新工科视域下安全科学与工程研究生培养模式研究

2023-09-08贺教授曹洁艳路洁心施式亮教授义教授

安全 2023年9期

李贺教授曹洁艳路洁心施式亮教授鲁义教授

(1.湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201;2.湖南科技大学公共安全与应急管理研究院,湖南湘潭 411201)

0 引言

为应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展等一系列国家战略,教育部积极推进“新工科”建设,助力高等教育强国建设[1-4]。在科技进步、工程概念迅速更迭的“新工科”背景下[5-6],新时代给安全科学与工程研究生提出了新要求:既要对安全学科的专业知识融会贯通,又要熟悉传统工业技艺与新兴技术[7-11]。然而,现有的学科培养模式并不能很好地满足新时代研究生人才培养的要求,存在课程内容落后、教学形式单一、考核方式陈旧3方面不足。因此,本文基于安全学科教学模式存在的不足,提出一种新型研究生培养模式,旨在辅助教师更高效地开展教学,让学生更全面地提升自身能力,为行业输送高质量技术人员,进而为安全学科领域长足发展添砖加瓦。

1 安全科学与工程专业课程现状分析

基于CNKI数据库,以“研究生培养”“新工科”为主题,时间设置为“2016年1月～2023年1月”,选择期刊、学位论文类文献,去除报纸、会议、专利等对统计结果的干扰,最终得到356篇文献,具体检索条件,见表1。

表1 研究生课程领域CNKI数据库检索条件Tab.1 CNKI database search terms for postgraduate course areas

统计2016-2022年的年发文量,通过其时序分布特征可以反映目前研究生课程领域的发展现状,如图1。从图1可以看出,除2016年发文量为38篇外,2017-2022年发文量在50-56篇之间,可见“研究生培养”与“新工科”始终是研究的热点。

图1 研究生培养与新工科领域CNKI数据库时序发文量Fig.1 Postgraduate training and the number of articles published in the CNKI database in the field of new engineering disciplines in time series

将检索到的文献导入文献可视化图谱分析软件VOSviewer,发现关键词主要是围绕课程思政、教学改革、课程体系、课程建设等方面,关键词共现网络图,如图2;并根据关键词的相关性将其分成8个聚类,见表2。

图2 研究生培养与新工科领域关键词共现网络图Fig.2 Postgraduate training and the new engineering field keyword co-occurrence network map

表2 研究生课程模式领域关键词Tab.2 Key words in the field of postgraduate course models

由图2与表2可以看出,当前研究生培养仍然重在课程内容、教学形式与考核方式3方面。因此,基于“新工科”背景,从上述3个角度剖析安全科学与工程专业课程存在的不足,并突破传统课程模式桎梏,多维度有针对性地提出改进方法,对安全科学与工程专业的长效深入发展具有时代意义。

2 安全学科教学模式存在的不足

安全科学与工程是融合了理、工、文、法、管、医等学科的综合类交叉学科。在经过安全工程专业整合后,其研究范围几乎涵盖了所有行业。近年来,国家相关部门投入大量资金与时间,进行安全生产建设,包括但不限于搬迁与关停部分危化企业、在矿山生产全过程中推行数字化智能系统等。学校传统的研究生课程内容设置已无法满足现实安全生产与深入科研的需要,制约着行业整体的现代化、智能化、时代化的创新发展。为有针对性地改进培养模式,本文从课程内容、教学形式、考核方法3方面出发,总结安全学科教学模式存在的不足。

2.1 课程内容落后

首先,大部分研究生课程设置与本科相差无几。虽然授课内容与本科相比得到纵向深入,但缺少横向拓展,限制了学生知识体系拓宽,难以适应新时代对研究生的要求。其次,各高校在安全科学与工程专业的侧重点不同,与非煤行业存在行业鸿沟。大部分高校安全科学与工程专业聚焦煤炭领域的研究,与其他学科之间的联系较少,阻碍了学科交叉融合、学术创新及技术人才培养,阻碍了高校对社会输出高质量对口人才以及培养优秀的科研人员。再者,大多高校使用的教材与前沿技术脱节。现有教材中大多是已被工程现场淘汰的方法体系,而近年已经应用的前沿技术未及时补充。最后,课程内容单薄制约了科研创新与工程应用。在科研过程中会涉及流体力学、机械、电气等领域的内容,工程现场也常出现多领域问题交叉的情景,这些都难以依靠单薄的知识来解决。因此,在人才培养方案设计过程中要充分考虑各学科之间的衔接性,丰富知识体系,为学生打好知识基础。

2.2 教学形式单一

大部分开设安全科学与工程专业的普通高校仍采用传统的授课方式:以教师为中心,以书本或PPT为传播媒介,学生在教学过程中被动接受课堂知识。虽然传统授课方式能够在一定程度上确保学生接受体系化的专业知识,但是学生学习的主动性被忽视,甚至被压抑,教学效果大打折扣。传统教学形式中心在于教师单方面的知识输出,缺少师生间的思维碰撞。完全以教师的主观看法输出为主,对学生的思维发散有一定抑制作用。师生互动的匮乏,使教师难以把握学生对于知识的理解程度。同时,学生无法及时查漏补缺,使得课堂时间利用效率低下。由此可见,单一的教学形式已不能满足安全科学与工程人才培养的要求,多教学形式的融合是大势所趋。

2.3 考核方法陈旧

传统的考核方式是考试成绩与平时成绩加权分布,虽然一定程度上能够客观反映学生对知识的把握程度,但是难以考查学生对知识的应用能力。在研究生阶段,学生对自身的认知水平与学习能力已经有了一定的认知。以教师为主体的评价机制,忽略了学生的自我评价,无法帮助研究生总结出自身不足,并开辟认识自己、调整自己的科学途径。同时,研究生阶段的生源比较多元,学生的个性特征鲜明,传统的考核方式难以基于每个学生研究方向的特点,对学生进行多方面、全方位、深层次的考核。

3 安全科学与工程专业课程改革思路

针对课程内容落后、教学形式单一、考核方法陈旧3方面的问题,结合校内外资源配置情况,听取学生与教师的反馈,树立多主体协同、制衡的新型教育理念,加强师生交互教学与实践教学,培养研究生的学术创新思维与应用实践能力,得到安全科学与工程专业课程改革思路,如图3。

图3 安全科学与工程专业课程改革思路Fig.3 Ideas for curriculum reform in safety science and engineering

3.1 构建多学科交叉课程内容新体系

结合安全科学与工程的学科特色,以立德树人为任务导向,在课程体系中融入思政元素,有助于提升安全学子刻苦钻研、踔厉奋发的科研精神。例如,邀请科研成果丰厚、德才兼具的教授为学生开设学术讲座,以自身科研经历给予学生知识上的启迪,构筑精神上的灯塔。研究生课程既要保证内容与本科知识的衔接性,也要注重和科研内容的联系,同时补充新技术、新知识。教师在课前搜集新的理论成果、工程应用实例,并制定课程学习指南,与其他学科进行联动。教师通过提前布置课题,发挥学生的主观能动性,使其主动查找资料、了解课堂内容。课堂上教师扮演“引路人”的角色,带领学生将书中知识融会贯通,并结合案例学以致用。

3.2 探究理论结合实际教学新形式

汇聚相关学科优势,发展校企联合、学科融合的多导师联合培养模式,降低单一导师制的弊端,拓展研究生的知识面,在多领域、多环节强化研究生的创新思维和创新意识,使“产学研”三位一体落到实处。同时,采取翻转课堂的上课形式,教师提前布置课题,学生在课前完成对知识的学习,课上答疑解惑、检验知识的应用,将课堂作为师生互动的场所。翻转课堂的形式能够调动学生的积极性,充分发挥同时将教师与学生作为课堂主体的长处。此外,推广“辅导—合作”新教学形式。该模式中教师以学生合作学习者的角色出现,给予学生更多的个人空间,将交流作为研究生学习阶段的一个重要媒介。“辅导—合作”的教学形式有助于教师与学生之间、学生与学生之间的交流互动,充分发挥学生主体的长处,达到博采众长的效果。上述3种教学形式涵盖了课前自学、课中互动、课后实践3个时间段,三者的融合较好地避免了单一教学形式的弊端,为提升教学效果打开思路。

3.3 建立多角度全面课程考核新方法

研究生实际能力的提升与发展是人才培养的重中之重。恰当的课程考核能够极致发挥学生主体的优势,提高教学质量。随着科技的进步,新兴的线上评分为完善考核体系开辟了新的道路。首先,线上评价的应用,能够保留学生的学习数据、作业完成情况,便于教师随时查看,学生也能及时看到反馈。该方法还能够节约一定的人力、物力。其次,在保留书面成绩一定占比的前提下,增添课堂互动评分,将活跃度、课堂发言次数和质量与平时成绩评分挂钩,锻炼学生表达的能力和综合运用知识的能力。最后,教师布置课题任务,考查学生独立解决问题的能力。