传统优势非热门学科“新工科”建设

可为类似传统优势非热门学科的“新工科”建设提供借鉴。关键词：新工科教育；传统学科；人才培养；采矿工程；智能采矿中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0958 （2019）（04）-058-04以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的 新经济蓬勃发展，国家一系列重大战略实施，产业 转型升级和新旧动能转换,未来全球竞争力提升 等,均对工程人才培养提出了新的更高的要求。高

_、“新工科”建设必要性传统工科专业由于设置时间较长,虽然具有较

强的优势和和明显的特色，但在人才培养模式、服 务产业升级、对接国家发展战略等方面不能适应经

校要面向产业、面向世界、面向未来布局和建设“新 工科”,探索更加多样化和个性化的人才培养模式,

济发展与科技进步。北京科技大学采矿工程是具有

百年历史的传统优势专业，师资力量雄厚,是国家 首批重点学科，国家特色专业，2017年进入“一流

培养具有创新创业能力和跨界整合能力的工程科

技人才叫“新工科”应运而生。“新工科”这一概念

学科”建设行列，2017年QS排名跻身全球前50。

自2016年提出以来,形成了 “复旦共识”、“天大行 动”和“北京指南”，标志着高等工程教育改革进入

但是,该专业目前存在第_志愿录取率低、转专业率 高的问题，培养模式与课程体系无法满足新形势下 矿业行业发展要求及国家战略需要，实现改造与升

一个新的阶段“新工科”不是局部考量，而是

在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教 育改革的重大战略选择，是今后工程教育发展的新

级，建设“采矿+新工科”势在必行。（一）服务国家战略“创新驱动发展”、“一带一路”、“中国制造

思维、新方式I\"。“新工科”建设既包括设置和发

展一批新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机 器人、物联网、大数据、云计算等叫也包括对传统

2025”、“互联网+ ”、“京津冀协同发展”等重大战 略，创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念，为中 国创新发展提供了新机遇,注入了新动力心］,对矿

专业的改革创新和升级改造。传统工科专业的“新 工科”建设从一定程度上而言，既能满足新经济形

业发展具有深远影响,绿色发展和转型升级逐渐成 为矿业行业发展共识。矿业既是重要基础产业，又 对接和延伸“新材料”（稀土、铸钮、飢钛、锂、石墨

势下传统工科培养新型科技人才和创新人才的要 求,又是促进新经济繁荣发展的动力,也是“一流学 科”建设的有力保障。等）、“新能源”（地热能等）、“绿色低碳”（共伴生矿基金项目：北京科技大学本科教育教学改革与研究项目（JG2016M02/JG2018M01 ）582019年第4期总第1 9 3期和尾矿综合利用等）、“智能制造”等新兴产业，这对 统+新兴”模式，这在工程教育界已经达成共识。随着行业的发展及国际形势变化,传统工科专 业服务的行业出现了许多新业态。比如，对于采矿

矿业工程科技人才培养提出了更高要求。必须实施 “采矿+新工科”建设，融合新兴专业,拓展专业范 围,以适应新形势下的矿业新业态、新模式。业而言，由于国家战略的支持，大量中资矿山企业

（二”亍业发展需要走出国门，到国外并购外资矿产资源企业,需要大 量的金融、国际法及外语等专业人才；由于采矿与

深部开采、绿色开采及智能开采是未来采矿发

展的主要方向，智能采矿不仅是采矿的重要发展方 金融或国际法等交叉人才匮乏,导致部分中资企业 向，而且随着矿产资源开采向深部、海洋甚至太空发

展,少人化、无人化作业是必然结果,智能采矿是实

现这一目标的重要支撑，是采矿发展的必由之路[10]o许多矿业发达国家已经制定了矿山信息化长 远发展规划。从20世纪90年代开始，已经开始研

究自动采矿技术,并启动智能矿山技术计戈!I,开展

自动采矿技术研究。21世纪以来，矿山数字化、智 能化已成为现代矿山建设的重要标志。遥控采矿、

无人工作面甚至无人矿井在加拿大、瑞典、美国、澳 大利亚等国已经逐渐成为现实。采矿工程虽然是传统工科专业,但也是与高新

科技最密切相关的工科专业之一。面对行业新技术 的产生和发展要求,面对行业催生的新产业和激烈

的国际竞争,传统的矿业专业教育无法满足要求, 必须转型升级。（三）专业人才培养近年来，随着全球矿产资源开采领域持续扩 展，开采难度不断加大，安全保障意识进一步加强， 各国都十分重视采矿业与科技的融合。智能采矿的 发展恰好能解决这些棘手的问题，已经成为矿业未

来的重要发展方向。中国各大矿企的个别矿山已经开始尝试实现 智能开采,虽然部分技术已经得到应用，但还处于

摸着石头过河阶段，仍存在技术相对落后、人才缺 失等问题,急需专业人才，实现“采矿+新工科”建

设填补这方面的空缺。二、“新工科”建设模式通过交叉、融合新技术、新方法、新工艺，在传 统工科中融入新兴技术元素，如人工智能、智能制

造、“互联网+ ”、大数据、云计算等,形成新的研究 领域或方向,达到传统工科专业的改革和创新，实 现传统工科专业的“新工科”建设,可以称之为“传 收购失败，或者虽然收购成功但最终在实际建设、 运营过程中出现许多问题。交叉人才培养在传统采 矿工程专业教育中是无法实现的，有必要将采矿与

金融、法律、外语等学科融合与交叉，实现“采矿+ 金融、采矿+法律、采矿+外语”等。再如,随着矿业

期货交易的风生水起,传统采矿工程专业培养体系 中所提供的矿业知识不能满足新兴行业门类的发 展要求，需要实现“采矿+证券、期货”等金融专业。

这样的新业态还有很多，依托传统工科学科平台优

势、专业特色及人才培养目标,实现传统工科与传

统工科、管理学科、理科甚至人文学科的交叉、融 合,同样是传统工科专业“新工科”建设的模式，可

以称之为“传统+传统”模式。传统工科专业“新工科”,无论是“传统+新

兴”还是“传统+传统”，其建设都不能流于形式，不 能简单地将传统工科专业的培养方案或教学计划 与其它新兴专业或传统学科进行简单叠加,不能形

成两张皮。既有教学计划的融合,又有校内实践、校 外实践的融合，还要与企业合作创建实践创新平 台,充分发挥企业在创新工程人才培养上的重要作

用。通过几个方面的结合，达到水乳交融,相辅相 成,使融入学科能够激发原有工科专业能量，原有

传统工科专业利用优势和特色也能促进融入学科 的实际应用和科学发展。三、采矿“新工科”建设探索（一）“采矿+ ”“新工秤健设总体思路当前，以新技术、新产业、新业态和新模式为特

征的新经济要求传统采矿专业进行专业升级改造, 建设采矿“新工科”。2017年，北京科技大学采矿

工程专业提出“采矿+新工科人才培养体系”,积极

开展“采矿+ ”建设，通过采矿工程与人工智能、智

能制造、物联网、金融工程、法律、外语、土木工程、59I教育教学改革I融合专业小班化教卅个性化课程设置2019年第4期总第1 9 3期城市地下工程地下工程 施工技术地下工程 结构城市地下 工程采矿工程绿色开采资源、环境与可持续发展矿业环境污染治理矿山固体废物资源化环境土壤学矿山修复图1采矿“新工科”人才培养体系安全工程、环境工程等学科交叉融合，设立“智能采 矿”、“矿业金融”、“矿业绿色发展”、“城市地下工程”、

优质教学资源。同时，融合高等工程师学院创新课

程体系，推动采矿专业课堂内容改革和课程创新。首届北京科技大学“智能采矿创新班”计划从

“矿山安全与职业健康”等专业方向,以适应矿业行业

发展的新形势，培养体系具体内容如图1所示。2017级本科生中选拔一个班,以采矿工程专业本科 生和管道工程师学院工科实验班为基础，在全校范

（二）“智能采矿创新班”建设北京科技大学“智能采矿创新班”的开设既是 对采矿工程专业内涵的充实和升级，也是矿业工程

围内进行遴选，第一届毕业生将于2021年毕业。2.“智能采矿创新班”课程体系智能采矿创新班课程体系以数字化资源为核 心和基础,以智能装备为工具，以网络化信息传输、

“一流学科”建设的重要组成部分，是学校传统优势 学科“新工科”改造升级的重要措施,以及矿业人才 创新培养的有益尝试。信息化经营管理为抓手，以现代化监控量测为辅 助，实现采矿过程机械化、信息化、自动化、无人化

1•“智能采矿创新班”架构在广泛调研国内外相关学科培养方案、教学计 划及矿山企业智能建设实践的基础上，北京科技大

或少人化智能采矿理念，以矿物资源工程（卓越计 划）2017版培养方案为基础，引入人工智能、智能 制造、大数据、物联网等课程体系,与采矿工程专业

学采矿工程专业联合高等工程师学院矿物资源工 程（卓越计划），开设“智能采矿创新班”。“智能采

采矿、地质、机电、测量等核心课程深度融合，重构

矿创新班”依托“一流学科”建设的矿业工程学科 专业课程体系。“智能采矿创新班”教学计划增加人工智能与 机器学习、物联网技术、python语言、工程测量与群，将最新科学研究和学科建设成果、学科前沿知 识及行业新技术、新标准、新理念融入教学,转化为

602019年第4期总第1 9 3期/暫育暫学改車/图2采矿”新工科”课程体系3S技术等专业基础课程。引入智能采矿、智能监测、

智能装备等概念和技术,设置智能采矿学概论、现 代测试技术、矿山机械与智能装备、数值计算、数字 软件建模与应用、智能矿山管理信息系统等课程。

新生目前有10多人参与，并完成多次飞行测试。 将以此为基础，实现无人机技术应用于露天矿山

三维构模、数值模拟分析等课程实践。此外，采矿

2017级学生转专业率也发生彻底改变，由2014级、

课程体系如图2所示。2015级、2016级的转出40%、55%和57%变为

转入5%，这为未来该传统优势学科发展以及“_流

3. “智能采矿创新班”实践高等工程师学院钢铁全流程虚拟仿真系统及 正在建设中的采矿技术虚拟仿真实验教学系统,将

学科”建设奠定了人才基础。参考文献：[1] 吴爱华，侯永峰,杨秋波，等.加快发展和建设新工科主动适

为采矿全流程概论及部分实验环节虚拟仿真教学 实践提供支撑。高等工程师学院工业机器人实践课

程板块提供智能控制、机器人等实践课程，包括工 业机器人应用与实践、智能控制及应用、移动机器

应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017 (1 )： 1-9.[2] 北京大学，清华大学,北京交通大学，等.“新工科”建设复旦 共识[EB/0L],中华人民共和国教育部网站，http : ZW/.moe.

edu.cn/s78/A08/moe-745/201702/t20170223-297122.html.[3] 教育部高教司.\"新工科”建设行动路线(\"天大行动”)[EB/

0L].中华人民共和国教育部网站，http://www.moe.edu.cn/ s78/A08/moe-745/201704/t20170412-302427.html.人技术及应用、多旋翼无人机、智能机器人自动控 制、飞行器控制、移动机器人技术及应用等。此外,

第二课堂课程无人机在矿业中的应用也已设立。矿山智能装备学生工作室正在全力建设中，将 联合矿山智能设备生产企业，实现矿山智能装备从

[4] 中华人民共和国教育部网站.新工科建设形成\"北京指

南”圧B/OL].中华人民共和国教育部网站，http : //www.

moe.edu.cn/jyb-xwfb/gzdt-gzdt/moe-1485/201706/ 120170610-306699.html.操作到组装、改装、设计等校内实践教学活动，并推 动学生进行创新创业活动。[5] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J1.高等工程教育研究，

智能采矿创新班将与知名企业、国内现代化、 智能化程度最高的矿山及国外名校共建智能采矿 实践基地,构建“创新课程体系引导为什么学，创新

2017 (3)： 1-6.[6] 李正良，廖瑞金,董凌燕.新工科专业建设：内涵、路径与培

实践推动怎么去学,企业共建打通专业学习到应用 的最后一公里”的全新专业培养体系。4. 建设初步成效北京科技大学采矿工程专业新工科建设已经

养模式[J].高等工程教育研究，2018 (2)： 20-25.[刀赵继,谢寅波.新工科建设与工程教育创新[JJ.高等工程教

育研究，2017 (5)： 13-18.[8] 顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等 工程教育研究，2017 (6)： 1-13.[9] 林健.面向未来的中国新工科建设[J],清华大学教育研究，

2017, 38 (2) ： 26-35.[10] 古德生，周科平.现代金属矿业的发展主题[J].金属矿山，

取得初步成效，“太術”无人机团队初具规模，大一

2012 (7)： 1-8.61