将本科生专业知识学习与人文素养的培育联系起来,注重本科生导师制指导过程中的人文因素添加,因材施教,引导学生发掘专业之美,知识之美,生活之美,从而身心健康全面发展。另外,吸引、鼓励导师制学生积极参与指导教师团队的科研项目研究,让同学们借此夯实专业知识基础、学以致用,还能促使同学们在发现问题、解决问题的过程中培养起强烈的专业自信、知识自信,激发浓厚的学习和科研兴趣,从而能够引导学生做好学习规划、个人发展规划。
1.基本做法
(1)立德树人
从本科生新生入校分配导师以来,指导导师团队就与学生建立“导师制”微信群作为及时交流渠道,平时在生活上、学习上一直保持着与他们的密切交流。比如针对本科生新生刚踏入大学校园,对新环境、新生活充满好奇,容易受到周围一些形形色色的诱惑干扰,难免上当受骗,造成个人损失,导师团队就向各位新生推送了“校园贷”等警示片,提醒大家拒绝、远离诱惑,增强安全防范意识。将力学、采矿专业知识的学习和人文素养的培育联系起来,叮嘱学生一定要养成良好的读书习惯,陶冶情操,内外兼修,成贤成材。
(2)学业指导
学习上,针对同学们反映说高数等课程学习困难,很难把握学习知识重点,也不知道所学知识有什么用的情况,导师团队结合科研问题向大家介绍了该侧重学习哪些知识,例如向大家介绍了高数中的傅里叶变换在岩石断裂面频谱分析中的应用,帮助大家端正学习态度,认识到学习基础课程的重要性。另外也为大家提供了一些学习方法、学习资料,推荐了中国慕课、麻省理工公开课等学习平台。为发挥朋辈帮扶激励作用,向他们介绍了同年级的同学的学习情况,激发他们的好胜心和自信心,同时鼓励他们与高年级学长多交流,多吸取经验。
(3)指导规划
在初次导师分配见面会上就详细了解了学生的个人基本情况,面对面向各位新生介绍了学校、学科专业的整体发展情况。针对同学们对采矿仍保留着“黑脏乱”的认识,向他们介绍了“颠覆传统采矿的7大技术”、“矿业发展的10大趋势”以及“太空采矿专业”的一些学习资料,推荐他们观看CCTV《走遍中国--超级煤矿》专题系列片,帮助他们全新认识采矿专业,树立自信心,明确学习目标。同时从奖学金评定、保研深造、出国交流等方面,激励大家树立学习自信心,做好个人发展规划。
(4)指导研究
经常向同学们介绍指导导师团队的科研项目情况,鼓励他们学习相关知识,将导师制学生吸引到指导教师团队大学生创新训练项目当中来,欢迎他们积极共同参与科研项目研究训练。以指导教师负责的国家自然科学基金“花岗岩分数阶非达西渗流模型研究(项目编号51674266)”为依托,我国甘肃北山花岗岩区高放废物处置库地下实验室建设前期的力学问题分析、安全评价,以及处置库围岩地下水非达西渗流以及核素污染物迁移过程的数学建模为研究方向,以本科生的知识结构为依据简化问题,使同学们能够综合运用自己所学的高等数学、工程力学等专业知识参与到科研项目关键科学问题研究过程当中来。这样不仅能够让同学们夯实专业知识基础、学以致用,还能促使同学们在发现问题、解决问题的过程中培养起浓厚的学习和科研兴趣,同时能让同学们感觉到所学即有所用,树立起强烈的专业自信,知识自信,从而能够更加积极地投入到课程学习当中来。
具体地,针对高放废物地质处置工程,以甘肃某预选场址为背景,以“高放废物地质处置地下实验室建设前期的力学问题分析”为研究课题,指导学生分析花岗岩区地下实验室建设工程中涉及的力学问题,包括特定硐室布置条件下围岩应力及稳定性分析、动力灾害发生机理与防治、温度对围岩强度影响等。针对高放废物深地处置、深部煤炭资源开采等工程的共性基础问题,以“花岗岩分数阶非达西渗流模型研究”为题,指导学生开展我国高放废物地质处置甘肃北山预选区花岗岩非线性渗流问题分析与研究,探讨低速非线性渗流运动过程建模新方法。针对当前非线性渗流方程参数过多、难以确定的问题,将分数阶微积分理论与方法引进到花岗岩非线性渗流问题的研究中,指导学生尝试建立花岗岩分数阶非达西渗流运动方程,并发展相应的数值分析模型,为评价高放废物地下处置库等大型地下空间的近场渗流演化特性提供可靠的理论基础。以“基于强度理论的深潜器外形研究”为题,让同学们深化材料力学材料破坏或失效的假设即材料强度理论的相关知识,探讨材料强度理论的适用范围,指导他们研究各向等压下材料变形与强度特征,探讨各向等压环境下深潜器功能与深潜器外形结构优化问题,建立基于强度理论的深潜器结构优化模型。以高放废物处置库花岗岩围岩当中的核素污染物迁移为研究对象,指导同学们运用所学的高等数学微积分、工程力学流体运输知识,对等温吸附条件下的核素对流扩散过程进行建模,并对模型进行了求解和数值模拟,并指导同学们撰写研究论文,对自己的研究成果进行了综合表述。
2.指导成效
吸引本科生导师制学生参与指导教师科研项目研究,指导他们在国际应用数学领域著名SCI期刊Applied Mathematics Letters上发表论文1篇。通过这样的科研训练,巩固和拓展了学生们所学的专业知识,不仅提高了同学们的学习成绩(多位同学获得了校优秀学生奖学金),而且还提高了同学们发现问题、解决问题的能力,资料收集、知识总结、和文字(外语)撰写的能力,增强了同学们,培养了同学们参与科学研究的浓厚兴趣。
Shuai Yang*, Xiang Chen, Lin Ou, Yuan Cao, Hongwei Zhou*. Analytical solutions of conformable advection-diffusion equation for contaminant migration with isothermal adsorption. Applied Mathematics Letters, 105(2020), 106330, doi: 10.1016/j.aml.2020.106330 (SCI收录, Q1, Top, IF=3.848).
3.个人体会
本科生导师制是新的一种因材施教的教育培养模式,学生和导师双向选择,给学生和老师提供了一个近距离接触交流的机会。学生能经常与导师交流,还可以直接参与导师的课题,充分调动了学生学习的积极性。也能够让教师关注到每位学生的具体学习、心理状况,从而能够因材施教,对学生进行个性化的指导,以达到引导学生积极向上、健康全面发展的目的。教学相长,导师制不仅引导学生发展,对教师也有很好的促进作用,在与学生的接触中,教师们能增强教书育人的责任感,也能促使教师积极拓宽知识面,多方面提高业务素质。
4. 教师风采
周宏伟,教授、博导,教育部长江学者特聘教授,国家百千万人才工程人选、国家有突出贡献的中青年专家、教育部新世纪优秀人才支持计划人选、北京市优秀教师、北京市高等学校教学名师、享受国务院政府特殊津贴。担任教育部特色专业、北京市优秀教学团队、北京高校优秀本科育人团队、北京市高等学校实验教学示范中心负责人。负责并讲授的北京市高等学校精品课程《材料力学》入选国家级一流本科课程。兼任教育部高等学校力学基础课程教学指导委员会委员,中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会副主任,中国力学学会理事,北京力学会常务理事。长期从事能源与矿业开发中的岩石力学研究,负责完成了国家973课题2项、国家十三五重点研发计划课题1项、国家自然科学基金项目3项、科技部国际合作项目1项、欧盟国际合作项目等。在国内外学术刊物上发表论文200余篇。曾获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖、北京市教学成果奖等。