新工科背景下復(fù)合型工程人才培養(yǎng)模式探索

●朱木蘭 潘 意 陳國元

2017年，教育部推進(jìn)“新工科”建設(shè)，各大高校圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展目標(biāo)，緊追從信息化、數(shù)字化邁向智慧化的時(shí)代潮流，適應(yīng)各行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展趨勢(shì)，積極探索學(xué)科交叉融合、親產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)模式。[1]在新工科背景下，高校培養(yǎng)具備“一體型、智慧型、動(dòng)手型”三個(gè)重要特征的復(fù)合型工程人才勢(shì)在必行。一體型指人才具備行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展所需的多學(xué)科交叉融合的一體化知識(shí)體系，智慧型指人才具備緊跟行業(yè)智慧化發(fā)展所需的現(xiàn)代信息與模擬仿真技術(shù)應(yīng)用能力，動(dòng)手型指人才具備良好的動(dòng)手實(shí)踐能力。

水務(wù)工程作為多學(xué)科交叉、重實(shí)踐的新興專業(yè)，其創(chuàng)立和發(fā)展歷程反映了新工科背景下培養(yǎng)復(fù)合型工程人才面臨的相似目標(biāo)和共同問題，也預(yù)示著相通的人才培養(yǎng)模式探索思路。

長(zhǎng)期以來我國水務(wù)工作存在城鄉(xiāng)分割、職責(zé)交叉、多頭治水等弊端：水資源管理與供水管理相脫節(jié)，排水管理與河道湖泊管理相分離等。對(duì)此，深圳市在1993年率先組建了深圳水務(wù)局，負(fù)責(zé)全市涉水事務(wù)一體化管理，包括水資源規(guī)劃利用與保護(hù)、防洪排澇、城市供水、節(jié)水、排水、污水處理、水污染防治等。隨后，北京、上海、武漢等地相繼成立了水務(wù)局。然而，高校傳統(tǒng)的專業(yè)設(shè)置不足以應(yīng)對(duì)時(shí)代變革的人才需求。具體而言，水利工程學(xué)科下的水工、水文專業(yè)與水務(wù)鏈緊密相關(guān)的內(nèi)容主要是水資源規(guī)劃利用與保護(hù)、防洪排澇等環(huán)節(jié)，土木工程學(xué)科下的給水排水工程專業(yè)主要涉及水務(wù)鏈中的城市供水、排水、市政污水處理等環(huán)節(jié)，而環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科下的環(huán)境工程專業(yè)主要與水務(wù)鏈中的污廢水處理、水污染防治有關(guān)。在此大背景下，為呼應(yīng)我國從傳統(tǒng)的多龍管水向現(xiàn)代水務(wù)管理一體化轉(zhuǎn)變的新時(shí)代人才需求，新興的水務(wù)工程專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。然而，福建省作為一個(gè)河流水系密布，多年平均水資源總量位居全國第八位的省份[2]，卻未有一所高校設(shè)置該專業(yè)。為此，廈門理工學(xué)院于2013年開設(shè)了水務(wù)工程專業(yè)，填補(bǔ)了福建省的空白。

水務(wù)工程專業(yè)隸屬水利工程學(xué)科，其傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式以水利學(xué)科為導(dǎo)向，注重專業(yè)的深度發(fā)展，而較欠缺多學(xué)科之間的橫向交叉以及現(xiàn)代信息與模擬技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)，難以有效呼應(yīng)新時(shí)代水務(wù)行業(yè)發(fā)展的人才需求。本文以廈門理工學(xué)院創(chuàng)辦的福建省首個(gè)水務(wù)工程專業(yè)為載體，以科學(xué)改革專業(yè)培養(yǎng)方案為核心抓手，以教學(xué)軟件與硬件建設(shè)為兩翼支撐，探索新工科背景下復(fù)合型工程人才培養(yǎng)模式。

一、以科學(xué)改革培養(yǎng)方案為核心抓手

培養(yǎng)方案是開展教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)性文件，是組織院校教學(xué)的重要依據(jù)[3]，是本科高校培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的核心環(huán)節(jié)，直接決定著人才培養(yǎng)質(zhì)量。[4]為此，要培養(yǎng)新工科背景下的復(fù)合型工程人才，科學(xué)改革培養(yǎng)方案是核心抓手。

培養(yǎng)方案的科學(xué)改革應(yīng)當(dāng)緊密圍繞以行業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向的復(fù)合型工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，從行業(yè)發(fā)展的人才需求出發(fā)，凸顯“一體型、智慧型、動(dòng)手型”特征，針對(duì)現(xiàn)有以傳統(tǒng)學(xué)科為導(dǎo)向制訂的課程體系存在的學(xué)科交叉不足、信息化偏弱、實(shí)踐性不強(qiáng)等缺陷升級(jí)改造課程體系。為此，提出五措并舉，對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行科學(xué)改革。

(一)多學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)一體型工程人才

現(xiàn)代科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)高度綜合的態(tài)勢(shì)，跨越傳統(tǒng)學(xué)科壁壘，具備多學(xué)科一體型知識(shí)體系的學(xué)生將成為推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的主力。為此，科學(xué)改革培養(yǎng)方案，使其課程體系能夠打破傳統(tǒng)學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉融合，這是培養(yǎng)一體型人才的根本。

傳統(tǒng)學(xué)科壁壘在水務(wù)行業(yè)反映為實(shí)際工程設(shè)計(jì)方案中往往存在的學(xué)科局限性。如，治理黑臭河段時(shí)，水利類設(shè)計(jì)單位偏好調(diào)水稀釋，市政類設(shè)計(jì)單位則擅長(zhǎng)埋管截污，而環(huán)保企業(yè)常用生態(tài)浮床、人工濕地等措施。只有培養(yǎng)出水利、土木、環(huán)境三大學(xué)科交叉融合的一體型水務(wù)工程人才，才能擁有更寬闊的專業(yè)視野與綜合解決問題的能力。為此，水務(wù)工程專業(yè)采取如下措施對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行改革：一是在滿足教育部、工程教育認(rèn)證對(duì)水務(wù)工程專業(yè)核心課程設(shè)置等要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)低水利類非核心課程的學(xué)分占比，更多地融入隸屬于土木和環(huán)境學(xué)科的市政給排水、水處理與水環(huán)境方面的課程。二是為了呼應(yīng)水環(huán)境治理與景觀相結(jié)合的行業(yè)需要，進(jìn)一步聯(lián)合學(xué)校設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，增設(shè)《水生態(tài)及景觀設(shè)計(jì)》限選修課程，為培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合的一體型水務(wù)工程人才做好培養(yǎng)方案的頂層設(shè)計(jì)。

(二)融入現(xiàn)代信息與模擬技術(shù)課程，培養(yǎng)智慧型工程人才

人工智能、大數(shù)據(jù)和智能制造等熱門學(xué)科是新一輪科技革命的先鋒，傳統(tǒng)工科則通過“智慧+”賦能以“智能土木工程”“智能車輛工程”等形式與這些前沿學(xué)科相融合，并且滲透到城市發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的每一個(gè)角落，而適應(yīng)這一趨勢(shì)的智慧型人才自然需要經(jīng)過現(xiàn)代信息與模擬技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)。[5]科學(xué)改革培養(yǎng)方案，融入專業(yè)所在行業(yè)的現(xiàn)代信息技術(shù)與模擬技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)課程，是培養(yǎng)智慧型人才的主要抓手。

當(dāng)今水務(wù)行業(yè)也正逐步走向智慧化。傳統(tǒng)工科學(xué)生培養(yǎng)模式設(shè)置的大學(xué)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)語言等常規(guī)課程，無法有效提供智慧水務(wù)發(fā)展所需的現(xiàn)代信息技術(shù)等知識(shí)。為此，水務(wù)工程專業(yè)采取如下措施改革培養(yǎng)方案：聯(lián)合學(xué)校計(jì)算機(jī)學(xué)院，以限選修和選修課程形式開設(shè)了《GIS》《計(jì)算水力學(xué)》《水文模型》和《水動(dòng)力計(jì)算模型》等現(xiàn)代信息與模擬計(jì)算技術(shù)課程；聯(lián)合深圳水務(wù)集團(tuán)信息中心和黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃建設(shè)智慧水務(wù)模擬實(shí)驗(yàn)室，強(qiáng)化智慧水務(wù)的實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生培養(yǎng)更契合當(dāng)今智慧水務(wù)發(fā)展的人才需求。

(三)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)比重，培養(yǎng)動(dòng)手型工程人才

實(shí)踐能力是工程教育中的核心能力，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的動(dòng)手能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)工科重理論輕實(shí)踐的積弊之一就是實(shí)踐教學(xué)占比不足，容易出現(xiàn)校企脫節(jié)，因此學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后無法快速適應(yīng)崗位要求。[6]對(duì)此，強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)課程，提高實(shí)踐教學(xué)比重，是培養(yǎng)出動(dòng)手型人才的關(guān)鍵。

以水務(wù)工程專業(yè)為例，《水利類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》之附錄“水利類專業(yè)知識(shí)體系和課程體系要求與建議”中規(guī)定：“水務(wù)工程專業(yè)的課程設(shè)計(jì)應(yīng)包括《城市水利工程》等不少于3門專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)；工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)至少占總學(xué)分的20%?！卑创艘?guī)定的最低限值設(shè)置實(shí)踐教學(xué)，人才培養(yǎng)難以形成動(dòng)手型特色。對(duì)此，專業(yè)通過改革培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)所有專業(yè)課程與核心專業(yè)基礎(chǔ)課程均配套實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

(四)模塊化設(shè)計(jì)選修課程、培養(yǎng)學(xué)生基于興趣愛好的一技之長(zhǎng)

傳統(tǒng)培養(yǎng)方案通常簡(jiǎn)單羅列一系列選修課程，供學(xué)生自由選修。新工科背景下培養(yǎng)復(fù)合型工程人才的課程體系往往交叉了多個(gè)學(xué)科，若選修課不加分類，任學(xué)生自由選修，容易導(dǎo)致學(xué)生選修的課程知識(shí)分散而不成體系。對(duì)此，有必要對(duì)選修課程進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

水務(wù)工程專業(yè)分類設(shè)置了三個(gè)選修課程模塊，分別是水利領(lǐng)域的水資源工程模塊、土木(市政)領(lǐng)域的給排水工程與水處理模塊以及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的智慧水務(wù)模塊。學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛好按模塊進(jìn)行選修，形成一技之長(zhǎng)。

(五)邀請(qǐng)教育界專家與企業(yè)界精英共同把脈，做好最終培養(yǎng)方案頂層設(shè)計(jì)

長(zhǎng)期以來，校企合作流于形式，企業(yè)對(duì)協(xié)同育人的積極性并不高。[7]人才培養(yǎng)方案缺乏相關(guān)企業(yè)、行業(yè)的高級(jí)技術(shù)人才參與制定，導(dǎo)致課程設(shè)置缺乏實(shí)用性，培養(yǎng)出的工程技術(shù)人才很難滿足新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)的需求。[4]對(duì)此，采取三步走措施強(qiáng)化教育界與企業(yè)界協(xié)同制訂培養(yǎng)方案，使課程設(shè)置更具備實(shí)用性，人才培養(yǎng)更能滿足企業(yè)用人需求。第一步改革培養(yǎng)方案，形成培養(yǎng)方案初稿；第二步將初擬定的課程體系做成問卷，走訪行業(yè)內(nèi)不同類型企業(yè)，收集企業(yè)對(duì)課程設(shè)置的意見，匯總和提煉出行業(yè)內(nèi)不同類型企業(yè)需求的主干知識(shí)與技能，并融入課程體系中，形成修訂稿；第三步邀請(qǐng)教育界專家與企業(yè)界精英共同“把脈會(huì)診”修訂稿，并根據(jù)專家與精英們的建議進(jìn)一步完善修訂培養(yǎng)方案。

二、以教學(xué)軟硬件建設(shè)為兩翼支撐

專業(yè)培養(yǎng)方案制定得再科學(xué)合理，最終能否發(fā)揮出良好的人才培養(yǎng)效果，關(guān)鍵還在于是否具備支撐培養(yǎng)方案順利實(shí)施的教學(xué)軟硬件。為此，強(qiáng)化教學(xué)軟件與硬件建設(shè)，為人才培養(yǎng)方案實(shí)施過程做好兩翼支撐極為重要。

(一)雙管齊下，強(qiáng)化教學(xué)軟件建設(shè)

教學(xué)軟件建設(shè)涉及師資力量、教學(xué)水平、精品課程、教材、學(xué)風(fēng)、文化氛圍等方方面面的建設(shè)。

廈門理工學(xué)院水務(wù)工程專業(yè)分析新工科背景下專業(yè)建設(shè)過程中存在的突出問題，確立了以“多學(xué)科交叉的親產(chǎn)業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)”和“促教促學(xué)管理制度建設(shè)”為軟件建設(shè)的兩大側(cè)重點(diǎn)。其中，前者是根本，后者是保障，雙管齊下。

1.多學(xué)科交叉的親產(chǎn)業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)

傳統(tǒng)工科專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)，往往存在學(xué)科交叉不足，多數(shù)教師因從高校到高校而缺少工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等問題，這與培養(yǎng)以行業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向的復(fù)合型工程人才所需的師資存在差距。針對(duì)此問題，水務(wù)工程專業(yè)三措并舉，大力進(jìn)行師資隊(duì)伍建設(shè)。一是加大外引內(nèi)培力度，強(qiáng)化涵蓋三大學(xué)科的師資力量，外引時(shí)特別注重引進(jìn)具有企業(yè)工作經(jīng)歷的高層次人才；二是聯(lián)合學(xué)校土木、計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)藝術(shù)三大學(xué)院師資，進(jìn)一步促進(jìn)師資隊(duì)伍多學(xué)科交叉融合；三是要求教師輪流到企業(yè)鍛煉，實(shí)現(xiàn)教師隊(duì)伍的親產(chǎn)業(yè)化。

水務(wù)工程專業(yè)通過上述三措并舉，跨學(xué)科、跨學(xué)院組建了一支強(qiáng)大的多學(xué)科交叉的親產(chǎn)業(yè)師資隊(duì)伍。這支師資隊(duì)伍總數(shù)15人，其中水務(wù)工程專業(yè)專任教師10人，擁有河海大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、日本北海道大學(xué)、法國斯特拉斯堡大學(xué)等國內(nèi)外名校博士學(xué)位，同時(shí)100%具有企業(yè)工作或?qū)嵺`半年以上的經(jīng)歷。另有實(shí)驗(yàn)員2人，學(xué)校土木、計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院教師各1人。根據(jù)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》中的水利類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，師資隊(duì)伍的工程實(shí)踐能力要求如下：“15%以上具有在水利企事業(yè)單位或相近單位累計(jì)參加工程實(shí)踐半年以上的經(jīng)歷?！盵8]可見，專業(yè)組建的這支“雙師型”師資隊(duì)伍遠(yuǎn)超工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，有力保障了復(fù)合型水務(wù)工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.促教促學(xué)管理制度建設(shè)

目前，高校教師輕教學(xué)重科研現(xiàn)象普遍存在，學(xué)生上課埋頭刷手機(jī)的“低頭族”現(xiàn)象突出，嚴(yán)重影響了教與學(xué)的質(zhì)量。為了促教，建立并推行教師輪流說課、輪流出國(境)進(jìn)修的以研促教等管理制度；為了促學(xué)，建立起“抓頭尾，重過程，課前手機(jī)入袋”等一系列學(xué)生管理制度。

建立和執(zhí)行上述一系列管理制度后，水務(wù)工程專業(yè)教師教學(xué)教研成績(jī)突出，多人獲得市優(yōu)秀教師、教育部在線教育研究中心智慧教學(xué)之星等稱號(hào)，人均擁有校級(jí)以上精品課程、教改項(xiàng)目、教改論文等教學(xué)成果4項(xiàng)；學(xué)生刷手機(jī)的“低頭族”不復(fù)存在，出勤率與聽課質(zhì)量顯著提升。

(二)三位一體，強(qiáng)化教學(xué)硬件建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)離不開硬件條件的支撐，但傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室原有的硬件條件以配合理論教學(xué)用途為主，制約了動(dòng)手型人才的培養(yǎng)。這一問題突出表現(xiàn)在構(gòu)建的硬件條件體系單一，主要是一些理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)室缺少支撐學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，缺少提供學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐的不同類型的校外實(shí)踐基地，且專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量不夠，學(xué)科交叉不足。對(duì)此，水務(wù)工程專業(yè)提出以“專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)踐基地”三大體系建設(shè)為抓手，開展三位一體的硬件條件建設(shè)，使硬件條件從單一走向多元化。

經(jīng)過多年探索與實(shí)踐，水務(wù)工程專業(yè)組建起水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、給水工程實(shí)驗(yàn)室、微生物水處理實(shí)驗(yàn)室等橫跨水利、土木、環(huán)境三大學(xué)科的7個(gè)專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并規(guī)劃建設(shè)智慧水務(wù)模擬實(shí)驗(yàn)室；組建了廈門市水資源利用與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和7個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)提供了良好的科研場(chǎng)所。此外，與廈門市水利局、廈門水務(wù)中環(huán)污水處理有限公司、廈門市市政設(shè)計(jì)院等多家水務(wù)鏈上的不同類型企事業(yè)單位簽訂了校外實(shí)踐基地協(xié)議，建立了30多個(gè)校外實(shí)踐基地。三位一體的硬件建設(shè)有力保障了實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

三、探索與實(shí)踐成效

(一)專業(yè)建設(shè)方面

經(jīng)過一核兩翼的改革與建設(shè)，水務(wù)工程專業(yè)建設(shè)總體成效顯著，專業(yè)排行名列前茅。根據(jù)中國本科院校學(xué)科專業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，廈門理工學(xué)院水務(wù)工程專業(yè)在中國大學(xué)專業(yè)排行榜上，位居全國該專業(yè)第二名。此外，根據(jù)艾瑞深校友會(huì)發(fā)布的“2022年中國大學(xué)水利類專業(yè)排名”(應(yīng)用型)榜單，廈門理工學(xué)院水務(wù)工程專業(yè)獲評(píng)五星級(jí)應(yīng)用型專業(yè)，位列全國水務(wù)工程專業(yè)排名(應(yīng)用型)榜首，入選中國一流應(yīng)用型專業(yè)A++行列。

(二)人才培養(yǎng)方面

近年來，隨著人才培養(yǎng)模式的改革與專業(yè)建設(shè)的不斷完善，水務(wù)工程專業(yè)畢業(yè)生越來越受業(yè)界認(rèn)可，學(xué)生就業(yè)率從2017屆(第一屆)的97.87%升至2019屆的100%。2020～2022年，即使在新冠病毒疫情嚴(yán)重影響學(xué)生就業(yè)的情況下，就業(yè)率三年平均值也高達(dá)95.3%。

此外，省內(nèi)用人單位滿意度調(diào)查時(shí)，多家主要用人單位反映，本專業(yè)學(xué)生顯著特點(diǎn)之一是理論知識(shí)扎實(shí)且知識(shí)面寬，在面對(duì)各類設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)具有良好的學(xué)習(xí)與適應(yīng)能力；特點(diǎn)之二是動(dòng)手能力強(qiáng)，熟悉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件，出圖迅速。廈門市市政工程設(shè)計(jì)院張志謙副院長(zhǎng)特別指出，目前學(xué)水利工程的往往不懂水處理工程，而學(xué)水處理工程的又往往不懂水利工程，但實(shí)際工程設(shè)計(jì)往往需要具備雙方面知識(shí)，廈門理工學(xué)院水務(wù)工程專業(yè)培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合的復(fù)合型水務(wù)工程人才，很好地呼應(yīng)了企業(yè)的用人需求。此外，廈門中環(huán)水科技股份有限公司張嚴(yán)總經(jīng)理表示，大型企業(yè)有條件進(jìn)行業(yè)務(wù)領(lǐng)域細(xì)分，中小企業(yè)更需要各類業(yè)務(wù)都能處理的復(fù)合型人才，廈門理工學(xué)院所培養(yǎng)的復(fù)合型水務(wù)工程人才特別符合中小企業(yè)的用人需求。