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摘要:研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升是高等院校人才培養(yǎng)的重中之重。針對礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提出從培養(yǎng)方案頂層設計、課程教學設計與實踐、實驗與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐三方面綜合開展的具體措施。通過一系列創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的設計與實施,礦業(yè)工程碩士研究生的創(chuàng)新思維和能力將獲得極大提升。
關鍵詞:礦業(yè)工程;碩士研究生;創(chuàng)新能力;創(chuàng)新實踐
創(chuàng)新是科研的生命,是發(fā)展的根本和進步的源泉。相比于本科生而言,在研究生教育教學過程中更應注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升,培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的高層次人才,整體提升國家基礎科學和應用基礎科學的原創(chuàng)性研究水平。很多學者針對研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐開展了研究[1-7]。山東理工大學礦業(yè)工程學科于2011年獲得碩士學位授予權,設有采礦工程、礦物加工工程、數(shù)字礦山、礦業(yè)三廢治理及污染控制四個研究方向,學科緊緊圍繞綠色礦山建設開展研究,在難采礦體高效開采、殘礦回收與空區(qū)處理、膠結充填、動力災害防控、高純鎂鹽產(chǎn)品的制備及開發(fā)、尾礦綜合利用等方面的教學成果較為突出。學科融合綠色開發(fā)、智能采礦的新理念、新模式和新技術,以綠色開采、深部開采的熱點、難點問題為研究主線,全過程注重突出研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升。本文基于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng),以山東理工大學礦業(yè)工程學科為例,從培養(yǎng)方案、課程教學、實驗實踐等方面綜合探討礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐的途徑。
1基于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方案頂層設計
山東理工大學礦業(yè)工程學科立足國家和區(qū)域綠色礦山建設需要,面向礦業(yè)工程領域科技前沿,培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、綜合素質(zhì)高的礦業(yè)工程領域高層次、創(chuàng)新型專門技術人才。礦業(yè)工程碩士研究生培養(yǎng)方案的頂層設計要求研究生在規(guī)定的學習年限內(nèi)完成不少于19個必修學分和9個選修學分的課程學習任務,導師負責所帶研究生的具體選課計劃。為提升研究生的創(chuàng)新能力,學校在學科平臺課程中的分研究方向設置必修課程,例如在采礦工程和數(shù)字礦山研究方向設置巖石工程原理與研究方法、智慧礦山、礦床開采理論與實踐等課程,在礦物加工工程、礦業(yè)三廢治理及污染控制研究方向設置計算流體力學理論與實踐、資源綜合利用、現(xiàn)代分析測試技術等課程。在方向選修課中設置總計38學分的選修課供研究生選擇,相應的課程有工程災害與控制、礦山優(yōu)化技術、礦物加工新技術和污染環(huán)境生物修復進展等。設置總計9學分的素養(yǎng)選修課程供研究生選擇,相應的課程有科研素養(yǎng)與創(chuàng)新能力、實驗設計與統(tǒng)計分析、計算機科學前沿技術應用系列講座等。培養(yǎng)過程中,在研究生開題階段特別注重考查其選題的創(chuàng)新性,缺少創(chuàng)新性的選題將被一票否決。中期考核重在考查研究生的學位論文進展情況,幫助研究生把握學位論文方向,尤其對科研創(chuàng)新、實踐能力等進行考查,查擺問題,進一步提升論文的創(chuàng)新性,提高論文質(zhì)量。另外,研究生需要在學習年限內(nèi)從事本科專業(yè)的課程教學、輔導工作或指導本科生進行生產(chǎn)實習、課程設計及畢業(yè)設計等相關工作,并且至少用1個月的時間到有關單位(如生產(chǎn)、設計或研究單位等)進行實踐訓練,或結合自己的研究方向開展科研活動或?qū)嶒炇已芯抗ぷ鞯取T谂囵B(yǎng)方案頂層設計中,對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面做出了特別要求,研究生需要完成3個月以上的出國訪學研修或?qū)W術交流,或參加學術會議并宣讀論文,或做公開學術報告2次,或參加全國性的科技競賽、創(chuàng)意設計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等并獲獎,或參加6次以上與本學科相關的學術報告等,從而進一步提升其創(chuàng)新能力。在研究生培養(yǎng)的整個環(huán)節(jié),導師的作用至關重要。導師作為第一責任人,全程指導自己所帶的研究生。雖然導師自身具備強項和優(yōu)勢,但導師一個人的能力必定是有限的,因此在指導過程中應充分發(fā)揮所有導師的作用,尤其是研究方向與礦業(yè)工程領域比較接近的導師。多位導師尤其是團隊各成員的聯(lián)合指導可使研究生獲得更好的培養(yǎng),在學習和科研過程中可以碰撞出更多創(chuàng)新的火花。為此,在培養(yǎng)方案頂層設計中特別提到,鼓勵實行以導師負責為主的指導小組(團隊)制,實現(xiàn)集體指導,發(fā)揮導師各自(團隊)的優(yōu)勢,相互交叉融合,打造更高、更強、更有深度的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。
2基于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程教學設計與實踐
課程教學是提升礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力的基礎,需要依據(jù)礦業(yè)工程碩士研究生培養(yǎng)方案,在必修課和選修課中充分利用課程知識點來培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維,提升其科學研究能力。在教學設計上需將知識點與創(chuàng)新思維充分結合,把研究生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)作為重中之重,引入頭腦風暴、發(fā)散思維,讓研究生主動思考,相互討論,大膽質(zhì)疑,小心求證。例如在工程災害與控制課程中,導師可針對工程穩(wěn)定性分析,將本領域的最新研究成果引入教學,與研究生進行互動交流和探討,注重分析當前采用的最新研究方法,包括理論分析的新方法、非線性科學的新方法、室內(nèi)實驗的新方法、物理模擬實驗的新方法和現(xiàn)場實驗的新方法等。導師應與研究生共同探討如何在科研過程中更好地發(fā)現(xiàn)新方法、創(chuàng)造新方法,如何將新方法應用于本領域的研究以實現(xiàn)真正的創(chuàng)新,如何挖掘其他領域的新方法并將其應用于本領域的研究以實現(xiàn)學科的交叉融合創(chuàng)新,如何在現(xiàn)有條件下更好地開發(fā)新的實驗方法、試樣制作方法和重構技術等。導師在教學過程中應注重分析當前最新的實驗設備,使研究生更好地了解本領域的前沿裝備;注重分析當前最新的檢測、監(jiān)測設備與技術,與研究生共同探討如何更好地實現(xiàn)實驗監(jiān)測,引導研究生發(fā)散思維,探討如何創(chuàng)造新的檢測、監(jiān)測方法;注重分析當前最新的數(shù)值模擬技術,與研究生共同探討數(shù)值模擬軟件的新應用,以及如何根據(jù)自己的研究領域選擇相應的數(shù)值模擬軟件,如何利用軟件實現(xiàn)進一步的創(chuàng)新等。導師應結合自己的科研項目,將最新的研究成果融入教學全過程,例如將發(fā)明專利成果與研究生分享,分享發(fā)明專利的創(chuàng)新過程,以提升研究生的創(chuàng)新能力。不論是礦業(yè)工程碩士研究生學位課程還是非學位課程,導師在教學過程中都需要特別注重問題探究式、案例式、項目驅(qū)動式教學方法的使用,多提出探究性問題或研討性問題。同時,注重“以學生為中心”的理念,讓研究生根據(jù)導師提出的問題開展探討或研究,并通過報告或其他可展現(xiàn)的方式將結果呈現(xiàn)出來,以鍛煉其綜合能力。例如在工程災害與控制課程的教學中,導師要求研究生完成有關問題的研究報告,并一起探討和分析報告內(nèi)容、存在的問題、匯報時應注意的事項及PPT制作等問題,提升研究生的創(chuàng)新能力、表達能力及綜合能力(見圖1)。另外,學校一直在推進全校性的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作,要求將創(chuàng)新方法融入本科生專業(yè)課程教學中,并且在2021版培養(yǎng)方案中單獨設置了創(chuàng)新方法課程。由于有一大批本科生將來會成為研究生,因此,這也為礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升奠定了很好的人才基礎。
3基于研究生創(chuàng)新能力的實驗與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐
理論需要聯(lián)系實際,知識需要轉(zhuǎn)化成能力,創(chuàng)新想法需要付諸實踐才能發(fā)揮其真正的作用。因此,研究生需要走進實驗室、走進企業(yè)、融入社會,動起來,走出去,把想法付諸實踐,并在實踐中創(chuàng)新想法。為更好地實現(xiàn)礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng),學校著手創(chuàng)設了實驗和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐條件,建立了一系列礦業(yè)工程校企產(chǎn)學研基地。另外,學校專門建立了“大紅爐眾創(chuàng)空間”,并將其作為孵化器,為研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)搭建起優(yōu)質(zhì)平臺,也為研究生更好地實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下堅實基礎。礦業(yè)工程碩士研究生根據(jù)自己的研究方向、領域和題目到礦山企業(yè)去實踐并開展研究,了解企業(yè)的實際生產(chǎn)情況,將所學知識與實際生產(chǎn)緊密結合,避免產(chǎn)生閉門造車的問題。例如,學校安排部分研究生到山東金嶺鐵礦井下開展了現(xiàn)場圍巖監(jiān)測。除教學科研實驗室外,學校還建立了創(chuàng)新實驗室,研究生可根據(jù)自己的研究方向、領域和題目到創(chuàng)新實驗室中進行實踐并開展研究,了解和熟練儀器設備的使用,尋找創(chuàng)新性的實驗方法,開展創(chuàng)新性的實驗研究。在學科交流和交叉融合方面,研究生可根據(jù)自己的研究方向、領域和題目參加國內(nèi)外礦業(yè)領域的學術會議或論壇,并爭取在會議或論壇中做學術報告的機會,展現(xiàn)自己,開闊視野,激發(fā)創(chuàng)新動力,提升創(chuàng)新能力。在提升研究生國際化水平方面,研究生可根據(jù)自己的研究方向、領域和題目參加國外礦業(yè)短期交流項目,提升自身的英語水平,了解礦業(yè)行業(yè)的國際發(fā)展情況,增強創(chuàng)新能力。例如,礦業(yè)工程2017級研究生赴芬蘭參加了“北極礦業(yè)”暑期交流項目,同時參加了全國礦業(yè)領域研究生論壇并做報告(見圖2、圖3)。
4結語
研究生人才培養(yǎng)的重中之重當屬創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。礦業(yè)工程碩士研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),需要從培養(yǎng)方案頂層設計、課程教學設計與實踐、實驗與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐三方面綜合開展。通過一系列創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的設計與實施,礦業(yè)工程碩士研究生的創(chuàng)新思維和能力將獲得極大提升。
作者:張曉君 崔崳 李寶玉 鄭懷昌 單位:山東理工大學資源與環(huán)境工程學院