11415010-新时代传统工科专业实践教学体系构建与实施
成果总结报告

 

 

 

 

 目 录




 一、成果形成背景

 二、成果主要内容

 三、成果推广应用效果

 四、结论与展望



 一、成果形成背景

 我国高等学校的传统工科专业一直肩负着为国家工业发展提供人力资源保障的重要使命,随着新一轮科技革命和产业变革的到来,为适应新时代国家经济发展战略的人才培养需求,传统工科专业的升级改造迫在眉睫。实践教学是培养工科专业学生掌握解决实际问题能力的关键环节,也是紧密衔接教育链、创新链和产业链的核心纽带,在工程技术人才培养中扮演着不可或缺的角色。

 勘查技术与工程专业是培养资源勘探与开发、工程勘查、地球深部探测、灾害与环境监测防治、城市地下空间探测等领域的工程技术人才的重要专业。中国地质大学(北京)勘查技术与工程专业是由原北京地质学院地球物理探矿和地球物理勘探等专业发展而来,在我国高等学校同类专业中开设最早、办学实力最雄厚和最具影响力。1998年,经教育部专业目录调整更名为勘查技术与工程专业,2007年入选国家级特色专业,2020年入选国家级一流本科专业和教育部第二批新工科研究与实践项目建设专业。

 2015年,中国地质大学(北京)勘查技术与工程专业为适应新时代对高等工程教育改革的迫切需要,在成果导向教育理念的指导下,以服务国家重大战略和北京经济社会发展为导向,坚持“立足北京、服务首都、面向全国、走向世界”的定位,以传统实践教学体系改革为突破口,开展了新时代实践教学体系的构建与实施。2017年,“复旦共识、天大行动、北京指南”奏响了新工科建设的号角,新时代实践教学体系为本专业新工科建设的全面推进奠定了扎实的基础。

二、成果主要内容

 本成果为适应新时代对高等工程教育改革的迫切需要,以培养“适应新业态、符合新需求、应对新挑战”的新工科人才为目标,针对传统实践教学中存在的问题,具体提出了以下解决方法。

1)构建以“新实践课程方案+新质量保障机制+新师资队伍配置”为特色的实践教学“新体系”,解决了传统实践教学难以满足新经济产业发展对工程技术人才培养需求的问题

 针对国家在资源保障、生态环境灾害监测和重大工程建设等领域对勘查技术与工程专业的新定位,结合本专业在新能源、极地科考、星球矿物质资源探测、城市地下空间开发等领域的新应用,将勘查技术与工程行业的新业态纳入实践内容;并将卫星观测、无人机探测和光线传感器监测等勘查技术新进展,以及本专业与大数据、人工智能、物联网等新兴领域的融合和多学科交叉引入实践课堂;通过深度挖掘实践课程思政元素,建立实践课程思政案例库,最终形成了以“前沿科技+综合素质+创新能力”为专业特色以及“优秀品质+科学精神+家国情怀”为思政特色的实践课程方案,并依此出版了一套创新实践系列教材(图1)。

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 1 勘查技术与工程创新实践系列教材

 

 为了保障实践教学任务的顺利实施和实践教学质量,通过制定实践课程教学质量评价办法、改革实践课程学生成绩考核方案、出台实践教学教师绩效考核制度,并建立一套系统的实践教学质量保障与监控机制,以着力提升人才培养质量。根据勘查技术学科分支,以专业课授课教师团队为班底,遴选具有丰富实践经验和教学经验的教师,打造以“实验教师+实践导师”为配备结构的实践教学师资队伍,其中不乏“杰青”、“优青”等优秀人才(图2),师资队伍年龄层次分布合理,分支方向实力均衡,为各环节实践教学提供坚实的师资保障。

 

 2 实践教学师资队伍人才称号


 实践教学“新体系”以“新实践课程方案+新质量保障机制+新师资队伍配置”为特色(图3),以促进新时代传统工科专业的转型升级为目标,是推动工程技术人才培养与新经济产业发展紧密结合的有力举措。


 

 3 实践教学“新体系”的特色

2)探索“实践示范实验+虚拟仿真系统+线上线下混合”的创新型实践教学“新模式”,解决了传统实践教学中教学手段单一、教学条件受限,以及学生被动学习的问题

 勘查技术与工程专业实践在仪器设备、实践场地、实践条件、实践周期等方面的特殊需求长期桎梏着实践教学的发展。为了培育成熟的实践实验课程教学环境,依托国家重点实验室和国家级实验教学中心,建设了8个特色鲜明的实践教学示范实验中心,涵盖重力、磁法、电法、地震、测井、反射性等勘查技术分支方向,覆盖了仪器检测、数值模拟和数据处理等实践示范实验内容(图4),保障了实践教学任务的顺利实施。


 

 4 实践教学示范实验中心

 

 为了充分发挥现代化教学手段的优势,开发了线上虚拟仿真实践系统(图5),让学生在操作专业仪器设备前了解仪器工作原理、熟悉仪器操作和性能;通过录制线上实习指导视频课程(图6、图7),将实践任务的设备操作、原理方法、分解步骤等关键知识的讲解移至线上,为辅助实践教学提供了极大的便利。通过开展基于“互联网+”的线上线下混合式实践教学的探索,形成了“实践示范实验+虚拟仿真系统+线上线下混合”的创新型实践教学模式。通过课上课下、线上线下、校内校外的多教学模式联动,让学生由被动学习转为主动学习,更解决了专业实习仪器贵重、实习周期长、实习基地空间有限等问题。

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 5 部分线上虚拟仿真实践系统


 

 6 线上实习指导视频课程目录

 

 7 线上实习指导视频课程截图


3)打造“特色实践基地+产教协同育人+校际联合实践”的特色实践教学“新平台”,解决了传统实践教学与生产实际结合不紧密的问题

 为了紧密衔接教育链、创新链和产业链,让专业实践与生产实际密切链接,与应急管理部、国土资源部、中国地震局等驻京和地方事业单位,中石油、中石化等央企和首都及地方企业单位,以及内蒙古林西县等地方政府签订实践协议,实施“产、学、研”一体化的创新型实践人才培养计划(图8),让实践教学主动适应本行业的新业态;与北京京能地质工程有限公司、广州海洋地质调查局、山东省煤田地质局等建设特色实践基地,开展产教协同育人实践项目(图9),让学生深度参与地下水资源、生态环境灾害监测、城市地下空间开发等生产实践工作,拓展实践空间的同时,让专业实践服务于国家重大战略和北京经济社会发展;与南洋理工大学、科罗拉多矿业学院、北京大学等国内外顶尖高等院校建立联合实践合作关系(图10),共享实践资源的同时增强了校际合作,为毕业生深造提升搭建了互通平台。


 

 8 “产、学、研”一体化创新型实践人才培养计划

 

 9 特色实践基地

 

 10 校际联合实践平台

三、成果推广应用效果

 勘查技术与工程专业的新时代实践教学体系以“新体系、新模式、新平台”为特色,以培养“适应新业态、符合新需求、应对新挑战”的新工科人才为目标,形成了以“三新”实践教学促进新工科人才培养的传统工科专业实践教学体系新范式,在多个方面取得了显著的效果,为传统工科专业实践教学体系的改革指明了方向。

1)实践课程思政教育成效显著,“地质报国”精神薪火相传

 “培根铸魂育桃李,启智润心树栋梁”。本成果始终坚持“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念,通过在实践教学中开辟多元阵地进行思政教育,激发学生专业认同感的同时,让学生植根家国情怀、树立远大理想,以建设祖国、造福人类为己任,不负温家宝总理对青年大学生“仰望星空、脚踏实地”的殷切期望。本成果实施以来,本专业毕业生80%以上在从事勘查技术相关工作,分布在国家资源、环境和灾害等重要领域,他们扎根基层、担当使命,涌现出了多个优秀毕业生的典型事迹;70%以上来自西部和艰苦边远地区的毕业生选择返乡就业创业,让青春在祖国和人民最需要的地方发光发热(图11)。


 

 11 本成果实施以来的专业就业情况


 本成果还激发了实践教师“为党育人、为国育才”的使命感和“只争朝夕、不负韶华”的工作精神,在黄大年精神的感召下,实践教师立志做学生为学、为事、为人示范的大先生。本成果实施以来,10余名实践教师荣获北京市优秀德育工作者、北京市师德先进个人、北京市师德先锋,以及中国地质大学(北京)“北地先锋”十佳教育工作者、优秀党务工作者、优秀共产党员和校级教学名师等荣誉称号(图12);《地球物理测井》课程入选为北京市普通本科教育课程思政示范课程,相应授课教师和教学团队认定为北京市课程思政教学名师和教学团队(已公示)(图13实践教学团队所在党支部先后获评全国党建工作样板支部和北京高校先进党组织(图14);以实践教师为骨干力量的专业教学团队经单位推荐和学校遴选审定,被推荐为第二批“全国高校黄大年式教师团队”候选报送教育部(图15)。


 

 12 实践教师师德荣誉称号

 

 13 北京市高校课程思政示范课程、教学名师和教学团队(已公示)

 

 14 实践教学团队所在党支部的党建荣誉

  

 15 推荐第二批“全国高校黄大年式教师团队”候选公示


2)实践教学成果丰富,有力提升了专业硬实力

 本成果为勘查技术与工程专业的实践教学提供了有力保障,切实提高了实践教学质量,教学成果显著。本成果实施以来,实践教师积极参与专业建设、教学改革和人才培养,承担省部级以上相关课题项目10余项(图16),发表教学论文近20篇(图17),部分成果获得“北京高校优质本科教材”、“北京高校优质本科教材课件”等荣誉;青年实践教师积极参加教学比赛,以赛促教,已在各类教学比赛中获奖10余项(图18),还曾在第三届全国大学青年教师地质课程教学比赛中获得特等奖等。


 

 17 实践教师承担省部级以上专业建设、教学改革和人才培养项目情况

 

 18 实践教师发表教学论文情况

 

 19 青年实践教师参加教学比赛获奖情况

 随着本专业学生实践能力的提升,专业学科竞赛略获大奖。本成果实施以来,本专业学生在全国大学生地球物理知识竞赛、测井技能大赛、电子设计竞赛等各项专业学科竞赛中共计获得团体奖项80余项,获奖学生人数近250人,历年比赛成绩在20余所参赛院校中稳居前5(图181920)。此外,本成果还促进了学生创新能力的提升,本专业学生在本科学习阶段发表科技论文近30篇(图21),参与省部级以上创新创业项目60余项(图22)。本成果的实施有力提升了专业整体实力,2020年本专业相继入选国家级一流本科专业和新工科研究与实践项目建设专业。


 

 20 本专业学生参加地球物理知识竞赛获奖情况

 

 

 21 本专业学生参加测井技能大赛获奖情况

 

 22 本专业学生参加电子设计竞赛获奖情况

 

 23 本专业学生在本科学习阶段发表科技论文情况

 

 24 本专业学生参加省部级以上创新创业项目情况


 3)人才培养质量显著提高,毕业生深受世界顶尖大学和用人单位欢迎

 本成果实施以来,本专业学生平均就业率高达96.7%50%以上毕业生进入世界一流大学(斯坦福大学、麻省理工学院、科罗拉多矿业学院等)、国内顶尖高校和科研院所(北京大学、中国科学技术大学、中科院等)继续深造;毕业生进入世界500强企业(中石油、中石化等)的占比超过40%(图23),用人单位对本专业毕业生综合满意度超过98%,普遍认为本专业毕业生思想素质过硬、实践创新能力强,在关键岗位上发挥了重要作用。

 

 25 本专业毕业生就业情况

 4)形成了实践教学体系范式,引领示范同类院校实践教学改革

 本成果出版的创新实践系列教材具有内容前沿、突出创新等特点,是国内首次出版勘查技术分支方向如此齐全的实践类教材,一经出版就引起广泛关注,目前已被10余高校引进,出版仅一年时间发行量就突破4000册;本成果上线的在线实习指导视频课程也是国内首个,视频录制质量之高、内容之丰富为本专业学生提供了优质的实践课程在线学习资源,视频课程上线仅半年时间就有来自30余所同类院校近2000余人次在校外进行了学习;本专业的实践教学成效已引起了10余所“双一流”(吉林大学、中国科学技术大学等)院校的关注,他们通过调研、合作等方式吸纳本专业实践教学的经验,这对国内传统工科专业教育水平的全面提升有积极地促进作用。

四、结论与展望

 作为传统的工科专业,中国地质大学(北京)勘查技术与工程专业以“三新”实践教学促进新工科人才培养,提出了新时代传统工科专业实践教学体系的新范式,为本专业新工科建设的全面推进奠定了扎实的基础,在国内勘查技术与工程等传统工科专业的本科教育中发挥了引领示范作用。迈进新时代,阔步新征程。中国地质大学(北京)勘查技术与工程专业将继续扎实推进新工科建设,系统推进专业综合改革,将新工科理念融入工程教育全过程,为建设地球科学领域世界一流大学而持续发力,为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦做出新的更大贡献!