新工科背景下资源勘查工程专业实践教学改革探索

时 国， 郭福生， 张树明， 韩善楚， 姜勇彪， 张群喜

(东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013)

2014年国际工程科技大会指出“世界正在进入以信息产业为主导的新经济发展时期”，新经济的快速发展需要具有创新创业能力和跨界整合能力的新型工科人才来支撑[1]。近几年在教育部高教司的积极推动下，我国新工科教育改革发展迅速，对新工科建设方向和改革思路取得了初步共识[2]，新工科建设已成为当前工程人才培养实现跨界整合、多学科交叉融合的重要途径[3-5]。资源勘查工程专业属于传统工科地矿类学科，主要培养从事矿产资源勘查、开发、评价与管理等方面的应用型人才。在新经济发展背景下，这类传统资源类工科专业人才培养不仅要应对来自产业转型升级导致的就业压力，也要面临着新技术、新科技以及新理论等方面的挑战。本文以东华理工大学资源勘查工程专业为研究对象，就新工科背景下实践教学改革中出现的问题与改革思路做几点探讨与思考，为地方院校实施新工科建设提供借鉴与启发。

1 实践教学的现状与存在问题

实践教学是资源勘查工程专业教学过程中最重要的环节之一，是培养学生理论联系实际能力、动手能力、分析解决问题能力、创新能力及综合素质的关键[6]。东华理工大学是全国较早开设地质类专业的院校之一，铀资源勘查工程是学校特色优势专业，多年来在立足核工业行业、保持和发扬核地学特色的前提下，已形成了一套系统的铀资源人才培养模式和实践教学体系。然而，随着铀矿资源勘查的新技术、新方法与新理论的发展与应用，学科交融性的不断增强，对资源勘查工程专业教学提出了新的挑战，特别是在实践教学过程中表现较为明显。这主要是由于实践教学既是学生将专业理论知识应用的实战阵地，亦是地质学科与新技术、新方法以及其他学科交融探索的一扇窗口。

1.1 新技术发展对实践教学的挑战

当前我国工程教育改革发展面临的外部环境正在发生快速的变化，人工智能、互联网、大数据等新兴技术对传统工科教育提出了更高要求[1]。资源勘查工程专业教学环节中的野外实践训练教学内容和方法相对于新兴技术的迅速发展则显得相对滞后。例如，在讲授野外定点方法的时候，指导教师一般会根据实习指导书内容来重点讲解利用传统地质罗盘的地形地物法和后方交汇法，而忽视现代智能手机的应用。但在实际应用过程中很多同学常常会拿出智能手机结合地形图来进行定向、定位，很多时候这种利用现代智能手机来定位更加便捷和精确。另外，在参与生产实习或者科研项目过程中，大部分同学对岩性划分、构造识别等基础地学知识能够熟练应用，但对数字填图、三维建模等信息技术则掌握不足。尽管在人才培养方案的制定过程中我们不断进行改革调整，例如增加了“地学计算机制图”和“地质技能综合实习”课程，但是相对于当前信息技术(三维地质建模、虚拟仿真教学、“地质云”平台等)的发展，在课程设置、教学内容与方法方面还是略有不足。

1.2 地学人才需求发生变化

学校资源勘查工程专业主要培养具有铀资源勘查与核地质废物处置等核地质特色知识和技能，具备在核地质及其相关领域从事设计、勘查、开发等方面的工程人才。多年来在立足核工业行业、保持和发扬核地学特色的前提下，为我国核工业和国民经济建设培养了大批高素质人才。但是，近年来随着我国经济发展步入新常态，核工业地勘单位转型改革以及铀资源市场的国际化等原因，使得我校资源勘查工程专业毕业生的就业压力逐渐增大。另一方面，由于长期的矿产资源的粗放式开采，在GDP总量飞速发展的同时也面临着资源和生态环境的巨大挑战，如资源衰竭、环境污染、地质灾害频发、城市地下空间拓展等[7]。当前地勘单位与地质调查单位已从单一的地质矿产勘查转向地质灾害治理、环境治理、土地治理等多元化发展。对毕业生的要求，除了具有一定地学专业基础知识之外，还要掌握灾害地质、环境地质、旅游地质、信息科学与技术等多方面的知识[8]。国土资源部十三五科技创新规划指出，要强化地质灾害防治和地质环境保护，同时要推进“三深”探测，构建全球地理信息资源开发关键技术[9]。地学人才需求已经由传统单一矿产资源勘查型向能够从事与地学有关的综合型人才转移。

1.3 创新教育基础薄弱

实际教学环节是激发和培养学生创新能力的主战场，目前学校资源勘查工程专业的野外实践教学主要是利用固有的实习基地制定实践教学计划、教学内容，在一定的实习周次内完成实习区的地质填图、图件制作、报告编写等固定考核任务。一般来说教学时间相对集中、强度大，导致学生疲于应付、学习效率和主动性不高，不能给学生提供从容思考的时间、空间和及时的指导。对创新教育既无考核任务，也无激励机制。长此以往，这类实践教学的内容已固定化，教学方法也已成为模式化的套路。与中国地质大学、西北大学等高校的实践教学相比，在创新教育方面差距还比较大，教师申报实践教学基地内的教学、科研课题较少，与实践教学内容相关的论文、成果也不多。究其原因除了是受实践教学模式的限制之外，在很大程度上也是由于创新教育的教学方式、效果具有一定模糊性，没有统一的绩效考核标准所致。

2 野外集中性实践教学课程改革与实践

2.1 构建多元化培养方向，优化课程体系

核地质特色教育不仅是学校的办学基石，也是保证国防与放射性专业人才培养的需求[10]，尽管这几年产业转型带来一定影响，但学校的核地质特色始终处于国内前沿和领先位置，因此保持并发展核地质专业优势与特色是人才培养既定方针。在2018版人才培养方案修订过程中，构建多元化培养方向，依托“卓越工程师教育培养计划”，设置1个班铀资源勘查工程特色培养方向。根据当前社会需求，设置1-2个班多元化资源勘查工程专业方向。有针对性地提出个性化的培养方案，增设符合现代市场需求的新型地学课程和学科交叉课程、灾害地质学、城市地质学、遥感地质学、地学计算机制图等课程。鼓励任课教师融入现代新型技术、新方法。即在保证特色专业人才培养质量和规模的前提下，用一种开放、灵活的体系保证和发展学生个性，对学生的不同能力给予同样重视，允许学生在某些能力上有特殊的发展。两个培养方案方向保证了特色优势专业方向，又体现了“以人为本，服务社会”的教育方针，新型课程的开设主要是促进学科交叉和发展，拓展专业服务领域，提高学生学习动力，创建学生就业及未来发展空间。

2.2 根据行业需求，调整实践教学内容

实践教学改革应充分研究行业发展的新动态、新特点，把对人才素质和特点的要求作为考虑的依据和前提[11]。近年来，学校资源勘查工程专业本科毕业生的就业去向呈现几大明显特点：一是进入传统核工业地勘单位的毕业生减少，进入地质矿产调查等国土资源部门的毕业生增加；二是自主创业与转向其他行业比例增加；三是读研比例增加。根据行业需求的新特点以及地质行业的转型升级，学院资源勘查工程专业实践教学内容进行了相应的调整(表1)。在传统区域地质调查实习基础之上增加了数字地质填图技术等相关内容。购置了数字填图掌上机、GPS等现代地质设备，并及时更新了江山区域地质调查实习指导书内容。在制定实践教学体系时，充分考虑到行业对人才需求的特点以及创新创业的新动态，在原来的基础实践模块、综合实践模块、设计实践模块的基础上增加了创新创业实践模块。2018版人才培养方案中，设立创新创业课程、创新创业学分提升创新创业意识，激励学生参加创新创业竞赛。2014版人才培养计划中开设了“专业技能综合实习”实践课程，在该课程中实践教学计划、方案等完全由指导老师和学生自定，给老师和学生个性发展的空间。

表1 野外集中实习实践教学体系一览表

根据工程教育专业认证的要求提出了资源勘查工程专业本科生毕业5年后要达到的能力要求，并对这些能力划分了三层阶梯式培养层次，包括基础技能培养、综合应用能力培养和工程实践与创新能力培养。我们以实践教学为载体，探索并试点实施了阶梯式实践教学体系，力求将各实践教学环节连接成线、扩展为面，使学生的工程实践能力与创新能力在完整的实践教学体系中螺旋式地提升。基本技能训练主要包括专业理论知识的验证性实验、设计性实验和专业基本技能的训练(地质认识实习、区域地质调查)(图1)。综合应用训练主要通过野外集中性实习来实现。在综合实践与科技创新能力培养过程中，鼓励指导教师采取“探究式+实践式+合作式”等多种开放式教学方法(问题式、探究式等)，给学生提出具体地、可操作的预期目标，并提供一切可以提供的学习和实验资源，但不限定具体实施方案和计划，指导教师在实施过程中进行动态监控调节，充分发挥学生的积极性，培养学生的批判思维和创新意识。

2.4 激励师生参与教学改革与创新

教师是人才培养教学模式、教学方法改革创新的实施主体，教师教学改革的积极性直接影响教学质量。学院根据学校的人事处绩效政策制定了相应的年终绩效考核激励机制，根据教学改革课题的获批立项、完成、应用(获奖、单位应用)情况，教师指导学生的科技创新、专业竞赛、论文等第二课堂活动，设立相应的年终薪酬绩效点，极大提高了教师参与实践教学质量改革的积极性与主动性。同时在2018版人才培养方案中设立创新创业课程、创新创业学分以提升创新创业意识，激励学生参加创新创业竞赛、第二课堂活动，设立创新创业基金、基地，创新创业导师进行实践帮扶，构建了相对完整的创新、创业实践育人体系，来提高学生的综合实践与科技创新能力。

图1 实践教学体系构成图

3 思考与建议

新工科在一定程度上反映了未来工程教育的形态和方向，像东华理工大学(铀)资源勘查工程这种传统工科专业在进行新工科教学改革时应首先应突出自身行业优势特色，及时把握行业发展动态与人才需求的新变化，积极引进新技术、新方法与新理论，才能够引领行业发展，保持人才培养的特色与优势。

其次，学校鼓励学科之间的课程共享、协同交叉融合，促进具有核地学特色的(铀)资源勘查工程、采矿工程、勘查技术工程、地球物理学、核工程与技术等专业的课程共享、交叉融合，打破学院、学科壁垒，持续增进地学类专业群之间协同创新改革。实践教学具有开放性和探索性优势，可以构建共享实践教学平台，作为多学科交融探索的一扇窗口。

最后，新工科背景下的实践教学改革主体是教师，在教学过程中应积极提高能动性，教学管理部门应制定相关政策激励教师对学科融合、教学方法、内容等进行创新、改革，在实际教学过程中充分发挥教师与学生的自主创造能力和探索精神。