關於傳統優勢學科培養新工科人才路徑的探索與實踐
摘 要：當前，世界範圍內新一輪科技革命和產業變革正加速進行，綜合國力競爭愈加激烈，產業發展與工科院校的教育緊密相關。具有優勢工科、學科門類齊全的相關院校，在新工科建設和人才培養方面具有較為獨特的優勢。以北京科技大學土木與資源工程學院為例，從學科定位與目標、教師隊伍建設、教學資源、培養過程、質量監督保障五個方面入手，探索傳統優勢工科院校新工科建設和人才培養的路徑。
關鍵詞：傳統優勢工科；新工科人才；定位與目標；教師隊伍
工程教育改革創新是國家重大戰略和新型工業化發展的基石，「一帶一路」倡議、「中國製造2025」「創新驅動發展」「雙一流」等的實施需要一大批新型工科領域的拔尖創新人才，教育部「新工科」建設的提出正是應對這一迫切需求的有效回應[1]。而傳統優勢工科院校的特點是在相關領域內工科優勢明顯、學科體系健全、與行業發展聯繫緊密。該類高校新工科建設的重點應是「新型」工科的建設，即在新經濟、新產業為背景下，對傳統優勢工科專業進行改造升級[2]，推動人工智慧、大數據、雲計算、物聯網等新技術與傳統工科專業的有機融合，建成引領行業發展、技術高度集成創新、聚焦國家重大戰略的新型工科專業，實現具有創新創業能力、跨界整合能力、國際視野和綠色可持續發展理念的高科技創新型工程人才的培養。
北京科技大學（以下簡稱學校）土木與資源工程學院（以下簡稱學院）礦業工程、安全科學與工程、土木工程等專業是國家重點學科和學校優勢專業，為我國資源開發、安全科學和土木建築等行業的發展發揮了引領和支撐作用。本文以學院傳統優勢工科為例，以「雙一流」學科建設為契機，在教育部本科教學工作審核評估要求的基礎上，探索新工科人才培養改革和學科創新的路徑。
定位與目標
1.符合國家重大戰略需求和行業未來發展方向
國家一系列重大戰略的實施、未來全球話語權和競爭力的提升等都對工程人才的培養提出了更高的要求，尤其是傳統行業面臨的產業升級，亟需具有工程創新能力的引領性複合型人才[3-4]。而精準把握國家及產業的未來需求和發展方向是新工科建設和新型人才培養的前提，可以通過成立由校內外相關領域的專家和企業領導等組成的團隊進行戰略諮詢，瞄準國家發展戰略、產業發展前沿領域和未來發展的國際趨勢，以及與發達國家產業發展的比較等，確保新工科人才培養的超前布局。
2.注重學科的交叉融合，引領行業創新發展
傳統優勢學科在新工科建設上應做到引領行業創新發展，尤其是在現有專業優勢的基礎上繼承與創新，力爭建成有深度、有特色的新型工科專業。面向行業未來發展和當前需求，通過成立「智能採礦班」，修訂大安全、新土木本科生培養計劃，改進課程實驗內容，建立高新企業實習基地等方式，推進礦業工程、安全科學與工程、土木工程等學科之間及其與人工智慧、大數據、雲計算、物聯網等新技術的交叉融合，實現學科的轉型升級，保持傳統工科特色和行業優勢。同時，將傳統學科優勢與工程教育改革創新密切聯繫，注重工程技術人才的培養，加強產業內領先企業和傳統優勢學科的深度合作和融合，打造共商、共建、共享的工程教育共同體[5]，促進學科發展、人才培養與產業行業的共同進步。
3.通過研討式教學等方式，提高學生的專業認同感
學院傳統優勢專業為艱苦專業，儘管學校礦業工程學科蜚聲國內外，但學生們的追逐熱度較低，學習的興趣難以提升。學院重塑人才培養中心地位，採取改進教學方式與內容，改變優勢學科強而不熱的局面。第一，落實「以學生為中心」理念。將學生的興趣愛好、發展潛質、個人特性與行業和新技術的發展相結合，加強學生專業認同感。為此，學院在傳統優勢本科專業開設了由學科帶頭人授課的新生研討課，取得了良好的效果。2018年，礦業工程和安全科學與工程的轉專業率比2017年分別降低30%和87%。第二，實行精英化和國際化培養。依託與澳大利亞新南威爾士大學等國外高校簽訂的「2＋2」「1＋3」培養協議，引導並資助部分學生到國外著名高校學習，以開拓國際視野，提高專業學習積極性，並發揮其帶動和示範作用，引導更多學生的學習興趣。第三，拓展雙學位制。根據學生特長和興趣，可以選擇輔修其他專業的核心課程，並達到該專業的標準要求。例如：安全科學與工程專業的學生准許其獲得除專業之外的第二專業學位，解除其對礦業類學科就業和發展的後顧之憂。
教師隊伍
教師隊伍是新工科建設的主力軍，學科創新和人才培養創新都需要有一支專業知識、創新能力、工程經歷以及綜合素質過硬的高水平師資隊伍[6]。教師隊伍建設應以新工科建設所要求的多學科交叉融合為要求，引導教師在新技術、新產業上下功夫並尋求突破和發展，探索出一條適合學科創新發展和人才培養的教師激勵與支持模式。
1.以學科創新為牽引引領教師發展
新經濟、新技術的發展離不開學科創新，而前沿學科的交叉融合和未來技術領域的領先突破離不開優秀的師資團隊。針對礦業工程、安全科學與工程、土木工程三大專業方向，學院按照學術梯隊的模式進行建設，提前布局未來技術發展和需求，推進傳統優勢工科專業進行跨學科融合和創新。在未來3年～5年時間內，依託國家「雙一流」建設學科，著重建設若干具有國際學術前沿視野、滿足學科未來發展需求的創新團隊，實現師資隊伍整體質量的提升。
2.以本科工程教育為導向加大教師發展和激勵力度
結合教師的潛力和發展願景，在行業發展、學科建設、人才培養和學術研究上為每位教師制定清晰明確的發展路徑，為其發展提供切實可行的平台和激勵措施，充分調動教師投入新工科專業建設和新型工程教育的積極性。在學術水平上，建設高水平學術梯隊，指導青年教師進行專業技術研究和工程實踐創新；在教學水平和師德建設上，由經驗豐富的教學名師等定期為青年教師進行教學能力培訓，組織青年教師觀摩校內高水平授課課堂、專題教學研討、外校同類課堂教學等，以掌握熟練的教學方法和技巧；在教師激勵上，加大對青年教師教學的扶持力度，從一流學科建設經費和學院運行經費中設立專項資助，重點持續扶持有志在課程建設、教學改革、教材編寫等方面做出成績的青年教師，以緩解青年骨幹教學人才匱乏的局面。
3.以改善學緣結構為重點積極引進新教師
師資隊伍的建設除培養激勵外，新教師的引進是改善教師學緣結構、拓展學科知識領域的重要途徑。通過引進新興科技領域的新教師能加快實現學科的交叉融合，並吸收借鑒其他院校優秀教育教學方法。學院在補充師資的過程中，基本按照「本校1/3，外校1/3，國外經歷1/3」的原則，加大國內外優秀人才的引進力度，增大外校畢業生和國外學緣的比例，同時也注重教師學科背景的交叉性、知識結構的互補性、學科結構的多元性。
教學資源
教學資源包括研究資源、經費資源和課程資源等，有效統籌學校學院教學資源，是新工科人才培養的重要保障。
1.打破優勢學科研究資源壁壘，促進融合創新
在傳統優勢學科良好的研究資源基礎上，針對產業和學科研究需求，從學科交叉的角度統籌校內外研究和教育資源。具體說，一方面，是打破校內學科界限，盤活校內研究資源，引導學生進行跨學科學習；另一方面，是利用校外研究資源，加強與行業內或新技術方向的其他高校、領先企業、國內外研究院所等的深度合作，建立「共研—共培—共創」平台，推進技術交叉創新和人才培養創新。
2.確保專款專用，注重經費使用效果
隨著學校及學院經費逐漸向本科教學工作的傾斜，每年用於學院本科教學經費數額遞增，但是如何使這些經費發揮最大效益，切實提高教育教學效果，是教學管理面臨的一個難題。在經費使用過程中，應防止經費偏向教師科研和學科建設，始終堅持以服務教學、服務學生為宗旨，立足專業培養方案，重點建設本科教學中的薄弱環節；要求提高使用經費的成效，對比本科教學指標的改善情況。例如：教學改革項目的投入，教學效果是否改進；「雙語」教學課程建設，是否提高學生專業英語水平等。
3.逐步優化教學課程資源，強化專業核心課程建設
學院各專業核心課程大都由經驗豐富的教授承擔教學任務，重點加強國家和市級規劃教材、精品課程、教學團隊等方面的建設工作，力爭在「國家級精品資源共享課」「精品視頻公開課」「國家精品在線開放課程」方面取得突破。具體措施包括：以專業核心課程為抓手，加強教學團隊建設；加大課程改革項目投入，依託課程改革，發動教師積極申報國家、市級、校級教改項目，以獲得經費支持。另外，依託一流學科建設加大課程改革工作，實現核心課程資源的創新優化。
培養過程
學院結合多年的人才培養實踐、用人單位和畢業生反饋，建立「產學研用多樣化」新工科人才培養模式，堅持「繼承與創新相結合、理論與實踐相結合、課內與課外相結合、校內與校外相結合、學校與企業相結合」的培養原則，著重培養學生的工程實踐能力、跨學科學習能力和交叉創新能力。
1.實施人才培養方案和教育教學改革
結合行業領域和技術前沿的發展狀況，定期完善專業人才培養方案，加大學生實踐課程分量，增設能反映專業前沿領域知識的課程，構建跨學科的課程新體系。嚴格執行課程考核機制，加強過程考核，要求平時考核多樣化。為積累和共享優質教學資源，促進師生的溝通交流，滿足學生全方位學習需求，推動教師進行教育教學方法改革，包括鼓勵教師利用學校課程中心和慕課（MOOCs)系統進行教學，鼓勵教師編撰和更新面向未來的教材教案，鼓勵教師採用全英文授課。
2.進一步加強教學過程管理
第一，強化課堂管理，授課教師應嚴格課堂紀律，將課堂表現列為平時成績考核範疇，消除學生遲到和曠課現象。豐富課堂講授形式，充分發揮督導和領導聽課作用，要求教師充分做好備課工作，增強課程講授的知識性和生動性，儘可能消除學生在課堂上的「埋頭族」和「低頭族」現象。第二，加強課外組織管理工作，通過輔導員和班導師的通力合作，增加深入學生宿舍的頻次，掌握學生在宿舍的學習狀態，加強對學生學習的引導和幫扶力度。
3.構建校企合作的人才培養機制
按照新工科人才培養的目標與要求，充分發揮傳統優勢學科產學研合作優勢，全程引入行業元素和企業需求，面向未來、面向工程、面向問題實施實踐教育教學。結合企業的需求和學校實際，學院與金誠信礦業公司、南京梅山鐵礦、山東招金公司等企業簽訂合作協議，將實踐教育安排到企業，促進人才培養與行業、產業需求銜接，教學過程與生產實踐對接，切實提高學生實踐創新能力。
4.以學科競賽提高學生創新實踐能力
學生創新意識和實踐能力是新工科人才必備的能力。學院為實現創新型人才的培養目標，鼓勵和支持本科生參與各類學科競賽，讓學生在具體的學科競賽中提升和培育創新意識，在實踐中學習利用多學科融合解決問題的能力。學院不斷強化「四化」建設，提高學生創新實踐能力：第一，競賽活動平台化。針對各專業類型競賽，以系所為單位進行平台化建設。第二，指導教師專業化。選派經驗豐富、具有責任心的教授擔任學科競賽指導教師把控學生參賽過程。第三，競賽獲獎學分化。學校根據競賽等級對獲獎項目予以2學分～14學分的獎勵，將更多的學習實踐用於學生的個性發展。第四，活動資助項目化。院系選擇部分優秀團隊以項目形式予以資助，為競賽活動提供經費支持。
質量保障
教學質量是高校的生命線，更是在新工科建設背景下培養滿足國家和產業發展需求的工程科技人才的重要保障。新工科建設需要建立相應的人才培養質量保障體系和專業動態調整機制，確保教育教學質量持續有效提升。
1.構建新工科人才培養質量保障體系
學院始終把提高教育質量作為教學工作的核心任務，著力推進全方位本科教學質量保障和監控體系建設，初步形成了培養目標、教學管理、過程監控、質量評價和反饋調節「五位一體」的教育教學質量保障體系，實現對培養目標制訂、課程大綱編製、課程教學計劃制定、課堂教學、課程考核、實驗教學、課程設計、實習、畢業設計（論文）等教學環節實行全過程規範化、流程化管理與監控。
2.建立專業動態調整機制
專業動態調整機制有利於及時發現並提前解決人才培養方案、教學模式以及課程設置等存在的問題，保證教學質量持續得到改進和提高。近幾年，學院先後組織礦業工程、礦物加工工程、安全科學與工程、土木工程進行專業論證，通過參照工程教育認證標準，以規範和加強專業建設工作，並針對論證過程中出現的問題進行持續改進，做到因需而動、面向未來、主動布局。
實踐效果
新時期，北京科技大學土木與資源工程學院依據人才培養的新要求，全體教職工以一流學科建設為契機，以培養新時代的精英人才為目標，學院各項工作都與人才培養目標緊密相連，並始終為人才培養服務。近年來，學院畢業生就業質量一直處於較高水平，2015年—2017年學院總體就業均在94%以上，高於同期全國本科畢業生就業率；各專業每年就業情況為：出國佔10%左右，國內升學和工作約佔90%，其中保研占升學的41%～45%。
學院通過新工科建設的探索和實踐，對傳統工程教育理念、目標、培養過程等進行了改進升級，取得了一定實際效果，但新工科尚處於建設初期，依然需要研究、實踐、再研究、再實踐。只有緊跟新經濟和新技術的發展潮流，加強工程教育模式的變革與創新，超前布局培養新型工程人才，才能不斷地為我國經濟技術的創新發展輸入不竭動力，為我國礦業、土木和安全行業發展提供智力和技術支撐。（作者單位：北京科技大學土木與資源工程學院）
本文系2017年教育部首批「新工科」研究與實踐項目「面向新技術的傳統優勢學科升級改造研究與實踐」的階段性成果
參考文獻：
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《北京教育》雜誌
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