陳全君,尚彥軍,2,3,帕爾哈提祖努,曹小紅,孟和,2,3,許濤
(1.新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(新疆工程學(xué)院),新疆 烏魯木齊 830023;2.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029;3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)
新疆地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng),崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),嚴(yán)重影響線路規(guī)劃和工程方案(沿線資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)布局與工程實(shí)施方案),給“一帶一路”規(guī)劃與建設(shè)帶來重大地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。新疆是我國(guó)連接歐亞大陸重要經(jīng)濟(jì)橋梁、“一帶一路”核心區(qū),交通、水利水電和礦業(yè)開發(fā)等工程建設(shè)需要地質(zhì)安全保障,同時(shí)對(duì)影響工程規(guī)劃和安全穩(wěn)定的地質(zhì)災(zāi)害需調(diào)查及隱患排查。新疆社會(huì)和諧穩(wěn)定必然要求將防災(zāi)減災(zāi)提升到應(yīng)用的高度。隨著我國(guó)西部地區(qū)極端氣象事件增多、工程活動(dòng)強(qiáng)度加大,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)面積擴(kuò)大至105.99×104km2,占新疆面積的63.7%。針對(duì)新疆山區(qū)越來越多的地質(zhì)災(zāi)害以及“一帶一路”規(guī)劃建設(shè)中面臨的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn),迫切需要引進(jìn)和培育本土年輕科技人才、相關(guān)科研工作須盡快落地和創(chuàng)新。
地方應(yīng)用型本科高校以專業(yè)優(yōu)化升級(jí)的方式提升專業(yè)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的契合度,必將成為院校助推地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑,更是地方高校實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值的重要體現(xiàn)[1]。應(yīng)用型高校重視知識(shí)應(yīng)用,突出融入社會(huì)開展技術(shù)服務(wù)與推廣,具體說就是近年來推動(dòng)的轉(zhuǎn)型高校,培養(yǎng)學(xué)生側(cè)重把書本知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景之中[2]。謝冰蕾等圍繞高等教育融合發(fā)展中區(qū)域機(jī)制、主體博弈及產(chǎn)教合作障礙,提出宏、中、微觀3 個(gè)層次的實(shí)踐途徑[3]。“雙一流”大學(xué)建設(shè)要求高校不僅要注重單個(gè)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的科研,還要注重以科研創(chuàng)新基地為平臺(tái),發(fā)揮科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的集群效應(yīng)[4]。創(chuàng)新型科研團(tuán)隊(duì)是地方高??茖W(xué)研究工作的重要載體,建設(shè)高水平地方高校創(chuàng)新型科研團(tuán)隊(duì),有利于發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)和凝練學(xué)科特色,有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng),有利于重大科研成果的產(chǎn)出[5]。劉怡等基于2020 年西北5 省38 所院校教師調(diào)查數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)探索教學(xué)與科研耦合發(fā)展的有效路徑,開展具有針對(duì)性的教學(xué)能力培育活動(dòng)等,是推動(dòng)西北地區(qū)高校教師教學(xué)學(xué)術(shù)發(fā)展的有效途徑[6]。學(xué)科和專業(yè)是學(xué)術(shù)的兩個(gè)方面,科學(xué)研究和人才培養(yǎng)是教師的兩項(xiàng)工作任務(wù)。學(xué)科是知識(shí)體系,是科學(xué)研究的基本單位,科學(xué)研究是教師和學(xué)校對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人類思想和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的直接貢獻(xiàn)。專業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單位,人才培養(yǎng)是高等學(xué)校的中心工作,須以科學(xué)研究促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)創(chuàng)造新知識(shí)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)解決新問題,堅(jiān)持學(xué)科專業(yè)一體化建設(shè)和發(fā)展之路[7]。
我國(guó)應(yīng)用型人才供需的結(jié)構(gòu)性失衡,西部高校需要集群式發(fā)展。技能型人才、高層次創(chuàng)新型科技人才以及中高級(jí)專業(yè)人才供給不足,尤其是在高精尖產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,人才不夠用、不適用問題突出[8]。雖據(jù)高素質(zhì)、創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位,構(gòu)建基于學(xué)科專業(yè)團(tuán)隊(duì)三位一體建設(shè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,促進(jìn)應(yīng)用型工程人才培養(yǎng)等方面取得一些成績(jī)[9],但作為室內(nèi)實(shí)訓(xùn)和科研工作的重要平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室或基地不可或缺。實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)人是關(guān)鍵,設(shè)備是條件,實(shí)驗(yàn)室在教師和學(xué)生培養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用。依托實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)建設(shè)促進(jìn)人才培養(yǎng)也是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵著力點(diǎn),需從學(xué)校及實(shí)驗(yàn)室考核機(jī)制上進(jìn)行創(chuàng)新探索[10]。如石河子大學(xué)師范學(xué)院基于專業(yè)、學(xué)科、基地三位一體的教育學(xué)科師資隊(duì)伍建設(shè)實(shí)踐取得一定實(shí)效[11]。結(jié)合國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略和新疆核心試驗(yàn)區(qū)定位,配合學(xué)校綜合應(yīng)用型本科院校定位,新疆工程學(xué)院地質(zhì)工程學(xué)科-實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)-創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)三位一體歷經(jīng)9 年建設(shè)已初具規(guī)模。以下將其探索過程和實(shí)踐情況加以介紹,不當(dāng)之處敬請(qǐng)指正。
新疆是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū),在建設(shè)過程中大型工程選址、煤炭和煤層氣資源的開采、地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)等方面均面臨著大量的工程地質(zhì)問題,離不開地質(zhì)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)支持。新疆為生產(chǎn)一線服務(wù)的地質(zhì)工程專業(yè)人才緊缺,目前每年本專業(yè)畢業(yè)生僅100 人左右,人才缺口達(dá)數(shù)千人,供需矛盾尖銳。本專業(yè)緊密圍繞新疆地質(zhì)和煤炭行業(yè)的人才需求,培養(yǎng)“能力強(qiáng),留得住”的地質(zhì)工程專業(yè)人才,為自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供人才支撐。
地質(zhì)資源與地質(zhì)工程一級(jí)學(xué)科之下的二級(jí)學(xué)科地質(zhì)工程專業(yè),是理科地質(zhì)學(xué)與工科工程學(xué)間的橋梁,既是地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用拓展,也是工程學(xué)安全經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。它是地球科學(xué)理論解決工程問題的實(shí)踐和途徑,是地質(zhì)學(xué)應(yīng)用的重要領(lǐng)域和方向,是國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略和新疆核心試驗(yàn)區(qū)的關(guān)鍵支撐學(xué)科之一和地學(xué)人才培養(yǎng)的重要出口。學(xué)科建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期過程,需有多年經(jīng)驗(yàn)的教授言傳身教、技藝傳承。針對(duì)非普通班學(xué)生,確保國(guó)家通用語(yǔ)言學(xué)習(xí)4 年不斷線,提高少數(shù)民族學(xué)生綜合素質(zhì),更好地服務(wù)新疆地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、踐行中國(guó)特色社會(huì)主義和強(qiáng)化新疆“社會(huì)穩(wěn)定和長(zhǎng)治久安”總目標(biāo)。地質(zhì)工程教學(xué)改革的實(shí)施和預(yù)期成果,包括培養(yǎng)青年專業(yè)教師隊(duì)伍、培育社會(huì)急需的地質(zhì)工程應(yīng)用型人才,可望取得較好社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1.2.1 建立以校為本的教研制度
改變目前教師教學(xué)研究各自為戰(zhàn)狀況,帶動(dòng)和鼓勵(lì)教師積極參與教研活動(dòng),不斷提高教學(xué)研究水平。把以課堂為主陣地的“評(píng)課”和“評(píng)學(xué)”活動(dòng)開展起來,把教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)反思、持續(xù)改進(jìn)、作業(yè)設(shè)計(jì)、批改、評(píng)價(jià)的有效性、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系等作為研究基本內(nèi)容。
1.2.2 教學(xué)模式改革
教師培訓(xùn)和交流請(qǐng)內(nèi)地高校(如北京大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué))知名教授來校做報(bào)告,或現(xiàn)場(chǎng)觀摩(如中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、成都理工大學(xué)、中南大學(xué)等)課堂實(shí)時(shí)教學(xué)情況。
探討課堂教學(xué)改革轉(zhuǎn)變教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式,倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、同伴學(xué)習(xí)、合作探究、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、建立學(xué)習(xí)共同體,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。對(duì)大一學(xué)生開設(shè)入門啟發(fā)型課程《地質(zhì)工程專業(yè)導(dǎo)論》。參加全國(guó)大學(xué)生地質(zhì)技能競(jìng)賽、全國(guó)工程地質(zhì)創(chuàng)新實(shí)踐大賽,全面提升學(xué)生知識(shí)遷移→內(nèi)化→應(yīng)用能力,做到做中學(xué)、學(xué)中做、學(xué)以致用,最終培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的工科思維。教學(xué)過程中能始終貫穿OBE理念,確定目標(biāo)→講授、講解基本方法和原理→提出工程實(shí)際問題→分組討論、小組競(jìng)賽、匯報(bào)展示解決工程問題的方案→生生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)→提出適宜的工程方案→進(jìn)一步優(yōu)化→持續(xù)改進(jìn)(實(shí)際工程中怎么做的?哪些是普適性的技術(shù)方法?哪些還需具體問題具體分析?哪些還需因地制宜?)→實(shí)際工程施工工藝工法。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)改革,自編教材
①三層次實(shí)驗(yàn);②認(rèn)識(shí)-填圖教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí);③自編專業(yè)核心課程講義。包括地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)和專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)。加強(qiáng)與地質(zhì)工程和防災(zāi)減災(zāi)相關(guān)企業(yè)溝通和聯(lián)系,開展烏魯木齊鄰近地區(qū)教學(xué)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。對(duì)教師每個(gè)科研課題配有2~4名本科生參加。
1.2.4 建立教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)機(jī)制
①課堂教學(xué)改革;②實(shí)踐教學(xué)改革;③理論聯(lián)系實(shí)際改革效果。鼓勵(lì)理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合,在檢查和考核各門課程教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)銜接上下功夫,在雙師型人才培養(yǎng)上下功夫。對(duì)承擔(dān)產(chǎn)學(xué)研課題、科教融合課題的教師,給予充分肯定和鼓勵(lì)。制定管理制度和量化考核指標(biāo),將腳踏實(shí)地、投入大而發(fā)力慢、但長(zhǎng)期效果好的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià),優(yōu)先納入教師教書育人考核體系。
在地質(zhì)工程專業(yè)深度推進(jìn)“校企合作-產(chǎn)教融合”,推動(dòng)學(xué)校先后與20 家大型地礦類企業(yè)簽訂產(chǎn)教融合戰(zhàn)略合作協(xié)議。在人才培養(yǎng)方面,深化應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革。據(jù)行業(yè)企業(yè)人才需求,制定專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),緊密結(jié)合新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,依托“產(chǎn)教融合”企業(yè),推動(dòng)“產(chǎn)教融合”深度合作,完善應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系建設(shè)。對(duì)本科生專業(yè)能力培養(yǎng)堅(jiān)持“因材施教”原則,注重基本概念、基本原理和基本應(yīng)用的教學(xué),逐步提高就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。在學(xué)生實(shí)習(xí)和就業(yè)方面,打通實(shí)習(xí)和就業(yè)之間的聯(lián)系,逐步將實(shí)習(xí)與企業(yè)招聘和學(xué)生求職深度結(jié)合。建立校企間雙向聘任機(jī)制,由學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員共同指導(dǎo)教學(xué),學(xué)校教師到企業(yè)參與生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)工作,把企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)際中遇到的問題作為研究方向,實(shí)現(xiàn)校企雙方互利共贏。采用請(qǐng)進(jìn)來、走出去的辦法,加強(qiáng)與企業(yè)及工程實(shí)踐性強(qiáng)的工程技術(shù)人員聯(lián)系,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)效果。同時(shí)增強(qiáng)教師講課的實(shí)踐內(nèi)容落地性。此類工作客觀上起到了增加學(xué)生就業(yè)的作用,因此幾年來地質(zhì)工程專業(yè)的本科招生從2015 年的41 人發(fā)展到2020 年的197 人(圖1),受疫情等原因影響,2021年招生人數(shù)稍有下降。
圖1 地質(zhì)工程本科生人數(shù)變化直方圖Fig.1 Histogram of the number of undergraduate students in geological engineering
地質(zhì)工程專業(yè)為新疆的工程勘察、礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)災(zāi)害防治等領(lǐng)域培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀工程技術(shù)人才。其中,在校的少數(shù)民族本科生規(guī)模達(dá)到250 余人,2021 年第一屆少數(shù)民族本科生畢業(yè)就業(yè)率95%以上。2017、2018 年工程地質(zhì)勘察??粕贁?shù)民族畢業(yè)生就業(yè)率95%以上,經(jīng)過持續(xù)調(diào)研,地質(zhì)工程專業(yè)少數(shù)民族人才缺口大。本專業(yè)畢業(yè)生供不應(yīng)求,畢業(yè)生工作與專業(yè)相關(guān)度達(dá)到90%以上;就業(yè)現(xiàn)狀滿意度95%以上;離職率較低,不足5%;另外,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人員數(shù)量及收入逐年增加,月收入中等偏高。地質(zhì)工程專業(yè)教學(xué)改革創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在理論教學(xué)和實(shí)踐密切結(jié)合的應(yīng)用型創(chuàng)新方面。①教學(xué)內(nèi)容更注重與工程實(shí)踐的結(jié)合;②實(shí)踐更密切聯(lián)系新型工程實(shí)際,如高放核廢物地質(zhì)處置、CO2地質(zhì)處置、天然氣儲(chǔ)層壓裂開采等;③實(shí)習(xí)方法和正反兩方面的教學(xué)案例更突出培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
科研平臺(tái)是促進(jìn)產(chǎn)教融合的基礎(chǔ),也是培養(yǎng)青年科研骨干的依托。沒有先進(jìn)的科研平臺(tái),很難穩(wěn)定人才隊(duì)伍,更難爭(zhēng)取各類科研項(xiàng)目,產(chǎn)出高質(zhì)量的科研成果。新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,其前身是2004年由自治區(qū)教育廳批準(zhǔn),在新疆工業(yè)高等??茖W(xué)校采礦工程系地質(zhì)工程學(xué)科和安全工程學(xué)科基礎(chǔ)上建立的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。2014年獲批建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治校級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆工程學(xué)院聯(lián)合中科院新疆生地所、中科院地質(zhì)與地球物理所等科研單位,天山學(xué)者特聘教授統(tǒng)籌以及主講教授、講座教授配合下,2018年正式申報(bào)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2019年經(jīng)3輪評(píng)審和現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn),2020 年5 月獲批新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
主要圍繞地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、防災(zāi)減災(zāi)等3 個(gè)方向開展研究,目的在于揭示地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理,研發(fā)減災(zāi)防災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)。其建設(shè)可望發(fā)揮專家群體應(yīng)急調(diào)查智囊團(tuán)作用,向政府和社會(huì)提供咨詢和服務(wù),完善防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)技術(shù)服務(wù)體系,將地質(zhì)工程與地質(zhì)環(huán)境相互作用作為研究方向,在研究地質(zhì)災(zāi)害和人類工程活動(dòng)相互作用關(guān)系基礎(chǔ)上,劃出并守住紅線,提升綠水青山的綠線(圖2),為“一帶一路”廊道安全、新疆社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供支撐。
圖2 人類工程活動(dòng)-地質(zhì)環(huán)境相互作用關(guān)系示意圖Fig.2 Schematic diagram of interaction between human engineering activities and geological environment
實(shí)驗(yàn)室依托“地質(zhì)工程”、“安全工程”自治區(qū)重點(diǎn)專業(yè)、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程等自治區(qū)緊缺專業(yè)、中科院新疆生地所地質(zhì)工程專業(yè),擁有地質(zhì)工程、安全工程、采礦工程學(xué)士學(xué)位授權(quán)點(diǎn),地質(zhì)資源與地質(zhì)工程博士后科研工作站和天山學(xué)者特聘教授崗位。實(shí)驗(yàn)室下設(shè)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布、成災(zāi)機(jī)理、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和災(zāi)害防治技術(shù)開發(fā)4 個(gè)研究方向(表1)。充分發(fā)揮新疆獨(dú)有的資源優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)硬件建設(shè)的同時(shí)加強(qiáng)軟件建設(shè),形成一個(gè)硬件(儀器設(shè)備)-軟件(模擬仿真)-人才(學(xué)術(shù)帶頭人)密切結(jié)合的干旱-半干旱區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,讓地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成為一個(gè)立足新疆,輻射中亞的機(jī)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造條件,吸引中科院博士生作為實(shí)驗(yàn)室助手,開展實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部條件建設(shè)、重要儀器維護(hù)和使用、樣品采集和制備以及科學(xué)實(shí)驗(yàn),保證實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)儀器的日常運(yùn)行。此外,實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃引進(jìn)博士生多名和專屬實(shí)驗(yàn)員,保證實(shí)驗(yàn)室在防疫期間科研工作的正常開展以及推動(dòng)地災(zāi)領(lǐng)域創(chuàng)新工作有序進(jìn)行。面對(duì)新冠疫情影響和高層次人才短缺等嚴(yán)峻的考驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室常通過網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、電話會(huì)議等形式,對(duì)實(shí)驗(yàn)室已完成工作進(jìn)行匯總和推介;對(duì)實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的工作進(jìn)行全局把控;對(duì)已經(jīng)開展的開放課題答辯和立項(xiàng)工作進(jìn)行研討,保證了實(shí)驗(yàn)室研究方向的穩(wěn)定和高效。在抓住抗疫這根紅線的前提下,為保證實(shí)驗(yàn)室工作正常進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃建立更多監(jiān)測(cè)站,使得地災(zāi)的監(jiān)測(cè)變得遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、高效。實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的無(wú)人化監(jiān)測(cè)以及預(yù)測(cè)。
為貫徹落實(shí)習(xí)近平主席提出的四個(gè)面向中的“面向人民生命健康”,實(shí)驗(yàn)室設(shè)立了專門應(yīng)急調(diào)查實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備有無(wú)人機(jī)、便捷測(cè)試設(shè)備等一系列用于地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查的設(shè)備。保證專業(yè)團(tuán)隊(duì)在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)采集工作。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下的地球物理實(shí)驗(yàn)室為配合地震搶險(xiǎn),專門配備了用于查找被掩埋的幸存者的探地雷達(dá);為了應(yīng)對(duì)水電站大壩、垃圾填埋場(chǎng)的滲漏問題,實(shí)驗(yàn)室配備了高密度電法儀,實(shí)現(xiàn)物探與地質(zhì)工程的學(xué)科融合,打破學(xué)科的壁壘,讓科學(xué)落實(shí)到解決具體問題上。
為更好的保證人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全,實(shí)驗(yàn)室將聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)針對(duì)新疆有地災(zāi)隱患的地區(qū)進(jìn)行分析研究。通過實(shí)地考察、分析測(cè)試、物理模擬和數(shù)值模擬等方法分析地災(zāi)成因、規(guī)模及其對(duì)人類生產(chǎn)生活造成的影響。針對(duì)不同區(qū)域、不同類型地災(zāi)建立成體系的預(yù)警方法并提出防范措施。把實(shí)驗(yàn)室內(nèi)高端人才的研究成果和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全緊密連在一起,讓科研成果更好地服務(wù)于新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前正開展第三次新疆礦產(chǎn)資源開采與相關(guān)地質(zhì)工程問題和災(zāi)害子課題、自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)下的地震地質(zhì)災(zāi)害課題研究等。
實(shí)驗(yàn)室功能涵蓋巖礦鑒定、巖土力學(xué)測(cè)試、原位測(cè)試、水文地質(zhì)、工程地球物理勘探等方面,累計(jì)投入達(dá)到2000 萬(wàn)元,實(shí)驗(yàn)設(shè)備疆內(nèi)先進(jìn)或部分領(lǐng)先。土質(zhì)土力學(xué)、巖石力學(xué)、水文地質(zhì)、物理模擬和數(shù)值仿真等9個(gè)裝備先進(jìn)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室配備有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器。土質(zhì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備土三軸壓縮儀、土直剪儀、高壓固結(jié)儀、液塑限聯(lián)合測(cè)定儀、顆分儀、滲透儀、密度含水率測(cè)定設(shè)備、制樣機(jī)等;原位測(cè)試實(shí)驗(yàn)室配備平板載荷、靜力和動(dòng)力觸探等測(cè)試儀器;軟巖硬土實(shí)驗(yàn)室配備精密電子天平、點(diǎn)載荷儀、三聯(lián)高壓固結(jié)儀、孔隙壓力儀、手動(dòng)相對(duì)密度儀、膨脹儀、自由膨脹率試驗(yàn)儀、多功能甲烷分析儀以及鉆孔氣體監(jiān)測(cè)儀;特殊巖土實(shí)驗(yàn)室配備凍融觀測(cè)儀(YT-DG-0100 系列凍脹計(jì))、非飽和土三軸儀、多功能自動(dòng)氣象站(DAWS00X)、恒溫烘干箱、收縮儀等測(cè)試儀器;礦壓綜合防治實(shí)驗(yàn)室配備ZXZ20型鉆孔全孔壁成像系統(tǒng),KBU101-200 型頂板動(dòng)態(tài)報(bào)警記錄儀,YHY60(B)型礦用數(shù)字壓力計(jì),GYW300 型離層監(jiān)測(cè)傳感器,KJ216-F型礦山頂板壓力監(jiān)測(cè)站;井巷探掘與搶險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)室配備ZM12(A)型礦用隔爆型煤電鉆,YT-28型礦用氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī),ZYJ-260/160型礦用架柱式液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī);地球物理實(shí)驗(yàn)室配備有適用于地面和井中的電法、電磁法和地震法勘探儀器設(shè)備。
多年來對(duì)葉城泥石流、中巴經(jīng)濟(jì)走廊、露天礦邊坡以及煤礦突涌水研究已積累一定經(jīng)驗(yàn)。通過自由申請(qǐng)和協(xié)作等方式,申請(qǐng)并承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金委、自治區(qū)科技廳和教育廳,以及相關(guān)企業(yè)的科研項(xiàng)目和生產(chǎn)任務(wù)等10 多項(xiàng),總經(jīng)費(fèi)達(dá)600 多萬(wàn)元。防災(zāi)技術(shù)方法推廣應(yīng)用效果好、積累了一定經(jīng)驗(yàn),助力脫貧攻堅(jiān)、易地搬遷,為科學(xué)決策提供參考,運(yùn)用先進(jìn)的防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)減少山區(qū)農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)損失2000萬(wàn)元以上?;谄脚_(tái)開展的項(xiàng)目科學(xué)數(shù)據(jù)的產(chǎn)出和成果取得,為下一步工作打下了基礎(chǔ)。
在學(xué)科建設(shè)、平臺(tái)打造的基礎(chǔ)上,為更好地服務(wù)新疆“一帶一路”建設(shè)中常遇復(fù)雜地質(zhì)問題,鍛煉和培養(yǎng)出了一支由青年碩士、博士組成的定位于“服務(wù)于一帶一路建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)的地質(zhì)工程”科研教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),并于2020 年4 月獲批自治區(qū)天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員圍繞各類工程建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布與成因機(jī)制、多維監(jiān)測(cè)預(yù)警和減災(zāi)防災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)開展研究。研究工作已揭示風(fēng)積土強(qiáng)度及變形特性規(guī)律、凍融作用下巖土體變形失穩(wěn)和災(zāi)害效應(yīng),提出了凍融-振動(dòng)-水耦合作用下淺層高位風(fēng)積土滑坡、泥石流災(zāi)害“葉城模式”;初步建立了新疆地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布與典型案例類比、構(gòu)建起區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系;開發(fā)了基于瑞雷波法的地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)新技術(shù)、基于攝影測(cè)量與遙感的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與信息提取技術(shù)、新型植被護(hù)坡技術(shù)、新型錨固技術(shù)等。團(tuán)隊(duì)緊密結(jié)合國(guó)家專項(xiàng)研究、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,目標(biāo)為解剖凍融+地震型地質(zhì)災(zāi)害蠕變轉(zhuǎn)化為突發(fā)破壞的機(jī)制,提出關(guān)鍵參量監(jiān)測(cè)預(yù)警閾值,構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害和工程案例大數(shù)據(jù),為重大地質(zhì)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),提升青年科研人員的業(yè)務(wù)水平、能力、素養(yǎng),培育青年科技專業(yè)領(lǐng)軍人才。
團(tuán)隊(duì)核心成員由扎根新疆本土的副教授、講師等9 人組成,擁有基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)、勘查技術(shù)與工程以及測(cè)量與遙感等專業(yè)背景,全部為青年科研教學(xué)人員,平均年齡34 歲,且團(tuán)隊(duì)核心人員均有主持課題研究經(jīng)歷,是一支學(xué)科交叉互補(bǔ)、年齡與知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、富有開拓精神和創(chuàng)新能力的集專業(yè)教學(xué)和科研于一體的年輕隊(duì)伍。
新疆長(zhǎng)治久安和穩(wěn)定發(fā)展離不開人才隊(duì)伍建設(shè),而吸引得來、留得住、用得好人才的關(guān)鍵在于先進(jìn)的專業(yè)平臺(tái)和學(xué)科基礎(chǔ)建設(shè),以及科研項(xiàng)目和生產(chǎn)任務(wù)的歷練。新疆工程學(xué)院廣泛與內(nèi)地重點(diǎn)高校和中科院開展合作,利用好援疆政策。2016年由來自中國(guó)科學(xué)院、北京大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國(guó)石油大學(xué)(華東)的5 位專家教授組成地質(zhì)工程天山學(xué)者團(tuán)隊(duì),專家教授依據(jù)各自專業(yè)領(lǐng)域“傳先進(jìn)科技、幫組建學(xué)科、帶創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”,營(yíng)造“傳幫帶”良好氛圍,在新疆本土形成了由教授、副教授、講師組成的結(jié)構(gòu)合理的研究梯隊(duì),共同攻關(guān)新疆地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)理(圖3)。同時(shí)團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目課題為抓手,通過解決工程實(shí)際問題、創(chuàng)新技術(shù)方法,來推動(dòng)人才培養(yǎng)做中學(xué),實(shí)現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)建設(shè)與科研項(xiàng)目、教育教學(xué)與科研項(xiàng)目互促發(fā)展。作為自治區(qū)唯一獨(dú)立設(shè)置的公辦工科類普通本科院校,新疆工程學(xué)院始終在持之以恒的建設(shè)道路上,并打造出了地質(zhì)工程天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。同時(shí),充分利用了科技援疆政策和自治區(qū)天山學(xué)者隊(duì)伍,將其打造成學(xué)??蒲薪虒W(xué)創(chuàng)新發(fā)展的引擎和助推器(圖4)。
圖3 地質(zhì)工程天山學(xué)者團(tuán)隊(duì)“傳幫帶”形成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)Fig.3 The geological engineering Tianshan scholar team formed an innovation team
圖4 高強(qiáng)度學(xué)科建設(shè)推動(dòng)了平臺(tái)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)Fig.4 High-intensity discipline construction promotes platform and team building
課程、教師和教材組成了學(xué)科的基本要素。專業(yè)課程的邊界條件比較清晰,而工科院校學(xué)科建設(shè)需要注意教學(xué)和人才培養(yǎng)的層次性。研究團(tuán)隊(duì)把握教授抓兩頭,即大一的地質(zhì)工程專業(yè)導(dǎo)論和大四的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)固中間,即對(duì)專業(yè)核心課程要由教授主講、副教授和講師助教,打牢專業(yè)核心課的基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)核心課內(nèi)容。在專業(yè)核心課教研過程中教師們還可檢視和檢驗(yàn)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容的合理性、及時(shí)查漏補(bǔ)缺。與此同時(shí)由專業(yè)核心課輻射帶動(dòng)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,抓住專業(yè)核心和特色,更好地促進(jìn)人才培養(yǎng)和技能提升。
科研需要多學(xué)科交叉,很多西部地方高校對(duì)教學(xué)工作與科研工作之間的關(guān)系還存在模糊或認(rèn)識(shí)不全,認(rèn)為學(xué)校的中心任務(wù)是課堂教學(xué)。新建本科院校對(duì)科研投入相對(duì)低,建設(shè)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)則是“選修課”。實(shí)際上建設(shè)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)既可以促進(jìn)科研發(fā)展,也可將科研成果及時(shí)更新補(bǔ)充到教學(xué)中,使專業(yè)學(xué)科建設(shè)得到長(zhǎng)足進(jìn)步。以“科研反哺教學(xué)”為出發(fā)點(diǎn),建立創(chuàng)新型教學(xué)團(tuán)隊(duì),把科研成果、科研方法融入教學(xué)中,推進(jìn)課程思政建設(shè),將思想政治工作與專業(yè)知識(shí)技能貫穿教育教學(xué)全過程,成為很多高校經(jīng)驗(yàn)[12]。地質(zhì)工程專業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)了綠化邊坡降雨作用下變形破壞計(jì)算、不同土質(zhì)的力學(xué)指標(biāo)對(duì)比等一批應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,把項(xiàng)目與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求有機(jī)融合,做到從實(shí)踐中來、到實(shí)踐中去。教學(xué)與科研相互促進(jìn),教師將科研項(xiàng)目中的工程案例引入教學(xué)。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目,一方面保障了科研項(xiàng)目的順利完成,另一方面提升了學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力。研發(fā)成果獲自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(新疆水動(dòng)力型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理及發(fā)育特征研究,2020)。相關(guān)成果先后應(yīng)用于中國(guó)葛洲壩集團(tuán)、中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)院、新疆新地勘等企業(yè)單位委托的復(fù)雜工程地質(zhì)問題的解決和災(zāi)害防治等工作中,獲得一定經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
創(chuàng)新型科研和生產(chǎn)實(shí)踐,帶動(dòng)了學(xué)科建設(shè)發(fā)展。新疆工程學(xué)院建立自治區(qū)首個(gè)地質(zhì)工程本科專業(yè)于2015 年招生后,在團(tuán)隊(duì)成員共同努力下,地質(zhì)工程專業(yè)先后獲批“十三·五”自治區(qū)重點(diǎn)專業(yè)、中央支持地方高校改革發(fā)展項(xiàng)目“地質(zhì)災(zāi)害防治人才建設(shè)”、自治區(qū)教學(xué)綜合改革項(xiàng)目“服務(wù)于‘一帶一路’建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)需求的地質(zhì)工程教學(xué)改革實(shí)踐”,于2020年11月獲批自治區(qū)一流本科專業(yè),并被自治區(qū)推薦參評(píng)全國(guó)一流本科專業(yè)。
科研和生產(chǎn)融合有利于團(tuán)隊(duì)成員較快成長(zhǎng),傳幫帶示范作用明顯。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目極大地推動(dòng)了學(xué)科、平臺(tái)建設(shè),提升了高校教學(xué)和科研水平。在此基礎(chǔ)上,將團(tuán)隊(duì)力量進(jìn)一步打造提升去解決企業(yè)的卡脖子難題,不斷服務(wù)于國(guó)家和自治區(qū)的重大研究任務(wù)。同時(shí),團(tuán)隊(duì)骨干成員可以起到幫帶的作用,輻射和推動(dòng)其他年輕人才的鍛煉和成長(zhǎng),帶動(dòng)地質(zhì)相關(guān)專業(yè)交叉-融合-創(chuàng)新(圖5)。
圖5 應(yīng)用型高校的學(xué)科-平臺(tái)-團(tuán)隊(duì)三位一體關(guān)系圖Fig.5 Discipline-platform-team trinity relationship diagram of application-oriented universities
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備總體具有國(guó)際先進(jìn)水平,這些儀器設(shè)備與豐富的專業(yè)軟件以及雄厚的技術(shù)力量,共同組成了一個(gè)完整體系,為團(tuán)隊(duì)研究和骨干人才培養(yǎng)提供了強(qiáng)有力支持,也給地方高校開展產(chǎn)教融合、直接為地方創(chuàng)新發(fā)展服務(wù)提供了支撐。
積極探索第二課堂教育。鑒于新校區(qū)丘崗地貌中有巨厚層湖相和河流相沖洪積物,分批帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)時(shí)開展校園內(nèi)滑坡、斷層和物探及勘探工作,采集樣品、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。在教師指導(dǎo)下利用實(shí)驗(yàn)室儀器開展土力學(xué)指標(biāo)測(cè)試工作。在防疫嚴(yán)格要求的形勢(shì)下利用新校區(qū)大量工程開挖建設(shè)和巖土體出露較好的地質(zhì)條件,組織開展地質(zhì)工程實(shí)習(xí)取得了較好效果。另外利用校園北東低丘上建立的凍土氣象觀測(cè)站,組織學(xué)生開展建設(shè)和凍土氣象觀測(cè)和分析活動(dòng)。近幾年學(xué)生榮獲各級(jí)各類競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)8 項(xiàng),獲批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目20項(xiàng),創(chuàng)建“山海極”地球科學(xué)俱樂部(學(xué)生社團(tuán));建立校園氣象觀測(cè)站、開放實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生設(shè)置了地質(zhì)模型制作、校內(nèi)地球物理實(shí)踐等開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
地質(zhì)工程學(xué)科-平臺(tái)-團(tuán)隊(duì)三位一體建設(shè)是新疆工程學(xué)院綜合性應(yīng)用本科院校發(fā)展建設(shè)的一個(gè)縮影,反映了學(xué)校教育為本、育人為先、平臺(tái)依托的先進(jìn)管理理念。抓兩頭、固中間、落地畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是不同水平教師層次化教學(xué)的組織方式,結(jié)合區(qū)域和學(xué)生來源特點(diǎn)采用分類式教學(xué)培養(yǎng)方案。對(duì)團(tuán)隊(duì)采用傳幫帶和平臺(tái)支撐、項(xiàng)目鍛煉的培養(yǎng)方式。對(duì)平臺(tái)建設(shè)采用實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和高層次人才培養(yǎng)分列式,注重標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和高水平成果的產(chǎn)出。多年來工作構(gòu)建了學(xué)科-平臺(tái)-團(tuán)隊(duì)三位一體的模式,先后獲批地質(zhì)工程自治區(qū)一流本科專業(yè)、新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和自治區(qū)天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。鑒于新疆的重要戰(zhàn)略地位和高層次人才相對(duì)欠缺的現(xiàn)狀,今后在人才引進(jìn)、探索產(chǎn)學(xué)研用教學(xué)模式、優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)方面還需有更大作為。
(1)加強(qiáng)特色課程建設(shè),打破傳統(tǒng)教學(xué)模式按照“課堂教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)+課程設(shè)計(jì)+實(shí)訓(xùn)”分割式組織模式,探索理實(shí)一體化課程改革;逐步減少、乃至淘汰單一的試卷考核,引入過程考核、達(dá)標(biāo)考核等考核方式,多角度評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果;在教學(xué)方法改革方面,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),采用多種教學(xué)方法,提高學(xué)生動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用技能,注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(2)繼續(xù)深化產(chǎn)教融合工作。逐步與企業(yè)開展訂單式人才培養(yǎng);在課程教學(xué)中引入第三方評(píng)價(jià)機(jī)制,進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)參與人才培養(yǎng);與企業(yè)聯(lián)合建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)條件與生產(chǎn)實(shí)踐之間的吻合度。
(3)聚焦資源與環(huán)境專業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)的要求,不斷縮小差距,力爭(zhēng)獲批碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn),與疆內(nèi)其它高校學(xué)術(shù)型碩士形成錯(cuò)位發(fā)展,為企業(yè)、行業(yè)提供高層次、應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
(4)繼續(xù)優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu),培養(yǎng)“雙師型”教師隊(duì)伍,使教師不僅具備寬厚的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、扎實(shí)的行業(yè)實(shí)踐知識(shí),而且具有較強(qiáng)的專業(yè)應(yīng)用能力、實(shí)踐教學(xué)能力、應(yīng)用研究能力和社會(huì)服務(wù)能力,為實(shí)現(xiàn)專業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展提供人才支撐。