新工科背景下环境专业创新人才培养模式探索

马美茹, 赵志瑞, 李书缘, 马 超, 李 晴, 胡紫如, 李仁杰

1. 河北省教育考试院, 河北 石家庄 050091; 2. 河北地质大学 水资源与环境学院, 河北 石家庄 050031; 3. 河北省水资源可持续利用与产业结构优化协同创新中心, 河北 石家庄 050031

随着社会的发展和人们生活水平的提高, 环境越来越受到人们的关注, 环境专业人才需求变得更加迫切[1]。 高校作为人才培养的主要机构, 向社会源源不断地输送着毕业生。 但随着现代制造业、 服务业和社会管理的飞速进步, 社会需求对大学毕业生工作能力的期望越来越高、 越来越现实。 如何使学生符合社会需求, 更快更好地服务社会, 是所有高校所有专业面临的挑战。 环境专业是一门应用性、 实践性较强的学科, 在本科教学过程既需要学生掌握环境领域的相关专业基础, 也需要学生掌握一定的专业技能。 通过近几年探索与实践证明, 在教学和科研活动中, 科研活动作为环境专业学生大学教育的一部分, 不应是配角, 应该同教学、 实习一样, 作为大学教育的主要部分加以强化。 特别是普通高校, 更应认识到科研活动对新工科大学教育的引领作用, 加强改革完善。

1 科教融合有利于推动大学生角色转换与创新能力培养

根据中国的国情, 高考作为最透明、 最公平的人才选拔平台, 为全社会的各个行业提供着最基础的选人用人依据, 在可预期的未来数年中, 高考这一“指挥棒” 对中小学教育机构的办学目标依然有着绝对影响。 环境专业生源主要来源于这种应试教育的模式下, 经标准化的教育流程培养出的优异者。 而为了对接社会需求, 高校在教育培养的目标上有了根本变化[2], 从追求升学率转变为能力素质的全面培养。 这直接导致了教育模式的转变, 在新工科背景下更加注重自主学习、 持续学习能力的培养[3], 更加注重学习与实践相结合。 如何让大学生认识到这一点并与之相适应, 仅靠教育引导是不够的, 无法充分激发起学生们学习的内在动力, 部分环境专业学生对知识怎么学、 怎么用会比较模糊, 对进一步较强知识和技能储备就更加迷茫。

在新工科背景下, 科研活动是高校的标准配置之一, 它代表着“高端”, 也确实处于“高端”, 对绝大多数工科学生来说都比较神圣, 能够参与其中, 对促进大学生理解新的科学知识, 有着很好的启发。 因为,无论是完成科研课题, 还是参加科技竞赛, 都需要根据任务要求, 运用课堂上所学科技知识和科技手段进行验证, 从而达到期望结果, 这个过程即具有挑战又充满科幻, 对多数学生具有很大的吸引力。 虽然后期只有部分团队闯入省赛和国赛, 但这一过程给学生以全新的视角来看待自己的学科和自己知识积累与社会需求之间的联系, 初步体验到一个项目任务从立项、到设计、 再到实现的过程, 这种逆向的、 以任务牵引为手段的科技活动, 对学生理解高等教育阶段的知识、适应大学生活、 培养创新能力有着天然的优势[4]。

2 科教融合有利于提高大学生持续学习能力

持续学习能力是高校培养大学生的核心能力之一, 这是一名大学生未来从事任何工作所必须的能力, 因为任何高校无法教给自己的学生所有知识和技能, 一个新的岗位总会有新的知识结构和技能要求。一个人发挥自己持续学习的能力, 根据新的任务要求, 以我为主地掌握相关知识和技能, 是一名大学生是否适应社会的重要标志。

普通本科院校环境专业大学生和重点院校(211或985 院校) 相比, 无论是在就业、 考研等方面遇到的阻力相对更大, 原因是多方面的, 从积累实践经验和对接新的岗位需求方面, 表现出的差距尤为明显,这也反映出普通高校在教学以外的实践活动上存在短板[5]。 2017 年, 中国青年报主办的中青在线发表的《调查: 普通高校学生参与科研, 为什么难如登天》指出: 重点院校77%的大学生在读期间, 参与过科研项目或科技竞赛, 而普通本科院校的这一比例仅达到37%[6]。 这对新工科背景下的工科学生来说, 差距无疑是巨大的。

通过对环境专业大学生参加 “互联网+” 大学生创新创业大赛、 “挑战杯” 等比赛参赛团队的调研,结果表明参与科研活动对学习有很大的潜在激励效果, 尤其是对自己专业学科的认识有了更加全面深入的了解。 学生们用自己参研的课题参加各种比赛, 为了解决参赛课题试验论证中遇到的问题, 部分参赛的低年级学生了解或学习了高年级的专业课程, 在和高年级参赛学生的合作中, 加深了对专业方向的理解,同时自学能力得到很好的强化。 参赛课题展示需较强的专业知识与优秀的图文展示。 为了完成参赛团队中个人分担部分与实验数据的科学性, 学生在教师的帮助下, 加强自身专业学习的同时, 自学了一到两门与自己专业相关的专业课程和计算机课程, 所有学生完全是在个人兴趣与教师的帮助之下积极主动的完成参赛项目, 这种科教融合的模式促进了大学生持续学习、 创新能力与个人素质的提高。

比如本学校参加“创行世界杯中国站社会创新大赛” 国赛的一个项目脱胎于一项省重点科研项目, 其中河道污水治理措施中一项“一体式生物浮床” 技术, 被参研的本科生分离出来, 由水资源与环境学院的大三学生团队进行了深入开发, 由于要在多种气候环境和多种水体中验证对比, 试验周期较长, 为保证项目的可持续性和科学性, 团队又吸收了部分大二学生和大四的学生加入, 确保了试验数据的连续性和准确性, 随着省赛和国赛的不断深入, 项目又得到了信息学院和外语学院师生的支持。 国赛在北京, 从项目展示到问答多个环节要求全英语环境展开, 为此参赛的全体学生和教师在赛前疯狂地提升英语口语水平。团队拿到的众多荣誉和成果对其他未参赛学生形成极大激励, 参赛的学生也在相互学习和配合协作下得到了很好的锻炼, 提高了学习能力。

3 科教融合有利于大学生未来的就业和学习

在新工科背景下, 科技发展的速度远超机关事业单位的技术响应能力, 例如微信功能强大到可以在路边卖土豆时实时支付, 却无法刷微信上地铁。 高校,特别是普通高校的工科专业, 作为事业单位受制于资金、 人才和行政束缚, 教学内容与新型服务业和制造业的发展水平相比, 已经落后并形成代差[7]。 部分毕业生进入新的工作学习环境后, 发现各种先进的工艺和设备从未接触过, 要经过一个较长阶段培训和培养, 甚至许多实用技能要从初级水平学起。 社会给予这部分大学生的反馈是: 短期内与技校学生比并无优势, 但从长远看后劲比较足[8]。 然而, 促进企业加强人才梯队培养和人才保留的社会环境并不乐观, 只有少数企业愿意、 也有能力做好人才培养。 因此大学生缺少实践经验和用人单位成熟劳动者需求之间的矛盾很难调和, 部分环境专业大学生与企业之间有一条宽两三年、 需要经研究生培养过程才能填平的“沟”,在“沟” 的这端, 改变大学现有的培养方式显然不是一件简单的问题。 同时高校招录研究生也遇到类似问题, 部分研究生要从头培训基本的专业技术, 除去完成专业课和找工作时间, 扎扎实实搞科研的时间比较有限。 而加强环境专业科研实践活动虽不能彻底解决这一矛盾, 却能够在强化该专业大学生专业技术水平上有所贡献, 为下一阶段的工作、 学习打下基础。

高端科研平台对学生的培养熏陶作用是非常明显的。 在大学生参与科研活动中, 由于多数项目为高校、 企业和科研院所联合开展的, 项目从立项、 实施到验收, 会反复研讨、 论证和交流, 需要不断调整研究方向, 不断改进实验手段, 期间会充分共享技术资源。 这是一个新工科创新人才培养的模式, 这种模式比研究生培养更加灵活, 是创新型大学生培养的有益补充。 这种模式的益处分别体现在以下两个方面: 首先, 提升的是专业技能, 在科研过程中大学生接触和使用先进的试验设备, 得到非常具体且高端的技术锻炼, 一个项目下来, 就能熟练操作多种仪器设备的使用; 接触和运用的工艺水平也非常前沿, 完成实验任务的方法和手段也相对先进。 加上大学生完善的知识结构和培养过程, 这是一名技校学生很难企及的, 也是用人单位和研究生培养单位争相选拔的重点目标。其次, 提高的是综合素质。 高端科技平台在开拓大学生专业领域的视野、 锻炼意志品质方面也有着很好的塑造作用。 多数高校参与的科研项目都兼具创新性和实用性, 团队对相关领域的研究学习会开拓每一个参研人员的视野, 使参与其中的大学生更好的理解行业发展的状况, 形成针对性解决问题的见解和能力, 这也是一名高端人才具有的基本品质。 因此科教融合的大学生培养模式, 能够极大提升大学生综合素质, 应是高校特别是普通高校要努力开拓的核心领域, 也是新工科教育的精髓。

作者实践证明, 在2017—2022 年之间, 本校环境专业深度参与科研项目的大学生有18 人, 有11 人在校期间签约科研单位或企业科研技术部门工作, 7人参加研究生考试后被被优先录取。 无论是从就业率和就业质量都远超同期同专业同学。

目前多数普通高校环境专业大学生参与科研活动还处在自发阶段, 科技的发展要求这些高校更应紧跟时代需求, 借鉴中科院大学和西湖大学等一流大学的办学思想, 发挥科技引领作用, 灵活教育模式, 丰富教育手段, 完善科教融合机制, 引导大学生积极参与科研活动、 不断提高专业素质和实践技能, 使学生尽快成长、 成熟、 成才。