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一、地质与矿业工程学院实验室建设现状

(一)基本情况

围绕国家和自治区发展战略需求和实践创新型人才培养目标,学院充分利用自治区重点学科、自治区紧缺专业、“211”工程、提升综合实力等建设项目,以及“中西部高校教育振兴计划”和“少数民族高层次人才骨干计划”,在基础条件、实验教师队伍等方面进行了持续性优化和建设,并取得了显著的成效。学院现已建设完成“新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测”自治区重点实验室、“地质与采矿工程”自治区级实验教学示范中心、“矿产资源生态环境保护性开采”自治区高校重点实验室、2个自治区工程研究中心(新疆矿产资源勘探与检测工程研究中心、新疆煤层气工程技术研究中心)等科研和教学实验平台,现拥有各类实验室27间,实验室总建筑面积为1866.72 m2,固定资产总值3000余万元。目前在编的专职实验教师6人(见表1),其中高级职称1人,中级职称3人;实验教师队伍具有硕士以上学位5人(具有博士学位1人),男教师为2人,女教师为4人。

学院实验室管理采取集中管理的方式,即实验室及实验设备由学院实验室管理中心统一管理,实验室管理中心实验人员采取轮流坐班制度,每天实验室管理中心均有专职人员进行值班,负责全院实验室的开放及管理工作,另外每个实验室均有相对应的专职实验员或兼职教师进行负责。学院针对实验室使用和实验仪器设备的使用也出台了相对应的管理规定,学院实验仪器设备采取专职人员负责制,即每台仪器设备均挂靠于对应的教师。

表1 地质与矿业工程学院专职实验人员一览表

序号

姓名

性别

年龄

族别

工作

时间

技术

职务

学位

毕业专业

毕业学校

1

韩文清

54

汉族

2012.9

高级实验师

学士

资源勘查

新疆工学院

2

夏 芳

36

汉族

2012.9

实验师

硕士

矿物学、岩石学、矿床学

新疆大学

3

展新忠

36

汉族

2010.7

实验师

硕士

矿产普查与勘探

新疆大学

4

张军辉

32

汉族

2011.7

工程师

硕士

采矿工程

中国矿业大学(北京)

5

王 雯

27

汉族

2017.9

暂未定

硕士

矿物学、岩石学、矿床学

新疆大学

6

葛燕燕

35

汉族

2008.7

暂未定

博士

地质资源与地质工程

中国矿业大学

学院近几年结合学科发展需要和社会需求,也相应地修改了学院实验室使用与仪器设备使用的管理规定,学院实验室和实验设备采取开放制,对于学校教师和学生一般采取无偿服务,对于校外合作单位则按照相关文件要求采取有偿服务。

通过近几年学院实验室的建设,目前基本能够满足本科实验教学和实践教学的需求,本科实验课开出率达到95%以上,大大提高了学生的动手能力。学院也相应地购买了一批相关学科领域较为先进的仪器设备,如地质雷达、土壤非饱和导水率测量系统、重力仪、EH4连续电导率剖面仪等,这些设备的购置与使用大大提高了我院的科研实力和社会服务能力。

(二)存在的问题

1、专职实验人员数量欠缺

目前学院专职实验人员共6人,部分实验由专职实验人员承担,但有些教学实验课程和科研仪器的使用是由教师兼职完成的,另外由于实验人员的短缺,部分实验室的日常管理也是由教师来兼职承担。

2、专职实验教师结构不合理

目前学院专职实验教师6人,具有高级职称仅1人,其他人员均为中级及以下职称,职称结构不合理;另外老中青搭配不够合理,其中有一人2018年即将退休,其余人员均为36岁以下,中间断档现象严重;专职实验员6人当中4名为女性,2名为男性,这对于地矿类实验人员来说不够合理。

3、部分实验仪器老化严重

学院部分实验仪器是在2010年前甚至更长时间前购买,老化严重,部门实验标本缺失严重,这些都或多或少地影响了学院实验的正常进行。

4、学院部分大型仪器设备使用率偏低

学院经过急需紧缺专业建设和西部综合能力提升计划平台建设购买了一批学科顶尖科研仪器设备,但经过近几年的使用后发现,一部分大型仪器设备使用率偏低,究其原因主要包括以下2点:(1)没有与大型仪器设备相配套的实验人员,(2)大型仪器设备的共享工作不到位,没有很好地进行宣传,部分管理制度甚至制约了大型仪器设备的共享使用。

5、学科专业建设急需补充“高精尖”仪器设备

随着学科发展及双一流建设的需要,学院现有的大型仪器设备很难满足学科发展需求,急需要购买一批顶尖仪器设备来提高学院的科研水平,满足学院申请重点实验室平台的需要。

二、建设目标与发展规划

(一)建设目标

在新的历史时期,学院实验中心将进一步树立和落实科学发展观,与时俱进,开拓创新,实验教学与科研相结合,以提高教学质量为目的,深化实验教学体系、教学内容以及教学方法等方面的改革,提高实验教学质量和管理水平。实施实验教学创新与质量工程计划,为适应新世纪高素质、创新型人才培养的需要,结合双一流高校建设标准及学校和学院总体发展规划,实验中心将由过去的稳步发展变为积极发展,办出特色,争创一流,成为培养高素质人才的重要平台。始终贯穿以学生为本的理念,以培养创新人才为核心,把学院实验室建设成实验教学体系合理、开放共享、特色鲜明、达到区内领先甚至在全国有较高知名度的地矿类实验教学示范中心。

(二)建设思路

1、以现有科研平台带动实验教学平台建设

以双一流建设为契机、以新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测自治区重点实验室为依托,使专业建设、学科建设与实验室建设相协调,以学生为本,完善以知识传授、能力培养、素质提高为核心,以大地矿的视野,在实验内容、实验方法、实验设备和实验技术等方面紧密跟踪学科发展前沿,不断提高和完善。

2、进一步完善内部管理体系的改革工作

经过多年的建设,中心基本上达到“统一管理、统筹规划、资源共享、有效利用”的运行机制。管理是否跟上实验教学改革的发展,是一个关键问题,所以必须下大力量解决。在建立健全各项规章制度的同时,进一步提高管理人员的素质,提高管理人员对实验教学的认识和责任心,自觉地或有创造性地完成本职工作,并设立相应的奖惩制度,建立更完善的监督机制和考核办法。

3、优化实验教师队伍结构

以师资队伍的建设为核心,加强人才建设力度,采取引进、进修培养、兼职等措施提高实验教学队伍的水平,建设一支教学思想先进、知识和年龄结构合理的实验教学队伍。

4、探索创新型人才培养模式相配套的实验室开放机制

深化实验教学改革,进一步完善“分阶段培养、多层次提升、全方位实训”对学生实践能力进行培养的现代实验教学体系,以全国大学生地质技能竞赛和全国大学生采矿模型竞赛为标准,继续探索实验室弹性开放改革思路,加强培养学生自主学习能力,进一步探讨培养学生合作学习与研究的路径,培养适应社会需求的团队合作精神。突出学生的创新能力、综合能力、工程能力和实验能力等方面的培养,达到“厚基础,宽口径,强能力,高素质”的培养目标。

5、加强实验室信息化建设

围绕开放共享的实验室体制建设,加强实验教学资源、信息平台、网络建设;完善实验室开放管理制度。坚持以学生为本的教育理念,不断挖掘人员和资源潜力,使实验室开放内容和开放领域不断扩大。为学生、教师和社会提供更优质服务。

(三)主要建设内容

学院实验教学中心将围绕双一流高校建设发展需要和学科专业建设需求,在实验教学理念、实验管理模式、实验教学体系和师资队伍的培养上不断进行探索和改革。

1、建立高素质的实验教师队伍

继续遵循“引进与培养并重,竞争与激励兼顾”的教师队伍建设原则,加强实验教师引进和培养,未来3年计划每年引进一名专业实验教师。构建和谐的用人环境,加强有工程意识、工程背景、工程综合能力、工程教育方法的高素质、高水平的实验教学队伍建设。积极支持教师开展实验教学改革,鼓励教师将科学前沿动态、最新科研成果和所承担的科研项目融入到实验教学当中,不断开发新型实验项目。坚持理论教学与实验教学并重,高水平的教师在从事理论教学的同时,从事实验教学及改革工作。加强实验教学教师的对外交流与培训,不断改善学历结构,提高实验教学水平,使实验教学团队的整体素质更上一层楼。

2、学院实验教学中心将建成开放实验室

加强实验室开放力度,供学院和学校相近的理工科专业学生实验,实验方式有现场实验、仿真实验。加大实验室开放力度,鼓励学生进行自主实验设计,培养学生的综合素质和创新意识。进一步加大实验室、实验仪器设备的开放力度,使更多的本科生有条件参与创新设计实验,通过组织学生参与校级、省部级、国家级技能竞赛,激发学生的学习兴趣和主动创造精神,为优秀、拔尖人才脱颖而出提供新的机制。

3、完善实验教材建设和教学内容的改革

重新编写或补充完善部分实验教材,确保实验教材内容能够反映出地矿专业前沿学科的新知识、新内容。在原有实验教材的基础上,根据地矿类学科专业的发展和生产实践的需要适时更新实验项目和实验教学内容,淘汰过时的项目和内容,将当前最新的技术和方法纳入进实验教学中来。加大综合性、设计性和创新性实验。加大多媒体课件和网络课程开发力度。 树立以学生学习为中心,知识、能力、素质全面协调发展的教育理念,把创新能力培养作为实验教学体系和内容改革的核心。强调知识的系统性和完整性、相关学科知识的横向渗透和交叉,注重学生的团队精神和个性要求的协调发展等,注重传授知识到注重创新能力培养、循序渐进的课程体系。争取每年撰写多篇优秀实验教学改革论文,获得更多的高水平创新实验教学成果。

4、进一步改善实验教学条件和环境

结合双一流建设发展要求,加大投资力度,不断更新实验设备,改善实验条件,完善实验教学网络,充实教学资源,扩大教学覆盖面,优化实验项目,开发新型的实验仪器和软件系统。提高实验设备的利用率和实验资源的共享性,为满足实验教学和其他院校相关专业地需求,提供品质优良的丰富资源。

5、开展“科技创新设计”活动

充分利用学院实验中心的设备和技术优势进行创新实验设计和制造,将有创意的设计转变为现实。并经常开展创新设计与制造的竞赛活动,设实验室开放项目,鼓励学生积极参与,使学生利用课余时间在实验室自主设计和实验,训练学生的创新意识和工程能力。

6、为硕士研究生等更高层次的教学和科研服务

中心除了为本科生开设实验课程外,还为硕士研究生开出高层次的实验课,为不同层次的理工科学生开出各各类综合性、设计性、创新性实验,提高学生的综合设计能力和创新能力。另外,还可对新疆地区相关企事业单位的技术人员进行培训和联合科研,成为我区地矿类科技创新的平台,将建成综合性、高水平的教学实验中心。

(四)实验室建设规划

按照学院专业发展规划和双一流建设需要,学院在未来3年内将重点建设一批省部级和校级重点实验室、实验教学示范中心等科研和实验教学平台。学院实验室建设将结合学院学科专业发展需要,从硬件和软件方面主要规划建设以下方几面的内容:

1、新建实验室和实验室功能完善

为了满足我院3个本科专业教学和科研水平发展的需要,充分利用新校区建设机遇,拟新建和改扩建一批实验室,现将3个专业的实验室建设规划分述如下:

(1)资源勘查工程专业

依托“资源勘查工程”自治区普通高校重点专业,拟新建普通地质学实验室、矿产勘查实验室、遥感地质实验室和地质标本室等4个实验室(表2),扩建和完善矿物实验室、岩石实验室、矿床实验室、勘查地球物理实验室、勘查地球化学实验室等5个实验室(表3)。

表2 资源勘查工程专业拟新增实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

总面积(m2

面积(m2

用途

1

普通地质学实验室

(新增)

2

160

80

普通地质学构造观察描述、罗盘、测绳、野外观察记录模拟实验

矿物初识、三大岩类初识、地质图认识、地质现象认识

80

新疆常见岩石、矿物、构造实物(图片)展示(主要强调基础、典型实物)

岩石、矿物、野外现象照片、地质图放置

实验设计与实验准备

2

遥感地质实验室

(新增)

2

160

80

遥感数字图像处理、遥感地质相关实验

新疆地物光谱库、标本库

80

光谱测量与分析实验室

实验设计与实验准备

3

矿产勘查实验室

(新增)

2

160

80

岩芯展示、测量与编录

探槽模拟编录

80

制图实践、矿产勘查设计

实验设计与实验准备

4

地质标本室

(新增)

2

100

60

科研、实习标本建档保存、供教学、科研并用、教学标本补充来源

40

样品整理、分类、用途分析研究室

表3 资源勘查工程专业扩建和完善的实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

总面积(m2

面积(m2

用途

1

岩石实验室

3

240

80

三大岩手标本观察与描述实验

新疆各构造大区火山岩展示

80

新疆各构造大区侵入岩展示

新疆各构造大区沉积岩展示

80

新疆各构造大区变质岩展示

各类岩石教学标准样品存放

实验设计与实验准备

2

矿物实验室

2

140

80

晶体相关实验;矿物性质、形态、各类矿物的观察与识别

新疆各构造大区矿物展示

60

晶体模型、矿物标本存放

实验设计与实验准备

3

矿床实验室

2

160

80

各类矿床手标本观察、描述实验

新疆典型内生矿床标本展示

80

新疆典型外生矿床标本展示

矿床相关标本、图件、资料整理与存放

实验设计与实验准备

4

勘查地球物理实验室

2

160

80

电法模拟测量实验(水槽、砂槽模拟)

各类岩石、矿石物性测量相关实验

80

物性样品加工及物性标本库

仪器放置室及准备间

实验设计与实验准备

5

勘查地球化学实验室

2

140

80

地球化学数据处理分析相关实验、矿床统计预测相关实验

样品分析室

60

化探样品分类存放

实验设计与实验准备

(2)地质工程专业

地质工程专业目前仅有4个本科教学实验室,为了满足学科专业发展需要,拟新建实验室8个(表4),已有4个实验室进行改建完善(表5)。

表4 地质工程专业拟新增实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

总面积(m2

面积

m2

用途

1

地下水动力学物理模拟实验室

2

160

80

渗流基础物理模拟实验

80

地下水系统演化仿真模拟实验

2

水力学实验室

1

80

80

水力学实验

3

原位测试实验室

1

80

80

土体原位测试

4

矿山地质环境仿真模拟实验室

2

160

80

模拟矿山地质环境破坏、治理

80

用于模拟地质灾害成因、形成过程

5

岩土与工程力学虚拟实验室

1

80

80

岩土工程数值和仿真模拟

6

岩体力学特性实验室

2

160

80

岩样基本特性、物理性质测定实验

80

岩土动力学实验

7

特殊土及非饱和土力学实验室

2

160

80

特殊土(湿陷性黄土、盐渍土、膨胀土、盐渍土等)性质实验

80

非饱和土力学性质实验

8

地质工程物理模拟实验室

2

160

80

地质工程物理模拟实验

80

实验数据分析与研究

表5地质工程专业拟改建完善实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

总面积(m2

面积

m2

用途

1

水文地质基础实验室

2

160

80

水文地质基础实验

80

水岩相互作用、水样参数测定实验

2

专门工程地质学实验室

2

160

80

岩土工程勘察设计、实验

80

土体原位测试

3

岩体力学实验室

3

240

80

岩体力学岩样加工

80

岩体力学原位测试

80

岩样岩体力学测试实验

4

土力学实验室

3

240

80

土压缩性质实验,包含原状土、重塑土样的加工制作,饱和和烘干等

80

土的基本物理指标测试

80

土的力学性质实验,直接剪切实验及三轴剪切实验

(3)采矿工程专业

采矿工程专业把握学校双一流建设契机,拟以矿产资源生态环境保护性开采自治区高校重点实验室及地质与采矿工程实验教学示范中心为建设重点。在现有实验平台的基础上,拟新建“充填采矿实验室”、“高温高压伺服控制岩体三轴试验机实验室”、“立体相似模拟实验室”及“虚拟矿山技术实训室”,详见表6;扩充完善现有的矿山数值模拟计算中心、现代采矿模型实验室、矿山压力与岩层控制实验室、矿山压力监测与岩层控制实验室、矿井通风模型实验室,详见表7。

6 采矿工程专业拟新增实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

面积(m2

用途

1

充填采矿实验室

1

405

研究绿色开采新技术,解决煤矿开采沉陷破坏、

采出率低等重大理论与技术问题,主要用于师生教学科研

2

高温高压伺服控制岩体三轴试验机实验室

1

288

研究高温高压下,岩体变形与施工钻机具的相互作用,水力压裂规律等主要功能的多功能专用实验设备

3

立体相似模拟实验室

1

256

研究解决西部地区典型煤层开采过程中的岩层控制理论和关键技术问题。主要用于师生教学科研

4

虚拟矿山技术实训室

1

80

虚拟矿山生产、虚拟、通风实验

7 采矿工程专业扩建和完善的实验室一览表

序号

实验室名称

房间数

面积(m2

用途

1

矿山数值模拟计算中心

1

80

矿压数值模拟、主要用于教师科研

2

矿山压力与岩层控制实验室

1

160

厚煤层岩层控制伺服加载实验系统(一套)

主要用于相似材料模拟实验

3

矿山压力监测与岩层控制实验室

1

160

矿山压力监测与岩层控制实验室中采场岩层控制模拟架及加载系统(两套)设备主要用于相似材料模拟实验

4

现代采矿模型实验室

1

108

金属矿整体矿山开采模型,用于采矿学金属矿方向教学

1

108

金属矿开采、煤矿开采、通风等模型,用于采矿学、非煤开采技术、井巷工程、矿井通风实验教学

1

108

露天矿生产、运输、通风模拟,用于露天开采、交通运输实验教学

1

90

深海、深地开采

5

矿井通风模型实验室

1

80

地质测量、瓦斯解析、测量瓦斯、通风实验及学生实验教学

2、基于双一流建设的教学科研平台构建

根据新疆大学“双一流”大学建设的目标,我院制定了“地质资源与地质工程”、“矿物学、岩石学、矿床学”和“采矿工程”3个学科专业相应的实验室建设和发展规划。“地质资源与地质工程”专业拟建设地质资源与地质工程综合实验中心;“矿物学、岩石学、矿床学”学科拟建设“矿物微区分析”自治区重点实验室;采矿学科拟建立“中亚矿产资源绿色安全开采理论与技术研究中心”。

3、依托新校区实验大楼的实验室功能规划

我校目前正在启动新校区建设,结合新校区建设整体规划,我院制定了18000 m2的设计规划,包括16000 m2的本科教学实验室、“新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测”自治区重点实验室、“地质与采矿工程实验教学示范中心”和2000 m2的重装实验室等学院建设规划。新校区实验楼建成后,极大的缓解地矿学院实验教学用房不足的问题,改善实验教学的环境,突破制约学院发展的短板因素,为加快人才培养模式向内涵发展的根本转变、提高人才培养质量提供基础保障具体表现为:

(1)通过建设,增强学院人才培养的功能,成为学校地矿类专业的本科生专业课教学、综合性和设计性实验教学、毕业论文和毕业设计的重要教学基地,受益学科专业为资源勘查工程、地质工程和采矿工程等,受益的本科学生人数为810人,研究生为250人,同时能完成一定的对外培训计划,承接各类企业培训任务,为社会服务。

(2)实验大楼建成后将极大地推动学院学科发展,资源勘查工程专业成为在国内具有较大影响力的专业,大型矿集区识别与地质矿产多元信息集成技术达到全国先进水平,地质工程专业、采矿工程学科处于自治区领先地位。

(3)新校区地矿实验楼建成后,学院将简单的验证性实验向综合型、设计型、创新型实验转变,提供了场所,为加快人才培养由规模扩张向内涵发展的根本转变提供了有力的基础条件保障。

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