讓地表地下“連”起來(lái)，地質(zhì)人才強(qiáng)起來(lái)——東華理工大學(xué)新工科建設(shè)探索紀(jì)實(shí)

上個(gè)世紀(jì)末，“玻璃地球”計(jì)劃開(kāi)始在澳大利亞實(shí)施，目的是應(yīng)用地質(zhì)、物探和三維可視化信息技術(shù)，使大陸表層“像玻璃一樣透明”，以便研究地球深部構(gòu)造及演化、探明礦產(chǎn)資源儲(chǔ)存及對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等，隨之各國(guó)掀起了新一輪深部探測(cè)的熱潮。

作為老牌地質(zhì)院校，東華理工大學(xué)也吹響了“向地球深部進(jìn)軍”的號(hào)角。該校探索出三維地質(zhì)調(diào)查與建模技術(shù)剖析地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)與鈾礦勘查，在其精度和應(yīng)用效果方面走在了國(guó)際前沿。近兩年，學(xué)校相繼獲批全國(guó)首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目和全國(guó)首個(gè)旅游地學(xué)與規(guī)劃工程新工科專業(yè)，自此新工科建設(shè)在東華理工轟轟烈烈展開(kāi)。“我們要始終高舉核、地兩桿大旗，充分發(fā)揮該新工科專業(yè)‘頭雁’效應(yīng)，扎扎實(shí)實(shí)推進(jìn)新工科建設(shè)，打通核地學(xué)人才滿足社會(huì)需求的‘最后一公里’，為服務(wù)國(guó)防建設(shè)和江西發(fā)展提供人才與科技的強(qiáng)大‘核動(dòng)力’。”東華理工大學(xué)黨委書(shū)記柳和生表示。

八年磨一劍，向地球深部“進(jìn)軍”

“它具有二維平面圖無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，其立體可視化表達(dá)方式使我們對(duì)地質(zhì)深部構(gòu)造一覽無(wú)余?！苯魇『斯I(yè)地質(zhì)局261大隊(duì)能源礦產(chǎn)院副院長(zhǎng)姚亦安說(shuō)到三維地質(zhì)模型時(shí)異常興奮，與此結(jié)緣是在2013年，該隊(duì)在開(kāi)展找礦項(xiàng)目時(shí)遇到了技術(shù)難題，因?yàn)樘綔y(cè)至基底界面時(shí)，發(fā)現(xiàn)含礦條件并不好，他們?cè)欢仁チ诵判摹?/p>

就在舉步維艱之際，東華理工三維地質(zhì)調(diào)查與建?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)為他們帶去了希望。依據(jù)地球物理探測(cè)數(shù)據(jù)和大隊(duì)多年鉆孔資料，該團(tuán)隊(duì)利用三維地質(zhì)調(diào)查與建模技術(shù)建立了三維地質(zhì)模型。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)：在基底更深處，構(gòu)造交匯部位礦化比較集中，甚至?xí)扇撼山M出現(xiàn)，且礦化品位比較好。同時(shí)，更為精準(zhǔn)的礦化預(yù)測(cè)有效降低了“盲目”鉆探而產(chǎn)生的巨額成本。依據(jù)該鈾礦勘查線索，該隊(duì)僅在二十一號(hào)礦帶的鈾礦開(kāi)采量就從原來(lái)的100多噸飆升至10倍，經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)數(shù)億元。這項(xiàng)技術(shù)還相繼被中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心、武警黃金部隊(duì)十支隊(duì)等20多家單位應(yīng)用。

2018年，在中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)組織的成果鑒定會(huì)上，“相山火山盆地三維地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目成果被評(píng)價(jià)為“總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，三維地質(zhì)調(diào)查與建模技術(shù)等方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。該成果獲得2017年度中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)科技一等獎(jiǎng)、2018年度江西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

攻堅(jiān)克難，培養(yǎng)出數(shù)百名本碩博畢業(yè)生

“上山背饅頭，下山背‘石頭’”，這是每一位地質(zhì)人野外工作的“標(biāo)配”。其間艱苦不僅僅是靠雙腳去記錄和丈量每一寸山川，也是對(duì)毅力的考驗(yàn)。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(qǐng)的當(dāng)?shù)剞r(nóng)民也常常因困難而罷工，所以他們往往還兼具“農(nóng)民工”的身份?！吧铰菲閸缍盖?，叢林危險(xiǎn)重重，能布置好探測(cè)儀器、采集到典型巖石樣品便是一件令人欣喜若狂的事?！痹搱F(tuán)隊(duì)野外調(diào)查負(fù)責(zé)人周萬(wàn)蓬副教授感慨道。

為高效完成項(xiàng)目，克服學(xué)科之間交叉融合的難度，林子瑜教授硬是跨地質(zhì)專業(yè)啃下了物探信息解譯這塊硬骨頭，融合多學(xué)科知識(shí)與物探人員一起對(duì)深部地質(zhì)構(gòu)造做出合理判斷。吳志春博士為熟練應(yīng)用三維地質(zhì)建模軟件，自學(xué)掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，如今30出頭的他已是一名響當(dāng)當(dāng)?shù)娜S地質(zhì)建模專家了。當(dāng)時(shí)的本科生鄧福理現(xiàn)已是內(nèi)蒙古核工業(yè)243大隊(duì)的骨干了，當(dāng)年無(wú)論是肩抗重物、包攬重活，還是通宵達(dá)旦整理數(shù)據(jù)，他始終樂(lè)此不疲。像這樣的團(tuán)隊(duì)成員還有很多很多……

正是他們一步一個(gè)腳印、一批接續(xù)一批的攻克難關(guān)，為最終的項(xiàng)目成果奠定了堅(jiān)實(shí)之基。團(tuán)隊(duì)成員有的已成長(zhǎng)為江西省贛鄱英才555工程領(lǐng)軍人才、“雙千計(jì)劃”人才、青年井岡學(xué)者。項(xiàng)目組還培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀學(xué)生，包括博士后7名、博士10名，碩士和本科生200多名。發(fā)表學(xué)術(shù)論文百余篇，出版專著5部，獲發(fā)明專利3項(xiàng)、軟件著作權(quán)2項(xiàng)。參與項(xiàng)目工作的本科生，在全國(guó)地質(zhì)技能大賽中分別獲得一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)9項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

反哺教學(xué)，“新工科”火花再迸發(fā)

“簡(jiǎn)直太神奇了！亮麗多彩的色調(diào)、透明動(dòng)態(tài)化的立體顯示……地質(zhì)體由表及里的構(gòu)造一目了然。不僅如此，模型可以被任意切割，也可以動(dòng)態(tài)漫游，真正達(dá)到了‘隨時(shí)看、隨處看、隨意看’的效果?！编囘_(dá)振是該校資源勘查工程專業(yè)大三的學(xué)生，他對(duì)老師首次在課堂上展示相山三維地質(zhì)模型的場(chǎng)景至今記憶猶新。除此之外，三維地質(zhì)模型還具有分析、計(jì)算、快速成圖和輸出打印等功能。

地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象具有復(fù)雜性和多變性，無(wú)形之中增加了授課難度。模型的運(yùn)用不僅提高了課堂教學(xué)效率和效果，而且更容易激發(fā)學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)的興趣。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了基于PDF、AR平臺(tái)的三維地質(zhì)模型展示平臺(tái)，其成本低、實(shí)用性強(qiáng)、功能全、操作簡(jiǎn)單，受到廣泛歡迎并被普及應(yīng)用。

學(xué)校將科研成果搬上講臺(tái)的同時(shí)，還將其運(yùn)用到了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查實(shí)習(xí)，首創(chuàng)了三維地質(zhì)調(diào)查與建模實(shí)踐教學(xué)模式。這不僅讓學(xué)生掌握了先進(jìn)技術(shù)和方法，還培養(yǎng)了其實(shí)踐能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。

雖然教學(xué)效果顯著，但新問(wèn)題隨之而來(lái)。學(xué)校在實(shí)習(xí)之前未開(kāi)設(shè)三維地質(zhì)建模相關(guān)課程，學(xué)生缺乏多學(xué)科融合的綜合知識(shí)，且對(duì)建模軟件熟悉程度不夠，學(xué)生的實(shí)習(xí)難度和工作量大大增加。此外，在原有學(xué)時(shí)計(jì)劃之上新增實(shí)習(xí)內(nèi)容，一定程度上增加了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，還可能會(huì)影響其他課程的學(xué)習(xí)時(shí)間。面對(duì)種種難題，怎樣才能在有限的時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出適合社會(huì)需要的復(fù)合型地學(xué)人才？一場(chǎng)育人的“頭腦風(fēng)暴”正在東華理工大學(xué)展開(kāi)。

學(xué)校多管齊下，計(jì)劃采用“4+3”本碩連讀培養(yǎng)方式，融合“地質(zhì)學(xué)+地球物理勘探+信息技術(shù)”構(gòu)建新的教育模式，在資源勘查工程專業(yè)之下設(shè)立“三維地質(zhì)調(diào)查與建?！毙鹿た品较虻耐瑫r(shí)，改造升級(jí)地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，從而培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合的新型深部地質(zhì)調(diào)查和找礦勘探人才。目前該方案已得到業(yè)內(nèi)專家高度重視和充分認(rèn)可。

地殼中的地質(zhì)體是從地表連續(xù)延伸到地下的，但由于目前的地質(zhì)類專業(yè)分得過(guò)細(xì)，地面地質(zhì)調(diào)查與深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)解譯由不同專業(yè)人員各管一段，給地質(zhì)體整體結(jié)構(gòu)探索帶來(lái)困難，因此人才培養(yǎng)模式改革勢(shì)在必行。校長(zhǎng)孫占學(xué)表示，“學(xué)校要把新工科建設(shè)作為綜合改革的‘催化劑’，主動(dòng)布局戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)，推動(dòng)學(xué)科交叉融合和跨界整合，培育新的交叉學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)校人才培養(yǎng)和服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同頻共振?！保ㄖ袊?guó)教育報(bào)—中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 徐光明 通訊員 陳晶晶）