礦業工程研究生創新能力培養淺析

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摘要：研究生創新能力的培養與提升是高等院校人才培養的重中之重。針對礦業工程碩士研究生創新能力的培養，提出從培養方案頂層設計、課程教學設計與實踐、實驗與創新創業實踐三方面綜合開展的具體措施。通過一系列創新創業活動的設計與實施，礦業工程碩士研究生的創新思維和能力將獲得極大提升。

關鍵詞：礦業工程；碩士研究生；創新能力；創新實踐

創新是科研的生命，是發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新能力的培養和提升，培養出具備創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性研究水平。很多學者針對研究生創新能力培養與實踐開展了研究[1-7]。山東理工大學礦業工程學科于2011年獲得碩士學位授予權，設有采礦工程、礦物加工工程、數字礦山、礦業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、殘礦回收與空區處理、膠結充填、動力災害防控、高純鎂鹽產品的制備及開發、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、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新能力的培養和提升。本文基于研究生創新能力培養，以山東理工大學礦業工程學科為例，從培養方案、課程教學、實驗實踐等方面綜合探討礦業工程碩士研究生創新能力培養與實踐的途徑。

1基于研究生創新能力的培養方案頂層設計

山東理工大學礦業工程學科立足國家和區域綠色礦山建設需要，面向礦業工程領域科技前沿，培養德智體美勞全面發展、綜合素質高的礦業工程領域高層次、創新型專門技術人才。礦業工程碩士研究生培養方案的頂層設計要求研究生在規定的學習年限內完成不少于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、礦山優化技術、礦物加工新技術和污染環境生物修復進展等。設置總計9學分的素養選修課程供研究生選擇，相應的課程有科研素養與創新能力、實驗設計與統計分析、計算機科學前沿技術應用系列講座等。培養過程中，在研究生開題階段特別注重考查其選題的創新性，缺少創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，尤其對科研創新、實踐能力等進行考查，查擺問題，進一步提升論文的創新性，提高論文質量。另外，研究生需要在學習年限內從事本科專業的課程教學、輔導工作或指導本科生進行生產實習、課程設計及畢業設計等相關工作，并且至少用1個月的時間到有關單位(如生產、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實驗室研究工作等。在培養方案頂層設計中，對創新創業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學術交流，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、創意設計、創新創業競賽等并獲獎，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新能力。在研究生培養的整個環節，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揮所有導師的作用，尤其是研究方向與礦業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合指導可使研究生獲得更好的培養，在學習和科研過程中可以碰撞出更多創新的火花。為此，在培養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，實現集體指導，發揮導師各自(團隊)的優勢，相互交叉融合，打造更高、更強、更有深度的創新能力培養模式。

2基于研究生創新能力培養的課程教學設計與實踐

課程教學是提升礦業工程碩士研究生創新能力的基礎，需要依據礦業工程碩士研究生培養方案，在必修課和選修課中充分利用課程知識點來培養研究生的創新思維，提升其科學研究能力。在教學設計上需將知識點與創新思維充分結合，把研究生創新思維的培養作為重中之重，引入頭腦風暴、發散思維，讓研究生主動思考，相互討論，大膽質疑，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、室內實驗的新方法、物理模擬實驗的新方法和現場實驗的新方法等。導師應與研究生共同探討如何在科研過程中更好地發現新方法、創造新方法，如何將新方法應用于本領域的研究以實現真正的創新，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學科的交叉融合創新，如何在現有條件下更好地開發新的實驗方法、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、監測設備與技術，與研究生共同探討如何更好地實現實驗監測，引導研究生發散思維，探討如何創造新的檢測、監測方法；注重分析當前最新的數值模擬技術，與研究生共同探討數值模擬軟件的新應用，以及如何根據自己的研究領域選擇相應的數值模擬軟件，如何利用軟件實現進一步的創新等。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，例如將發明專利成果與研究生分享，分享發明專利的創新過程，以提升研究生的創新能力。不論是礦業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的方式將結果呈現出來，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新創業工作，要求將創新方法融入本科生專業課程教學中，并且在2021版培養方案中單獨設置了創新方法課程。由于有一大批本科生將來會成為研究生，因此，這也為礦業工程碩士研究生創新能力的培養和提升奠定了很好的人才基礎。

3基于研究生創新能力的實驗與創新創業實踐

理論需要聯系實際，知識需要轉化成能力，創新想法需要付諸實踐才能發揮其真正的作用。因此，研究生需要走進實驗室、走進企業、融入社會，動起來，走出去，把想法付諸實踐，并在實踐中創新想法。為更好地實現礦業工程碩士研究生創新能力培養，學校著手創設了實驗和創新創業的實踐條件，建立了一系列礦業工程校企產學研基地。另外，學校專門建立了“大紅爐眾創空間”，并將其作為孵化器，為研究生創新創業能力培養搭建起優質平臺，也為研究生更好地實現創新創業打下堅實基礎。礦業工程碩士研究生根據自己的研究方向、領域和題目到礦山企業去實踐并開展研究，了解企業的實際生產情況，將所學知識與實際生產緊密結合，避免產生閉門造車的問題。例如，學校安排部分研究生到山東金嶺鐵礦井下開展了現場圍巖監測。除教學科研實驗室外，學校還建立了創新實驗室，研究生可根據自己的研究方向、領域和題目到創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，尋找創新性的實驗方法，開展創新性的實驗研究。在學科交流和交叉融合方面，研究生可根據自己的研究方向、領域和題目參加國內外礦業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，展現自己，開闊視野，激發創新動力，提升創新能力。在提升研究生國際化水平方面，研究生可根據自己的研究方向、領域和題目參加國外礦業短期交流項目，提升自身的英語水平，了解礦業行業的國際發展情況，增強創新能力。例如，礦業工程2017級研究生赴芬蘭參加了“北極礦業”暑期交流項目，同時參加了全國礦業領域研究生論壇并做報告(見圖2、圖3)。

4結語

研究生人才培養的重中之重當屬創新能力的培養。礦業工程碩士研究生創新能力的培養，需要從培養方案頂層設計、課程教學設計與實踐、實驗與創新創業實踐三方面綜合開展。通過一系列創新創業活動的設計與實施，礦業工程碩士研究生的創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境工程學院