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【学院巡礼21】未来技术学院:探索拔尖创新人才培养新范式

作者:   时间:2024-10-24   点击数:

者按:为全面落实立德树人根本任务,确保人才培养中心地位和本科教育教学核心地位。根据教育部《普通高等学校本科教育教学审核评估实施方案(2021—2025年)》要求,教育部将于2024年10月对我校开展本科教育教学审核评估工作。各本科教育教学单位结合审核评估工作要求进行了充分准备,系统总结提炼学院本科教育教学工作目标定位、体系设计、质量保障、学生发展等相关工作。为进一步系统展示学院本科教育教学工作,突出“严在地大,卓越引领”的质保理念。现开设《本科教育教学审核评估学院巡礼》专栏,梳理学院教育教学改革和高质量发展的特色,供各单位学习交流。


当前学科交叉融合不断发展,新一代信息技术、人工智能与地球科学深度融合,已是地球科学研究领域构建新研究方式和技术工具的必经之路。在此背景下,2021年10月,学校成立未来技术学院,充分利用学校在地质学、地质资源与地质工程学科上的优势,以未来技术学院为平台,建设“智能+地球科学”交叉学科方向,推动人工智能、新一代信息技术与地球科学的深度融合,发展新的地球科学研究智能化技术手段,为学校服务美丽中国、宜居地球建设提供思想、技术和方法。

图1 王焰新院士参加未来技术学院首批新生开学典礼

未来技术学院面向资源能源探测和生态文明建设的重大需求,针对资源环境领域“卡脖子”问题,以未来地球探测和生态健康技术发展为重点,通过人工智能、新一代信息技术与地球科学的深度融合,探索资源与环境领域多学科交叉创新模式和技术领军人才培养新范式,催生资源利用与生态环境保护颠覆性技术,打造资源环境领域教学科研高地。

未来技术学院以“电子信息类(未来技术学院)”大类招生,培养专业涵盖了计算机科学与技术、自动化、机械设计制造及其自动化、地质学、地质工程、资源勘查工程、地球物理学、海洋科学、地理信息科学、环境工程等10个国家级一流本科专业。学院每年招生本科生60余人、硕士研究生60余人、博士研究生20余人,最终学生总规模将达到600人左右。

聚焦未来  学科交叉育英才

学院瞄准地球探测和生态健康未来10-15年的前沿性、革命性、颠覆性技术发展,通过人工智能、新一代信息技术与地球科学的交叉融合,聚焦未来地球探测和未来生态健康两个交叉创新方向。

未来地球探测技术方向致力于深化人类对生存环境的认知,掌握资源能源储备,拓展生存发展疆域。突破天空地海一体化立体监测、全球自然资源信息动态感知等前沿技术,建立自然资源调查监测智能技术与装备体系,形成重点区域和全球自然资源的动态探测和信息化服务关键技术。聚焦深地深海智能勘探研究,研发一批智能化勘探重大装备技术,全方位提升我国大深度、大范围、高精度探测技术和装备水平。

未来生态健康技术方向面向高质量发展的经济主战场、面向生态文明建设的国家重大需求、面向新一轮科技革命的世界科学前沿,着眼“山水林田湖草海”生命共同体,服务国民经济绿色发展大格局。开展生态与灾害精准监测预警研究,建立多区域尺度资源环境承载力评价与监测预警的理论和技术方法体系,大幅提升自然灾害预警能力。通过水-土环境生态系统修复、地下空间安全利用等核心技术创新,构建地下空间和地下含水层储水空间精细探测自主装备、技术与安全利用体系,解决大中城市地下空间与安全利用问题。

聚焦两个方向,在天空地海一体化立体监测、深地深海智能勘探等前沿交叉科学与未来技术领域取得原创性成果,形成地球探测和生态健康新兴产业,培养具有前瞻交叉思维的科技创新人才,抢占未来科技发展先机,增强对国家高质量经济发展和生态文明建设的人才与科技支撑,推动“美丽中国”建设行稳致远。

敢闯会创  创新人才培养新模式

学院汇集学校在地质学、地质资源与地质工程、人工智能、新一代信息技术等领域的优势教学科研资源,打破传统理工专业设置的壁垒,形成以个性化培养、国际化视野、科教产教协同育人、跨学科多出口为特色的“三五四”育人模式。以领域导向型课程体系、能力导向型学习机制、创新导向型实践模式三个创新为载体,以大师引领、科研驱动、资源汇集、国际合作和贯通培养五个维度为抓手,以人工智能研究院、地大科教融合中心、产教融合企业联盟、国际合作研究中心四个平台为基座,构建资源环境领域“敢闯会创”的创新人才培养新范式。

图2 未来技术学院“三五四”育人模式框架

学院以未来技术领军人才必备的知识组成和创新能力为培养目标,构建跨学科、个性化的人才培养新机制。坚持宽口径、厚基础、重实践、促创新的原则,实行全面学分制;建立基础厚实、领域导向的个性化课程模块,凸显在地质资源与生态环境不同领域的培养定位。

学院围绕人才培养机制,构建领域导向型课程体系,建设“智能+领域”课程模块,包括“人工智能与信息技术”“地质资源演化”“深地深海探测”“健康地球技术”“交叉学科”五大课程模块,形成各课程模块间的灵活选课机制。构建能力导向型学习机制,以学生为主体,在导师团队指导下,支持自设个性化课程,通过创新项目研究,培养学生知识发现与创新能力;可以通过“以研代学”的方式,以科研成果取得相关课程的学分;打破以应试成绩为主体的评价机制,构建知识体系、创新能力多维度评价机制;构建创新导向型实践模式,从综合实验实践教学、未来技术创新实践、科技创新型实践多层次设计实践教学,通过认知实习、课程实践、探索与猜想计划、创新项目研究、创新创业竞赛、企业技术创新、未来技术应用等实践环节,培养学生创造性思维与批判性思维,不断锤炼学生的创造能力。

汇聚学校最优质的教学资源,组建一流的师资队伍。邀请赵鹏大、殷鸿福、金振民、郝芳、成秋明等院士,以及外国科学院院士担任导师团队顾问。聘任王焰新院士、谢树成院士,以及一批长江学者、国家杰青和知名学者担任首席科学家。汇聚学校地质学、地质资源与地质工程、自动化、计算机等领域的高水平智力资源,组建16支跨学科导师团队,2024年新增1支跨学科导师团队,目前导师总数已达91人。

学院创新性开展“探索与猜想计划”探索未来地球探测和生态健康领域人才培养模式,培养资源环境领域的拔尖创新领军人才。该科研项目全覆盖资助学生,营造“鼓励创新、善于创新、勇于创新”的良好氛围,推动学生以科学研究为驱动,由被动式学习向主动式学习转变,撬动交叉学科研究。

学院采用强创新、重实践的培养模式,将创新思维训练融入课程和实践活动,鼓励学生利用课堂所学开展原创性实践,培养创造性思维和批判性思维能力。围绕学校对创新创业课程建设的要求,通过“以研代学”实施方案、课程设置、教学设计、评价机制等方面的创新,形成具有灵活性、创新性、合理性的“以研代学”课程教学机制。

学院充分发挥本科生阶段科研创新能力和知识体系培养的机制优势,将研究生培养与本科生培养紧密结合,实施“本-硕-博计划”。导师团队对入选学生进行全方位指导,确立中长期研究课题,保证本、硕、博阶段研究工作的创新性和可持续性。适时调整高年级本科生的课程计划,提前进入研究生课程学习。对“本-硕-博计划”学生施行动态考核管理,适时分流,择优补进。

在组建校内高水平师资团队的同时,聘请国家资源环境行业和国内人工智能、信息技术的行业领军人才,组建产学研导师团队。聘请国际知名教授,组建国外高水平导师队伍,面向本科生、研究生开设国际化特色课程,组织学生赴国外参观交流。建设校企协同创新机制,成立产教融合企业联盟,构建产学研用深度融合的实践教学模式。鼓励学生深入企业一线,助推科研成果转化,组织学生科研团队参加“互联网+”“挑战杯”“创青春”等大学生创新创业竞赛。

踔厉奋发  人才培养有成效

学院持续推动学生自主学习,实施“探索与猜想计划”。实现二年级及以上学生全覆盖,营造“鼓励创新、善于创新、勇于创新”的良好氛围;强调以科学研究为驱动,贯穿大学期间的课程学习,推动被动式学习向主动式学习转变,目前已有33个项目成功立项。

开展国际交流实习实践计划,2023年选派30名本科生前往日本东京高校企业开展为期10天的国际实习。2023年的国际实习,由日本学术振兴社全额资助10名学生,其他学生由未来技术学院和本科生院共同资助。2024年8月,继续选派30名本科生前往日本开展国际实习,极大的扩展了学生的国际研究视野。

图3 学生在日本东京高校企业开展国际实习

为了促进学科交叉融合,开设“未来技术前沿论坛”。2023年启动第一期“未来技术前沿论坛”,分为探索论坛、创新论坛、学科交叉前沿论坛、博雅之声、星火讲堂、卓尔朋辈沙龙、名师面对面、未来科技创新领军人才培养沙龙等多个模块。邀请加拿大皇家科学院院士Witold Pedrycz教授等7人为《学科交叉前沿论坛》板块做学术报告,开设以《专业学习与学科竞赛》《暑期实习实践》为主题的卓尔朋辈沙龙,开设以《新时代以深刻的自我革命引领伟大的社会革命》为主题的星火讲堂,举行《本科生“探索与猜想计划”进展汇报暨本科生科技论文报告会》和《创新论坛暨研究生科技论文报告会》。

学院高度重视学生的实践环节,2022年启动《产学研协同工业实践》,将专业知识同生产、设计、科研等实际工作相结合,巩固提高专业知识和专业技能。2023年开展产学研协同工业实践,组织48名本科生赴浙江中控、陕西地矿一队、武汉超算、中国地震台网等单位开展实习。2024年组织100余名学生分别赴浙江中控、特雷西能源科技(杭州)有限公司、河南省自然资源监测和国土整治院、上海同步辐射光源、讯飞华中武汉有限公司、中国地质调查局武汉地质调查中心、武汉中地数码科技有限公司等单位开展实习。

图4 学生在浙江中控技术股份有限公司开展产学研协同实践

未来技术学院汇集了优质的教学科研资源,建立了新的人才培养机制,学院的建设符合国家发展战略,契合学校“美丽中国,宜居地球,迈向2030”的战略布局。

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