成果名称：深度融合“云”技术的矿物加工工程专业创新人才培养过程管控体系构建与实施
获奖等级：一等奖
主要完成人：邓久帅、徐宏祥、孙志明、黄根、王卫东、黄波
成果介绍
中国特色社会主义新时代对大学生工程实践创新能力和自主学习能力提出了更高的要求，高校应以时代需求为引领，不断深化教育教学改革创新，强化创新人才核心能力培养。针对培养过程管控体系中教学时空受限制、过程监督不全面、教学形式偏单一、质量评价欠客观等问题，本教学成果依托中央高校改善基本办学条件专项资金、北京市教委人才培养共建项目、北京高等学校教育教学改革项目和中国矿业大学（北京）本科教育教学改革项目，旨在运用先进的理念，深度融合“云”技术，构建并实施了以学生为中心、以培养创新型工程人才为目标、以任务驱动和过程管控为导向的矿物加工工程专业创新人才培养过程的管控体系，形成了全方位育人的多维协同机制，打破了传统的教室的时空限制和学校围墙，整合了学习资源数据库，开发了教学云平台，拓展了育人的时空场所，实现了人才培养时空无限制、过程体系有监督、质量评价有依据、培养效果有反馈、教学质量有提升、学生能力有增强的新型教学和人才培养过程管控体系。
成果一：提出了“以煤炭加工为核心，非金属矿与金属矿加工为两翼，资源化综合利用为补充，过程及装备智能化为引领”的矿物加工工程专业人才培养的指导方针，构建了重实践创新与自主学习培养的培养方案。
立足“家国情怀、精英素养、能源特质”人才培养目标，增加实践教学与自主学习学时，强化实践创新和自主学习能力培养，整合专业方向与专业选修课，建立突显专业前沿与特色的模块化选修课程组，供学生自主选择。推进面向新技术、新领域的学科前沿课程和全英文国际化课程建设，设立暑期国际学分。促进课程体系“纵向贯通”，打通本科及研究生阶段选课通道，鼓励学有余力的本科生修读研究生课程。构建与专业教育相融合的综合育人机制，为大学生实践创新与自主学习能力培养提供科学理论支撑。
成果二：创建了矿物加工工程专业自主学习云平台，重构专业课程教学体系，推进线上线下融合，加强了大学生学习能力培养以及学习过程监控。
培养自主学习能力是矿物加工工程专业一项基本毕业要求，传统的课堂教学是接受式的、被动式的学习方式，推进现代信息技术与课程教学的深度融合，建设了矿物加工工程专业自主学习云平台，探索线上线下混合教学改革，培养了学生良好的学习习惯。自主学习平台已完成《矿物加工学I》、《矿物加工学II》、《分离科学与工程》、《矿物加工过程检测与控制》、《计算机三维设计基础》、《矿物加工过程Matlab计算与仿真》、《毕业实习》七门课程的部署和使用，方便学生利用碎片化时间自主学习，培养了学生在课堂内外有预习的习惯、听讲的习惯、认真思考的习惯、按时独立完成作业的习惯，以及训练和复习的习惯等，并努力使其规范化。任课老师可依据教学情况及学生学习情况，灵活发布课程或单元考试，检验学生学习的效果，监控学习过程，在线评估学习成果，实现学习空间、学习资源、学习方式的融合，提升了学生的自主学习能力及知识建构能力。
自主学习云平台课程管理中心
自主学习云平台考试管理和论坛中心
成果三：深度融合“云”技术，创建了以任务驱动和过程管控为导向的矿物加工工程专业教学云平台，培养学生工程实践创新能力。
大学生创新训练、课程设计、专业综合设计、毕业设计（论文）是培养大学生的工程能力和实践能力的重要实践教学环节，直接反映了人才培养的质量。基于校园网建立的矿物加工工程专业教学云平台为一个封闭的系统（如图4），包括基础平台、支撑平台、资源平台和管理平台，实现了云平台的开放性与封闭性完美结合，克服了实践教学环节（尤其是毕业设计环节）的时间和空间约束，使学生拥有更大的自由度，强化了学生自主学习能力的培养。借助平台安全策略可以防止学生将系统外的资料拷贝系统中，虚拟桌面不能相互访问，不能进行拷贝，有效地防止了相互抄袭，加强实践教学过程的质量管控，提高学生的综合能力和全面素质，增强学生在就业市场的竞争力。
专业教学云平台资源
成果四：运用虚拟现实技术搭建了选煤厂车间及工业广场虚拟现实系统，开发了矿物加工设备及过程单元三维动画演示系统，设计并加工制作了选煤厂和设备单元的实体模型，形成了虚实结合的立体化实践教学的新模式。
建设了一套选煤厂及工业广场的虚拟现实系统数据，3套工艺流程动画演示系统，85个设备单元工作原理演示以及典型选煤厂及部分设备的实体模型，形成了专业课程虚实结合、动画演示的立体化教学新模式。虚拟现实技术的应用实现了沉浸式体验，解决大学生实习困难，工程设计时缺乏实际工程参考的难题,有效提升了教学质量。三维仿真技术真实模拟破碎、筛分及重选等无法在实验中进行的专业实验，弥补现实条件下无法开展的实验教学工作。解决了专业部分实验仪器成本高、实验环境要求严格、部分实验受实验空间和实验时间限制无法在实验室进行的难题。形成了虚实结合、动画演示的专业教学新模式，大大提高了认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计教学质量，提升了大学生的工程能力和创新能力。
选煤厂车间虚拟现实
选煤厂车间及工业广场实体模型
矿物加工设备工作原理三维动画
成果五：基于“云”和人工智能技术，开发了专业及创新实验室的自动预约和智能管控系统，实现了实验室全面共享开放，实验过程与实验环境的智能监控，促进了大学生工程实践能力、创新能力和自主学习能力的培养。
矿物加工工程专业实验室智能预约与管控系统考虑了实验室环境、人员管理、设备管理与控制、实验过程监控等因素，通过1000M光纤传输网与校园无线网相结合的模式，保证了数据信息的高效传输，解决了学生或实验人员预约进入实验室的难题，实现了设备按需智能停送电的要求，智能视频图像处理技术实现了进入实验室的人员情况及数量的自动识别、运动及区域入侵的智能分析、实验室环境变化的智能判断、实验室场景下事件的智能抓拍及预警。突破了传统管理方式的时空限制，真正实现了对实验室的无人值守开放式管理，提升了矿物加工工程专业实验室的管理水平和使用效率，促进了大学生工程能力、创新能力和自主学习能力的培养，推动了我校实验室建设智能化水平的整体提升。
实验室智能预约与管控系统
成果推广应用效果
（1）大学生培养质量显著提高。项目实施以来，研究生升学率接近50%，学生保研进入国内外知名高等院校和科研院，本科生就业率始终保持97%以上，且毕业工作5年左右迅速成长为企业的生产和管理骨干。
（2）大学生工程实践创新能力显著提高。项目实施以来，本科教学的研究型和实践能力培养获得显著提高，共有16项入选国家和北京市大学生创新训练计划。在各类学科竞赛获奖75项（306人次），包括全国节能减排大赛二等奖（1项）和三等奖（8项），“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项（10人次）和三等奖3项（22人次），全国大学生创新创业大赛三等奖1项（9人次），还有“互联网+”大学生创新创业大赛（北京赛区）、“创青春”首都大学生创业大赛、全国高等学校矿物加工工程专业学生实践作品大赛等竞赛奖项。大学生参与申报实用新型专利3项，发表论文44篇，其中EI收录9篇。
在各类学科竞赛取得的部分获奖证书
（3）专业建设成果突出。项目建设期间主持教学改革类项目36项，其中教育部产学合作协同育人项目2项，校级教改项目28项，实践条件建设项目4项，课程思政建设项目2项。获得北京高校优质本科课程1项，全国煤炭行业教育教学成果奖一等奖1项、二等奖2项，校级优秀教学成果奖一等奖3项，校级优秀课程1项，优秀教学质量奖11人次，出版本专业教材10部，专著8部。教师发表了24篇教学论文，学术论文200余篇，SCI检索论文60余篇，EI检索论文60余篇，承担国家973项目、支撑计划和国家及北京市自然科学基金等纵向项目23项，正式授权发明专利11项。
出版专业教材及专著
（4）专业影响力显著提升。国内外开设矿物加工专业的兄弟院校，如山东科技大学、太原理工大学、河南理工、华北科技学院、美国亚利桑那大学和加拿大哥伦比亚大学等来我校矿物加工专业参观学习本科教学体系与质量保障体系，专业实验室和矿物加工工程专业教学云平台，并借鉴该成果的管理经验与方法，在全国矿物加工专业高校联盟会议介绍和交流教学成果，在校外同类专业中起到了良好示范与辐射带动作用。