為讓地球變“透明” 這所高校掀起一場育人模式變革

　　為讓地球變“透明” 這所高校掀起一場育人模式變革

　　東華理工大學將科研成果搬上講台的同時，還將其運用到了區域地質調查實習中，首創了三維地質調查與建模實踐教學模式。

　　上個世紀末，“玻璃地球”計劃開始在澳大利亞實施，目的是應用地質、物探和三維可視化信息技術，使大陸表層“像玻璃一樣透明”，以便研究地球深部構造及演化、探明礦產資源儲存及對地質災害預警等。隨之各國掀起了新一輪地球深部探測的熱潮。

　　中國也不例外。作為老牌地質院校，東華理工大學吹響了“向地球深部進軍”的號角。該校探索出三維地質調查與建模技術，用於剖析地下地質結構與鈾礦勘查，在精度和應用效果方面走在了國際前沿。

　　近兩年，該校相繼獲批全國首批新工科研究與實踐項目和全國首個旅游地學與規劃工程新工科專業，自此新工科建設在東華理工大學轟轟烈烈展開。“我們要始終高舉核、地兩杆大旗，打通核、地學人才滿足社會需求的‘最后一公裡’，為服務國防建設和江西發展提供人才與科技的強大‘核動力’。”東華理工大學黨委書記柳和生表示。

　　多學科聯合揭示深部地質構造

　　“它具有二維平面圖無法比擬的優勢，其立體可視化表達方式使我們對地質深部構造一覽無余。”說到三維地質模型時，江西省核工業地質局261大隊能源礦產院副院長姚亦安異常興奮。該隊因為在開展找礦項目探測至基底界面時，發現含礦條件並不好，曾一度失去信心。

　　就在舉步維艱之際，東華理工三維地質調查與建模科技創新團隊為他們帶去了希望。依據地球物理探測數據和多年鑽孔資料，該團隊利用三維地質調查與建模技術建立了三維地質模型，發現在基底更深處，構造交匯部位礦化比較集中，甚至成群成組出現，且礦化品位比較好。同時，更為精准的礦化預測有效降低了“盲目”鑽探而產生的巨額成本。依據上述模型，261大隊僅在二十一號礦帶的鈾礦開採量就比原來的100多噸提升了10倍，經濟價值達數億元。這項技術還相繼被中國地質調查局發展研究中心、武警黃金部隊十支隊等20多家單位應用。

　　2010年，學校先后主持中國地質調查局相山盆地區域地質調查和三維地質調查項目，后者是全國14個三維地質調查試點項目之一。歷時5年的野外調查和3年室內數據處理分析，不同單位、多學科聯合攻關，揭示了相山盆地3000米深度的地質結構特征，建立了該區三維結構模型，指導深部找礦取得重大突破。

　　2018年，在中國地質學會組織的成果鑒定會上，“相山火山盆地三維地質調查”項目成果被評價為“總體上達到國際先進水平，三維地質調查與建模技術等方面達到國際領先水平”。該成果獲得2017年度中國地質調查局地質科技一等獎、2018年度江西省科學技術進步一等獎。

　　師生協力克服交叉融合難題

　　上山背饅頭，下山背“石頭”，這是每一位地質人野外工作的標配。靠雙腳去記錄和丈量每一寸山川，對毅力是一種極大的考驗。上山的路可謂步步艱辛，要在一兩米高的荊棘中砍出前行的路是極其艱難的，即使高薪聘請的當地農民也常常因困難而罷工。“山路崎嶇陡峭，叢林危險重重，能布置好探測儀器、採集到典型岩石樣品便是一件令人欣喜若狂的事。”三維地質調查團隊野外調查負責人周萬蓬副教授感慨道。

　　為高效完成項目，克服學科之間交叉融合難題，東華理工大學涌現出許多不怕吃苦的師生。林子瑜教授跨越地質專業，啃下了物探信息解譯這塊硬骨頭，融合多學科知識與物探人員一起對深部地質構造做出合理判斷。吳志春博士為熟練應用三維地質建模軟件，自學掌握計算機相關領域知識，如今已是一名響當當的三維地質建模專家。當時的本科生鄧福理現已是內蒙古核工業243大隊的骨干。當年無論是肩抗重物、包攬重活，還是通宵達旦整理數據，他始終樂此不疲。

　　正是他們一步一個腳印、一批接一批攻克難關，為最終的三維地質調查項目成果奠定了堅實的基礎。項目組培養了一大批優秀學生，包括博士后7名、博士10名，碩士和本科生200多名。發表學術論文百余篇，出版專著5部，獲發明專利3項、軟件著作權2項。參與項目工作的本科生，在全國地質技能大賽中分別獲得一等獎3項、二等獎9項、三等獎3項。

　　“頭腦風暴”創新教育教學模式

　　“簡直太神奇了！亮麗多彩的顏色、透明動態化的立體顯示……地質體由表及裡的構造一目了然。不僅如此，模型可以被任意切割，也可以動態漫游，真正達到了隨時看、隨處看、隨意看的效果。”鄧達振是該校資源勘查工程專業大三的學生，他對老師首次在課堂上展示相山三維地質模型的場景記憶猶新。除此之外，三維地質模型還具有分析、計算、快速成圖和輸出打印等功能。

　　地質體和地質現象具有復雜性和多變性，無形之中增加了授課難度。模型的運用不僅提高了課堂教學效率和效果，而且更容易激發學生對課堂學習的興趣。三維地質調查團隊還開發了基於PDF、AR平台的三維地質模型展示平台，其成本低、實用性強、功能全、操作簡單，受到廣泛歡迎並被普及應用。

　　該校將科研成果搬上講台的同時，還將其運用到了區域地質調查實習中，首創了三維地質調查與建模實踐教學模式。這不僅讓學生掌握了先進技術和方法，還培養了實踐能力、綜合運用知識的能力和創新能力。

　　雖然教學效果顯著，但新問題隨之而來。學校在實習之前未開設三維地質建模相關課程，學生缺乏多學科融合的綜合知識，且對建模軟件熟悉程度不夠，學生的實習難度和工作量大大增加。此外，在原有學時計劃之上新增實習內容，一定程度上增加了學生學習負擔，還可能會影響其他課程的學習時間。面對種種難題，怎樣才能在有限的時間內培養出適合社會需要的復合型地學人才？一場育人的“頭腦風暴”正在東華理工大學展開。

　　該校多管齊下，計劃採用“4+3”本碩連讀培養方式，融合“地質學+地球物理勘探+信息技術”構建新的教育模式，在資源勘查工程專業之下設立“三維地質調查與建模”新工科方向的同時，強化地球信息科學與技術專業建設，培養多學科交叉融合的新型深部地質調查和找礦勘探人才。

　　地殼中的地質體是從地表連續延伸到地下的。但由於目前的地質類專業分得過細，地面地質調查與深部地質結構解譯由不同專業人員各管一段，地質體整體結構探索面臨困難，因此人才培養模式改革勢在必行。東華理工大學校長孫佔學表示，“學校要把新工科建設作為綜合改革的‘催化劑’，主動布局戰略性新興產業相關專業，推動學科交叉融合和跨界整合，培育新的交叉學科增長點，以實現學校人才培養和服務經濟社會發展的同頻共振。”