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摘要:学科交叉与融合是合并高校的高层目标,加强学科的交叉和渗透是确保学科方向可持续发展的动力。南华大学采矿工程学科以高校合并为契机,充分发挥优势资源,形成了学科发展和研究生培养的新模式。
关键词:合并高校;研究生培养;学科融合
作者简介:杨仕教(1964-),男,湖南浏阳人,南华大学核资源与核燃料工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:铀矿开采技术;杨月平(1978-),女,湖南浏阳人,南华大学核资源与核燃料工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:矿业可持续发展理论。(湖南 衡阳 421001)
基金项目:本文系湖南省学位与研究生教育教学与改革研究课题 (课题编号:05B23)、南华大学重点培育课题(课题编号: 2009PP023)的研究成果。
优化教学资源配置,促进学科的交叉、渗透,积极提高综合实力和核心竞争力、创建品牌、发挥优势和形成特色是高校合并后的核心工作,学科融合是合并办学成效的主要标志和衡量标准。合并院教教育资源的重组与优化的目标不但是有形的办学资源(如人员、财务、设施等)的调整,更重要的是学科的整合。通过学科整合,促进原学校各学科的融合,形成新的学科群体。
南华大学(以下简称“我校”)是由工学院、医学院、研究所和附属医院合并组建的,合并后的我校是一所理、工、医、管、法齐全的具有较强综合实力的高等学校,有一批在国内外有一定影响力的学科群体,这为研究生跨学科培养创造了空前的机遇。采矿工程学科利用现有的学校学科优势,整合资源,提出了采矿工程发展的学科交叉新模式,对采矿工程专业各研究方向的研究生的培养模式进行改革,形成了具有鲜明的国防特色的、符合新经济发展需要的高素质人才培养新模式。
一、发挥学科交叉优势,培养新的学科方向生长点
合并高校学科的融合,研究生教育是龙头和关键,我校采矿工程学科是学校工科类较早获得硕、博士学位授予权的学科,2001年、2006年被评为湖南省教育厅重点学科,该学科具有鲜明的国防特色和铀特色。为充分利用合并高校的学科优势资源,更好地为国防事业和区域经济服务,使培养的研究生能适应世界经济与科技发展的要求,学校对采矿工程原有的学科方向进行了调整与改革。扶持重点学科方向,弘扬优势,实现学科资源的优化配置,通过学科的交叉与渗透,将生物技术、信息技术和管理技术应用于采矿工程技术,形成了两个新的学科方向。
1.微生物浸矿技术
溶浸采矿是我校的重点学科方向,拥有部级重点实验室,实验室面积达1000m2以上,正高级职称的教师和科研人员达11人,具有很强的实力,尤其在溶浸采铀方面,包括原地破碎浸出、钻孔浸出、堆浸的工艺和理论研究,在国内同行处于领先地位。为保证该方向的优势地位,充分利用医学院的微生物技术的师资、设备,将溶浸采矿技术与微生物技术互相渗透,形成了微生物浸矿技术,并列为研究生培养稳定的研究方向。目前,有4名研究生导师从事该领域的专门研究,每年招收研究生4～5名。在核工业719矿开展了微生物辅助浸出采铀工艺研究,获国防科学技术委员会科技进步二等奖,目前正在开展包裹金(显微金)的细菌浸出工艺和理论的研究。另外,该技术已扩展到铀矿床开采的微生物污水处理和矿山环境保护方面。
微生物浸矿技术在国外早已展开了研究。澳大利亚的一家镍业公司开展了生物浸出镍钴的研究项目,并取得了重大突破,试验期间,微生物浸出仅5个月,镍的浸出率达到了74%。美国、俄罗斯、印度等国家都开展了这方面的研究。微生物浸出开采大大减少了开采成本,缩短了开采周期,并对一些难采矿体、低品位矿体开采的回收具有重大意义。因此,该学科方向的发展具有重大的科学意义,将生物技术应用于传统行业,对传统学科的可持续发展具有积极的意义。通过学科渗透、交叉,对确保我校溶浸采铀的国内领先地位、赶超世界先进水平创造有利条件。
2.铀矿床开采岩土工程灾害预报的信息化
随着矿床开采向深部发展,地压活动越来越大,岩爆的趋势也越来越强,怎样有效地预报岩土工程灾害成为深部开采的关键问题之一。虽然研究开发出了一些岩体力学仪器来监测地压危害,但矿山实际应用的不多,主要是因为预报的可靠性较差。该项目研究与开发包括了相应的电子技术、通讯技术、计算机技术和仪器仪表技术,是多学科的交叉。美国开展了该项目的研究,并将其用于岩层失稳的预测预报,主要仪表有数据采集系统、平面应力传感器、锚索锚杆荷载分析监测仪。南非开展深部采矿技术研究课题,1998年启动,研究经费为7000万兰特,研究时间为4年。该项目中将用到一种岩层穿透雷达,可以穿透采矿工作面60m深的岩层,探测岩层性质。该公司开发的数字式集成地震监测系统可以预测井下岩爆的危险性,可以预测一个月之内哪些部位将发生岩爆,准确率达到90%。
我校根据学科特色和优势,组建跨学科的学术队伍,主要研究项目有“矿床深部开采的岩爆预报和防治”、“应用遗传算法、神经网络和模糊数学等现代理论、方法和技术,建立了弹塑性位移反分析的智能化方法”、“应用弹塑性位移反分析的智能化方法开展了铀矿山岩土工程灾害包括边坡滑移、开采沉陷和巷道及采场冒落的工程应用研究”、“铀矿山岩土工程灾害监控系统中声发射传感器的研究”、“露天矿边坡反演设计的仿真模型及软件开发”。“非线性地震学方法预报岩爆”、“采矿诱导的岩体裂隙形成过程和采空区附近岩体的不稳固性”。
二、合并高校采矿工程研究生培养模式探讨
科学技术发展到今天,基础学科已经建立,而相邻学科的结合大部分是空白,许多重大的科技成果往往来自于交叉学科和边缘学科。交叉学科是培养研究生的摇篮,交叉思维能激发研究生的创造灵感,交叉课题可能会产生优秀的研究生论文和培养优秀的研究生。本学科充分考虑合并高校的优势资源,从研究生的跨学科招生、导师队伍组成和研究生课程体系优化等方面对研究生培养模式进行了探讨。
1.实行跨学科招生
近年来招收的研究生除来自于本学科外,还有测量学、化学、管理工程、计算机、安全工程、结构工程、选矿等学科方向的学生,使化学、数学、力学、生物、电子信息等学科的知识、理论、技术和方法进行交叉、融合,充分发挥各学科理论、技能和方法的互补互感作用,以改善其知识结构、思维方法、科学方法和综合技能,提高研究生的科研素质和创造性。如一位本科测量学专业的研究生,有坚实的数学和计算机基础,选择了“边坡工程的神经网络和遗传算法的反演设计”题目作毕业论文,一位本科管理工程专业的学生,选择了“矿山安全的人机工程理论研究”题目作毕业论文,一位本科环境设备专业的学生,所作的题目是“铀矿山放射性污染及其防冶的计算机仿真”,这些题目都有较好的创造性。
2.优化学术队伍
首先,研究生导师应具有交叉学科的知识,指导小组应由多学科或多领域的专家组成,研究生导师对交叉学科的发展趋势要有所了解,且有一定的知识和兴趣。只有这样教师才有兴趣去招收跨学科的研究生,才能千方百计地探索其他学科的理论、方法和技术,用以结合本学科的研究课题,寻求新的结合点,提高研究生的创造性。
其次,研究生指导小组要由多学科或多领域的专家组成,这种作法既提倡了不同学科或领域的教师进行学术交流和思想火花的碰撞,又能促进教师间的合作,使不同专家的经验、智慧和才华作用于培养研究生的创造性,其效果是比较好的。如整合后的溶浸采矿研究生培养指导小组的成员分别来自于采矿工程、生物工程、化学工程、环境工程、水文地质、给水排水工程学科,提出了一些创新性的研究课题,“溶浸采铀微生物助浸的理论及工艺研究”、“铀矿山坑矿水的微生物处理的理论及工艺研究”、“溶浸采铀物质迁移规律的研究”等研究生课题就是多学科交叉、渗透和综合形成的课题。
3.优化研究生教学课程体系
李岚清同志提出高校专业“宽、专、交”的三字要求,领域要宽,专业要精,相互要交叉。合并后的我校学科门类齐全,为学生跨学科选课创造了良好的条件。在课程安排上,首先体现了科学技术发展的需要,将能反映本学科发展的基础课程作为必修课程,采矿工程学科硕士研究生安排了“弹塑性力学”、“有限元方法”、“非线性动力学”、“分形几何”、“断裂力学和损伤力学”、“Matlab及其应用”等课程。选修课采用灵活政策,学生自主听课,导师一般要求学生跨学科选课。如有的学生选修了“微生物浸矿技术”、“分析化学”、“物理化学”、“安全工程”、“人因工程”、“电子信息技术”等课程。
通过课程体系的优化,使学生掌握坚实的理论基础知识、学科前沿知识、交叉学科知识,以有利于学生创新能力、综合能力的培养。
4.重视研究生创新能力的培养
要改变传统的“传承型”、“知识性”、“应试型”的人才观、教育观,要改革现存的教育模式,把研究生教育转到高层次素质教育的轨道上来。改变学生围着导师转的“师傅带徒弟”的刻板式培养方法,建立以学生为中心,在导师指导下,学生有充分学习研究自主权的教育方式。同时,充分利用高校合并的优势人才资源,组织专业结构合理的研究生培养指导小组,这样的学术群体有高水平的导师能够站在学科的前沿,用具有创造性的思维方法、创造性的工作经验、创造性的科学研究成果来带领学生,这是培养有创新能力研究生的基础条件。研究生教育的目标就是培养具有创新研究能力的人,创新能力的培养要灌输到研究生教育的始终。
参考文献:
[1]潘云鹤.抓住改革和发展的关键环节不断深化学校的实质融合[J].中国高教研究,2002,(5):3-6.
[2]钟韶,区社能,黄慧民,等.高校合并重在学科的整合[J].高等工程教育研究,2002,(3):17-20.
[3]胡之德.对交叉学科研究生培养的认识与思考[J].学位与研究生教育,2005,(12):20-23.
[4]丁学芳.跨学科研究生培养机制的构建[J].理工高教研究,2009,(6):88-89.
(责任编辑:张中)
关键词:合并高校;研究生培养;学科融合
作者简介:杨仕教(1964-),男,湖南浏阳人,南华大学核资源与核燃料工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:铀矿开采技术;杨月平(1978-),女,湖南浏阳人,南华大学核资源与核燃料工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:矿业可持续发展理论。(湖南 衡阳 421001)
基金项目:本文系湖南省学位与研究生教育教学与改革研究课题 (课题编号:05B23)、南华大学重点培育课题(课题编号: 2009PP023)的研究成果。
优化教学资源配置,促进学科的交叉、渗透,积极提高综合实力和核心竞争力、创建品牌、发挥优势和形成特色是高校合并后的核心工作,学科融合是合并办学成效的主要标志和衡量标准。合并院教教育资源的重组与优化的目标不但是有形的办学资源(如人员、财务、设施等)的调整,更重要的是学科的整合。通过学科整合,促进原学校各学科的融合,形成新的学科群体。
南华大学(以下简称“我校”)是由工学院、医学院、研究所和附属医院合并组建的,合并后的我校是一所理、工、医、管、法齐全的具有较强综合实力的高等学校,有一批在国内外有一定影响力的学科群体,这为研究生跨学科培养创造了空前的机遇。采矿工程学科利用现有的学校学科优势,整合资源,提出了采矿工程发展的学科交叉新模式,对采矿工程专业各研究方向的研究生的培养模式进行改革,形成了具有鲜明的国防特色的、符合新经济发展需要的高素质人才培养新模式。
一、发挥学科交叉优势,培养新的学科方向生长点
合并高校学科的融合,研究生教育是龙头和关键,我校采矿工程学科是学校工科类较早获得硕、博士学位授予权的学科,2001年、2006年被评为湖南省教育厅重点学科,该学科具有鲜明的国防特色和铀特色。为充分利用合并高校的学科优势资源,更好地为国防事业和区域经济服务,使培养的研究生能适应世界经济与科技发展的要求,学校对采矿工程原有的学科方向进行了调整与改革。扶持重点学科方向,弘扬优势,实现学科资源的优化配置,通过学科的交叉与渗透,将生物技术、信息技术和管理技术应用于采矿工程技术,形成了两个新的学科方向。
1.微生物浸矿技术
溶浸采矿是我校的重点学科方向,拥有部级重点实验室,实验室面积达1000m2以上,正高级职称的教师和科研人员达11人,具有很强的实力,尤其在溶浸采铀方面,包括原地破碎浸出、钻孔浸出、堆浸的工艺和理论研究,在国内同行处于领先地位。为保证该方向的优势地位,充分利用医学院的微生物技术的师资、设备,将溶浸采矿技术与微生物技术互相渗透,形成了微生物浸矿技术,并列为研究生培养稳定的研究方向。目前,有4名研究生导师从事该领域的专门研究,每年招收研究生4～5名。在核工业719矿开展了微生物辅助浸出采铀工艺研究,获国防科学技术委员会科技进步二等奖,目前正在开展包裹金(显微金)的细菌浸出工艺和理论的研究。另外,该技术已扩展到铀矿床开采的微生物污水处理和矿山环境保护方面。
微生物浸矿技术在国外早已展开了研究。澳大利亚的一家镍业公司开展了生物浸出镍钴的研究项目,并取得了重大突破,试验期间,微生物浸出仅5个月,镍的浸出率达到了74%。美国、俄罗斯、印度等国家都开展了这方面的研究。微生物浸出开采大大减少了开采成本,缩短了开采周期,并对一些难采矿体、低品位矿体开采的回收具有重大意义。因此,该学科方向的发展具有重大的科学意义,将生物技术应用于传统行业,对传统学科的可持续发展具有积极的意义。通过学科渗透、交叉,对确保我校溶浸采铀的国内领先地位、赶超世界先进水平创造有利条件。
2.铀矿床开采岩土工程灾害预报的信息化
随着矿床开采向深部发展,地压活动越来越大,岩爆的趋势也越来越强,怎样有效地预报岩土工程灾害成为深部开采的关键问题之一。虽然研究开发出了一些岩体力学仪器来监测地压危害,但矿山实际应用的不多,主要是因为预报的可靠性较差。该项目研究与开发包括了相应的电子技术、通讯技术、计算机技术和仪器仪表技术,是多学科的交叉。美国开展了该项目的研究,并将其用于岩层失稳的预测预报,主要仪表有数据采集系统、平面应力传感器、锚索锚杆荷载分析监测仪。南非开展深部采矿技术研究课题,1998年启动,研究经费为7000万兰特,研究时间为4年。该项目中将用到一种岩层穿透雷达,可以穿透采矿工作面60m深的岩层,探测岩层性质。该公司开发的数字式集成地震监测系统可以预测井下岩爆的危险性,可以预测一个月之内哪些部位将发生岩爆,准确率达到90%。
我校根据学科特色和优势,组建跨学科的学术队伍,主要研究项目有“矿床深部开采的岩爆预报和防治”、“应用遗传算法、神经网络和模糊数学等现代理论、方法和技术,建立了弹塑性位移反分析的智能化方法”、“应用弹塑性位移反分析的智能化方法开展了铀矿山岩土工程灾害包括边坡滑移、开采沉陷和巷道及采场冒落的工程应用研究”、“铀矿山岩土工程灾害监控系统中声发射传感器的研究”、“露天矿边坡反演设计的仿真模型及软件开发”。“非线性地震学方法预报岩爆”、“采矿诱导的岩体裂隙形成过程和采空区附近岩体的不稳固性”。
二、合并高校采矿工程研究生培养模式探讨
科学技术发展到今天,基础学科已经建立,而相邻学科的结合大部分是空白,许多重大的科技成果往往来自于交叉学科和边缘学科。交叉学科是培养研究生的摇篮,交叉思维能激发研究生的创造灵感,交叉课题可能会产生优秀的研究生论文和培养优秀的研究生。本学科充分考虑合并高校的优势资源,从研究生的跨学科招生、导师队伍组成和研究生课程体系优化等方面对研究生培养模式进行了探讨。
1.实行跨学科招生
近年来招收的研究生除来自于本学科外,还有测量学、化学、管理工程、计算机、安全工程、结构工程、选矿等学科方向的学生,使化学、数学、力学、生物、电子信息等学科的知识、理论、技术和方法进行交叉、融合,充分发挥各学科理论、技能和方法的互补互感作用,以改善其知识结构、思维方法、科学方法和综合技能,提高研究生的科研素质和创造性。如一位本科测量学专业的研究生,有坚实的数学和计算机基础,选择了“边坡工程的神经网络和遗传算法的反演设计”题目作毕业论文,一位本科管理工程专业的学生,选择了“矿山安全的人机工程理论研究”题目作毕业论文,一位本科环境设备专业的学生,所作的题目是“铀矿山放射性污染及其防冶的计算机仿真”,这些题目都有较好的创造性。
2.优化学术队伍
首先,研究生导师应具有交叉学科的知识,指导小组应由多学科或多领域的专家组成,研究生导师对交叉学科的发展趋势要有所了解,且有一定的知识和兴趣。只有这样教师才有兴趣去招收跨学科的研究生,才能千方百计地探索其他学科的理论、方法和技术,用以结合本学科的研究课题,寻求新的结合点,提高研究生的创造性。
其次,研究生指导小组要由多学科或多领域的专家组成,这种作法既提倡了不同学科或领域的教师进行学术交流和思想火花的碰撞,又能促进教师间的合作,使不同专家的经验、智慧和才华作用于培养研究生的创造性,其效果是比较好的。如整合后的溶浸采矿研究生培养指导小组的成员分别来自于采矿工程、生物工程、化学工程、环境工程、水文地质、给水排水工程学科,提出了一些创新性的研究课题,“溶浸采铀微生物助浸的理论及工艺研究”、“铀矿山坑矿水的微生物处理的理论及工艺研究”、“溶浸采铀物质迁移规律的研究”等研究生课题就是多学科交叉、渗透和综合形成的课题。
3.优化研究生教学课程体系
李岚清同志提出高校专业“宽、专、交”的三字要求,领域要宽,专业要精,相互要交叉。合并后的我校学科门类齐全,为学生跨学科选课创造了良好的条件。在课程安排上,首先体现了科学技术发展的需要,将能反映本学科发展的基础课程作为必修课程,采矿工程学科硕士研究生安排了“弹塑性力学”、“有限元方法”、“非线性动力学”、“分形几何”、“断裂力学和损伤力学”、“Matlab及其应用”等课程。选修课采用灵活政策,学生自主听课,导师一般要求学生跨学科选课。如有的学生选修了“微生物浸矿技术”、“分析化学”、“物理化学”、“安全工程”、“人因工程”、“电子信息技术”等课程。
通过课程体系的优化,使学生掌握坚实的理论基础知识、学科前沿知识、交叉学科知识,以有利于学生创新能力、综合能力的培养。
4.重视研究生创新能力的培养
要改变传统的“传承型”、“知识性”、“应试型”的人才观、教育观,要改革现存的教育模式,把研究生教育转到高层次素质教育的轨道上来。改变学生围着导师转的“师傅带徒弟”的刻板式培养方法,建立以学生为中心,在导师指导下,学生有充分学习研究自主权的教育方式。同时,充分利用高校合并的优势人才资源,组织专业结构合理的研究生培养指导小组,这样的学术群体有高水平的导师能够站在学科的前沿,用具有创造性的思维方法、创造性的工作经验、创造性的科学研究成果来带领学生,这是培养有创新能力研究生的基础条件。研究生教育的目标就是培养具有创新研究能力的人,创新能力的培养要灌输到研究生教育的始终。
参考文献:
[1]潘云鹤.抓住改革和发展的关键环节不断深化学校的实质融合[J].中国高教研究,2002,(5):3-6.
[2]钟韶,区社能,黄慧民,等.高校合并重在学科的整合[J].高等工程教育研究,2002,(3):17-20.
[3]胡之德.对交叉学科研究生培养的认识与思考[J].学位与研究生教育,2005,(12):20-23.
[4]丁学芳.跨学科研究生培养机制的构建[J].理工高教研究,2009,(6):88-89.
(责任编辑:张中)