新工科背景下公共安全人才培养模式研究

周 亮,刘 健,胡祖祥,邱进伟

(安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽 淮南 232001)

近年来,以人工智能、大数据等为代表的第四次工业革命席卷而来,工业的数量、质量都发生了深刻变化,对人才的需求呈现出新的特点,工程教育要培养创新工程人才,教育教学的改革迫在眉睫[1]。为应对该形式,全球范围内的“新工科运动”逐渐铺展。筑波大学探索并构建了新型的学群学类制度,2017年麻省理工大学提出New Engineering Education Transformation,新加波南洋理工大学2020年策略提出实施跨学科、本研贯通的“博雅英才课程”(Renaissance Engineering Programme)[2-4]。2016年我国教育部首次提出“新工科”(Emerging Engineering Education)概念,此后经过积极探索,历经“复旦共识、天大行动,北京指南”新工科建设三部曲,以此为基础各高校开展了新工科建设的探索与实践[5-6]。自2019年12月起,COVID-19在全世界范围内蔓延,线上教学在全球范围多个国家实施,国内外专家对线上教学方式方法进行大量探索,促进了教学改革的高速发展[7-9]。当前,新工科教育呈现四个体系,分别是美国新工科教育体系,欧洲新工科教育体系、日本新工科教育体系及中国新工科教育体系。我国的新工科教育,通过学科交叉融合、理工结合、工工交叉、工文渗透,孕育产生交叉专业,建立跨院系、跨学科、跨专业培养工程人才的教育模式[10-12]。

一、公共安全专业现状

安全是实施国家重大发展战略的重要保障,是建设更高水平平安中国的有力支撑,该专业应运而生,安全工程专业始建于矿井通风与安全专业,主要以煤炭院校为主。随着学科发展,开办安全工程专业的学校逐渐增多,现已有近200所高校开设安全工程专业,培养了大量的优秀人才,保证了人民生命财产安全和经济健康快速发展。由于各高校依托的行业背景不同,安全工程专业分出了不同的方向,使得安全工程专业成为了综合性交叉专业,涵盖能源、化工、建筑、冶金、交通等众多领域[13-14]。

作为安全工程的分支,公共安全同样是一门综合性交叉学科,内容覆盖自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全四大安全领域。当今,部分院校开设民爆公共安全、公共安全管理专业,主要面向公安机关基层治安部门和企事业单位保卫部门,从事治安安全管理、安全防范等工作,在传统大学院校安全类本科学科体系中,并未出现公共安全专业[15-16]。

二、公共安全专业的培育与探索

1.公共安全专业培育基础

安徽理工大学安全工程专业起源于1949年的淮南煤矿工业专科学校采煤系通风安全教研室,经历了合肥工业大学、淮南矿业学院等8个办学时期。1982年开始招收通风与安全方向硕士研究生,创办了我国第一个矿山通风与安全本科专业,1986年获得硕士学位授予权,2003年获博士学位授予权。2007年入选首批国家特色专业建设点,2008年入选安徽省A类重点学科,2010年安全工程专业教学团队入选国家级教学团队,2011年获批国内首批一级学科博士授权点,首批国家级一流本科专业建设点,连续4次通过全国工程教育专业认证,2013年入选卓越工程师教育培养计划试点专业、获批教育部专业综合改革试点专业,2019年入选安徽省唯一特别支持高峰学科,国家首批一流本科专业,2020年入选“十四五”安徽省高等学校I类高峰学科,矿井通风与安全课程获批国家级一流课程。拥有深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室、煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心等国家级平台3个,煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室、工业粉尘防治与职业安全健康教育部重点实验室等省部级平台10个。

2.公共安全专业培育历程

培养综合能力强、具有创新精神的新工科人才,是新时代新经济下推动我国公共安全领域发展的现实需要和必然选择。目前,亟需公共安全领域人才,却尚未有专门针对新工科背景下公共安全领域的人才培养。基于OBE教育理念,安徽理工大学在安全工程专业建设中,探索公共安全领域人才模式的培养。

(1)培育公共安全领域平台。2019年安徽理工大学安全工程团队人员参与公共安全领域国家中长期科技发展规划战略专题,2020年安全工程专业与清华大学合肥公共安全研究院合作完成公共安全项目,此后两家机构联系日渐紧密,2021年两家机构合作建设城市安全科教融合学院,2022年获批了共建城市安全研究生联合培养示范基地。

(2)建设公共安全课程体系。在校院联合、科教融合背景下,总结地方特色、行业特色,结合公共安全领域对安全类人才所需具备知识的不同要求,针对公共安全领域,专门制定有针对性的专业选修课、专业实践课、创新创业教育实践课等模块课程,构建防治结合的培养体系。经过多年探索与实践,已初步形成兼具地方特色的公共安全课程体系,如图1所示。

图1 公共安全课程体系

3.至今取得的成效

随着社会经济转型,为应对国家重大战略需求,需在特色领域人才培养的基础上,拓展到全领域多行业交融的复合型人才培养。针对人才培养因循守旧,无法适应社会需求的难题,安徽理工大学安全工程专业通过“选择性教学-选择性培养-领域导向专业教育”递进式教学改革,初步建立了公共安全领域的人才培养模式。选择性教学,即在公共安全领域科研与实践基础上,结合科教融合成果,选择性的开设几门公共安全领域核心课程。选择性培养,即依托开设的公共安全领域核心课程,拓展建设,从通识-专业-实践等多个模块,选择性的开设相关课程,构建公共安全课程体系。领域导向专业教育,即以学生为核心,以自主选择为依据,设立公共安全班,遵循地方特色,培养具备公共安全素养的优质复合型创新型人才。通过近10年建设,公共安全培养模式已在2018级本科生中实践,2022年,公共安全班学生已顺利毕业,为公共安全领域输送了首批专业性本科人才。

4.公共安全人才培养存在问题剖析

公共安全领域人才培养虽然取得一定成效,却仍然存在以下问题。

(1)学科融合机制缺失。公共安全依托于安全工程专业培育,依旧属于安全工程学科群,需深化跨学科融合教育机制改革,优化学院组织模式,在现有的安全与医学学部运行机制基础上,完善人才流动、经费支持等相应管理制度,建立多学科融合机制。

(2)人才培养目标不明确。公共安全的人才培养目标不明确,急需构建复合型、创新型人才培养目标。坚持以“立德树人、五育并举”作为教育的根本任务,注重学科交叉融合,促进理工结合、工医交叉、工文渗透,构建多学科融合人才培养方案,形成复合型、创新型公共安全领域人才培养目标。

(3)课程体系不完善。现有公共安全课程体系尚不完善,亟需探索面向复杂工程问题的多学科融合课程和教学模式,打造跨学科线上线下优质教学资源,完善课程体系结构与模块设置,组建并完善公共安全各关联领域交叉融合的公共安全课程体系。

(4)教学团队水平需提高。公共安全跨学科教学团队水平尚需提高,亟需围绕公共安全,以教学名师为中坚,组建跨学科教学团队及跨学科项目平台,推进跨学科合作学习,培养教师跨学科科研及教学能力,培育出一支学缘结构和年龄结构搭配科学合理、品德优秀的教研团队。

(5)人才培养质量监控体系不健全。人才培养质量监控体系不够完善,需坚持“学生中心、产出导向、持续改进”的教育理念,根据人才培养教学质量国家标准和行业标准,结合学校办学定位、服务面向和创新创业目标要求,制定多学科融合的公共安全能力达成评价标准及考核办法,建立健全人才培养质量监控体系。

三、公共安全人才培养模式优化研究

针对公共安全人才培养存在的问题,基于新工科及OBE教育理念,优化公共安全人才培养模式,如图2所示。

图2 公共安全人才培养模式优化示意图

1.建立“安全+”跨学科融合机构

针对公共安全四大核心技术“风险评估与预防、监测预测预警、应急处置与救援、综合保障”,结合地方特色,推进跨学科、跨专业人才培养机构建设。促进理工结合、工医交叉、工文渗透,加强校企联合、产教融合,构建产学合作协同育人三级实施体系,深化国际合作育人机制。

(1)打破学科壁垒,建立多层级教学单位。以项目研究为切入点,逐步构建开放实验室-跨学科研究中心多层级跨学科组织形式,促进理工结合、工医交叉、工文渗透,逐步建立起以跨学科研究为基础的教学科研形式。

(2)基于产学研深度合作模式,开展多方合作协同育人。通过校企“双主体”式深度合作,组建联合培养机构等部门,制定合作与管理机制,共建工程技术中心、联合实验室和研究生工作站,展开人才培养、科技攻关、合作办学、产学研合作等全方位、深层次、持续性的合作。

(3)深化国际交流与合作。扩大国际化教育资源,大力推进国际化课程建设,创建一批有鲜明特色和国际水准的课程,拓展学生的国际视野;完善中外合作办学体系,开展中外合作办学,联合培养高水平人才。

2.深化人才培养模式改革

以服务学生、服务社会为中心,建立多元化、柔性化、包容性的培养方案,探索复合型、创新型卓越人才培养模式。

(1)以服务学生为中心确立人才培养目标。以学生为中心,以能力为导向,根据学生个性化发展,制定多元化培养方案,丰富学生的课外活动,拓展学生的学习场所,培养兼具品格、知识、综合职业能力等全方面素质,又专又博的新工科人才。

(2)以创新教育为基础优化人才培养方案。构建创新教育课堂,利用第一课堂拓宽知识结构,利用第二课堂培养学生创新创业能力和实践能力。将创新教育要求融入正在修订的人才培养方案中,加强必修、通识课程创新建设。

(3)以服务社会为中心构建新工科跨学科人才培养体系。以“立德树人、五育并举”作为教育的根本任务和指导思想,将培养国家、社会、行业企业发展需要的“学有专攻,多专多能”、复合型、综合性的新工科人才作为人才培养体系构建的起点与终点,构建交叉融合、跨界培养的人才培养体系。

3.完善公共安全课程体系

研究适合于公共安全的多学科融合课程与教学模式,建立融合多学科、优化知识结构、强化工程实践的课程体系。

(1)改革教学模式,提升学生综合能力。积极探索综合型课程、多视角解决问题课程、交叉学科研讨课程。根据课程特点和实际需要确定各课程的教学组织和授课形式。

(2)深化实践教学环节,理论教学和实践教学交叉螺旋。广泛搭建实习、创新、创业等实践基地,塑造满足集成化实践教学的平台。以“基础-理论-实践-设计”的全生命周期为载体,建立从理论学习、动手实践再到探究学习的教学链条,把实践活动贯穿于教学全过程。

(3)完善知识结构,构建多学科交叉融合的课程。融合“安全+”知识结构,完善课程结构与模块设置,加强交叉学科之间的知识联系,建设以“安全+大数据+监测+减灾+应急+人工智能”六学科为主,环境、人文为辅的新型课程体系。

4.组建新工科教学团队

引培结合,引进不同学科背景的教师,深化跨学科平台建设,鼓励教师入企挂职锻炼,重视双师型教师培养,逐步提高团队教学质量。

(1)完善教师引进制度。强化双师双能型人才引进激励政策,注重教师学科背景的多样性,考察教师的综合能力以及跨学科科研的能力;加大兼职教授的聘任力度,优先聘任科研院所及具有丰富工程技术经验的专家。

(2)加强在职教师培训。实行师带徒一对多帮扶机制,积极开展在职人员智能化和信息化培训,搭建工科教师挂职锻炼平台,建立健全职业发展通道机制,培养双师型教师。

(3)深化教师激励制度。修订完善本科教育教学建设、职称评聘、教学奖励等实施办法,将教师的综合能力结果量化,建立教师奖励体系,实施教师“三种经历”“青年人才托举工程”,多措并举提高教师业务素质和能力。

5.建立人才培养质量监控体系

建立出口导向、目标达成的考核体系和学业激励与预警相结合的评学考核制度。形成系统、完善的创新教育的考核、激励制度。

(1)增设创新教育考核指标。完善大学生创新扶持政策,落实大学生创新创业专项资金保障,对参加各类创新活动取得突出成绩、竞赛获奖的学生给予适当的学分奖励,形成完善、系统的创新创业教育的考核激励机制。

(2)课程考核注重学习效果和能力达成。以出口为导向,优化教学内容和评价方式,鼓励学生以知识应用、延伸拓展等相关材料作为课程学习效果的考核依据,侧重考量学生分析理解和创造能力。

(3)改良教师教学评价机制。由简单的评教转变为评学、评教相结合,从单纯注重教师工作数量向工作质量转移,将岗位与绩效挂钩,将实践教学提升到与课堂教学同等重要的地位。

结语

第一,公共安全领域通过“选择性教学-选择性培养-领域导向专业教育”递进式教学改革,初步建立了公共安全领域的人才培养模式。

第二,基于新工科及OBE教育理念,建立安全+跨学科融合机构,探索多元化人才培养方案,完善课程体系,组建新工科教学团队,建立人才培养质量监控体系,优化公共安全人才培养模式。