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摘要:人才培养模式是一项比较复杂的系统工程,需要在不断的实践中探索和总结。目前,矿山企业的良好发展为研究和实践矿业类人才培养模式提供了良好的机遇,所以高等院校需要不断地根据学科的发展和社会的需求来调整人才培养模式,为社会提供大量高素质的矿业类技术人才。
关键词:人才培养模式;教学改革;创新;实践教学
改变传统的教育观念,变传授知识为培养能力,变应试教育为素质教育。这方面虽已在相当的范围内达成共识,但传统观念很深蒂固。要培养创新人才,就需要在教育领域提倡思想创新。真正在高等学校树立培养创新人才的意识和理念,构建培养创新人才的环境和氛围,为培养创新人才奠定思想基础。
近年来,东北大学采矿工程大胆创新,与时俱进,确立了培养高素质创新人才的培养新标准,并将其作为矿业学科可持续发展的重要保证。采矿工程专业不断推进人才培养模式的综合改革,探索教学理念、培养模式和管理机制的全方位创新,努力形成有利于多样化创新型人才成长的培养体系,提高人才培养质量。培养出了一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量、多元化、国际化人才,为矿业行业的发展做出了积极的贡献。
一、矿业类研究型人才培养的教学体系框架构建
结合矿业学科的特点,探索并构建了有资土特色的矿业学科新的教学体系,确立了新的矿业类人才培养知识体系。该体系的最终目的是培养出一批复合型、研究型人才,特别是适应现代矿业行业发展趋势的综合型矿业工程新型人才,使学生无论是从理论基础还是自身创新意识,乃至独立工作能力都能适应社会和市场的需求,能涉足矿业行业的各个领域。
为实现上述培养目标,总体上体现出立足科技前沿,适应社会发展,服务经济建设的基本教学思想,课题组确定了“1+2+1”方案:即在第一学年注重基础知识的培养;在随后两个学年主攻本专业的各项专业技能和行业知识,同时向相关领域拓展;最后一学年根据学生自身能力进行选择性培养。为了与培养方案相适应,课程安排也划分为基础类课,专业课,专业选修课这三大类课群。
人才培养教学体系的显著特色是融合各学科,重视学生创新能力的培养;加强理论与实践教学相结合,重心放在工程教育上,特别是培养矿业人才的工程化能力;强调有关方面的素质教育,比如人文和管理能力方面,其目的是培养矿业领域综合型高素质研究型人才。
具体实施方案见图2。
二、矿业类专业理论教学体系改革与创新建设
1.构建基础扎实、时代特色鲜明的知识课群。按照“1+2+1”的三段式培养方案,确定新知识体系。在基础课方面,为了体现厚基础的教学思想,在传统公共基础课的基础上增加了自然科学基础课和工程技术基础课。在专业课方面,为了紧密结合矿业发展趋势,增设了具有现代学科特征的课程类型。在专业选修课方面,包括了晶体光学、结晶学、测量学、工程地球物理、遥感地质、矿相学、应用地球化学、古生物及地史学、专门工程地质等方向。
教学质量和教学效果是教学追求的目标,所以在教学体系的制订过程中,为了提高学生的创新能力,实施目标化管理和多模块化操作。基本结构如上图所示。所谓模块化操作,包括以下几个方面:人文素质教学模块、基础教学模块、实践教学模块、专业教学模块、交叉知识传输模块。基础教学模块主要涉及学科基础课;专业教学模块是指主干学科专业知识;其中,设置人文素质教学模块是为了从整体上提高学生的综合素质,有关课程包括各类竞赛、环境管理、人文任选课等;实践教学模块指的是本科期间的连续教学实践体系,主要有认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习等;而设置交叉知识传输模块是为了促进学科交叉、扩大学生知识面,主要课程一般是外专业与本专业有关的课程。
在各种模块支撑下,实现学生全面素质的提高,这也是提高教学质量和教学效果的最终表现。培养计划模块化操作除了落实学校规定的本科教育基本要求的教学任务之外,还包括以下几个特色:首先是加强学科交叉,强化创新能力的培养;其次是突出实践教学,高度重视工程教育,尤其是培养矿业人才的工程化能力;最后是强调人文和管理能力方面的素质教育,目标是培养复合型矿业工程高素质研究型人才。
通过对课程的重新整理和安排,使每一门课群的教学内容具有明显的时代特征,同时改变了以往的单纯式知识传播,而是注重了能力培养的建设。从总体上把握住了对基础的强化,尽可能广地涵盖了专业知识面,拓宽了选修研究方向,关注与科技前沿相关的知识和快速适应当今社会发展需要等。所设置的课程内容主要有自然资源,环境和生态工程建设,工程应用的基础性、前瞻性、战略性等问题。为了使学生能够及时捕捉到最新科技信息,从而站到科技最前沿,教师在讲授基本知识点的同时,把与专业相关的现代科学理论、技术、手段的研究现状、应用情况、存在问题和发展趋势等融入每个教学环节。
2.建设主干精品课和实施双语教学。课程教学是实施创新人才的关键环节,为了充分发挥课程在培养和提高学生的综合能力和科学素质方面的优势,近年来从总体上对主干课程进行设计,重点是从改革教学内容入手,在教材、实验教学、教学手段、考核办法、教学方法等方面进行了一系列改革实践,同时集中优势打造理论教学和实践教学体系,以国家级精品课《采矿学》、省级精品课《岩石力学》和《普通地质学》以及校级精品课和双语课为主线,带动课程建设总体进步。
通过专业基础课和专业平台课的双语教学,将国际矿业新进展和新成果第一时间直接带给学生,使学生的知识深度和广度适应21世纪矿业、社会对技术、人才的需求,在迎接当今时代的社会、经济、环境和文化的巨大挑战中走在工程领域的前列。
3.实施教学方法改革与手段建设。针对本学科教学特点与难点(例如:采矿学需要很强的三维空间想象力和实践性强等教学难点),从2000年开始大力推行教学方法改革、开展教学手段建设。引入了基于问题的学习(Problem Based Learning简称PBL,也称作问题式学习)的教学方法。该方法1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上较流行的一种教学方法,此方法有别于传统教学中的以教师讲授为主,强调以学生的主动学习为主,把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的合作来解决真正的问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。
专业授课教师结合科研实践,通过实行参与式、启发式、讨论式和研究式教学,案例教学法、实地考察法、模拟训练法等教学方式,教师在课堂上主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用。在研究各课程的教学方法时,因课因内容制宜,采取不同的教学方法。不管是安排自学、讲解重点和难点,还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论,都注重调动学生的积极性,把“满堂灌”改为在教师引导下师生共同探索。而在讲授过程中,把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方式。
教学方法改革的另一个重要内容是考核方式的改革。增加学生参与和实践环节在总成绩中的比重,Seminar论文及其宣讲占30%,课外创新实践(具体见后)占20%,考试占50%。
4.能力培养建设。能力建设要坚持方向性、发展性和参与性原则。在人才培养过程中优化手段、鼓励创新。从促进经济和社会发展及人才自身发展的需要出发,通过多种方法和途径,重点培养人才的创新精神,开发人才的创新能力。
要主动适应社会,进行人才培养模式的改革。在国家的经济体制、科学技术体制进行重大变革或教育思想观念与教育体制进行重大变革之时,能力建设要以社会需要为参照基准,优化人才能力结构标准,重新定位培养目标、设计培养规格、制定培养方案、选择培养途径,以系统的观点看待人才培养全过程。
三、科学完整的实践教学支撑体系建设
1.整合资源,夯实实践及创新能力培养基础。矿业行业是一门实践性很强的行业,所以不仅要求学生具有牢固的专业知识,同时开展对本科生实践能力培养途径的探讨,从专业特点出发,与科技项目与生产实际紧密联系,充分利用校外实践基地资源,以发挥个人潜能与培养实践能力为目标,多途径、多层次、多方式地开展实践教学,加强学生的过程训练,模拟科研、生产实际,突出实践教学中学生的主体意识与主体作用,使学生的创新精神与实践能力得到充分提高。对实践教学的各个环节科学合理地安排是加强学生实践能力的培养的第一步。接着就是对实践教学设置进一步优化,使实践教学体系更加完善,以现行各阶段实践教学的教学内容、教学手段、教学方法为基础进行全面研究和分析,同时结合具有时代特征的采矿行业的发展及社会发展对矿业人才的需要,注入新的内容及先进的教学思想与理念,从而优化传统教学内容,补充新的教学环节,注重科学安排实践教学,对专业实践教学设置进行调整,并注重各实践教学环节的有机联系。
充分发挥“211工程”和“985”建设的实验、科研设备优势,从完善实践教学和科研创新保障体系建设的角度出发,重新整合实验、科研教学设备和实验室资源,形成了四个系统集成、设备配套、功能完备的专业教学、科研研究基地,具备较强的开展实践教学和科学研究的保障体系。
2.开展创新实验,培养勇于探索的精神和科学思维能力。实验室是理论联系实际、验证理论知识、培养科研能力、思维和想象能力、动手能力及基本技能训练的重要场所。学生通过实验不仅能巩固和加深所学理论知识,还能受到严谨的科学作风和实事求是的科学态度的训练,为进一步提高分析研究能力提供更加宽厚的思维基础和创造园地。
国家现在为很多大学本科生提供了“大学生创新性实验”这一大舞台,这给学生更多自由发挥的机会。“大学生创新性实验”不仅能让学生亲自体会将所学知识运用到实践中的乐趣和成就感,更重要的是能够让学生不再拘泥于约定俗成的试验框架,而是自由发挥自己的想象力,独立思考,自寻路径,这样往往更能激发学生的积极性和创新能力。
学院每年都进行大学生创新性实验的资助,鼓励本科生到实验室与老师一道参与科学研究,提高了学生理论与实践的联系程度,增强了学生的动手能力和独立发运用所学知识分析解决问题的能力,创新能力和综合素质得到显著提高,取得了显著成果。
3.构建实习保障体系,提高学生实习质量。人们常说,大学是个象牙塔。确实,学校与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着巨大的差异。在角色的转化过程中,人们的观点、行为方式、心理等方面都要做适当的调整。所以大学生在经过一段时间的学习之后,或者说当学习告一段落的时候,需要了解自己的所学需要或应当如何应用在实践中。因为任何知识源于实践,归于实践。所以要付诸实践来检验所学。
矿业类专业特点决定了矿业创新人才的培养必然要求理论与实际相结合。而现场实习正好是课堂教学的延伸,是检验课堂理论知识的唯一捷径,也是培养学生创新能力的有效方法。根据教学需要,结合辽宁地质资源特色,与鞍山、本溪地区联合共建实践教学基地。与鞍钢弓长岭铁矿、齐大山铁矿、本钢南芬铁矿、歪头山铁矿、排山楼金矿、红透山铜矿等多家单位建立了稳定的产学研实践基地,逐步形成地学内容齐全、国内外都较有影响,集科学旅游、教学、科研为一体的联合实践教学基地。
4.人才培养与实践活动和科学研究互动。在当代社会快速发展的形势下,市场急需具有专业特长、综合素质强的人才,而本科生直接参与科学研究和制定区域发展方案,是人才得到快速成长的阶梯,这不仅对本科生在实际工作能力的锻炼和提高有很大帮助,最重要的是他们能尽快接触当今科技前沿的理论,亲身体会科技进步对人类发展的贡献,进而从中感悟出本行业所欠缺和不足的地方并激发出年轻思维的一种创新。高校不仅是培养人才的摇篮,也是孕育教育与科技创新的重要基地。科研与教学结合是提高教育质量所必须的,是高校优化配置教育资源、走内涵发展道路之所需要。将科研实践与教学相结合可以提高学科与专业的含金量,进而提高学生的专业知识和技能,对适应日新月异的科学进步提供有力保障。
关键词:人才培养模式;教学改革;创新;实践教学
改变传统的教育观念,变传授知识为培养能力,变应试教育为素质教育。这方面虽已在相当的范围内达成共识,但传统观念很深蒂固。要培养创新人才,就需要在教育领域提倡思想创新。真正在高等学校树立培养创新人才的意识和理念,构建培养创新人才的环境和氛围,为培养创新人才奠定思想基础。
近年来,东北大学采矿工程大胆创新,与时俱进,确立了培养高素质创新人才的培养新标准,并将其作为矿业学科可持续发展的重要保证。采矿工程专业不断推进人才培养模式的综合改革,探索教学理念、培养模式和管理机制的全方位创新,努力形成有利于多样化创新型人才成长的培养体系,提高人才培养质量。培养出了一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量、多元化、国际化人才,为矿业行业的发展做出了积极的贡献。
一、矿业类研究型人才培养的教学体系框架构建
结合矿业学科的特点,探索并构建了有资土特色的矿业学科新的教学体系,确立了新的矿业类人才培养知识体系。该体系的最终目的是培养出一批复合型、研究型人才,特别是适应现代矿业行业发展趋势的综合型矿业工程新型人才,使学生无论是从理论基础还是自身创新意识,乃至独立工作能力都能适应社会和市场的需求,能涉足矿业行业的各个领域。
为实现上述培养目标,总体上体现出立足科技前沿,适应社会发展,服务经济建设的基本教学思想,课题组确定了“1+2+1”方案:即在第一学年注重基础知识的培养;在随后两个学年主攻本专业的各项专业技能和行业知识,同时向相关领域拓展;最后一学年根据学生自身能力进行选择性培养。为了与培养方案相适应,课程安排也划分为基础类课,专业课,专业选修课这三大类课群。
人才培养教学体系的显著特色是融合各学科,重视学生创新能力的培养;加强理论与实践教学相结合,重心放在工程教育上,特别是培养矿业人才的工程化能力;强调有关方面的素质教育,比如人文和管理能力方面,其目的是培养矿业领域综合型高素质研究型人才。
具体实施方案见图2。
二、矿业类专业理论教学体系改革与创新建设
1.构建基础扎实、时代特色鲜明的知识课群。按照“1+2+1”的三段式培养方案,确定新知识体系。在基础课方面,为了体现厚基础的教学思想,在传统公共基础课的基础上增加了自然科学基础课和工程技术基础课。在专业课方面,为了紧密结合矿业发展趋势,增设了具有现代学科特征的课程类型。在专业选修课方面,包括了晶体光学、结晶学、测量学、工程地球物理、遥感地质、矿相学、应用地球化学、古生物及地史学、专门工程地质等方向。
教学质量和教学效果是教学追求的目标,所以在教学体系的制订过程中,为了提高学生的创新能力,实施目标化管理和多模块化操作。基本结构如上图所示。所谓模块化操作,包括以下几个方面:人文素质教学模块、基础教学模块、实践教学模块、专业教学模块、交叉知识传输模块。基础教学模块主要涉及学科基础课;专业教学模块是指主干学科专业知识;其中,设置人文素质教学模块是为了从整体上提高学生的综合素质,有关课程包括各类竞赛、环境管理、人文任选课等;实践教学模块指的是本科期间的连续教学实践体系,主要有认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习等;而设置交叉知识传输模块是为了促进学科交叉、扩大学生知识面,主要课程一般是外专业与本专业有关的课程。
在各种模块支撑下,实现学生全面素质的提高,这也是提高教学质量和教学效果的最终表现。培养计划模块化操作除了落实学校规定的本科教育基本要求的教学任务之外,还包括以下几个特色:首先是加强学科交叉,强化创新能力的培养;其次是突出实践教学,高度重视工程教育,尤其是培养矿业人才的工程化能力;最后是强调人文和管理能力方面的素质教育,目标是培养复合型矿业工程高素质研究型人才。
通过对课程的重新整理和安排,使每一门课群的教学内容具有明显的时代特征,同时改变了以往的单纯式知识传播,而是注重了能力培养的建设。从总体上把握住了对基础的强化,尽可能广地涵盖了专业知识面,拓宽了选修研究方向,关注与科技前沿相关的知识和快速适应当今社会发展需要等。所设置的课程内容主要有自然资源,环境和生态工程建设,工程应用的基础性、前瞻性、战略性等问题。为了使学生能够及时捕捉到最新科技信息,从而站到科技最前沿,教师在讲授基本知识点的同时,把与专业相关的现代科学理论、技术、手段的研究现状、应用情况、存在问题和发展趋势等融入每个教学环节。
2.建设主干精品课和实施双语教学。课程教学是实施创新人才的关键环节,为了充分发挥课程在培养和提高学生的综合能力和科学素质方面的优势,近年来从总体上对主干课程进行设计,重点是从改革教学内容入手,在教材、实验教学、教学手段、考核办法、教学方法等方面进行了一系列改革实践,同时集中优势打造理论教学和实践教学体系,以国家级精品课《采矿学》、省级精品课《岩石力学》和《普通地质学》以及校级精品课和双语课为主线,带动课程建设总体进步。
通过专业基础课和专业平台课的双语教学,将国际矿业新进展和新成果第一时间直接带给学生,使学生的知识深度和广度适应21世纪矿业、社会对技术、人才的需求,在迎接当今时代的社会、经济、环境和文化的巨大挑战中走在工程领域的前列。
3.实施教学方法改革与手段建设。针对本学科教学特点与难点(例如:采矿学需要很强的三维空间想象力和实践性强等教学难点),从2000年开始大力推行教学方法改革、开展教学手段建设。引入了基于问题的学习(Problem Based Learning简称PBL,也称作问题式学习)的教学方法。该方法1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上较流行的一种教学方法,此方法有别于传统教学中的以教师讲授为主,强调以学生的主动学习为主,把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的合作来解决真正的问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。
专业授课教师结合科研实践,通过实行参与式、启发式、讨论式和研究式教学,案例教学法、实地考察法、模拟训练法等教学方式,教师在课堂上主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用。在研究各课程的教学方法时,因课因内容制宜,采取不同的教学方法。不管是安排自学、讲解重点和难点,还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论,都注重调动学生的积极性,把“满堂灌”改为在教师引导下师生共同探索。而在讲授过程中,把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方式。
教学方法改革的另一个重要内容是考核方式的改革。增加学生参与和实践环节在总成绩中的比重,Seminar论文及其宣讲占30%,课外创新实践(具体见后)占20%,考试占50%。
4.能力培养建设。能力建设要坚持方向性、发展性和参与性原则。在人才培养过程中优化手段、鼓励创新。从促进经济和社会发展及人才自身发展的需要出发,通过多种方法和途径,重点培养人才的创新精神,开发人才的创新能力。
要主动适应社会,进行人才培养模式的改革。在国家的经济体制、科学技术体制进行重大变革或教育思想观念与教育体制进行重大变革之时,能力建设要以社会需要为参照基准,优化人才能力结构标准,重新定位培养目标、设计培养规格、制定培养方案、选择培养途径,以系统的观点看待人才培养全过程。
三、科学完整的实践教学支撑体系建设
1.整合资源,夯实实践及创新能力培养基础。矿业行业是一门实践性很强的行业,所以不仅要求学生具有牢固的专业知识,同时开展对本科生实践能力培养途径的探讨,从专业特点出发,与科技项目与生产实际紧密联系,充分利用校外实践基地资源,以发挥个人潜能与培养实践能力为目标,多途径、多层次、多方式地开展实践教学,加强学生的过程训练,模拟科研、生产实际,突出实践教学中学生的主体意识与主体作用,使学生的创新精神与实践能力得到充分提高。对实践教学的各个环节科学合理地安排是加强学生实践能力的培养的第一步。接着就是对实践教学设置进一步优化,使实践教学体系更加完善,以现行各阶段实践教学的教学内容、教学手段、教学方法为基础进行全面研究和分析,同时结合具有时代特征的采矿行业的发展及社会发展对矿业人才的需要,注入新的内容及先进的教学思想与理念,从而优化传统教学内容,补充新的教学环节,注重科学安排实践教学,对专业实践教学设置进行调整,并注重各实践教学环节的有机联系。
充分发挥“211工程”和“985”建设的实验、科研设备优势,从完善实践教学和科研创新保障体系建设的角度出发,重新整合实验、科研教学设备和实验室资源,形成了四个系统集成、设备配套、功能完备的专业教学、科研研究基地,具备较强的开展实践教学和科学研究的保障体系。
2.开展创新实验,培养勇于探索的精神和科学思维能力。实验室是理论联系实际、验证理论知识、培养科研能力、思维和想象能力、动手能力及基本技能训练的重要场所。学生通过实验不仅能巩固和加深所学理论知识,还能受到严谨的科学作风和实事求是的科学态度的训练,为进一步提高分析研究能力提供更加宽厚的思维基础和创造园地。
国家现在为很多大学本科生提供了“大学生创新性实验”这一大舞台,这给学生更多自由发挥的机会。“大学生创新性实验”不仅能让学生亲自体会将所学知识运用到实践中的乐趣和成就感,更重要的是能够让学生不再拘泥于约定俗成的试验框架,而是自由发挥自己的想象力,独立思考,自寻路径,这样往往更能激发学生的积极性和创新能力。
学院每年都进行大学生创新性实验的资助,鼓励本科生到实验室与老师一道参与科学研究,提高了学生理论与实践的联系程度,增强了学生的动手能力和独立发运用所学知识分析解决问题的能力,创新能力和综合素质得到显著提高,取得了显著成果。
3.构建实习保障体系,提高学生实习质量。人们常说,大学是个象牙塔。确实,学校与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着巨大的差异。在角色的转化过程中,人们的观点、行为方式、心理等方面都要做适当的调整。所以大学生在经过一段时间的学习之后,或者说当学习告一段落的时候,需要了解自己的所学需要或应当如何应用在实践中。因为任何知识源于实践,归于实践。所以要付诸实践来检验所学。
矿业类专业特点决定了矿业创新人才的培养必然要求理论与实际相结合。而现场实习正好是课堂教学的延伸,是检验课堂理论知识的唯一捷径,也是培养学生创新能力的有效方法。根据教学需要,结合辽宁地质资源特色,与鞍山、本溪地区联合共建实践教学基地。与鞍钢弓长岭铁矿、齐大山铁矿、本钢南芬铁矿、歪头山铁矿、排山楼金矿、红透山铜矿等多家单位建立了稳定的产学研实践基地,逐步形成地学内容齐全、国内外都较有影响,集科学旅游、教学、科研为一体的联合实践教学基地。
4.人才培养与实践活动和科学研究互动。在当代社会快速发展的形势下,市场急需具有专业特长、综合素质强的人才,而本科生直接参与科学研究和制定区域发展方案,是人才得到快速成长的阶梯,这不仅对本科生在实际工作能力的锻炼和提高有很大帮助,最重要的是他们能尽快接触当今科技前沿的理论,亲身体会科技进步对人类发展的贡献,进而从中感悟出本行业所欠缺和不足的地方并激发出年轻思维的一种创新。高校不仅是培养人才的摇篮,也是孕育教育与科技创新的重要基地。科研与教学结合是提高教育质量所必须的,是高校优化配置教育资源、走内涵发展道路之所需要。将科研实践与教学相结合可以提高学科与专业的含金量,进而提高学生的专业知识和技能,对适应日新月异的科学进步提供有力保障。