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摘 要：文章探讨了在“新工科”背景下，地质工程的学科建设、研究生和本科生专业调整以及人才培养模式的变革。为适应新一轮的科学技术革命，需要设立和发展一批新兴地质工程学科和专业，实现与现代技术的交叉融合。根据新兴产业发展和传统专业升级改造对人才的需求，需要调整现有地质学科人才培养模式， 加快培养地质工程“新工科”领域复合型人才，以适应全球新经济发展要求与竞争，并指出了地质“新工科” 教育改革与实践探索的方向。
关键词：新工科；地质工程；研究生教育；本科专业调整
本文引用格式：隋旺华，董青红，杨伟峰 等 .“新工科”背景下地质工程学科与专业建设和调整探讨 [J]. 教育现代化，2020，7（96）：93-96.
Discussions on the Adjustment and Construction of Graduate and Undergraduate Programs for Geological Engineering under the Background of “Emerging Engineering”
SUI Wanghua, DONG Qinghong, YANG Weifeng, SUN Ruhua, MA Hewen
（School of Resources and Earth Sciences,China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiansu）
Abstract: This paper discusses the construction of the discipline, graduate and undergraduate program, and talent training mode for the geological engineering under the background of “emerging engineering”. In order to adapt to the new round of scientific and technological revolution, it is necessary to establish and develop a number of emerging geological engineering disciplines and specialties to achieve cross-integration with modern technology. According to the demand for talents in the development of emerging industries and the upgrading and transformation of traditional majors, it is necessary to adjust the existing training model for talents of geological engineering disciplines and accelerate the training of compound talents in the field of in geological engineering with emerging engineering to meet the requirements and competition from the global new economic development. This paper also points out the direction of the reform and practical exploration of emerging geological engineering education.
Key words: emerging engineering; geological engineering; graduate education; undergraduate program adjustment
当前，随着新能源、新材料、新技术等领域取得的巨大突破，世界上许多国家都开始工科新体系的建设和人才培养，以适应当前世界经济、技术等领域对人才的需求。2017 年 2 月 20 日和6 月 16 日，为深化工程教育改革创新、应对新一轮科技革命和产业变革的挑战，推进新工科的建设与发展，教育部高等教育司发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，开 启了新工科的研究和实践。2018 年开始实施首批“新工科”研究和实践项目，并聚焦世界科技前沿领域，推进高校科技创新能力建设，实施了《高等学校人工智能创新行动计划》[1-3]。2020 年 5 月，为了加快具有前瞻性交叉思维的科技创新人才的培养，教育部又制定了《未来技术学院建设指南
（试行）》，决定在高等院校培育建设一批未来技术学院。
地质工程学科和专业如何在“新工科”背景下，服务于新经济和新产业，推动现有地质学科和专业的改革与创新，改造和发展地质工程学科和专业，加快地质类新工科人才培养，建立具有国际竞争力的地质新工科学科和专业，以培养出工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质人才，这是地质工程教育领域对国际工程教育改革发展必须做出的本土化的回应。
一 现状及趋势
1867 年和 1895 年设立的福建船政学堂和天津中西学堂分别开创了中国工程教育的专科和本科教育。1909 年京师学堂首先设立起了地质学学科门类，奠定了我国地质学教育的基础。1909 年设立的焦作路矿学堂，展开了地质学科的教学。100 多年来， 我国地质学科在一代又一代地质学家和地质教育工作者的努力下不断发展。目前， 地质工科设有一级学科地质资源与地质工程。除了原来设置的矿产普查与勘探、地球探测与信息技术、地质工程等 3 个二级学科以外，许多高校和研究机构又自设了诸如地球信息科学、地下水科学与工程等二级学科。经过多年的学科建设、发展和调整，实现了从单一学科门类向多学科交叉发展的转变，目前已经形成较为完整的地质工科学科和专业教育体系，为国家建设培养了大批优秀人才。
我国高校教育在相继实施的“211 工程”“985工程”等重点建设计划之后，为继续有效推动中国大学整体水平的提升，提出了以质量为核心的一流大学与一流学科建设工程。在“双一流”建设和“新工科”共同推动下，地质工程学科和专业如何实现可持续发展、适应经济社会要求，需要深入进行学科专业调整升级和人才培养模式的改革 [4-5]。
新形势下地质“新工科”表现出长期性、多元性、应用性和国际性等特征。长期性表现在， 地质新工科需要立足在传统学科基础之上，不断融合新兴科学技术，从教育理念、人才培养模式以及教育机制等方面，持续地做出相应的调整与创新，以适应不断变化的国际经济、科技和人才环境。多元性表现在，地质“新工科”采取跨学科专业的交叉和融合教育平台和模式，为适应地质产业与其他产业的交融与整合，突破原有的行业界限，适应新的地质产业发展与挑战，这也是当今经济、产业发展对于地质学科建设提出的新要求。应用性要求地质新工科教育更侧重地质行业的实践和应用，在未来的地质工程师人才的素养与能力培养中，更加注重前沿理论知识与实际技能的结合，注重创新性实践课程体系的建设。国际性要求地质新工科建设过程中，加强国际的交流与合作，及时了解与掌握科学技术进展、新业态的发展趋势，搭建国际校企、研究所的合作交流平台，对内促进地质工程学科教育院、校间合作交流，实现资源共享，以提高地质新工科面向未来的国际竞争力和影响力。
总之，“新工科”背景下对地质工程的学科建设和人才培养提出了新的要求，我们要积极回应国家的战略需求，拓展地质新学科、新专业和新方向。中国矿业大学地质资源与地质工程学科和地质工程专业，聚焦国家发展所需新技术、新产业和新能源需求，在矿产资源开发学科领域向深地开发、深部构建、深度利用、新能源等方向延伸， 力求为智能地下工程、智能采矿、地下工程安全等学科专业发展和人才需求，提供地质工程保障， 实现地质工科人才培养与新兴产业紧密联合，提升学科和专业的核心竞争力。
二 地质“新工科”学科和专业探讨
地质“新工科”需要立足于传统地质学科体系，突破原有的学科界限与学科划分，结合多学科交叉融合。以“创新、协调、绿色、开放、共享” 的发展理念为指导，服务国家重大战略，包括创新驱动发展、“ 一带一路”“ 互联网 +” 等， 调整与设置相关地质新工科学科与专业，培养地质卓越工程人才。通过信息科学、智能科学与传统地质工程学科和专业进行渗透、交叉和融合，探索地质工程学科专业升级改造的途径和人才培养的新模式，采用创新的教学方式构建起新的地质学科专业教学支撑体系和教学平台。
地质“新工科”学科可以在对传统地质学科升级改造基础上，从以下三个方面进行拓新：（1）设立与大数据、人工智能、智能化设备相结合的学科方向；（2）设立与能源开发、深地资源的开发相结合的学科方向；（3）设立与宜居地球、安全地质、健康地质相结合的学科方向。
在地质“新工科”专业设置方面，对传统地质工程专业进行转型升级，一方面利用人工智能、大数据等新技术使传统地质专业更具信息化、数字化与智能化，形成数字地质、智能地质工程等专业方向；另一方面，与其他学科领域相结合， 开设符合当前国家战略要求的新的专业方向，例如，结合矿山安全和生态领域“低死亡、低伤害、低排放”的要求，开设安全地质、生态地质等“新工科”专业方向。
面向人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术发展对地质工程专业的渗透和影响，中国矿业大学地质工程专业 2020 版的人才培养方案开设了智能地质工程方向。制定了专业培养目标， 建立起了智能工程地质专业新的课程体系和教学内容，基于矿业地质的优势与特色，服务矿业开发和安全需求，致力于人工智能等新技术与传统地质工科相结合，计划通过第一届学生培养的实践对该方案进行优化与总结。课程体系设置包括了通识课程、地质学科基础课程、人工智能基础课程、地质学科与人工智能等新兴学科交叉课程等。通识教育应根据“新工科”专业突出学科交叉性的特点和产业发展需求，进一步增加管理、经济、人文、健康和法律等相关基础课程。地质基础课程应结合当前国际上地球系统科学、深时深空深地地球科学进展，增加学科前沿课程。人工智能等新技术课程要加强大数据、模拟仿真、检测与控制以及智能方法与设备等，为学生进一步发展和学科交叉打下一个比较好的基础。交叉学科的课程，根据地质产业发展，结合学校定位和人才培养特点，开设诸如数字地质工程、太空地质资源探测、安全与健康地质、对地观测等特色课程。为了更好地突出矿业学科优势，努力引导学生选修智能采矿导论、城市地下工程、大数据可视化、人工智能控制等相关课程。经过努力， 我们期望建立起基于产出导向的认证理念和符合“新工科”要求的智能地质工程专业人才培养方案、课程体系和人才培养模式，形成了一系列新的专业方向的教学特色资源，完成传统工程地质到环境工程地质，再到智能工程地质人才培养的转变。
三 地质“新工科”研究生培养模式探讨
传统地质工程研究生培养模式基于学科逻辑， 其价值指向教师中心地位和知识传授，难以适应新形势下对工程人才的挑战和需求，而要培养适应和引领新地质产业需求“新工科”人才，需要对传统的地质人才培养模式进行深刻的变革和创新 [3]。地质人才培养不能仅仅注重本土化，更要注重国际化、全球化，从素质、知识和能力进行跨学科专业培养，以解决行业重大科技和工程问题为导向 [6-9]。
新形势对地质“新工科”研究生培养模式提出新的要求。首先应注重学生的素质培养，培养学生的责任感与敬业精神的同时，要注重对学生跨学科、跨平台合作精神的培养，注重对地质人才的职业操守的培养，并将地质领域从业职业操守、准则、工程伦理融入日常教学和研究，学生在具备扎实的专业技能基础上，树立正确的价值观和良好的从业资格。其次，注重对研究生科学方法论的培养。按照国务院地质资源与地质工程学科评议组制定的核心课程大纲要求，注重对博士生和硕士生科学方法论的培养，牢固树立唯物辩证观，以地质历史演化论、人地协调观、可持续发展观等指导学生的研究工作。再次，建设新工科研究生培养的教学资源，例如地质工程基础、智能地质工程的线上、线下、混合式、虚拟仿真课程、配套教材和实践环节，以学生为中心，吸引生产和研究单位参与智能地质工程专业研究生的培养和实践训练，形成数个智能地质工程实习基地。培养研究生在资源、管理、科技等方面的复合技术能力。在工程实践过程中的创新能力、交流能力、协调能力以及知识迁移能力等 [10-12]。最后，组建跨学科教学团队，着力培养知识获取方法，授之以鱼，不如授之以渔使学生具备“学” 与“用”的能力。
改革现有学科评价体系，制定符合地质“新工科”教育质量评价体系，赋予导师和学生在课程和实践环节更大的自主权和选择权。注重在教学、工程实践过程中的评价体系建设，联合企业、研究所共同完善研究生的培养目标、毕业要求， 制定切实可行的毕业条件和学位条件。对现有培养方案和教学体系进行持续和有效的调整。
四 地质“新工科”本科专业建设探讨
建立智能地质工程专业课程体系动态调整机制。开展外部宏观环境和专业内部条件分析，紧跟智能地质工程发展，明确专业所具备的优势、劣势以及存在的机遇和挑战，调整和完善课程体系。通过课程教学和评价方法促进课程目标和毕业要求达成；通过整理分析反馈结果，促进专业办学水平、提高教学质量。
完善产出导向的人才培养模式。遵循创新型复合人才培养目标设定的毕业要求，以产出为导向，进一步完善智能地质工程专业人才培养的知识、技能和能力结构，建立以能力培养为结构要素的人才培养体系、信息技术与专业知识有机融合的课程体系；知识传授与技能训练并重，强化工程能力综合实训的教学体系；面向人工智能、大数据等新技术的信息技术应用能力训练体系组成的智能地质工程专业创新型本科人才培养模式。
以学生为中心持续改进。智能地质工程专业将建立以学生学习效果为中心的教学过程质量监控机制。围绕学生如何学、学习效果、学生评价等， 修订了课程教学、实验教学、实习教学、课程设计、毕业设计等主要教学环节的质量要求。通过课程教学和评价方法促进达成培养目标；定期进行课程体系设置和教学质量评价。按照培养目标， 依据人才质量标准，采用定性和定量评价相结合、校内与校外评价相结合的方法，构建多主体参与的毕业生评价、校友评价、同行评价、用人单位评价、第三方评价等全方位评价系统，评价学生校内学习情况以及毕业以后的工作情况、培养目标是否达成等。促进智能地质工程专业办学水平、提高教学质量、学生专业知识达到毕业要求。
五 结束语
聚焦产业改造升级和新兴产业发展的需要， 以新经济新业态为背景，适应国际国内工程教育改革趋势，结合“互联网 +”、云计算、大数据、智能化、虚拟现实技术等新理论和新技术，针对传统地质工程专业人才培养不能适应新业态的现实需求，深入研究智能地质工程专业探索与实践问题，是地质“新工科”建设亟待解决的问题。通过努力，预期建立智能地质工程专业人才培养的课程体系和人才培养模式，形成“研教合一， 以科研促教学”教学模式，培养智能化地质工程创新型人才，形成新专业方向的教学特色资源。为地质“新工科”学科和专业建设贡献中国智慧， 形成中国方案。
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