“双一流”建设中高校地质工程人才培养模式改革

丁明涛，吕夏婷，陈廷方，李虎杰

西南科技大学 环境与资源学院，四川 绵阳 621010

跟随工程建设发展的步伐，我国地质工程专业的发展也相对稳定。发展历程主要可以概括为三个阶段：第一阶段，工程建设对人才需求的实质，使得培养人才的体系都偏重实践；第二阶段，随着实践的深入，当前的理论知识已经不能满足实践的需求，进而开展对于国内外先进理论知识的学习整理，学生的培养体系也以理论为主实践为辅；第三阶段，地质工程在国内进入新的发展时期，人才需求的要求也有所提高，需要具备一定的理论知识、良好的个人能力、良好的团队能力以及对于未来地质工程的发展能够提出理论和实践创新。

近年来，教育部统筹推进一流大学和一流学科建设（简称“双一流”），地质教育的内容也变得更加丰富。不仅与人文、社会科学结合紧密，而且与环境、生态科学交叉和融合，在变革中寻求持续的发展，并着力培养具有国家使命感和社会责任心，富有创新精神和实践能力的地质创新型、应用型、复合型的优秀人才。

一、CDIO理念应用于地质工程专业人才培养模式的可行性

1. CDIO理念的理论基础

CDIO理念是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学共同探索出的一种新的教育模式 ,全称 Conceive—Design—Implement—Operate，即构思、设计、实现、运作。CDIO教育理念充分利用高校学习资料丰富与学科齐全的优势，把技术、经济社会等团队综合大项目作为主要载体，并结合专业的核心课程教学，使学生在CDIO的工程理论下不断将个人素质、发展能力、协作能力和调控能力4个方面全面提高[1]。“做中学”作为CDIO的主要理论依据之一，其新型的教育方法给CDIO理念提供了参考，让理论教学和社会实践相辅相成。在教育的过程中，从以教师为主变为以学生为主，让学生在轻松的环境中自己动手、自己探索，从获得的基础知识中解决所面临的问题。CDIO搭建的人才培养模式也充分地吸收了“做中学”的理论精髓，使得学生成为课堂学习的主动者，使得工程不仅局限于技术，更重视工程与社会发展、市场规律、历史文化、价值观念等的紧密结合。

2. 典型案例分析—南京大学工程管理学院

为了证实CDIO理念在工程教育方面的可行性，特选取南京大学工程管理学院（以下简称南大工学院）基于CDIO的工程教育改革为案例进行分析。南大工学院[1]为了适应新时代、新形势对人才的需求，借助CDIO从全方位、多角度出发，以工程学科培养目标能力结构框架为指导思想，结合自身特点和我国实际，构建了相应的本科教育培养体系，并且在理论和实验教学方面还进行了大胆的改革和实践。

（1）工程教育改革思路。学院有三个特色的工科专业：工业工程、自动化和信息工程。根据21世纪对人才能力需求的转变，按照CDIO教育理念，贯彻学校的办学宗旨，遵循教育规律，借鉴国外经验，建立了全新的本科人才培养体系（图1）。

图1　本科人才培养体系[1]

该体系以师资队伍建设、科研优势和教学条件的改善为支撑，以管理队伍建设、完善的教学管理制度和教学质量监控制度为保障，以学习辅导、心理辅导、文体活动和职业规划等为促进，完成了专业知识教育体系的构建。

（2）工程教育的改革内容。南大工学院按照国际先进的工程类本科学生培养模式（CDIO模式）构建了本科专业的教育知识体系。在理论教学中南大工学院秉承办学理念，在课程体系设计中坚持厚基础、宽口径的思路，充分体现南大工学院的办学特色，关注社会需求。通过几年的努力，他们形成了自己的特色，即：以单个课程为基础，形成课程群，再通过课程群对应于能力培养的理论要求。在实践教学中，学院将实践教学分为五个层次：基础实验、单一实验、项目实验、系统实验和大系统实验。

（3）工程项目教学法。南大工学院作为一个管理学科与工程技术学科相融合的学院，项目教学法一直都是典型的教学方法。南大工学院的工程项目教学法就是以学生、项目和实际实验为中心，按照CDIO教育理念进行深化，使学生在掌握专业知识的同时，切实培养动手能力、综合创新能力和团队协作能力。工程项目教学法以时间贯穿始终在课堂实践中取得了良好的教学效果。

3. CDIO教育理念与地质工程专业人才培养模式的关系

通过对CDIO国际工程教育理念的三元实践教学体系的研究结果表明，引进实施先进经验已经取得了成效，今后还需要进一步完善各个实践环节的内容与规范细节。通过联系不难发现，CDIO培养模式与地质工程专业人才培养模式在培养理念与目标、培养计划、师资培养以及学生考核评价等方面都存在着一定的关联。

（1）相似的教育理念与目标。传统的地质工程专业人才教育模式强调学科知识的积累，主要以学科为导向，培养出来的学生应用能力较差，在这种培养模式下考评方式也是单一的，只注重学生掌握了多少理论知识。但CDIO模式的教学主题是能力的培养，这在课程设置和教学实践中都有所体现。随着知识经济时代对人才的需求趋势，我们可以借鉴CDIO培养模式将地质工程专业的学生培养成能很好适应社会经济发展所需要的应用型、创新型人才。

从教育培养理念和目标上比较，两者既相区别又具有一定的重合度。CDIO的本质是将知识与能力合理联系，通过项目带动学科的发展以及能力的培养。地质工程专业人才培养的本质是学历与技能的综合。CDIO教育理念与地质工程培养的本质具有一定的相似性，这决定了CDIO引入地质工程专业人才培养模式的可行性。地质工程人才的培养要求具有一定的理论知识，具有一定的适应社会发展的实践能力。CDIO要求学生在扎实的理论知识之上又具有工程实践能力，是培养职业工程师的教育模式。因此CDIO与地质工程教育在培养目标上虽有区别，但在实践能力培养方面还是具有一致性[2]。

（2）趋同的培养计划。CDIO与地质工程专业人才培养模式在培养计划的制订方法上基本是一致的，都是力求培养的人才符合企业和社会的需求。CDIO在课程时间的安排上通常是理论、实践各一半，有时甚至更注重实践。地质工程目前虽更加把理论知识作为主体，但随着时代的需求，也是越来越注重实践，注重解决实际问题的能力。就工程教育而言，地质专业教学与CDIO的工程项目设计培养结构相似，地质专业的教学也可以推广项目式教学、校企合作办学这样具有更多实践机会的教学方式。

（3）学生考核与专业评价。一般地质工程专业的考核和评价机制过分强调结果，这就导致在教学的过程中只注重课本和分数，不注重能力和实践环节。相反CDIO模式不是把考试作为最后的评价，而是在整个教学环节中的每一阶段都有所考察，这有助于及时了解学生的情况，及时了解教学质量。CDIO灵活的考核模式与地质专业的考核相比，它们的评价主体都是学生和社会，评价的最终落脚点都是能力的培养和提高，评价的标准都是学生是否获得了学以致用的能力。

综上所述，并对照CDIO的12条标准可见地质专业已有培养模式与CDIO的关系，如图2所示。

地质工程人才培养与CDIO模式两者在教育理念、培养目标、内容和方法上具有相关性和兼容性，因此地质工程专业的人才培养借鉴CDIO的培养模式具有可操作性。

图2　地质工程人才培养与CDIO模式联系对应图

二、基于CDIO的地质工程人才培养模式的构思与设计

结合地质工程专业当前的教育和教学改革，社会性适应人才可谓是最重要的改革目标，以此把建立和实施社会适应性人才培养的措施和手段作为核心，把学科建设、课程设置的调整、课堂教学的改进作为确立科学、完善的培养方案的主要部分[3]。为了探索出适合地质工程专业的人才培养模式，学习研究了很多国内外文献，结合实际大胆探索和尝试，针对人才培养模式，主要从以下几方面进行构思和设计。

1. 学科建设

学科建设主要包括学科定位、学科队伍建设、科学研究、人才培养、学科基地和学科管理等六个要素。本文在学科建设方面选取学科定位、学科队伍建设、科学研究和学科基地4个方面进行详细阐述。

（1）学科定位。地质工程专业立足环境，服务于全国，主要为工程地质勘察和地质环境评价与综合治理、矿产资源勘查和开发利用培养人才，具备基础理论知识、自学能力、动手能力、综合分析和解决、处理工程及相关科学技术问题的能力的高级工程技术的人才是地质工程人才培养的目标。因此，在“双一流”建设中，地质工程专业有必要进行特色建设，使得矿物地质与工程地质有机融合，教学、科研水平有所提高，专业适应口径变宽、培养的人才都是高级应用型工程人才。

（2）学科队伍建设。在“双一流”建设10项重点任务中明确提出了建设一流师资队伍，强化高层次人才的支撑和引领作用，加快培养和引进一批一流科学家、学科领军人物和创新团队，培养造就一支优秀教师队伍。因此，高校有必要从自身实际出发，加强学科队伍建设，提高教育质量。

（3）科学研究。国务院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》中，在建设方面鼓励提升科学研究水平。高校在进行学科建设时，应以国家重大需求为导向，提升高水平科学研究能力，着力提升解决重大问题和原始创新的能力，推进科研组织模式创新，打造具有中国特色和世界影响的新型高校智库。

（4）学科基地。地质工程专业对学生的培养注重综合能力的体现，尤其是实践能力。学科基地的建设就显得尤为重要，虽然大部分高校已有了能满足人才培养需求的校内外实习实训基地，但还是需要加强实训基地的建设，以满足学生创新能力培养，扩大社会服务范围，确保建成有特色的教学实习实训示范中心[4]。

2. 课程设置的调整

通过对西南科技大学地质工程专业培养方案与安全工程、环境工程、地理信息系统等专业的培养方案的对比，不难发现除了在专业课上有一些差别外，在基础课上并无多大差异，如高等数学、大学物理、普通化学等课程的学时都相同。地质工程本科后深造的专业和方向一般都需要较深厚的数理化功底，因此在课程设置时应有特色、有侧重，应突出宽厚的基础和精深的专业基础[5-6]，见表 1。

表1　地质工程专业课程设置对比情况　单位：学时

除了对数理化学科学时的加强外，专业基础课和专业课在课时中的分量也需调整，具体的设置还需高校根据自身情况进一步商榷。

3. 课堂教学的改进

课堂是教师和学生交流的主舞台，因此课堂必须具有极强的感染力，这个主要从教学内容和教学方法两个方面进行努力。

（1）教学内容。准确把握课程所涉及知识点，讲解内容不求面面俱到，但须将知识点讲解清楚。在教学实践中，一般提倡三段式教学，这样既可以充分调动学生的积极性，也可以使学生尽快进入到独立获取知识的阶段。除此，根据“双一流”建设的重要任务，推进国际交流合作，我们也可以对部分专业课程采用双语教学，提高学生的英语应用能力，培养学生国际化视野，为国际交流合作奠定基础。

（2）教学方法。良好的教学方法不仅使课堂具有吸引力，也可以让学生掌握学习规律。地质工程专业的学生在不同的专业课中，会使用很多种不同的测量仪器，而这部分的内容具有很强的规律性。在实践教学过程中，教师可以某一种测量仪器为例抽象出一种比较规律性的东西，然后将这种思路推广到其他仪器的使用上，让学生以更加清晰地思维面对各种仪器的使用[6]。

4. 学习评估体系

一个完善的评价主体和标准会对人才的成长产生引导和激励作用，评估体系的健全程度在一定程度上可以决定教育的成败。通过对CDIO理念的深入研究，为更好地培养出适合社会发展需求的地质工程专业人才，参考“双一流”建设的重要任务和地质工程专业的培养目标、规格以及要求（表2），本专业的学习考核方式应多种多样，涉及全面，主要可以采用以教育系统内部和外部评价主体结合的客观评估机制[1]。

表2　地质专业毕业生应获得的知识和能力

地质工程专业注重对学生各方面能力的培养，不同的能力应该用不同的方式考核（记录、报告、考试、考查、自评和互评等）。为了保证考核方式的多样性、客观性以及全面性，评估的主体也涉及广泛，主要包括教师、产业界（用人单位）、学生（自评和互评）、政府等（图3）。

图3　地质工程专业评估框架图

5. 人才培养模式的总体框架

依据CDIO的教育机制（产学研合作）和我国高等教育法的明确规定，地质工程人才培养目标自然围绕发展科学技术，培养具有国家使命感和社会责任心，富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型的优秀人才并能服务社会展开。基于以上目标，本文建议本科地质工程人才培养模式的总体框架如图4所示。

图4　地质工程人才培养模式的总体框架

三、结论

根据“双一流”建设的总体目标以及建设中的重点任务，培养可随机应变的地质工程专业人才。本文通过改进教学方法、调整课程设置、建设校内、外实习基地等途径，有效保证了专业人才培养的共性基础。目前，基于CDIO理念的地质工程人才培养模式的改革实践工作仍处于探索阶段，今后还需在实践中去修正完善具体的途径和措施。因此，在地质工程教学中引入CDIO理念，我们须认识到引入不是原封不动地照搬，必须根据专业特点进行具体分析并遵循以下几点原则。

（1）与时俱进，更新观念。借鉴CDIO模式进行改革时，核心是要转变教师在以往教学中的观念，新的教育理念应以学生为学习主体，以教师为引导者，强调学生主动参与。

（2）强有力的制度保障。CDIO是一个系统化较强的工程，因此要想有所借鉴，必须对教学管理、评估机制等加以全面的改革，建立起一套完整的人才培养体系，才可用CDIO来推动工程教育改革。

（3）由点及面。CDIO理念源自国外，如何根据中国教育国情实现其本土化，这个显得尤为关键。对此，需要挑选办学历史长、有条件的专业先行试点，而后总结试点情况，逐步推广。

CDIO教育理念为我们提供了一种新的教学方法和思路，为“双一流”建设中高校地质工程人才培养模式的改革提供了新的探索方向，但目前我国利用CDIO模式进行教学改革的经验相对匮乏，在今后的探索和实施中仍需不断改进和完善。

参考文献：

[1]吴丽华.基于CDIO国际工程教育理念的创新型IT人才培养模式探索与实践[M].北京:人民邮电出版社,2014:40-41,53-56.

[2]李佳帅.基于CDIO的成人高等教育人才培养模式研究[D].成都:西南财经大学,2013:7-19.

[3]许群，张俊芳.构建社会适应性人才培养模式的探讨[M].北京：地质出版社,2003:247-249.

[4]黄雨,包扬娟,赵亮忠,等.推进地质工程专业改革，加快卓越工程人才培养[J].中国地质教育,2015，24(1):24-27.

[5]陈礼仪,黄润秋.地质工程专业人才培养模式的思考与实践[J].成都理工大学学报,2005(4):35-36.

[6]吴淦国.特色加精品—北京中国地质大学教育教学改革思考与实践[M].北京:地质出版社,2003:24-25.

[7]程捷，岑况,陈建强.对理科基地班（地质学）培养模式的探讨[A]//吴淦国.特色加精品—北京中国地质大学教育教学改革思考与实践.北京:地质出版社,2003:221-225.