新工科視域下安全科學(xué)與工程研究生培養(yǎng)模式研究

李 賀教授 曹潔艷 路潔心 施式亮教授 魯 義教授

(1.湖南科技大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院,湖南 湘潭 411201;2.湖南科技大學(xué) 公共安全與應(yīng)急管理研究院,湖南 湘潭 411201)

0 引言

為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展等一系列國(guó)家戰(zhàn)略,教育部積極推進(jìn)“新工科”建設(shè),助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)[1-4]。在科技進(jìn)步、工程概念迅速更迭的“新工科”背景下[5-6],新時(shí)代給安全科學(xué)與工程研究生提出了新要求:既要對(duì)安全學(xué)科的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通,又要熟悉傳統(tǒng)工業(yè)技藝與新興技術(shù)[7-11]。然而,現(xiàn)有的學(xué)科培養(yǎng)模式并不能很好地滿足新時(shí)代研究生人才培養(yǎng)的要求,存在課程內(nèi)容落后、教學(xué)形式單一、考核方式陳舊3方面不足。因此,本文基于安全學(xué)科教學(xué)模式存在的不足,提出一種新型研究生培養(yǎng)模式,旨在輔助教師更高效地開展教學(xué),讓學(xué)生更全面地提升自身能力,為行業(yè)輸送高質(zhì)量技術(shù)人員,進(jìn)而為安全學(xué)科領(lǐng)域長(zhǎng)足發(fā)展添磚加瓦。

1 安全科學(xué)與工程專業(yè)課程現(xiàn)狀分析

基于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù),以“研究生培養(yǎng)”“新工科”為主題,時(shí)間設(shè)置為“2016年1月～2023年1月”,選擇期刊、學(xué)位論文類文獻(xiàn),去除報(bào)紙、會(huì)議、專利等對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的干擾,最終得到356篇文獻(xiàn),具體檢索條件,見(jiàn)表1。

表1 研究生課程領(lǐng)域CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索條件Tab.1 CNKI database search terms for postgraduate course areas

統(tǒng)計(jì)2016-2022年的年發(fā)文量,通過(guò)其時(shí)序分布特征可以反映目前研究生課程領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,如圖1。從圖1可以看出,除2016年發(fā)文量為38篇外,2017-2022年發(fā)文量在50-56篇之間,可見(jiàn)“研究生培養(yǎng)”與“新工科”始終是研究的熱點(diǎn)。

圖1 研究生培養(yǎng)與新工科領(lǐng)域CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)序發(fā)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

將檢索到的文獻(xiàn)導(dǎo)入文獻(xiàn)可視化圖譜分析軟件VOSviewer,發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵詞主要是圍繞課程思政、教學(xué)改革、課程體系、課程建設(shè)等方面,關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖,如圖2;并根據(jù)關(guān)鍵詞的相關(guān)性將其分成8個(gè)聚類,見(jiàn)表2。

圖2 研究生培養(yǎng)與新工科領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 Postgraduate training and the new engineering field keyword co-occurrence network map

表2 研究生課程模式領(lǐng)域關(guān)鍵詞Tab.2 Key words in the field of postgraduate course models

由圖2與表2可以看出,當(dāng)前研究生培養(yǎng)仍然重在課程內(nèi)容、教學(xué)形式與考核方式3方面。因此,基于“新工科”背景,從上述3個(gè)角度剖析安全科學(xué)與工程專業(yè)課程存在的不足,并突破傳統(tǒng)課程模式桎梏,多維度有針對(duì)性地提出改進(jìn)方法,對(duì)安全科學(xué)與工程專業(yè)的長(zhǎng)效深入發(fā)展具有時(shí)代意義。

2 安全學(xué)科教學(xué)模式存在的不足

安全科學(xué)與工程是融合了理、工、文、法、管、醫(yī)等學(xué)科的綜合類交叉學(xué)科。在經(jīng)過(guò)安全工程專業(yè)整合后,其研究范圍幾乎涵蓋了所有行業(yè)。近年來(lái),國(guó)家相關(guān)部門投入大量資金與時(shí)間,進(jìn)行安全生產(chǎn)建設(shè),包括但不限于搬遷與關(guān)停部分危化企業(yè)、在礦山生產(chǎn)全過(guò)程中推行數(shù)字化智能系統(tǒng)等。學(xué)校傳統(tǒng)的研究生課程內(nèi)容設(shè)置已無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)安全生產(chǎn)與深入科研的需要,制約著行業(yè)整體的現(xiàn)代化、智能化、時(shí)代化的創(chuàng)新發(fā)展。為有針對(duì)性地改進(jìn)培養(yǎng)模式,本文從課程內(nèi)容、教學(xué)形式、考核方法3方面出發(fā),總結(jié)安全學(xué)科教學(xué)模式存在的不足。

2.1 課程內(nèi)容落后

首先,大部分研究生課程設(shè)置與本科相差無(wú)幾。雖然授課內(nèi)容與本科相比得到縱向深入,但缺少橫向拓展,限制了學(xué)生知識(shí)體系拓寬,難以適應(yīng)新時(shí)代對(duì)研究生的要求。其次,各高校在安全科學(xué)與工程專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)不同,與非煤行業(yè)存在行業(yè)鴻溝。大部分高校安全科學(xué)與工程專業(yè)聚焦煤炭領(lǐng)域的研究,與其他學(xué)科之間的聯(lián)系較少,阻礙了學(xué)科交叉融合、學(xué)術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)人才培養(yǎng),阻礙了高校對(duì)社會(huì)輸出高質(zhì)量對(duì)口人才以及培養(yǎng)優(yōu)秀的科研人員。再者,大多高校使用的教材與前沿技術(shù)脫節(jié)?，F(xiàn)有教材中大多是已被工程現(xiàn)場(chǎng)淘汰的方法體系,而近年已經(jīng)應(yīng)用的前沿技術(shù)未及時(shí)補(bǔ)充。最后,課程內(nèi)容單薄制約了科研創(chuàng)新與工程應(yīng)用。在科研過(guò)程中會(huì)涉及流體力學(xué)、機(jī)械、電氣等領(lǐng)域的內(nèi)容,工程現(xiàn)場(chǎng)也常出現(xiàn)多領(lǐng)域問(wèn)題交叉的情景,這些都難以依靠單薄的知識(shí)來(lái)解決。因此,在人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考慮各學(xué)科之間的銜接性,豐富知識(shí)體系,為學(xué)生打好知識(shí)基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)形式單一

大部分開設(shè)安全科學(xué)與工程專業(yè)的普通高校仍采用傳統(tǒng)的授課方式:以教師為中心,以書本或PPT為傳播媒介,學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中被動(dòng)接受課堂知識(shí)。雖然傳統(tǒng)授課方式能夠在一定程度上確保學(xué)生接受體系化的專業(yè)知識(shí),但是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性被忽視,甚至被壓抑,教學(xué)效果大打折扣。傳統(tǒng)教學(xué)形式中心在于教師單方面的知識(shí)輸出,缺少師生間的思維碰撞。完全以教師的主觀看法輸出為主,對(duì)學(xué)生的思維發(fā)散有一定抑制作用。師生互動(dòng)的匱乏,使教師難以把握學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解程度。同時(shí),學(xué)生無(wú)法及時(shí)查漏補(bǔ)缺,使得課堂時(shí)間利用效率低下。由此可見(jiàn),單一的教學(xué)形式已不能滿足安全科學(xué)與工程人才培養(yǎng)的要求,多教學(xué)形式的融合是大勢(shì)所趨。

2.3 考核方法陳舊

傳統(tǒng)的考核方式是考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)加權(quán)分布,雖然一定程度上能夠客觀反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握程度,但是難以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。在研究生階段,學(xué)生對(duì)自身的認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)能力已經(jīng)有了一定的認(rèn)知。以教師為主體的評(píng)價(jià)機(jī)制,忽略了學(xué)生的自我評(píng)價(jià),無(wú)法幫助研究生總結(jié)出自身不足,并開辟認(rèn)識(shí)自己、調(diào)整自己的科學(xué)途徑。同時(shí),研究生階段的生源比較多元,學(xué)生的個(gè)性特征鮮明,傳統(tǒng)的考核方式難以基于每個(gè)學(xué)生研究方向的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方面、全方位、深層次的考核。

3 安全科學(xué)與工程專業(yè)課程改革思路

針對(duì)課程內(nèi)容落后、教學(xué)形式單一、考核方法陳舊3方面的問(wèn)題,結(jié)合校內(nèi)外資源配置情況,聽取學(xué)生與教師的反饋,樹立多主體協(xié)同、制衡的新型教育理念,加強(qiáng)師生交互教學(xué)與實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)研究生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新思維與應(yīng)用實(shí)踐能力,得到安全科學(xué)與工程專業(yè)課程改革思路,如圖3。

圖3 安全科學(xué)與工程專業(yè)課程改革思路Fig.3 Ideas for curriculum reform in safety science and engineering

3.1 構(gòu)建多學(xué)科交叉課程內(nèi)容新體系

結(jié)合安全科學(xué)與工程的學(xué)科特色,以立德樹人為任務(wù)導(dǎo)向,在課程體系中融入思政元素,有助于提升安全學(xué)子刻苦鉆研、踔厲奮發(fā)的科研精神。例如,邀請(qǐng)科研成果豐厚、德才兼具的教授為學(xué)生開設(shè)學(xué)術(shù)講座,以自身科研經(jīng)歷給予學(xué)生知識(shí)上的啟迪,構(gòu)筑精神上的燈塔。研究生課程既要保證內(nèi)容與本科知識(shí)的銜接性,也要注重和科研內(nèi)容的聯(lián)系,同時(shí)補(bǔ)充新技術(shù)、新知識(shí)。教師在課前搜集新的理論成果、工程應(yīng)用實(shí)例,并制定課程學(xué)習(xí)指南,與其他學(xué)科進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。教師通過(guò)提前布置課題,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使其主動(dòng)查找資料、了解課堂內(nèi)容。課堂上教師扮演“引路人”的角色,帶領(lǐng)學(xué)生將書中知識(shí)融會(huì)貫通,并結(jié)合案例學(xué)以致用。

3.2 探究理論結(jié)合實(shí)際教學(xué)新形式

匯聚相關(guān)學(xué)科優(yōu)勢(shì),發(fā)展校企聯(lián)合、學(xué)科融合的多導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)模式,降低單一導(dǎo)師制的弊端,拓展研究生的知識(shí)面,在多領(lǐng)域、多環(huán)節(jié)強(qiáng)化研究生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí),使“產(chǎn)學(xué)研”三位一體落到實(shí)處。同時(shí),采取翻轉(zhuǎn)課堂的上課形式,教師提前布置課題,學(xué)生在課前完成對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí),課上答疑解惑、檢驗(yàn)知識(shí)的應(yīng)用,將課堂作為師生互動(dòng)的場(chǎng)所。翻轉(zhuǎn)課堂的形式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,充分發(fā)揮同時(shí)將教師與學(xué)生作為課堂主體的長(zhǎng)處。此外,推廣“輔導(dǎo)—合作”新教學(xué)形式。該模式中教師以學(xué)生合作學(xué)習(xí)者的角色出現(xiàn),給予學(xué)生更多的個(gè)人空間,將交流作為研究生學(xué)習(xí)階段的一個(gè)重要媒介?！拜o導(dǎo)—合作”的教學(xué)形式有助于教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流互動(dòng),充分發(fā)揮學(xué)生主體的長(zhǎng)處,達(dá)到博采眾長(zhǎng)的效果。上述3種教學(xué)形式涵蓋了課前自學(xué)、課中互動(dòng)、課后實(shí)踐3個(gè)時(shí)間段,三者的融合較好地避免了單一教學(xué)形式的弊端,為提升教學(xué)效果打開思路。

3.3 建立多角度全面課程考核新方法

研究生實(shí)際能力的提升與發(fā)展是人才培養(yǎng)的重中之重。恰當(dāng)?shù)恼n程考核能夠極致發(fā)揮學(xué)生主體的優(yōu)勢(shì),提高教學(xué)質(zhì)量。隨著科技的進(jìn)步,新興的線上評(píng)分為完善考核體系開辟了新的道路。首先,線上評(píng)價(jià)的應(yīng)用,能夠保留學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、作業(yè)完成情況,便于教師隨時(shí)查看,學(xué)生也能及時(shí)看到反饋。該方法還能夠節(jié)約一定的人力、物力。其次,在保留書面成績(jī)一定占比的前提下,增添課堂互動(dòng)評(píng)分,將活躍度、課堂發(fā)言次數(shù)和質(zhì)量與平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分掛鉤,鍛煉學(xué)生表達(dá)的能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。最后,教師布置課題任務(wù),考查學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)“新工科”背景下安全科學(xué)與工程研究生培養(yǎng)體系改革的必要性分析,剖析舊的培養(yǎng)體系存在的課程內(nèi)容落后、教學(xué)形式單一與考核方法陳舊3方面的不足,提出多主體協(xié)同、制衡的教學(xué)體制改革新理念。

(2)提出構(gòu)建聯(lián)系科研內(nèi)容、及時(shí)補(bǔ)充前沿知識(shí)、銜接其他學(xué)科的課程內(nèi)容新體系,融合“產(chǎn)學(xué)研”三位一體、落實(shí)翻轉(zhuǎn)課堂、“輔導(dǎo)—合作”的教學(xué)新形式,以及線上評(píng)分、課題實(shí)踐考核、課堂活躍度評(píng)分的考核新方法,為培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代要求的創(chuàng)新型人才提供新方法、新思路。