張諶虎，劉 佳，李子文，陳 鵬，王成勇

（六盤水師范學(xué)院 礦業(yè)與機(jī)械工程學(xué)院，貴州 六盤水 553004）

《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》中指出，人才培養(yǎng)的新模式：總結(jié)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃、CDIO 等工程教育人才培養(yǎng)模式改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展深化產(chǎn)教融合、校企合作的體制機(jī)制和人才培養(yǎng)模式改革研究和實(shí)踐。因此，實(shí)踐教學(xué)是新工科專業(yè)人才培養(yǎng)新模式的重要實(shí)施途徑[1]。

礦物加工工程專業(yè)作為傳統(tǒng)的工科專業(yè)之一，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是教學(xué)中非常重要的培養(yǎng)目標(biāo)。然而，國內(nèi)傳統(tǒng)的礦物加工工程實(shí)踐教育體系仍然以課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等為主。其外，因是外部行業(yè)環(huán)境發(fā)展緩慢所致。而內(nèi)因在于新工科的內(nèi)涵還沒有完全貫穿于工程實(shí)踐教育全過程中，對(duì)新工科教育體系中的產(chǎn)學(xué)研教協(xié)同育人模式的研究還不夠完善。

因此，不斷優(yōu)化傳統(tǒng)工科實(shí)踐教學(xué)體系，加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技術(shù)技能型人才培養(yǎng)比重，依靠中央對(duì)地方應(yīng)用型大學(xué)支持轉(zhuǎn)變的改革東風(fēng)，將地方特色資源與社會(huì)力量有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，不斷汲取相關(guān)高校的優(yōu)秀的產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人成功經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格分析政府相關(guān)政策，逐步形成政府搭臺(tái)、企業(yè)支持、高校對(duì)接、共建共享和良性循環(huán)的產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)與企業(yè)發(fā)展的合作共贏。

結(jié)合礦物加工工程專業(yè)的特點(diǎn)，以及地方性院校產(chǎn)學(xué)研教協(xié)同育人機(jī)制，建立具有地方性特色的實(shí)踐教育體系和實(shí)踐平臺(tái)，對(duì)提高新工科背景下礦物加工工程本科生的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的理論和實(shí)踐意義。

一 應(yīng)用型本科學(xué)校礦物加工工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

礦物加工工程是研究礦物分離的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。此專業(yè)著力培養(yǎng)能夠解決礦物分選加工和礦產(chǎn)資源綜合利用等問題的工程應(yīng)用型人才?；诖耍铇?gòu)建以應(yīng)用型創(chuàng)新型為目標(biāo)的實(shí)踐課程體系，并建立具備持續(xù)改進(jìn)能力的新機(jī)制，才能保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。由于該專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系是一個(gè)綜合性、技術(shù)性較強(qiáng)，集物理、化學(xué)理論及經(jīng)驗(yàn)技術(shù)于一體的課程體系[2]。其實(shí)踐課程中包括：工程CAD 基礎(chǔ)及應(yīng)用、選礦廠設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)；礦物加工學(xué)實(shí)驗(yàn)，礦物加工學(xué)專題試驗(yàn)，專業(yè)實(shí)習(xí)（認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)），畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等。故實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容中富有時(shí)代性、地方性、多學(xué)科結(jié)合的開放、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，所涉及的理論多，交叉性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，對(duì)采集、分析數(shù)據(jù)的能力要求高，大型儀器設(shè)備購買、運(yùn)行和維護(hù)成本高。由于上述諸多原因影響，導(dǎo)致礦物加工工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)成果不盡如人意。主要的問題在于：

1）實(shí)踐教學(xué)觀念上，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性認(rèn)識(shí)不足，緊迫感仍需提高，未能全面樹立實(shí)踐育人理念；

2）實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方式上，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)不足，未能將各類實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行有效銜接；

3）實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)效果上，學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)，教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)方面有待持續(xù)改進(jìn)。

二 礦物加工工程實(shí)踐教學(xué)體系改革策略

基于上述現(xiàn)狀問題，調(diào)研相關(guān)院校并查閱大量文獻(xiàn)后，落實(shí)“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的國際工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，以資源與環(huán)境工程碩士點(diǎn)建設(shè)為驅(qū)動(dòng)，將教學(xué)與科研相互結(jié)合起來，建立一套完善的實(shí)踐教學(xué)改革思路，如圖1 所示。

圖1 實(shí)踐教學(xué)體系改革路線圖

（一）整合礦物加工實(shí)踐教學(xué)資源，構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)改革路線循序漸進(jìn)不斷建設(shè)，建立出符合地方高校辦學(xué)定位，獨(dú)具特色的礦物加工工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，并結(jié)合專業(yè)的特色發(fā)展現(xiàn)狀。從以下幾個(gè)方面進(jìn)行實(shí)施。

1 項(xiàng)目式管理實(shí)踐教學(xué)

首先借鑒CDIO 工程教育理念和模式，樹立實(shí)踐育人理念，并以培養(yǎng)學(xué)生能力為導(dǎo)向，同時(shí)兼顧學(xué)校、實(shí)習(xí)基地等地方實(shí)際情況，構(gòu)建以學(xué)生為主體，課程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，專業(yè)綜合項(xiàng)目為核心，能力導(dǎo)向?yàn)橹骶€，全過程管理的項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)體系[3]，具體見表1。

表1 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)體系簡(jiǎn)表

打破傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式，將實(shí)踐教學(xué)拆分為不同的課題項(xiàng)目，而項(xiàng)目間因?yàn)槟繕?biāo)、內(nèi)容等諸多差異，突出層次化、模塊化、多元化管理，體現(xiàn)設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性及創(chuàng)新性。第一，學(xué)生通過三級(jí)項(xiàng)目了解與熟練掌握基礎(chǔ)的實(shí)踐項(xiàng)目原理，綜合所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能，為后續(xù)較高要求的理論課程與實(shí)踐項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；第二，學(xué)生通過二級(jí)項(xiàng)目掌握并熟練運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等先進(jìn)手段，可對(duì)已有的礦加傳統(tǒng)實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行升級(jí)與改造，重復(fù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也可讓學(xué)生自主進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)更高一層次的競(jìng)賽性的項(xiàng)目與實(shí)踐提供寬闊的視野與創(chuàng)新能力提供保障。最后，一級(jí)項(xiàng)目的目標(biāo)更側(cè)重于考核學(xué)生全面的綜合能力，其中競(jìng)賽、畢業(yè)論文等項(xiàng)目的選題論證、項(xiàng)目計(jì)劃、實(shí)施過程與專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐等方式，都是為了打造出創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的工程應(yīng)用型人才。項(xiàng)目式管理實(shí)踐教學(xué)能夠融合“教、學(xué)、做”三者于一體，讓學(xué)生自己思考、自己設(shè)計(jì)、自己制作和自我完善，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐融合后的“做中學(xué)”。

2 仿真模擬融入實(shí)踐教學(xué)

虛擬仿真技術(shù)與教學(xué)深度融合，是目前高等院校教學(xué)科技化有效途徑，也是當(dāng)下實(shí)踐教學(xué)熱門研究關(guān)注領(lǐng)域[4]。然而，礦物加工工程實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)內(nèi)容中，許多環(huán)節(jié)多變且無法直觀感受，需要學(xué)生自己想象具體變化。因此，學(xué)生難以短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境，更無法驗(yàn)證理論假設(shè)和獨(dú)特構(gòu)想。為了促使學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)踐當(dāng)中獲得更加便利的實(shí)驗(yàn)條件和更加直觀的結(jié)果，擬將虛擬仿真融入到實(shí)踐教學(xué)（機(jī)械工程設(shè)計(jì)、選礦廠設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)）當(dāng)中，例如引入先進(jìn)的選礦廠模擬軟件系統(tǒng)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)選廠的過程更接近現(xiàn)實(shí)工作場(chǎng)景，利于提高學(xué)生興趣，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境，直觀視覺體驗(yàn)在整個(gè)選礦廠的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況，而且這種教學(xué)方法可以利用計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造出靈活多樣的工作場(chǎng)景，使學(xué)生掌握更多的操作技能。模擬的單元作業(yè)模型有：破碎機(jī)、球磨機(jī)、棒磨機(jī)、高壓輥磨機(jī)、自磨和半自磨機(jī)、振動(dòng)篩（單層或雙層）、DSM 篩、水力旋流器、簡(jiǎn)單的分級(jí)效率曲線、浮選和分樣器等。

3 線上線下混合式實(shí)踐教學(xué)

2020 年由于新冠病毒感染疫情影響，全國幾乎所有的理論課程轉(zhuǎn)入線上模式，因此線上線下的界限逐漸模糊，兩個(gè)部分組成了有機(jī)的整體，豐富了教學(xué)的內(nèi)容與形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力與自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。根據(jù)此趨勢(shì)，實(shí)踐教學(xué)也逐漸進(jìn)行線上嘗試，發(fā)現(xiàn)混合式教學(xué)不僅適用于理論課程，也同樣適用于實(shí)踐課程[5]。首先，線上教學(xué)是利用互聯(lián)網(wǎng)資源，通過錄播、網(wǎng)絡(luò)直播及線上答疑等教學(xué)環(huán)節(jié)完成教學(xué)任務(wù)。因此，實(shí)踐課程線上資源建設(shè)（包括選廠工藝流程案例分析、仿真實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況錄像，教師實(shí)地調(diào)研直播回放等）能夠不斷持續(xù)添加與改進(jìn)，其在空間和時(shí)間上靈活性均優(yōu)于線下教學(xué)。線上的實(shí)習(xí)資源將傳統(tǒng)的線下實(shí)習(xí)工藝的學(xué)習(xí)內(nèi)容多樣化，通過不同的線上互動(dòng)方式，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，帶著問題去線下實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)去學(xué)習(xí)，更能增強(qiáng)學(xué)習(xí)質(zhì)量和過程管理。特別是在疫情全球化的背景下，突破線下實(shí)踐受到環(huán)境的限制，線上教學(xué)將發(fā)展成為必不可少的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在混合教學(xué)的模式下，學(xué)會(huì)對(duì)工程問題的創(chuàng)新性思考，培養(yǎng)學(xué)生收集和整理網(wǎng)絡(luò)資源、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、終身學(xué)習(xí)等綜合能力。

4 實(shí)習(xí)實(shí)踐和創(chuàng)新研究平臺(tái)建設(shè)

實(shí)習(xí)實(shí)踐和創(chuàng)新研究平臺(tái)建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)體系的重要支撐[6-8]。逐步強(qiáng)化專業(yè)現(xiàn)有的實(shí)習(xí)基地建設(shè)，進(jìn)一步建設(shè)新的實(shí)習(xí)實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地。依托貴州省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、六盤水市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、六盤水市級(jí)產(chǎn)業(yè)學(xué)院、大學(xué)生科技園和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地等學(xué)?，F(xiàn)有科技創(chuàng)新研究平臺(tái)，完善具備專業(yè)特色的第二課堂育人體系，并積極開拓新的創(chuàng)新研究平臺(tái)，為學(xué)生和教師提供優(yōu)質(zhì)廣闊的創(chuàng)新研究平臺(tái)。

積極建立起本省、本地區(qū)與專業(yè)相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，不斷開拓新的專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地。建設(shè)并維護(hù)好省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)學(xué)院、大學(xué)生科技園和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地等現(xiàn)有科技創(chuàng)新研究平臺(tái)[9]。通過導(dǎo)師制的導(dǎo)師指導(dǎo)和學(xué)生參與，提高學(xué)生科研參與的條件與創(chuàng)新研究與實(shí)踐的積極性。力爭(zhēng)將礦物加工工程的專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)打造成省級(jí)示范基地，進(jìn)而逐步打造出國家級(jí)大學(xué)生科技園和雙創(chuàng)基地，各級(jí)之間的聯(lián)系與合作內(nèi)容如圖2 所示。

圖2 建立企業(yè)、高校、教師和學(xué)生實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系圖

5 實(shí)踐教學(xué)體系的保障機(jī)制建設(shè)

為了保證實(shí)踐教學(xué)體系的科學(xué)化、規(guī)范化、有序化及持續(xù)改進(jìn)，根據(jù)工程教育認(rèn)證的有關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，為保障應(yīng)用型人才畢業(yè)要求的達(dá)成，本專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)的管理中，逐步建立并完善一套規(guī)范的教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制和畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制[10]。首先在教學(xué)方面，一方面對(duì)各主要環(huán)節(jié)均有明確質(zhì)量要求，通過教學(xué)過程質(zhì)量評(píng)價(jià)及效果反饋，讓教師迅速改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)和畢業(yè)要求的內(nèi)循環(huán)持續(xù)改進(jìn)。另一方面，依據(jù)學(xué)校建立的畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制，學(xué)院、教學(xué)系的相關(guān)回訪調(diào)研機(jī)制，通過與畢業(yè)生、用人單位座談和問卷調(diào)查，著重了解優(yōu)化的實(shí)踐教學(xué)體系對(duì)人才培養(yǎng)動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的達(dá)成情況，進(jìn)一步促進(jìn)教師對(duì)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃、內(nèi)容、教學(xué)方法等教學(xué)的研究。根據(jù)學(xué)校與學(xué)院的相關(guān)規(guī)章制度，建立三個(gè)層面的質(zhì)量保障體系[11]，如圖3 所示。

圖3 礦物加工工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的保障機(jī)制

（二）加強(qiáng)礦物加工工程專業(yè)實(shí)踐教師隊(duì)伍建設(shè)

高水平的師資和教學(xué)團(tuán)隊(duì)是本科教學(xué)質(zhì)量的根本保障，要建設(shè)應(yīng)用型的高水平學(xué)校，必須努力建成一支學(xué)歷、職稱、年齡結(jié)構(gòu)佳、素質(zhì)優(yōu)良、業(yè)務(wù)精湛和充滿活力的適應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型轉(zhuǎn)變發(fā)展需要的師資隊(duì)伍[12-13]。高素質(zhì)的教師隊(duì)伍是教學(xué)與科研的中堅(jiān)力量，同時(shí)也是實(shí)踐教學(xué)改革中不可或缺的重要人才。為此，本專業(yè)要將教師在實(shí)踐教學(xué)中所扮演的角色賦予更多的身份：首先是引領(lǐng)者，需要引進(jìn)更多高層次人才，通過人才政策，柔性引進(jìn)高水平學(xué)術(shù)帶頭人或卓越工程師代表，引領(lǐng)專業(yè)建設(shè)和產(chǎn)學(xué)研實(shí)際建設(shè)，顯著提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平與實(shí)習(xí)基地建設(shè)水平；其次是參與者，讓教師帶領(lǐng)學(xué)生參與創(chuàng)新，參與討論，參與實(shí)踐，參與學(xué)術(shù)爭(zhēng)論，共同探索與總結(jié)新的實(shí)踐方式與經(jīng)驗(yàn)；最后是踐行者，教師應(yīng)該身體力行，教師與實(shí)驗(yàn)人員必須不斷夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐技能的同時(shí)，積極深入到相關(guān)企、事業(yè)行業(yè)領(lǐng)域中去，近距離了解地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，豐富自己的專業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或?qū)I(yè)技能，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，改善教學(xué)質(zhì)量，為打造出特色風(fēng)格的雙師型教師隊(duì)伍奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三 結(jié)束語

在新工科背景下，全國應(yīng)用型高校推行工程教育改革創(chuàng)新，高校的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式不斷優(yōu)化。本文結(jié)合礦物加工工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中存在的問題，提出基于CDIO 的項(xiàng)目式創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)新體系。新的實(shí)踐教學(xué)體系已在實(shí)施并逐步完善，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面已取得良好的效果，學(xué)生綜合素質(zhì)明顯增強(qiáng)，就業(yè)率每年保持90%以上。此外，學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的立項(xiàng)數(shù)逐年增加，每年超過20 人次。特別是在各類競(jìng)賽中屢次獲獎(jiǎng)，如獲全國第十七屆“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽黑科技專項(xiàng)賽獲“行星”級(jí)作品；第十四屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽三等獎(jiǎng)等好成績(jī)。具備地方特色的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，系統(tǒng)地提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，且形成有效的改進(jìn)機(jī)制，能夠?qū)θＥc相關(guān)定位的兄弟院校起到引領(lǐng)、示范及輻射作用。