基于新工科建設的安全創新型人才培養研究

耿曉偉

摘 ?要：安全工程專業特點決定在新工科建設中急需培養適應新技術、新業態、新模式和新產業需求的創新型人才。針對安全工程專業創新型人才培養中遇到的問題，通過現場調研和新經濟發展分析提出改進培養目標和畢業要求，結合學生自身特點構建結構化教學體系，實施教學與科研深度融合的人才培養模式，搭建校內外相結合的高水平實踐教學平臺，實現學生創新能力的有效提升，最終達到新工科的建設需求。

關鍵詞：新工科;創新型人才;培養目標;結構化教學體系;教學與科研深度融合

中圖分類號：C961 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）18-0043-04

Abstract： The specialty of safety engineering determines that in the construction of new engineering disciplines， it is urgent to cultivate innovative talents that are adapted to the needs of new technologies， new formats， new models and new industries. Aiming at the problems encountered in the cultivation of innovative talents in safety engineering， through field surveys and analysis of new economic development， improvement training goals and graduation requirements are proposed， a structured teaching system is constructed in accordance with the characteristics of students， and a talent training model that integrates teaching and scientific research is implemented. To build a high-level practical teaching platform combining internal and external campuses， to effectively promote the innovation ability of students， and finally meet the construction needs of new engineering disciplines.

Keywords： new engineering; innovative talent; training objectives; structured teaching system; deep integration of teaching and research

新工科建設是主動應對科技革命和產業變革，加快新技術、新產業、新動態和新模式為特征的新經濟、實現“中國制造2025”等一系列國家戰略，提升國家硬實力和國際競爭力的重要舉措[1，2]，是培養新型領域工程科技人才，改造升級傳統工科專業[3]，主動布局未來戰略的重要措施。

2017年開始教育部積極開展新工科建設，探索工程專業的新理念、新標準、新模式、新方法、新技術、新文化[4，5]，實現從學科導向向產業需求導向，從專業分割向跨界交叉融合，從適應服務轉向支撐引領。先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等[6-8]。

一、安全工程專業基本情況

安全是涉及科學、技術、工程、管理、社會等方面的綜合交叉學科，安全工程專業是為企事業單位培養安全方面的技術與管理人才的工科專業，最早建立于二十世紀五十年代[9]，1998年根據教育部專業目標調整正式更名為安全工程，目前全國開設這一專業的高校達到170余家，是一個快速發展的新興專業。這一專業雖然不屬于新興產業對應的直接專業，但在新興產業和新經濟發展的方方面面都會涉及。當今社會安全環境日益復雜，安全技術飛速發展，安全標準不斷提高，急需大量能夠適應現代經濟發展需要、符合“新工科”建設需求，適應新技術、新業態、新模式、新產業需求的實踐能力強的創新型安全工程專業人才[3，10]。

二、安全工程專業創新型人才培養中遇到的問題

目前安全工程專業在創新型人才培養中主要遇到了以下問題：

1. 安全人才培養不適應安全專業領域快速發展與環境狀態日益復雜的需求。特別是2018年，國家將安全生產監督管理局等部門職能合并成立應急救援部，安全工程專業的服務面向更加寬泛，如何根據社會需求、學校自身定位，明確人才培養目標和畢業要求，使之與工程實踐需求相適應，是各校安全工程專業遇到的首要問題。

2. 教學體系不完善，無法滿足創新型人才培養需求。現有的課程體系設置較為死板，缺少適應“新工科”要求的創新課程，無法保證人才培養目標和畢業要求的有效實現，不能體現學生的個性化、特色化培養。

3. 學生解決復雜安全工程問題的能力不足，缺乏有效的實踐能力、創新能力培養模式[5，11]。教學內容、教學方法明顯滯后于科學、技術、工程、管理的發展水平[9]。先進科技成果不能實時、充分的轉化為優質教學資源。

4. 校內外實踐教學資源分散，整合不足，利用不充分，不能充分滿足學生創新能力培養需求。

三、安全工程創新型人才培養模式改革

遼寧工程技術大學安全工程專業是國家首批特色專業，是教育部“卓越工程師培養計劃”試點專業，在2009、2015、2018年通過工程教育專業認證。專業在建設中，始終關注工程教育發展前沿，注重學生實踐能力和創新能力培養，不斷開展改革。基于上述問題，經過十年教學攻關，在創新型人才培養上提出完善培養目標、改進課程體系、實施科研與教學深度融合的人才培養模式是實現創新性人才培養的最為有效的手段之一。

（一）基于新工科建設的培養目標與畢業要求的調整

隨著社會經濟的發展，安全工程所服務的領域和行業不斷擴大，出現的安全問題也不斷發生變化，這就使得高校的培養目標和培養要求也要隨之改變。以礦山為例，以往礦山安全學生的培養目標，是具備“一通三防”的能力，即掌握礦井通風相關能力，能夠針對礦井火災、礦井瓦斯災害、礦井粉塵等問題提出預防措施和解決方案，開展設計研究等。但在新工科背景下，礦山向著智慧礦山方向發展，智慧礦山就是對生產、職業健康與安全、技術和后勤保障等進行主動感知、自動分析、快速處理的無人礦山。智慧礦山看起來實現還很遙遠，但安全礦山、高效礦山、清潔礦山，礦山的數字化、信息化[12]目前都在全面推進和建設中，這些都是智慧礦山建設的前提和基礎。因此我們的培養目標和畢業要求必須考慮到學生未來發展，特別是培養目標，它是學生畢業五年左右職業的發展預期，因此需要既關注現在又考慮未來。考慮未來在知識和能力上就要既具有深厚的工程基礎和專業知識，同時具備自主學習、終身學習、深入研究和創新能力。因此在培養目標和畢業要求中既要有技術性的能力要求，更要有非技術性的能力要求。

在對近百家大中型煤炭、建筑、施工、化工企業和安全監管檢查部門的調研分析中得到同樣結論，企業現場認為，安全工程專業急需人才為安全管理、監督監察型，特定行業的安全管理與安全技術并重型復合型人才。獨立組織工作能力、綜合分析能力、自學能力、溝通能力和應變能力是安全人員應具備的素質要求;實踐能力、創新能力是培養中最需加強的方面。

（二）修訂培養方案，構建創新型人才培養的結構化教學體系

安全是多學科綜合交叉學科，為保證創新型人才的有效實現，必須加入創新模塊，同時根據學生自身特點構建起學生個性化的知識體系。因此在課程體系的設置上，可以依據畢業要求，利用結構化思想，從公共基礎、專業教育、實踐教學、第二課堂等幾個方面進行調整。（如圖1）

在公共基礎課階段根據學生的自身特點，在外語、高數、大物、體育等基礎課程中實現分級教學，構建個性化的教學平臺;在專業知識階段根據學生特點和個人興趣，自由選擇實施分方向特色培養;在實踐教學階段實施“基本技能-綜合實驗-科研實訓-創新能力”一體化、多層次、開放式實驗教學體系，采用導師制，指導學生參與科研項目，開展科技競賽。

同時在各個部分融入創新能力培養課程與實踐，在公共基礎課程中開設“創新理論與實踐”、“創新創業”課程，建立學生的創新意識和創新思維;在專業教育過程中設置《安全與創新》、《安全工程新技術》，將創新的思維和方法與專業相結合。在實踐教學中，增設“安全工程職業項目與創新訓練”、“合作教育”等新的實踐環節，指導學生對現場問題的分析、設計、研究與解決，培養學生的創新精神、創新能力和團隊合作能力。在第二課堂，設置創新實踐學分、院士講座、渤海濤聲，以及各類創新實踐作品大賽。通過以上設置，使創新能力培養貫穿學生大學四年的始終，貫穿學生理論與實踐、課內與課外教學的始終。

（三）實施教學與科研深度融合的創新型人才培養模式

1. 組建以教授為核心的教學與科研高度融合的教學團隊，開展教學改革。依據核心課程設置，組建以教授為核心的教學團隊，團隊教師的科研方向與建設課程相一致，使以科研見長的教師積極投入教學研究和教學改革。

2. 將最新科技成果納入專業教學內容，開展教與學模式改革。學生創新能力培養，必須以分析問題、解決問題能力的提高為基礎，以研究能力和設計能力的提升為驅動。為此，在課程講授中，教師在介紹前沿知識的基礎上，還需加入科研實踐內容。以課程綜合訓練、案例等方式，將科研項目中的實際問題帶入理論教學，通過課上的案例分析、項目驅動、綜合訓練、研討、答辯，課下的實驗設計、模型制作、調研報告等培養學生運用所學知識去分析問題、解決問題的能力。同時采取分組研討，課上+課下，教室+現場+網絡學習的有機結合[5]，真正實現“以學生為中心”、以能力達成為目標的教學理念。

3. 將最新科研成果融入教材。教材是教學內容的具體化，為滿足創新型人才要求，鼓勵教師結合科研成果、結合科技發展進行教材編寫。組織教師積極參與安全教指委、煤炭教育協會等專業、行業組織的專業規劃教材編寫工作，及時將安全技術、安全管理、安全設備、安全人機等方面的新技術、新工藝、新裝備，以及新成果編入教材中。

4. 依據科研成果豐富專業實驗項目。傳統實驗項目演示、驗證性的多，綜合創新性不足，這與創新型人才培養嚴重不匹配。如何設置綜合性、創新性實驗項目一直也是教學研究的重點，為此我們提出與科研和新技術相結合，從科研項目中凝練適宜本科開設的綜合性創新性試驗項目。近五年來我校安全工程專業在通風工程、粉塵防治、火災防治等方面開發煤塵爆炸性能測試、風幕集塵風機測試等實驗項目26項。

5. 所有學生深度融入教師科研團隊、參與科研[13]。實施本科生導師全覆蓋制度，所有教師必須做本科生導師，指導學生參與科研，彌補課堂教學的不足。本科學生通過加入教師科研團隊，開展“科研實訓”、“合作教育”[2]等方式，參與項目立項、研究、現場測試等各項工作，培養創新能力。近五年來，累計有370人次參與到礦井通風、礦井火災、礦井瓦斯、粉塵防治、安全管理方面的課題研究中。

6. 將科研成果融入實踐教學平臺的建設中。教師利用科研項目，組織學生開發、制作采空區風流移動實驗臺、礦井火災風流紊亂測試裝置、氣動噴霧除塵裝置、礦井降溫系統不穩定換熱系數測量裝置等實驗儀器與設備，共計17臺套。自主研發礦井通風仿真軟件（MVSS3.0）和礦井火災模擬軟件等實驗軟件6套。

（四）搭建校內外結合的高水平創新實踐教學平臺，提高學生的實踐創新能力

在實踐教學平臺的構建上，整合校內資源、充分利用校外實踐教學基地是保證實踐教學質量的必要條件。

在校內實踐教學平臺構建上，一定要注意專業之間的交流與溝通，爭取所有實踐平臺為本學科、本專業所用，避免不同專業之間重復建設等情況。特別是對于安全工程專業來說，除公共基礎實驗室外，它與機械、力學、采礦、環境、管理等專業都存在一定交叉，因此做好校內專業實驗平臺的有效整合是提升專業實踐教學水平的關鍵。遼寧工大安全工程專業依托礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室，建設有國內唯一1：1實驗礦井、安全工程遼寧省本科實驗教學示范中心、遼寧省煤礦安全虛擬仿真實驗教學中心，同時配合校內礦山液壓技術與裝備國家地方聯合工程研究中心、力學國家級實驗教學示范中心等，搭建多學科交叉的虛實結合的校內實踐教學平臺。在開展各類綜合實驗基礎上，還設置安全檢測監控實訓、職業項目與創新訓練等實踐環節，開展礦井通風仿真實訓、虛擬仿真實訓等虛擬仿真實踐環節，開展實踐技能大賽和創新實踐作品大賽等各類競賽，將日常教學帶入實際環境，實現理論與實踐的統一。

在校外除一般實踐教學基地，專業還充分利用科研基地，利用遼寧省安全技術與裝備校企產業聯盟等，開展產學研結合的實踐教學，為學生創新能力培養提供充足條件。

四、結束語

通過改革培養目標、畢業要求、培養方案、實施教學題與科研深度融合人才培養模式和搭建校內外相結合的高水平實踐教學平臺，安全工程專業人才培養質量明顯提高，近五年就業率一直100%，有60%學生參與教師科研項目，40%以上獲得創新作品大賽等賽獎勵、發表學術論文或者取得發明專利。安全工程專業也獲批遼寧省一流專業，近五年獲批省級以上質量工程項目6項，獲遼寧省教學成果一等獎3項，煤炭協會教學成果一等獎1項。

參考文獻：

[1]吳愛華，楊秋波，郝杰.以“新工科”建設引領高等教育創新變革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7，61.

[2]李龍海，周曉影，冷靜.新工科概念下高校人才能力培養模式探索與實踐[J].長春師范大學學報，2018，38（10）：135-138.

[3]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[4]顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實施路徑[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[5]陸國棟，李拓宇.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[6]吳巖.新工科：高等工程教育的未來——對高等教育未來的戰略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

[7]向美來，易偉松.產教融合背景下新工科建設途徑——北美合作教育啟示錄[J].中國高校科技，2019（1）：80-84.

[8]景國勛，程磊，袁東升.“新工科”背景下的安全工程專業建設與發展思考[J].河南理工大學學報（社會科學版），2018，19（2）：102-107.

[9]吳超，楊書宏.安全工程專業繼續教育知識講座：我國安全工程專業高等教育現狀及發展[J].勞動保護，2011（1）：10-15.

[10]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[11]吳愛華，侯永峰，楊秋波，等.加快發展和建設新工科 主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[12]湯志鵬，麥卓鑫.淺談智慧礦山中的通信系統[J].經營管理者，2013（19）：12-14.

[13]周學智，吳小林.適應新工科發展要求 提升學生工程實踐素養[J].中國高校科技，2019（1）：73-75.