勘查技术与工程“卓越工程师培养计划”专业知识体系与实践能力培养模式的探讨

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  摘要:“卓越工程师培养计划”是加快我国工业化进程、经济发展转型与全面提升国际竞争力的紧迫要求,是我国工程教育人才培养的探索和创新。勘查技术与工程专业肩负着为国民经济建设特别是资源与能源领域工程人才培养的重任,本文结合国家“卓越工程师培养计划”的目标任务,分析探讨了勘查技术与工程专业的内涵与特点,阐述了勘查技术与工程专业“卓越工程师培养计划”的专业基础与应用技术知识体系、综合素质培养与实践性环节培养体系,并提出了参考性的建议。
  关键词:卓越工程师培养计划;勘查技术与工程;专业知识体系;实践能力培养
  中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0071-03
  
  改革开放三十多年来,随着经济与科技的深入发展,制约我国经济未来可持续快速增长的矛盾如产业结构不合理、能源消耗大、环境污染严重、工程技术人力资源匮乏、自主创新能力低下等问题日显突出,在多层次、高标准、国际化的市场需求下,我国现行的工程人才培养模式也暴露出人才培养结构体系不够完善、工程实践能力不足、与企业的联系不够紧密等问题。因此,转变经济增长方式,加快产业结构的调整和优化,加快我国的技术进步与自主创新进程,造就一大批高素质工程技术人才和创新型人才,是实现我国国民经济在更高阶段持续发展的重要保证。2012年,中国地质大学(武汉)勘查技术与工程专业进入“卓越计划”建设,作为一项全新的专业教育改革,结合国家“卓越工程师教育培养计划”的目标,研究探讨“卓越计划”专业培养模式,对全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。
  一、“卓越工程师培养计划”培养理念与培养模式
  1.“卓越工程师培养计划”培养理念。国家实施“卓越计划”的初衷是要着力解决我国高等工程教育中工程人才创新性和实践性不足的问题,科学技术是第一生产力,而工程技术又是第一生产力中最重要的因素,具有丰富工程实践与创新能力的人才是开发和掌握核心技术、以技术创新推动国家工业发展的重要力量,加强工程实践与创新能力人才的培养是当前我国在以高技术为基础的知识经济社会背景下实现现代化、建设创新型国家战略方针的基础和保障。
  2.“卓越工程师培养计划”培养模式。工程实践能力是通过大量的工程实践,尤其是到生产车间或工程一线学习和现场实践,才能对工程实际问题具有深入、系统、本质的认识和理解,才具备培养分析和解决问题能力的条件。作为国民经济建设的主体,企业拥有先进的生产设备与制造技术,企业拥有真实的工程环境,企业所需要解决的生产、技术、研发、市场、管理方面的问题,是训练和培养工程人才能力的最好题材,企业拥有经验丰富的工程师,企业所拥有的研发设计、生产制造和市场营销的场地和机构等地。这些对工程人才的培养都至关重要。在激烈的市场竞争中,企业对本行业的现状和发展趋势最了解,对企业发展的关键问题和需要什么样的工程人才最为清楚,企业参与使它们由单纯的用人单位变成共同培养单位,“适销对路”。按照教育部的要求,本科阶段的“卓越工程师培养计划”重在培养从事生产或工程项目的设计与组织管理、生产或工程技术的研究开发与推广应用,其培养模式为“3 1”的四年制模式:3年在校学习理论课程;在企业累计1年时间的学习实训可以根据专业性质、学校资源、教师队伍、企业条件等因素来设计实现,企业学习阶段完成基于岗位的项目课程模块、工程实践以及毕业设计,重点强调学生工程素质、实践能力、创新意识、职业技能、职业素养的培养、训练和形成。
  二、勘查技术与工程专业的内涵与特点
  勘查技术与工程专业是中国地质大学传统地学类优势专业之一,其前身是原武汉地质学院钻探工程专业,自1954年专业成立以来已有近60年历史,是我国首批确定的硕士点、博士点及博士后流动站建设专业,是国家重点学科“地质工程”的主要组成部分、国家“211工程”和“985优势学科创新平台”重点建设专业。勘查技术与工程专业的基本内涵是以现代岩土钻凿技术为工程手段,以钻取各类地质体为研究对象,以直接获取地下真实地质信息(包括液态和固态资源及其蕴藏体与覆盖体的实物样品、地质构造与产状等物态参数)和构建地下与地上联系通道为工程目标,广泛服务于固体矿产与油气资源及地下水资源的勘探与开发、地球深部科学探测、岩土工程勘察与处治等领域,专业内涵涉及人类赖以生存的资源和环境两大主题,与国计民生息息相关,是保证社会和经济可持续发展不可或缺的技术手段。在我国经济建设飞速发展、城市化步伐加快的形势下,勘查技术与工程人才的需求量猛增,2006年,国务院颁发了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》,其重点领域及其优先主题对勘查技术与工程提出了更高的要求。
  三、勘查技术与工程“卓越工程师培养计划”专业知识体系
  1.专业基础与应用技术知识体系。专业基础知识是卓越工程师培养的根基,扎实的专业基础知识直接决定学生未来的发展潜力和创造能力。勘查技术与工程是一个典型的应用性工程技术专业,从专业内涵来看,勘查技术与工程专业即涉及到诸如岩石破碎、孔壁稳定、钻孔弯曲等理论与机理的探究,同时也涉及到大量的诸如钻探设备与机具、取心方法与工具、泥浆护壁与堵漏、钻孔弯曲测量与防治等应用技术,且具有多学科交叉的特性,因此,专业理论与技术应用必须注重学生在地质学、数学、物理、化学、力学等方面打下坚实的基础,数学知识不仅包括高等数学,同时,还应包括工程数学如线性代数、数理统计、数值分析等,化学知识除大学化学外,还应包括有机高分子化学、物理化学,力学知识应包括理论力学、材料力学、流体力学、岩土力学;从应用角度出发,专业基础课程设置应注重学科的交叉和融合,为学生提供多学科的综合知识背景,应重点加强机械设计与制造、电子电工技术、液压传动、金属材料加工及处理、信号检测与控制、计算机技术及通用软件如机械设计、数值计算与分析等专业应用技术基础类课程。在上述课程的基础上,专业课程设置以设备、工艺、工程应用技术为主干展开,设备和工艺课程主要侧重于全面性和基础性内容,工程应用技术类课程是基础性课程内容的拓展,主要侧重于相关技术的深入研究及实际应用,包括钻孔冲洗介质及工作浆液、岩土切削材料及工具、钻孔弯曲防治与定向钻探技术、钻井与完井、采油工程、测井技术、工程钻探技术、基础工程设计与施工技术、非开挖工程技术等。为加强卓越工程师实践能力的培养,各课程应突出实践环节,增加实验教学,特别是综合设计性实验课程的设置。为使学生对专业发展前沿有更高层次的认识,应结合国内外发展动态,增设专业技术及应用前沿类课程或专题,前沿性专业技术可结合工程应用技术课程讲授,专业技术应用前沿如地热资源钻探、深部探测岩心钻探、煤层气、页岩气、天然气水合物钻采等可设置为专题讲座的方式,
  2.综合素质培养知识体系。由于工程是面向现实环境的,现代工程的复杂性与综合性除了有科学技术要素之外,还有政治、经济和文化等诸多要素,卓越工程师的培养不仅要全面深入掌握专业基础知识与专业技术,而且还要理解工程伦理,具有较高的人文素质和较强的管理协作能力,了解本专业领域的技术标准,相关行业的政策、法律和法规。在卓越工程师培养课程设置中还应加入人文环境与伦理道德、工程经济、项目管理、质量管理、生产组织与职业安全、行业标准与法规等方面的内容,完善和提高卓越工程师综合素质与能力的培养。另外,为了应对未来国际化的挑战,必须树立课程国际化的教育观念,改革现行大学外语教学,采用IELTS或TOEFLD等国际公认英语运用能力测试评价体系,同时,在专业课程内容中加入国际化的知识点,加强原版教材的引进,引进国外相近专业成熟的工程教育课程结构模块及课程教学软件,借鉴世界各国高等工程教育课程设置的最新成果,更新课程内容,对接国际高等工程教育体系。
  四、校企合作实践性培养体系
  在企业累计1年的学习以强化工程实践为重点,着重强调理论与实践的结合和学生工程实践能力的锻炼与培养。可以安排到企业完成的教学环节有:认识实习、生产实习、毕业实习、部分专业基础课教学、专业课教学、专业实验、毕业设计等。鉴于目前勘查技术与工程专业实践性教学环节的特点及其效果,建议保留现行的专业认识实习模式与学时,仍然安排在大学二年级期末,将生产实习与毕业实习合并为企业1年工程师基本素质与能力的训练与培养,该阶段学习可将生产实习、毕业实习大纲和专业所涉及的关键知识面、节、点相结合,一般而言,学生在工程项目现场可以得到的实训环节有:针对工程目标与地质条件的工程设计、项目的组织管理、设备和管材的选型配套、钻场的布局与建设、钻进方法与岩石切削工具、钻进工艺过程及其工艺参数优化控制、套管的下入与换径、泥浆的配置与维护、岩矿心的采取与工具、钻孔弯曲度测量与钻孔弯曲的防治和岩心编录、简易水文观测、孔深校正、班报表纪录、测井、封孔等,这些工程现场的环节虽然可以使学生得到工程实践锻炼、理论与实践的结合,但是,对于深层次的创新仍然有所缺失,如设备、机具的设计与加工、各类钻头的设计制造与性能调整、泥浆配方设计与性能的配伍等等。这些环节独立于现场工程项目的实施,一般是由专业的厂家、公司或研发机构完成,而这些知识面节点对学生针对工程项目创新能力的锻炼与发挥是非常重要的。因此,企业累计1年的学习可以分阶段地先将学生安排到设备机具生产厂家和泥浆公司,实训内容包括钻机、钻塔、泥浆泵、各类钻探机具和钻头的设计、选材、制造、装配与性能调试,泥浆公司的实训内容包括针对工程实际的泥浆配方设计、处理剂的选型与购置、性能测试与调整等,工程设计与定向钻探技术在不同的行业有不同的实施机制,在地矿行业,工程设计与定向钻探技术一般是由工程项目实施单位自行完成,而在石油行业则由专业化公司或研究机构完成,学生是否安排该项目的实训可由具体情况而定。为了加强卓越工程师面向国际化的培养目标,有条件的可以安排学生到国外相关企业、公司或科研院所实训,对于拓展学生的国际视野、锻炼和培养国际语言交流能力、认识和了解国外工程管理与技术具有重要意义,在上述实训阶段完成后,针对工程现场的项目实训可安排在最后一个阶段。为了达到理想的实训效果,各阶段的实训一般不少于3个月,同时要优选实训单位和配套的管理保障评价制度。学生的毕业设计可以针对任何一个阶段的实训进行选题,但必须结合实际问题在真实的环境中“真刀真枪”地做,以提高分析问题和解决问题的能力。
  工程师是新生产力的重要创造者,也是企业技术进步的开拓者。面对我国资源与能源的严重紧缺和勘探开发难度的不断加大,突破复杂地质条件限制,大力推动勘探开发技术进步是我国可持续发展战略的要求,企业作为科技创新的主题,急需大量专业知识扎实、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的复合型工程人才,“卓越工程师培养计划”的实施,为勘查技术与工程专业的人才培养提供了新的发展机遇,但也提出了更高的要求。必须针对国家“卓越工程师计划”的培养目标深化改革专业课程体系,着力提高学生的综合素质、实践能力与创新能力。但是,由于“卓越工程师”人才的培养涉及到多方面的因素,如高等学校的评价体系与工程教育师资队伍的建设、校企合作培养机制与配套政策、与国际接轨的工程教育和注册工程师的评价体系、多元化知识经济时代学生自身的成就动机与价值取向等等,需要建立起政府、行业、高校、教师、学生、企业、用人单位、家庭及社会等多元利益共同体协同保障体系。
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  通讯作者:贺冰新(1965-),女,1987年毕业于武汉地质学院,副研究馆员,主要从事文献采编与专业查新工作,E-mail:hebingxin@126.com。
  第一作者:吴翔(1964-),男,1987年毕业于武汉地质学院,博士学位,教授,主要从事勘查技术与工程专业教学科研工作。
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