、新知识、新技术,要有持续学习、终身学习能力,以适应智能采矿及相关科学技术发展的需要。
第一模块:认识实习与地质实习;第二模块:生产实习、编程训练、工程实训、智能开采课程设计;第三模块:毕业实习、毕业设计(论文);第四模块:各类课外科技活动、社会实践活动等。其中,第四模块将贯穿四年大学培养全过程。
中蒙两国矿业类人才合作培养要建立起有效的保障机制,包括中蒙两国科技合作与协同创新、中蒙两国跨国界产学研协同育人机制、基于社会需求的双边等效教学体系建设等。
科技合作、平台建设是人才培养的重要支撑。目前,中蒙两国在科技合作上存在短板,比如中蒙两国高校间的科研合作还不深入,对于推进“一带一路”倡议的建设贡献度不明显,主要体现在:其一,双方开展科技合作研究项目的数量少、层次低、范围窄,以校际间自发为主合作,缺乏两国政府的助力推动;其二,合作研究领域与两国战略发展合作重点契合度不高[9],大多集中农牧业、草原等领域,而矿产资源开发利用的合作研究甚少,这需要中蒙两国在政府层面上对矿业领域科研合作给予强力支持与推进。同时,两国支撑人才培养的平台建设也十分迫切。基本的思路是:第一步,中蒙两国要各自加强高等院校、科研院所、矿山企业单位之间的合作规模与层次,深度融合,探索建立各自国家的“产学研用”相结合的长效机制;第二步,探索跨国聚合,逐步形成两国“产学研用”的协同创新机制。可以从两国高校之间、两国高校与企业之间、两国企业与企业之间的科技合作做起,并构建合作平台,如山东科技大学与蒙古科技大学于2018年共同成立“中蒙矿产资源绿色智能开发国际研究中心”,不仅为两国在矿产资源开采领域的科技合作起到了示范性作用,而且为两国智能开采领域人才培养提供了平台支撑。可以预期,通过跨国界“产学研用”的协同创新平台搭建,进一步整合科技与产业合作创新资源,不仅能有效破解中蒙两国在矿产资源开发领域合作中碰到的难题,还为两国矿业类高质量人才培养提供有力保障。
目前,矿山企业智能绿色开采科技需求已经超前于高等学校采矿类人才培养。因此,高等学校采矿人才的培养必须吸收企业参与,这样才能有的放矢。智能绿色开采为核心要素,对矿山开采专业人才培养的目标要要重新定位,课程体系中要增加智能绿色开采所需要的若干课程;在教学条件改善方面,要建设能够充分体现绿色智能开采核心要素的现代化VR 实训中心。同时,与矿山企业合作共建办学基地,也是提升人才培养质量的重要途径。如山东科技大学率先与山东能源临矿集团共同成立“智能采矿临矿学院”,一方面有力支持山东科技大学智能开采专业学生实习实践实训等任务,聘请企业专家与工程技术人员参与培养方案的制定,对学生进行讲座或授课,由此培养一批“具有双师型”素质的师资队伍。依托此平台,联合山东科技大学采矿、自动化、计算机、人工智能等领域教师,对临矿集团不同层次工程技术人员开展培训;每年派青年教师到临矿集团挂职锻炼,不仅在实践中提升了青年教师专业能力,而且能够及时把矿山企业所采用的最新技术和装备应用到教学中去,进一步促进了人才培养质量的提升。构建跨国界产学研融合的协同育人机制需要从以下几个方面做起:
(1)强化国际化师资队伍建设。一方面中蒙两国可以互聘对方国家高校教师、科研单位和企业中技术专家、管理专家等作为全职或兼职教师,甚至可以从全球引聘专业教师,打造一支国际化高水平师资队伍。如山东科技大学不仅从中国煤炭科工集团、山东能源集团、兖矿集团、山东地矿公司等引进一批高水平工程技术人员作为师资,而且从澳大利亚、日本、美国、加拿大、波兰、德国、挪威等国家柔性或全职引进一批外籍师资,大大提升了采矿专业建设水平,提升了国际影响力和竞争力。
(2)加强跨国界一流实习实训基地建设。跨国界实习实训,对于人才培养国际化具有重大意义。2019年由新南威尔士大学采矿系14 本科生与山东科技大学5 名本科生组成联合实习班,来华到山东兖矿、内蒙、山西等矿山进行实训,取得了满意的效果。因此,中蒙两国智能采矿学生,可以借鉴此类跨国界的联合实习实训模式,让两国学生取长补短,提升学生国际化视野与交流合作能力。同时,以此为契机,中蒙两国矿业类高校应加强内外联合、校企联合,共同建设一批优势互补、特色鲜明、开放共享的高水平国际实习实训基地。
在跨国界一流的实习实训基地建设基础上,形成双边教学等同认可,包括课程内容及学分互认、共同编写教学参考书、基于网络平台的教学资源共享、教师教学授课同步、国内外课程体系及内容等效与评价等,两国矿业类高校可以为此做出实质性贡献。同时,基于国际工程教育标准《华盛顿协议》,在积极推进教学体系与国际接轨的同时,构建最基本的学习小单元-双边导师共同指导“本科生”学习小组,按照每组6~8 人的规模,通过讨论、专题报告、课堂研讨等教学环节,重点培养锻炼学生协调与交流表达能力,全面提升学生问题导向与解决能力;同时双边导师按照自己的研究方向,采取灵活方式向学生传授最新的理论与技术,并选择合适时间带领学生到自己科研基地进行科研实践,提升学生对影响绿色智能开采关键知识、理论方法与技术的认知。基于社会需求的双边等效教学体系建设,可望形成样板并引领“一带一路”沿线国家采矿类人才培养的国际合作。
2018年4月9日,在国务院总理李克强和蒙古国总理呼日勒苏赫的共同见证下,教育部副部长杜占元同蒙古教育文化科学体育部部长朝格卓勒玛在人民大会堂签署了《中华人民共和国教育部与蒙古国教育文化科学体育部2018—2021年教育交流与合作执行计划》[16]。这标志着在“一带一路”背景下中蒙两国矿业类人才合作培养迈入新时期,也为加速两国矿业类人才合作培养注入新的活力。中蒙两国教育局、科技界、企业界应当以更大勇气,开展交流与深度合作,共同制定矿业类人才培养方案国际标准,建立基于社会需求的双边等效教学体系,积极推动深度科技合作与协同创新,强化中蒙两国跨国界产学研协同育人机制,搭建跨国界若干矿业类人才培养平台,在师资队伍方面高度融合,把中蒙两国矿业类人才培养落到实处,为落实“一带一路”倡议做出新的贡献。