西部采矿工程专业校企协同创新型人才培养模式的构建与实践

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  摘  要:在“新工科”教育改革背景下,地方特色高校整合校内外资源开展校企合作协同育人是传统专业人才培养模式改革的有效途径。基于工程教育以学生持续发展为中心理念,阐述新时代煤炭行业人才培养现状及存在问题,突出传统采矿与煤炭智能开采的交叉融合,构建了以学生工程实践和创新能力提升为目标的校企协同育人模式,培养面向西部区域经济发展及煤炭行业智能化建设的应用创新型高层次技术人才。
  关键词:新工科;工程教育;创新人才培养;校企协同育人
  中图分类号:C961 文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2021)32-0159-04
  Abstract: Under the background of "new engineering" education reform, it is an effective way to integrate internal and external resources to carry out collaborative education for colleges with local characteristics. Based on engineering education with students sustainable development as the center concept, the paper expounds the current situation of coal industry talent training and the existing problems, highlights the traditional mining and coal intelligent mining fusion, and a school-enterprise collaborative education mode with the goal of improving student engineering practice and innovation ability has been established in order to cultivate innovative high-level technical talents for the economic development of the western region and the intelligent construction of the coal industry.
  Keywords: new engineering; engineering education; training mode for innovative talents; cooperative education of schools and enterprises
  “新工科”是基于新時代国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的我国工程教育改革方向,开拓了我国高等工程教育改革的新思维、新途径[1-2]。为主动适应新一轮的科技革命和产业变革,支撑“中国制造2025”、创新驱动发展、“大众创业,万众创新”等一系列国家战略[3-4],培养一大批实践能力强、能够解决复杂工程问题的复合型、创新性工程技术人才,围绕人才培养,在贯彻工程教育理念、构建“新工科”课程体系和创新人才培养模式方面积极开展变革探索是高等学校深化工程教育改革、推动“新工科”建设的战略选择[5-6]。在继承“老”工科优秀培养模式的同时,进一步深化工程学科交叉和产教融合[7],促进校企协同育人是“新工科”创新人才培养的重要举措[8]。
  校企协同育人是地方本科高校培养高素质应用型人才的着力点,也是国家推进工程教育深化改革、提高大学生工程实践创新能力的迫切需求[9-10]。煤炭行业正经历由机械化、自动化到智能化、数字化的产业升级,西部煤炭企业在加快推进智能化煤矿建设,构建智能+绿色煤炭工业新体系,实现煤炭资源的智能、安全、高效、绿色开发与低碳、清洁、高效利用方面已经走在了前列。西安科技大学是西部唯一一所煤炭特色高等学校,采矿工程专业应按照学校办学目标和总体定位,结合国家能源安全战略、煤炭产业革命、智慧矿山建设实际,积极开展新工科人才培养体系改革与探索,构建并实践校企协同育人模式,更加注重学生综合素质、工程实践能力、创新创业能力的培养,拓展了采矿工程专业人才发展空间,不断增强培养人才的社会、行业适应性,取得了良好的教学成果和社会效益。
  一、基于工程素质和创新能力培养的校企协同育人模式
  (一)传统煤炭行业人才培养模式现状及主要问题
  1. 人才培养模式守旧,与行业需求定位不相适应
  传统的人才培养模式,将面向行业培养应用型专业人才作为目标,忽视了对学生在行业转型升级和专业技术发展方向上的持续培养,学生的创新意识和国际化视野受到限制,校企协同育人关键环节路径不畅,学生工程实践创新能力和行业就业适应性不强。煤炭开采转型升级与未来发展要求采矿工程专业人才培养必须在跨学科范畴内,围绕智能采矿工程人才培养目标,要在传统采矿基础上,融入新发展理念,完善优化升级校内外人才培养资源,构建新型校企协同育人培养模式。
  2. 实践教学资源不够丰富,系统性不强
  地方行业高校中普遍存在的实践基地建设系统性不足,实践教学队伍能力提升与稳定发展机制不健全,参与工程实践能动性和积极性较弱,学生工程意识和实践训练质量提升存在一定困难,工科专业强化实践的期望得不到满足。
  以课堂教学为主的授课模式,与智能开采路径下实践性强、创新性强的工科人才需求不相适应,要坚持问题导向,以智能采矿工程实际问题为基础,设计和建设融合智能开采相关课程体系的思辨式教学方法,架构智能采矿工程实践教学新模式。   3. 课程体系设置单一,学科交叉融合深度不够
  课程体系偏于专业理论,教学内容更新慢,“学与用”存在一定差距,学生“过去式”知识结构难以适应现代煤炭企业技术发展的需求,知识结构面较窄,学科交叉视野不够,学生解决综合性实际问题所需能力不足。要提供体现通识教育、数理并重以及智能采矿工程特征的课程体系,使培养的学生具有解决采矿工程复杂问题的专业知识、技术能力、创新能力。
  (二)校企协同育人模式构建与改革实践
  校企协同育人是高校和企业相互配合、优势互补、分工协作、资源共享、互惠互利,促进高校和企业互利共赢的机制。面对新时代对煤炭行业高级专门人才的工程素质和创新能力的新要求,通过在人才培养模式、课程体系、教学资源、教学队伍建设等方面的探索与改革实践,有效解决了煤炭行业智能化转型升级背景下高層次专业人才培养存在的突出问题。
  1. 创新校企协同人才培养模式,强化学生工程素质和创新能力培养
  (1)系统分析煤炭行业未来发展趋势和人才培养需求,以“面向行业、智能采矿、强化创新、校企协同”的教育改革理念为中心推进校企协同育人模式改革,校企联合制定采矿工程、采矿工作专业卓越工程师计划、智能采矿工程专业联合培养方案并定期修订。
  (2)联合培养方案明确校内理论教学(1.5年-2年)和现场企业教学(0.25年-0.5年)时限,并编制现场教学大纲、教材和考核标准,保证现场教学取得实效。
  (3)促进学校与企业优质资源有效融合,建设校外实习实训基地,加大精力、经费投入,保证校外基地管理规范、运行高效,为学生工程素质和创新能力培养提供平台。
  (4)聘任企业导师,深度参与学生毕业论文和职业规划设计,每年定期走访用人单位和毕业生,发放问卷调查表,关注毕业生职业发展,吸收专业建设、培养体系、教学改革意见建议,全程参与教学改革与实践,保障人才培养与现场技术进步、企业发展需求紧密结合,相互适应。
  2. 重构课程体系,优化更新教学内容,体现“基础、融合、前沿、国际化”发展趋势
  立足西部煤炭行业采矿前沿,考虑现代矿山数字化、技术装备自动化和智能化、信息网络化、生产管理精细化的现实需求,探索建立了采矿基础理论、机械自动化、智能控制、数字信息化知识模块,重构了学科核心知识体系和课程体系(图1),带动教师革新教学方法,不断提升教育教学水平。
  (1)以学科通识、专业基础理论为基础,加强融合“互联网+”、大数据、智能化、自动化等新技术的教学资源建设,建设8门精品主干课程,开设交叉学科课程选修课程5门,新建前沿基础、创新理论选修课程8门。
  (2)围绕课程知识点和专项能力训练,形成人才培养目标课程矩阵,重构了专业知识与课程体系。
  (3)采用小班授课,引入案例式、思辨式、翻转式等教学形式和方法,促进教学科研互动,聘请大型企业技术专家、国际采矿专家开设讲坛,增强学生知识面和国际化视野,为学生科研思维和实践创新能力培养营造良好氛围。
  3. 构建校企共享实践与创新平台,促进基础实验、创新研究、工程实践深度融合
  以培养适应现代煤炭行业安全、绿色、智能、少人或无人化开采需求的高层次创新型人才为目标,促进校企优质资源有效融合,搭建了一批校企协同实践教学平台,形成了校企结合、课内与课外结合、多层次多元化的实践教学体系,有效激发和培养学生实践创新意识。
  (1)建成临潼校区地下模拟矿井及现代化装备,形成西部惟一的煤矿主体专业实训中心,面积为26000m2,其中煤矿开采与煤矿安全综合实验实训中心、矿山地下工程综合实验中心为地矿类专业实践教育教学提供工程认知训练平台。
  (2)按照学科关联、仪器设备性质和环境设施相近原则,组建 “基础型、综合型、工程实践型、创新型”相结合、多学科交叉的“大采矿”专业综合实践创新平台和虚拟仿真平台8个,共开设实验项目100余项,其中验证型实验项目41个,综合型实验项目31个,设计型实验项目20个,创新型实验项目10个,分别占实验项目总数的41%、31%、20%和10%。实验教学2000人/年,达 55000年/人时数。为学生专业技能和工程意识培养搭建硬件基础,助推学生工程实践、科技创新能力再上新台阶(如图2)。
  (3)落实校企实践教学、科研创新互惠协同培养人才框架协议,与陕西煤化工集团、神华宁煤集团、四川煤业集团等企业进行深度合作建成国家级采矿工程实验教学示范中心、国家级煤矿开采与安全工程实践教育中心和10余个校外实习实训基地,促进学生工程意识培养和创新能力培养不断提升。
  (4)构建了“学科交叉融合、模块化教学组织、创新性学科竞赛、多元化实践教学和校内外培养并重”的四个层次实践教学体系,为创新性应用型人才培养提供了良好的工程教育硬件环境。
  4. 建设创新、实践能力强且相对稳定的教学队伍,保障创新人才培养模式改革取得实效
  (1)通过自主培养与引进,形成一支以“长江学者”等国家级人才领军的科研成果显著、具有国际化视野的教学与科研团队,深入工程实践一线,学科承担企业合作项目200余项/年,科研经费近2000万/年,高校自身教学团队工程实践创新能力不断提升。
  (2)通过校企联合每年聘任8-10名协同企业专家
  组成兼职实践教学队伍,聘期3年,约定具体实践教学任务和目标,保证在实训基地、培训中心、教学课堂直接参与实践教学,每年参与各类工程实践教学40人次,300余学时。有效保障了实践教学改革研究与探索不断深入。
  (3)对接现代煤炭企业发展难题联合攻关,扩大人才培养与科学研究领域合作范围,建设教学与科研互促能力提升平台,定期分批派青年教师到山西霍州煤电集团、陕西彬长集团、山东兖州集团等企业实习或挂职锻炼,不断丰富教师的企业实践经验;学校教师定期到企业授课,为企业骨干进行定位帮扶,提升持续发展能力;形成校企实践队伍稳定发展机制,实现实践队伍工程素质和创新能力持续发展。   以学生持续发展为中心,以学生工程实践和创新能力提升为目标,突出传统采矿与现代煤炭智能开采的学科交叉融合,通过校企深度联合,打通了“企业需求、成果转化、人才培养”校企协同育人关键环节和路径,缩短了“学和用”的差距。探索出了一条行业转型升级背景下采矿工程学科专业人才培养体系改造升级的有效途径。
  二、校企协同育人模式实践教学效果
  (一)学生工程实践和创新能力大幅度提升
  依托校企共享平台资源,以学科竞赛、课外科技作品、大学生创业大赛为载体,开展了丰富的科研训练和工程实践活动,涌现了一批优秀的本科生和课外科技作品,对学生的科学思维、创新思路、实践动手能力等得到了实质性的促进和提升,学生受益面也不断扩大。
  近5年来,共有1500多人次本科生参加了科研创新实验,完成开放创新实验项目500多项,参加国家级大学生创新创业训练计划、全国高校采矿工程专业实践作品大赛、陕西省大学生创业大赛、“挑战杯”科技作品竞赛项目或作品80余件,获国家、省、校级奖励40余项,学生工程实践和创新能力显著提升。
  (二)高层次创新人才培养成绩突出
  作为西部煤炭特色高校,构建多学科交叉的研究与实践团队,采取多种措施强化工程实践能力和创新能力,培养“吃得苦、用得上、干得好、留得住”的应用创新型高层次人才,成绩突出,涌现出来一批行业先进和模范,为西部煤炭行业安全生产、企业转型升级和区域经济社会发展做出了突出贡献。如神宁集团姚敏主持建设的我国最大的煤化工基地-宁东煤化工基地,被授予宁夏“塞上英才”称号;陕煤化集团范京道主持建设的我国首个智能化无人综采工作面-黄陵1号1003工作面,已成为我国现代化煤炭企业智能化开采建设示范基地。
  (三)教改成果丰硕,受到专家和同行们充分认可
  通过开展课程体系、培养模式和工程实践教学改革,采矿工程专业教师主编全国煤炭行业“十二五”规划教材3部、“十三五”规划教材3部、参编教材2部;参编的《煤矿开采学》获教育部优秀教材一等奖,主编的《开采损害学》获全国煤炭高等教育优秀教材一等奖,主编的《矿山工程经济》获煤炭协会优秀教材一等奖;专业主干课程等均获批陕西省精品共享课程,初步形成了特色知识与课程体系,为采矿工程人才培养体系升级、人才培养质量提高奠定了良好的基础。
  采矿工程专业2012、2015年通过了教育部工程教育专业认证,人才培养质量显著提升。近两年,毕业生50%以上服务于西部煤炭行业,14人被评为“全国煤炭建功立业优秀大学毕业生”,受到企业和社会的广泛赞誉。
  三、结束语
  针对西部煤炭行业快速转型升级现状,系统分析煤炭行业未来发展趋势和高层次创新型人才培养要求的基础上,提出“面向行业、智能采矿、强化创新、校企协同”的西部采矿工程专业工程教育改革理念,以培养适应现代煤炭行业安全、绿色、智能开采需求的高层次创新型人才为目标,以强化工程素质与创新能力培养为突破口,充分发挥学科优势,为学生構建了体现“基础、融合、前沿、国际化”相结合的课程体系和校企联合的实践教学体系,搭建了校企协同、学科交叉、理论与实践深度融合的共享工程教育平台,扎实推进培养学生的工程实践创新能力提升,实现了新工科应用型创新人才培养的目标。
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