[關鍵詞]新工科;水利水運工程;多方協同;實踐教學;創新實踐平臺金項目]2023年度河南省本科高校研究性教學系列項目“水利水運創新性實踐平臺”(教高[2023]388號[作者簡介]王鵬濤(1980—),男,河南濟源人,博士,華北水利水電大學水利學院副教授,碩士生導師,主要從事水力學及河流動力學研究;陳建(1979—),男,河南南陽人,博士,華北水利水電大學水利學院教授,博士生導師,主要從事河流動力學研究;張羽(1970—),男,山西大同人,博士,華北水利水電大學水利學院副教授,碩士生導師,主要從事河流模擬研究。
[中圖分類號]G647 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-9324(2025)26-0021-04 [收稿日期]2025-04-1
引言
隨著我國產業轉型升級的推進,社會對工程技術人才的需求日益增大,高等工程教育面臨新的機遇與挑戰。為適應新工科發展趨勢,華北水利水電大學依托校內水利水運及治河實驗室,建立了水利水運工程專業多方協同實踐教學創新平臺。該平臺整合校內外優質資源,采用項目驅動教學模式組織教學實踐,實現產學研用多方聯動協同育人。平臺建設遵循需求導向和強化實踐的理念,改革人才培養模式,有助于培養適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。
一、平臺建設的需求分析
1.國家戰略需求。我國提出并推進新工科建設,是適應經濟社會發展需求、把握世界科技革命方向所做出的重大部署,對于推動高等工程教育改革,培養適應經濟建設需要的高質量工程技術人才具有重要意義。水利水運工程專業作為工程教育的重要組成部分,其人才培養面臨轉型升級的迫切需求[1]。因此,多方協同實踐教學創新平臺的建設,是推進新工科建設、深化工程教育改革的重要舉措,將助力培養適應經濟建設的高素質工程技術人才[2]。
2.區域經濟社會發展需求。我國正處于加快實施創新驅動發展戰略、加快建設制造強國和網絡強國戰略機遇期,區域經濟社會發展對高質量工程技術人才的需求日益增大。水利水運基礎設施建設與服務保障能力對區域可持續發展具有重要支撐作用?!逗幽鲜群雍降琅c港口布局規劃(2022—2035年)》提出了“一縱三橫九支 + 其他航道”的總體布局以及以周口港、信陽港為主要港口加8個地區性重要港口的港口布局。作為地處河南的水利水運行業類高校,專業人才培養必須順應區域經濟社會發展方向,加強新技術新知識的教學,強化工程實踐能力培養,以滿足區域發展對復合型、應用型人才的需求。建立水利水運工程專業多方協同實踐教學創新平臺,可充分結合區域發展需求開展項目研究,達到產學研用聯動協同育人的目的[3]。
3.學生就業發展需求。工程教育的根本要求是培養學生的工程實踐能力和解決復雜工程問題的能力。隨著經濟發展進人新常態,學生將面臨更加復雜和變化快速的就業環境。水利水運工程專業多方協同實踐教學創新平臺的建設,可根據學生的個性化發展需求,實現彈性學制和個性化培養,讓學生在真實的工程環境中接受鍛煉,提高工程認知和實踐能力,增強就業創業能力,讓人才培養與就業需求實現無縫對接。
4.產業企業發展需求。產業轉型升級的主戰場在企業,人才是企業競爭力的核心。部分企業反映工科畢業生理論水平較高,但實踐經驗不足,難以迅速融人崗位工作。因此,搭建產學研用協同育人的多方參與平臺刻不容緩。水利水運工程專業可根據行業企業技術路線和項目需求,建立靈活便捷的協同育人機制,可以讓學生到企業中接受工程訓練,實現對接企業需求;同時邀請企業專家進駐學校指導項目研究,實現知識更新迭代。這種校企雙向融通的人才培養模式,能夠持續領跑產業企業發展[4]。
二、平臺建設的目標和任務
1.建設目標。水利水運工程專業多方協同實踐教學創新平臺的建設目標是,在新工科建設背景下,緊密結合區域經濟社會發展對工程技術人才需求的新趨勢新特征,深人推進產學研協同創新和人才培養模式改革,構建產學研緊密合作、人才培養和科技創新高度融合的平臺。通過健全完善校企雙方高度融合的機制體系,建立平臺共建共享和項目研究的組織框架,形成虛實結合的數字化支撐條件,創建面向產業需求的開放式實訓基地,建設一批高質量的教學科研項目,構建符合新工科要求的課程體系,全面提高水利水運工程專業人才培養質量[5]。
2.建設任務。首先構建長效機制下的組織框架,形成學校和產業企業高度協同的組織體系,健全校企雙向交流的合作機制和辦法,建立起定期研討、分享成果的工作機制,共同開展工程教育人才培養的決策部署;其次,構建開放共享理念下的教學科研項目庫,圍繞國家和區域重點產業鏈條、重大需求領域和行業企業技術路線開展專業建設和項目研究;最后,打造虛實融合的數字化平臺作為支撐體系,應用數字化手段對教學科研的全流程進行信息化管理[6-7]。
3.技術路線。平臺建設堅持“需求導向、強化實踐、項目驅動”的技術路線要求。以滿足區域產業轉型升級對工程人才的新需求為導向,圍繞國家和區域重點產業發展方向、重大工程項目、行業企業技術更新迭代開展專業建設,運用數字化、信息化、智能化的現代手段賦能專業建設,推動傳統專業轉型;持續優化專業設置,改進課程內容和教學方法,建設一批高質量的教學科研項目,實現與產業技術發展前沿的零距離接軌。圍繞智能水利水運建設需要,采用項目制教學法和情境模擬教學法,強調培養學生通過團隊合作研究解決復雜工程問題的能力[8]。
三、平臺建設的內容和特點
1.平臺建設內容。實踐創新平臺的建設主要包括硬件設施、實踐項目庫和師資隊伍等三個方面。硬件設施主要包括校內實驗室、工程訓練中心、校外實踐基地與校企合作中心等,充分整合學校實驗室先進技術和設備,利用企業實踐基地,更好地滿足新工科實踐教學需求。實踐項目庫建設則以學生為主體,企業提供項目需求,高校和科研機構提供技術支持,企業、高校和科研院所多方協同,構建適合新工科背景的實踐項目庫。師資隊伍建設則以學校專任教師為主體,按不同學科方向組建創新指導教師團隊,同時聘請具有豐富實踐經驗的企業導師參與指導實踐創新項目[9]
2.項目驅動教學特色。以產業需求為導向,以工程項目為載體,建立新型的“產學研用協同創新、項目驅動聯合培養”的工程人才培養模式。將理論教學、課程設計、畢業設計、技能訓練等教學環節與工程項目實踐有機結合,通過參與項目研究、項目設計、項目開發、項目運維等環節,培養學生系統解決實際工程問題的能力。
例如在水利工程實踐教學過程中,創新實踐平臺整合企業、水利水電科學研究院等資源,高校負責“水力學”“河流動力學”等課程實踐教學;企業則提供河道治理等實際工程項目需求,讓學生參與實際工程項目;科研院所將新的數字孿生、數值模擬等科研成果引入教學實踐,指導學生開展相關研究。三方聯合選派導師,形成“高校理論導師 + 企業實踐導師 + 科研院所技術導師”的指導團隊。學生在三方導師的共同指導下,參與大型水利樞紐工程從規劃設計到施工運行的全過程,既能掌握扎實的理論知識,又能積累豐富的實踐經驗,熟悉行業前沿技術,有效提升專業能力和職業素養。
基于實踐創新平臺采用項目驅動法能夠有效培養學生的實踐創新能力。實踐創新項目可以包括實驗教學項目、開放性實驗項目、協同育人項目、學科競賽項目、創新創業項目等。
3.平臺技術創新特點。在教學內容上,積極推進虛擬仿真技術和數字孿生技術的應用,建設新工科背景下的課程體系,使學生可以在虛擬工廠和數字化車間中學習設備操作;在教學方法上,改革傳統教學模式,廣泛運用在線開放課程、混合式教學、過程化考核等新型教學模式,實現線上線下相融合;在實訓環境上,充分利用數字化和智能化手段,搭建沉浸式的多源異構虛實融合訓練環境,使學生在沉浸感強的場景中接受實訓;在效果評價上,廣泛采用項自評估、風險預測、多源異構數據分析等數字化方法,實現對人才培養質量的精細化、智能化測量與評價。平臺建成后將呈現以端到端數字化、網絡化、智能化為標志的新工科教學環境,使工程教育更加貼近未來產業實際需求[10-11]
4.多方協同育人特色。高校與企業共建實訓基地,企業提供生產車間或先進設備,高校整合虛擬仿真平臺,使不同方位的實踐環境實現互補;雙方共建教學科研項目,企業提供研發方向,高校組織項目團隊開展研究;各方依托各自優勢,共享先進儀器設備,聯合開展教學科研項目和產學研合作,合作建立工程技術研發中心,實現資源優化配置,共同推進產學研一體化的協同育人。這種多方參與、資源共建共享的育人模式,必將發揮協同效應,取得人才培養新效果[12]
四、平臺建設的效果和展望
1.人才培養效果。平臺的建成將推動水利水運工程專業實現由專業化培養向復合型培養的轉變,大幅度提升畢業生的工程實踐能力、工程設計與解決實際問題的能力、工程項目管理與實施能力、團隊協作和組織管理能力,以及持續學習與自我提高的能力。通過產學研用一體化協同育人,畢業生會更加適應經濟社會發展對高素質工程技術人才的新要求和新特征[3]。
2.服務社會能力效果。平臺在實際運行過程中,發揮了產學研用一體化的集成優勢,在服務社會發展方面帶來新的作為。產學研各方可匯聚創新資源,圍繞區域重點行業開展技術攻關項目研究,推動關鍵核心技術突破,技術研發與成果轉化效率將明顯提高[14]。還可開展工程技術人員的在職培訓,提供數字化培訓課程,面向中小型企業提供技術支持服務。平臺可承擔區域重大項目的工程技術咨詢、項目評估與決策支持工作。
3.平臺運營效果。平臺重視數字化賦能,將打造新工科背景下工程教育的智慧型平臺。依托先進的網絡設施與信息技術支持,實現高效、便捷的協同運作。平臺具有自組織、自優化、自學習、自演化的特點。通過大數據分析,能動態監測產業企業需求變化、科技發展方向、政策調整趨勢等,并快速響應調整專業方向、更新課程內容,實現高校人才培養與產業需求的零距離高效對接。數字化賦能使平臺形成開放式、可持續更新的運營模式,提供持續、穩定、高質量的工程技術人才保障,提高區域核心競爭力[15]
4.平臺建設展望。當前,平臺已初步建設完成,正在深人推進,持續完善。下一步的重點是進一步健全標準化管理,豐富課程和項目資源,拓展應用領域。長遠目標是全面提升工程教育水平,創建區域內具有重要影響力和輻射帶動作用的新工科背景下的水利水運工程教育高地,在人才培養模式創新、新工科建設、產學融合發展等方面取得突出成果。通過持續建設,逐步在全國發揮示范引領作用,為國家經濟社會發展提供有力的高素質工程技術人才支撐。
結語
新工科背景下,水利水運工程專業多方協同實踐教學創新平臺的建設,是推進工程教育改革,適應經濟社會發展需求的重要舉措。平臺完全建成后將打造新時代背景下的工程人才培養高地,為國家和區域經濟建設提供強有力的人才支撐。我們將持之以恒地推進平臺建設,以優異的成效推動新工科建設,服務和引領區域高質量發展。
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with Industry Characteristics under the Background of Emerging Engineering Education: Taking
the Innovative Practice Platform of Water Conservancy and Water Transportation ofNorth ChinaUniversityofWaterResourcesand ElectricPowerasan ExampleWANG Peng-tao, CHEN Jian,ZHANG Yu, ZHANG Xiao-lei
(School of Water Conservancy, North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou,Henan 450046, China)
Abstract: In the context of the accelerated evolution of the new round of technological revolution and industrial transformation,the construction ofnew engineering disciplines has become the core driving force for thereform and innovation of higher engineering education.For universities in the water conservancy and water transport industry,actively buildingamulti-partycollaborativepractical teaching innovation platformunder the background of emerging engineering education has become a key path to solve the disconnection between engineering education and industrial demands and improve the qualityof talentcultivation.Taking the reformof the school-enterprise colaborative education mechanism and project-driven teaching mode as the core,by integrating high-qualityresources from multiple subjects such as universities,enterprises,and research institutions.Adhering to the construction concept of multi-party participation and open sharing,it has brokenthe bariers among various subjects in the traditional education system,adeeply integrated and collaborative innovation practical teaching systemhas been constructed and formed a good patern of resource integration,complementary advantages,and colaborative development.The innovative experience and successulmodelsaccumulatedinthe practical process ofthis platform not only provide areference example forthe practical teaching reform ofuniversities in the water conservancyand water transport industry,but also offer beneficial inspirations for the educational and teaching innovation of other engineering colleges.
Key Words: emerging engineering education; water conservancy and water transportation projects; multi-party coordination; practical teaching; innovation practice platform