矿业工程研究生创新能力培养浅析

摘要：研究生创新能力的培养与提升是高等院校人才培养的重中之重。针对矿业工程硕士研究生创新能力的培养，提出从培养方案顶层设计、课程教学设计与实践、实验与创新创业实践三方面综合开展的具体措施。通过一系列创新创业活动的设计与实施，矿业工程硕士研究生的创新思维和能力将获得极大提升。

关键词：矿业工程；硕士研究生；创新能力；创新实践

创新是科研的生命，是发展的根本和进步的源泉。相比于本科生而言，在研究生教育教学过程中更应注重创新能力的培养和提升，培养出具备创新能力的高层次人才，整体提升国家基础科学和应用基础科学的原创性研究水平。很多学者针对研究生创新能力培养与实践开展了研究[1-7]。山东理工大学矿业工程学科于2011年获得硕士学位授予权，设有采矿工程、矿物加工工程、数字矿山、矿业三废治理及污染控制四个研究方向，学科紧紧围绕绿色矿山建设开展研究，在难采矿体高效开采、残矿回收与空区处理、胶结充填、动力灾害防控、高纯镁盐产品的制备及开发、尾矿综合利用等方面的教学成果较为突出。学科融合绿色开发、智能采矿的新理念、新模式和新技术，以绿色开采、深部开采的热点、难点问题为研究主线，全过程注重突出研究生创新能力的培养和提升。本文基于研究生创新能力培养，以山东理工大学矿业工程学科为例，从培养方案、课程教学、实验实践等方面综合探讨矿业工程硕士研究生创新能力培养与实践的途径。

1基于研究生创新能力的培养方案顶层设计

山东理工大学矿业工程学科立足国家和区域绿色矿山建设需要，面向矿业工程领域科技前沿，培养德智体美劳全面发展、综合素质高的矿业工程领域高层次、创新型专门技术人才。矿业工程硕士研究生培养方案的顶层设计要求研究生在规定的学习年限内完成不少于19个必修学分和9个选修学分的课程学习任务，导师负责所带研究生的具体选课计划。为提升研究生的创新能力，学校在学科平台课程中的分研究方向设置必修课程，例如在采矿工程和数字矿山研究方向设置岩石工程原理与研究方法、智慧矿山、矿床开采理论与实践等课程，在矿物加工工程、矿业三废治理及污染控制研究方向设置计算流体力学理论与实践、资源综合利用、现代分析测试技术等课程。在方向选修课中设置总计38学分的选修课供研究生选择，相应的课程有工程灾害与控制、矿山优化技术、矿物加工新技术和污染环境生物修复进展等。设置总计9学分的素养选修课程供研究生选择，相应的课程有科研素养与创新能力、实验设计与统计分析、计算机科学前沿技术应用系列讲座等。培养过程中，在研究生开题阶段特别注重考查其选题的创新性，缺少创新性的选题将被一票否决。中期考核重在考查研究生的学位论文进展情况，帮助研究生把握学位论文方向，尤其对科研创新、实践能力等进行考查，查摆问题，进一步提升论文的创新性，提高论文质量。另外，研究生需要在学习年限内从事本科专业的课程教学、辅导工作或指导本科生进行生产实习、课程设计及毕业设计等相关工作，并且至少用1个月的时间到有关单位(如生产、设计或研究单位等)进行实践训练，或结合自己的研究方向开展科研活动或实验室研究工作等。在培养方案顶层设计中，对创新创业方面做出了特别要求，研究生需要完成3个月以上的出国访学研修或学术交流，或参加学术会议并宣读论文，或做公开学术报告2次，或参加全国性的科技竞赛、创意设计、创新创业竞赛等并获奖，或参加6次以上与本学科相关的学术报告等，从而进一步提升其创新能力。在研究生培养的整个环节，导师的作用至关重要。导师作为第一责任人，全程指导自己所带的研究生。虽然导师自身具备强项和优势，但导师一个人的能力必定是有限的，因此在指导过程中应充分发挥所有导师的作用，尤其是研究方向与矿业工程领域比较接近的导师。多位导师尤其是团队各成员的联合指导可使研究生获得更好的培养，在学习和科研过程中可以碰撞出更多创新的火花。为此，在培养方案顶层设计中特别提到，鼓励实行以导师负责为主的指导小组(团队)制，实现集体指导，发挥导师各自(团队)的优势，相互交叉融合，打造更高、更强、更有深度的创新能力培养模式。

2基于研究生创新能力培养的课程教学设计与实践

课程教学是提升矿业工程硕士研究生创新能力的基础，需要依据矿业工程硕士研究生培养方案，在必修课和选修课中充分利用课程知识点来培养研究生的创新思维，提升其科学研究能力。在教学设计上需将知识点与创新思维充分结合，把研究生创新思维的培养作为重中之重，引入头脑风暴、发散思维，让研究生主动思考，相互讨论，大胆质疑，小心求证。例如在工程灾害与控制课程中，导师可针对工程稳定性分析，将本领域的最新研究成果引入教学，与研究生进行互动交流和探讨，注重分析当前采用的最新研究方法，包括理论分析的新方法、非线性科学的新方法、室内实验的新方法、物理模拟实验的新方法和现场实验的新方法等。导师应与研究生共同探讨如何在科研过程中更好地发现新方法、创造新方法，如何将新方法应用于本领域的研究以实现真正的创新，如何挖掘其他领域的新方法并将其应用于本领域的研究以实现学科的交叉融合创新，如何在现有条件下更好地开发新的实验方法、试样制作方法和重构技术等。导师在教学过程中应注重分析当前最新的实验设备，使研究生更好地了解本领域的前沿装备；注重分析当前最新的检测、监测设备与技术，与研究生共同探讨如何更好地实现实验监测，引导研究生发散思维，探讨如何创造新的检测、监测方法；注重分析当前最新的数值模拟技术，与研究生共同探讨数值模拟软件的新应用，以及如何根据自己的研究领域选择相应的数值模拟软件，如何利用软件实现进一步的创新等。导师应结合自己的科研项目，将最新的研究成果融入教学全过程，例如将发明专利成果与研究生分享，分享发明专利的创新过程，以提升研究生的创新能力。不论是矿业工程硕士研究生学位课程还是非学位课程，导师在教学过程中都需要特别注重问题探究式、案例式、项目驱动式教学方法的使用，多提出探究性问题或研讨性问题。同时，注重“以学生为中心”的理念，让研究生根据导师提出的问题开展探讨或研究，并通过报告或其他可展现的方式将结果呈现出来，以锻炼其综合能力。例如在工程灾害与控制课程的教学中，导师要求研究生完成有关问题的研究报告，并一起探讨和分析报告内容、存在的问题、汇报时应注意的事项及PPT制作等问题，提升研究生的创新能力、表达能力及综合能力(见图1)。另外，学校一直在推进全校性的创新创业工作，要求将创新方法融入本科生专业课程教学中，并且在2021版培养方案中单独设置了创新方法课程。由于有一大批本科生将来会成为研究生，因此，这也为矿业工程硕士研究生创新能力的培养和提升奠定了很好的人才基础。

3基于研究生创新能力的实验与创新创业实践

理论需要联系实际，知识需要转化成能力，创新想法需要付诸实践才能发挥其真正的作用。因此，研究生需要走进实验室、走进企业、融入社会，动起来，走出去，把想法付诸实践，并在实践中创新想法。为更好地实现矿业工程硕士研究生创新能力培养，学校着手创设了实验和创新创业的实践条件，建立了一系列矿业工程校企产学研基地。另外，学校专门建立了“大红炉众创空间”，并将其作为孵化器，为研究生创新创业能力培养搭建起优质平台，也为研究生更好地实现创新创业打下坚实基础。矿业工程硕士研究生根据自己的研究方向、领域和题目到矿山企业去实践并开展研究，了解企业的实际生产情况，将所学知识与实际生产紧密结合，避免产生闭门造车的问题。例如，学校安排部分研究生到山东金岭铁矿井下开展了现场围岩监测。除教学科研实验室外，学校还建立了创新实验室，研究生可根据自己的研究方向、领域和题目到创新实验室中进行实践并开展研究，了解和熟练仪器设备的使用，寻找创新性的实验方法，开展创新性的实验研究。在学科交流和交叉融合方面，研究生可根据自己的研究方向、领域和题目参加国内外矿业领域的学术会议或论坛，并争取在会议或论坛中做学术报告的机会，展现自己，开阔视野，激发创新动力，提升创新能力。在提升研究生国际化水平方面，研究生可根据自己的研究方向、领域和题目参加国外矿业短期交流项目，提升自身的英语水平，了解矿业行业的国际发展情况，增强创新能力。例如，矿业工程2017级研究生赴芬兰参加了“北极矿业”暑期交流项目，同时参加了全国矿业领域研究生论坛并做报告(见图2、图3)。

4结语

研究生人才培养的重中之重当属创新能力的培养。矿业工程硕士研究生创新能力的培养，需要从培养方案顶层设计、课程教学设计与实践、实验与创新创业实践三方面综合开展。通过一系列创新创业活动的设计与实施，矿业工程硕士研究生的创新思维和能力将获得极大提升。

作者:张晓君 崔嵛 李宝玉 郑怀昌 单位:山东理工大学资源与环境工程学院