新形势下给排水科学与工程专业人才培养的改革与实践

周天然 狄军贞 安文博 刘 博 安 源

1.辽宁工程技术大学土木工程学院 辽宁阜新 123000;2.阜新水务集团有限责任公司 辽宁阜新 123000

1 概述

“十四五”期间,出台的一系列措施指出:要“深入”打好污染防治攻坚战。生态文明建设、海绵城市建设、黑臭水体治理、智慧城市建设等行业发展新形势成为给排水科学和工程专业人才培养所面临的新挑战[1-2]。新形势下,专业教育理念滞后、跨学科交叉融合不足、学生创新实践能力不足、质量监控与评价体系不完善是给排水科学与工程专业人才培养亟须解决的问题[3]。面对新形势下行业发展对本专业人才创新实践能力的需求变化,如何提升专业教育理念、促进跨学科交叉融合、提高创新实践能力、完善教学质量监控与评价体系,以满足国家战略、行业需求和社会未来发展对本专业人才的需求,是给排水科学与工程专业人才培养改革的方向。

2 新形势下给排水科学与工程专业人才培养存在的问题

2.1 新形势下传统工科专业教育理念的革新路径问题

给排水科学与工程专业作为典型的传统工科专业,面临着如何适应“新工科”建设以及新形势下行业发展需求的挑战。以新形势下行业发展对本学科专业人才知识、技能需求为导向,通过校企协同共研面向产业、对接新工科建设需求,以“新工科”应用创新型人才为培养目标,构建了“重知识、强能力、拓素质”型人才培养模式(图1)。

图1 “重知识、强能力、拓素质”型的人才培养模式

2.2 新形势下加强学科交叉融合的建设问题

传统工科专业学科分类界限明确,其面临着如何强化学科交叉融合,提升学生实践创新能力的挑战。通过将课程体系与行业“精准对接”,将信息、生物、材料、人工智能等新技术融入知识体系,优化建设学科布局,打造“纵横交叉”课程体系(图2),促进跨学科交叉融合。

2.3 新形势下提升学生创新实践能力的策略问题

传统工科专业的教育理念存在“重科学轻工程,重理论轻实践”的问题,在教学过过程中,一味强调知识的理论深度而忽视理论知识的实践应用,其面临着如何提高学生创新实践能力以迎合新形势下的“工科新要求”的挑战。以培养学生工程实践能力和创新能力为目标,以培养学生基本实践技能和自主研学为抓手,构建了“模块化、多层次、递进式”的创新实践教学体系(图3)。

图3 “模块化、多层次、递进式”创新实践教学体系

2.4 新形势下完善教学质量监控与评价机制的运行问题

传统的质量监控与评价存在“重监督、轻控制、改进缺位”的问题,其面临着如何形成“闭合循环、持续改进”的评价机制的挑战。基于行业发展新形势,以学生为中心,建立了校、企、生等多方参与、立体式、层次化的“课堂+校内+校外”三层次闭环评价机制(图4),即教学过程质量监控维度的课堂循环、毕业要求达成评价维度的校内循环和毕业生跟踪反馈及社会评价维度的校外循环。

图4 “课堂+校内+校外”三层次闭环评价机制

3 新形势下给排水科学与工程专业人才培养改革举措

3.1 修订人才培养目标,提升专业教育理念

学院成立了由院长、专业负责人、系主任、专业骨干教师组成的培养方案制订小组,探讨培养目标、培养规格、专业特色及实现途径、毕业要求与保障措施等内容。为了保证培养方案适应国家、地方与行业社会经济发展需要,对高校、企业等用人单位进行调研,广泛听取其对本科毕业人才的培养要求,并组织高校与企业专家组对方案进行评审,最终形成了新版人才培养方案。

新版培养方案的培养目标为:给排水科学与工程专业培养具有坚定的理想信念,德智体美劳全面发展,掌握自然科学、人文社会科学、工程科学的基本知识,掌握水质工程学、输配水工程、水资源利用与保护等给排水科学与工程领域的基本理论、方法,接受系统的给排水工程实践训练,具备解决城乡水工程建设及节水、矿区水环境及水资源化、城市水系统智慧化等复杂工程问题的能力,具有良好的职业素养和国际化视野,能够在市政、水务、水利、环保、建设、矿业等相关行业从事给排水工程方面的工艺设计、工程施工、项目管理、技术开发等工作,具有一定的给排水工程建设实践能力和矿区水资源化技术开发能力的应用创新型人才。毕业后经过5年左右的锻炼,能成长为工艺设计与工程施工岗位的技术骨干、技术开发和运维管理岗位的业务骨干。培养目标主要变化体现在以下三个方面:

(1)更加明确专业对人才思想道德品质和综合素质培养的要求,着重强调了:“本专业培养具有坚定的理想信念,德智体美劳全面发展”的人才培养目标。

(2)基于学校人才培养定位及专业办学特色,新修订的人才培养目标增加了对专业能力与素质特色培养,描述为:“具备解决城乡水工程建设及节水、矿区水环境及水资源化、城市水系统智慧化等复杂工程问题的能力”“具有一定的给排水工程建设实践能力和矿区水资源化技术开发能力的应用创新型人才”。

(3)根据毕业生社会需求、用人单位需求及毕业生就业领域,调整了毕业生就业五年左右的预期为“能成长为工艺设计与工程施工岗位的技术骨干、技术开发和运维管理岗位的业务骨干”,更加关注实践能力和创新能力的培养要求。

3.2 重构课程体系,促进跨学科交叉融合,革新知识体系

首先,通过厘清新形势下行业需求特征与既有知识体系的相关性,将能够解决新形势下行业发展需求的信息、生物、材料、人工智能等新技术融入知识体系,设立思想与政治、科学与技术和创新与创业等通识教育课程以形成素质能力课程群,设立数学类、物理类、化学类、生物类、计算机信息类等基础课程形成基础能力课程群,设立水质科学类、工程基础类、工程施工管理类、水系统工程类、经济法规类、智能水务类等专业课程形成专业能力课程群,设立综合实验类、课程设计类、创新实践类、实习实训类实践课程形成工程能力课程群,增设信息科学、生物技术、材料科学、水系统智能化等交叉学科创新能力课程群[4]。其次,建立纵向的通识课程、基础课程、专业课程、实践课程与横向的素质能力课程群、基础能力课程群、专业能力课程群、工程能力课程群之间的网状联系,打造“纵横交叉”课程体系,重构组合式模块化课程体系,促进跨学科交叉融合,革新知识体系[5]。

3.3 产教协同,强化实践,提高学生创新实践能力

实践内容上,从基础性实践—综合性实践—设计性实践—创新性实践逐层递进,满足了不同层次的学生、不同实践环节、不同设计方案和不同应用技术的实践教学需要,提高了实践教学效能与学生主动参与的热情[6]。层次上,从认知层—基础层—拓展层—创新层逐层递进式实践教学目标体系,满足不同能力的学生、不同教学方法的实践教学需要[7]。教学组织上,实施课内与课外结合、校内外结合、第一课堂与第二课堂结合的方式,有效地开展不同模块、不同层次的递进式实践教学体系,培养学生工程实践能力,满足新形势下行业发展需求。

3.4 多方参与,闭环督评,优化质量监督与评价机制

第一层次闭环,以课程为单位,对教学过程的所有环节进行监控,持续改进教学活动,保障其始终与毕业要求相符合。第二层次闭环,以毕业要求为单位,对毕业生的毕业要求达成情况进行综合评价,持续整改评价过程中发现的各种问题,以保障其始终与培养目标相符合。第三层次闭环,以培养目标为单位,通过毕业五年左右学生、社会与用人单位的走访与问卷调查,定期评价并持续改进培养目标,以保障其始终与行业发展需求相符合。

4 结论

(1)构建了“重基础、强能力、拓素质”型的人才培养模式,提升专业教育理念,以适应“新工科”建设以及新形势下行业发展需求。

(2)打造了“纵横交叉”课程体系,促进跨学科交叉融合,革新知识体系。

(3)构建了“模块化、多层次、递进式”的创新实践教学体系,提高创新实践能力。

(4)形成了“课堂+校内+校外”三层次闭环评价机制,强化传统评价机制的劣势,完善教学质量监控与评价体系,形成“闭合循环、持续改进”的评价机制。