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让地表地下“连”起来,地质人才强起来——东

2020-08-18 18:35作者:redadmin


原标题:让地表地下“连”起来,地质人才强起来——东华理工大学新工科建设探索纪实

上个世纪末,“玻璃地球”计划开始在澳大利亚实施,目的是应用地质、物探和三维可视化信息技术,使大陆表层“像玻璃一样透明”,以便研究地球深部构造及演化、探明矿产资源储存及对地质灾害预警等,随之各国掀起了新一轮深部探测的热潮。

作为老牌地质院校,东华理工大学也吹响了“向地球深部进军”的号角。该校探索出三维地质调查与建模技术剖析地下地质结构与铀矿勘查,在其精度和应用效果方面走在了国际前沿。近两年,学校相继获批全国首批“新工科”研究与实践项目和全国首个旅游地学与规划工程新工科专业,自此新工科建设在东华理工轰轰烈烈展开。“我们要始终高举核、地两杆大旗,充分发挥该新工科专业‘头雁’效应,扎扎实实推进新工科建设,打通核地学人才满足社会需求的‘最后一公里’,为服务国防建设和江西发展提供人才与科技的强大‘核动力’。”东华理工大学党委书记柳和生表示。

八年磨一剑,向地球深部“进军”

“它具有二维平面图无法比拟的优势,其立体可视化表达方式使我们对地质深部构造一览无余。”江西省核工业地质局261大队能源矿产院副院长姚亦安说到三维地质模型时异常兴奋,与此结缘是在2013年,该队在开展找矿项目时遇到了技术难题,因为探测至基底界面时,发现含矿条件并不好,他们曾一度失去了信心。

就在举步维艰之际,东华理工三维地质调查与建模科技创新团队为他们带去了希望。依据地球物理探测数据和大队多年钻孔资料,该团队利用三维地质调查与建模技术建立了三维地质模型。他们惊奇地发现:在基底更深处,构造交汇部位矿化比较集中,甚至会成群成组出现,且矿化品位比较好。同时,更为精准的矿化预测有效降低了“盲目”钻探而产生的巨额成本。依据该铀矿勘查线索,该队仅在二十一号矿带的铀矿开采量就从原来的100多吨飙升至10倍,经济价值达数亿元。这项技术还相继被中国地质调查局发展研究中心、武警黄金部队十支队等20多家单位应用。

2018年,在中国地质学会组织的成果鉴定会上,“相山火山盆地三维地质调查”项目成果被评价为“总体上达到国际先进水平,三维地质调查与建模技术等方面达到国际领先水平”。该成果获得2017年度中国地质调查局地质科技一等奖、2018年度江西省科学技术进步一等奖。

攻坚克难,培养出数百名本硕博毕业生

“上山背馒头,下山背‘石头’”,这是每一位地质人野外工作的“标配”。其间艰苦不仅仅是靠双脚去记录和丈量每一寸山川,也是对毅力的考验。上山的路可谓步步艰辛,要在一两米高的荆棘中砍出前行的路是极其艰难的,即使高薪聘请的当地农民也常常因困难而罢工,所以他们往往还兼具“农民工”的身份。“山路崎岖陡峭,丛林危险重重,能布置好探测仪器、采集到典型岩石样品便是一件令人欣喜若狂的事。”该团队野外调查负责人周万蓬副教授感慨道。

为高效完成项目,克服学科之间交叉融合的难度,林子瑜教授硬是跨地质专业啃下了物探信息解译这块硬骨头,融合多学科知识与物探人员一起对深部地质构造做出合理判断。吴志春博士为熟练应用三维地质建模软件,自学掌握计算机相关领域知识,如今30出头的他已是一名响当当的三维地质建模专家了。当时的本科生邓福理现已是内蒙古核工业243大队的骨干了,当年无论是肩抗重物、包揽重活,还是通宵达旦整理数据,他始终乐此不疲。像这样的团队成员还有很多很多……

正是他们一步一个脚印、一批接续一批的攻克难关,为最终的项目成果奠定了坚实之基。团队成员有的已成长为江西省赣鄱英才555工程领军人才、“双千计划”人才、青年井冈学者。项目组还培养了一大批优秀学生,包括博士后7名、博士10名,硕士和本科生200多名。发表学术论文百余篇,出版专著5部,获发明专利3项、软件著作权2项。参与项目工作的本科生,在全国地质技能大赛中分别获得一等奖3项、二等奖9项、三等奖3项。

反哺教学,“新工科”火花再迸发

“简直太神奇了!亮丽多彩的色调、透明动态化的立体显示……地质体由表及里的构造一目了然。不仅如此,模型可以被任意切割,也可以动态漫游,真正达到了‘随时看、随处看、随意看’的效果。”邓达振是该校资源勘查工程专业大三的学生,他对老师首次在课堂上展示相山三维地质模型的场景至今记忆犹新。除此之外,三维地质模型还具有分析、计算、快速成图和输出打印等功能。

地质体和地质现象具有复杂性和多变性,无形之中增加了授课难度。模型的运用不仅提高了课堂教学效率和效果,而且更容易激发学生对课堂学习的兴趣。该团队还开发了基于PDF、AR平台的三维地质模型展示平台,其成本低、实用性强、功能全、操作简单,受到广泛欢迎并被普及应用。

学校将科研成果搬上讲台的同时,还将其运用到了区域地质调查实习,首创了三维地质调查与建模实践教学模式。这不仅让学生掌握了先进技术和方法,还培养了其实践能力、综合运用知识的能力和创新能力。

虽然教学效果显著,但新问题随之而来。学校在实习之前未开设三维地质建模相关课程,学生缺乏多学科融合的综合知识,且对建模软件熟悉程度不够,学生的实习难度和工作量大大增加。此外,在原有学时计划之上新增实习内容,一定程度上增加了学生学习负担,还可能会影响其他课程的学习时间。面对种种难题,怎样才能在有限的时间内培养出适合社会需要的复合型地学人才?一场育人的“头脑风暴”正在东华理工大学展开。

学校多管齐下,计划采用“4+3”本硕连读培养方式,融合“地质学+地球物理勘探+信息技术”构建新的教育模式,在资源勘查工程专业之下设立“三维地质调查与建模”新工科方向的同时,改造升级地球信息科学与技术专业,从而培养多学科交叉融合的新型深部地质调查和找矿勘探人才。目前该方案已得到业内专家高度重视和充分认可。

地壳中的地质体是从地表连续延伸到地下的,但由于目前的地质类专业分得过细,地面地质调查与深部地质结构解译由不同专业人员各管一段,给地质体整体结构探索带来困难,因此人才培养模式改革势在必行。校长孙占学表示,“学校要把新工科建设作为综合改革的‘催化剂’,主动布局战略性新兴产业相关专业,推动学科交叉融合和跨界整合,培育新的交叉学科增长点,以实现学校人才培养和服务经济社会发展的同频共振。”((徐光明 陈晶晶)
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