
教育创新与实践
Journal of Educational Innovation and Practice
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-3599(P)
- ISSN:3080-0803(O)
- 期刊分类:教育科学
- 出版周期:月刊
- 投稿量:5
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新工科背景下地质工程专业本科人才培养方案对比分析
Comparison and Analysis of Undergraduate Talent Cultivation Programs in Geological Engineering under the Background of New Engineering Discipline
引言
为应对新一轮的工业技术革命,支撑我国一带一路、人工智能、数字地球等重大战略的实施,教育部自2017年以来陆续发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》,旨在培养具有创新精神、实践能力、国际视野的现代化工程技术人才,以满足国家和社会对于新型工程技术人才的需求。为了更好地适应这一变革,地质工程专业的人才培养也需要不断进行优化和改进。地质工程作为传统专业,在过去的几十年里为我国的社会建设和经济发展做出了重要贡献。然而,随着工业4.0时代的到来以及新工科背景下的技术不断创新,地质工程专业人才培养面临的问题也越来越多。首先,从国家战略角度来看,地质工程专业人员所面临的重大工程问题越来越复杂,而且随着国际交流的进一步深化,更多前沿性、国际性的问题也不断涌现。这些问题的出现不仅对地质工程专业人员提出了更高的要求,也使得人才培养的难度逐渐加大。其次,从学生就业方面来看,由于人才培养体系更新不及时,导致供需矛盾日益凸显。一方面,部分高校的地质工程专业人才培养方案过于陈旧,无法满足当前社会的需求;另一方面,许多企业急需高素质的地质工程专业人才,但却难以招到合适的人才。这种供需矛盾不仅影响了学生的就业前景,也制约了地质工程领域的进一步发展。
为此,本文选取了12所高校的地质工程专业培养方案进行深入调查和分析。通过采用质性分析法,系统地探讨了各高校培养目标、课程体系以及人才培养方面存在的问题。同时,结合新工科对人才培养的要求,提出了针对地质工程专业的优化路径。
一、样本选择
本次研究共收集到12所高校地质工程专业的人才培养方案,其中除中山大学及青海大学之外,其余10所高校均参与了第五轮学科评估,其一级学科地质资源与地质工程评估结果在A类的高校有2所,B类的高校有5所,C类的高校有3所。
| 高校 | 一级学科第5轮评估结果 | 培养方案版本 |
|---|---|---|
| 安徽理工大学 | C- | 2021 |
| 河南理工大学 | C+ | 2023 |
| 成都理工大学 | B+ | 2021 |
| 中国地质大学(北京) | A+ | 2021 |
| 中国矿业大学 | A- | 2020 |
| 南京大学 | B | 2022 |
| 山东科技大学 | B- | 2020 |
| 西安科技大学 | C+ | 2020 |
| 青海大学 | / | 2022 |
| 中山大学 | / | 2021 |
| 同济大学 | B | 2022 |
| 西北大学 | B | 2022 |
二、案例高校人才培养特征
(一)培养目标的质性分析
培养目标决定了专业课程设置及人才培养模式,因此,本文对12所高校的培养目标进行了系统分析,通过质性研究,剖析了不同高校在人才培养方面的特征。对12所高校培养目标编码,构建了包括职业素养、知识规格及发展潜力等3个一级节点及下属12个二级节点(表2)。高校对学生知识规格培养方面主要聚焦于与专业相关的基础知识及实践能力方面。专业基础知识是学生日后专业发展的基石,对于掌握核心理论、方法和技能至关重要。因此,各个高校都注重设立专业课程以培养学生的专业素养。这些课程涵盖了专业领域的基本理论知识,向学生传授核心概念和原理,帮助学生打下坚实的学科基础。另外,地质工程作为理论和实践高度结合的专业,对学生实践能力有重要要求,而所有高校的培养方案中都提出了这点。然而,可以看出,在本科教育阶段,在知识规格层面所有高校的培养方案中均没有对与地域特色及学术前沿或科技前沿知识的掌握提出要求。
| 节点名称 | 文件 | 参考点 | 节点案例 |
|---|---|---|---|
| 发展潜力 | |||
| 职业道德 | 1 | 7 | 具有良好的人文科学素养、社会责任感和道德水准。 |
| 职业责任 | 1 | 9 | 能够为新时代工程建设和经济社会发展做出贡献。 |
| 知识规格 | |||
| 基础理论 | 1 | 11 | 扎实的基础理论知识,掌握地质工程相关领域专业基础理论、专门知识与应用能力。 |
| 实践能力 | 1 | 12 | 能够综合运用地质工程专业知识与工程技术,发现、研究和解决实际工程中的复杂地质问题。 |
| 职业素养 | |||
| 创新能力 | 1 | 8 | 具备较强的创新意识、创新能力。 |
| 沟通能力 | 1 | 5 | 具备良好的沟通及交流能力。 |
| 管理能力 | 1 | 10 | 能够在跨职能团队中发挥骨干作用并具备承担领导角色的能力。 |
| 国际视野 | 1 | 9 | 具备国际视野、跨文化交流、竞争与合作的初步能力。 |
| 科研能力 | 1 | 4 | 能够从事科学研究工作。 |
| 社会适应能力 | 1 | 2 | 适应职业发展,在地质工程领域具有职场竞争力。 |
| 团队协作 | 1 | 5 | 具备较强的团队协作精神。 |
| 终生学习 | 1 | 6 | 能够通过继续学习或其它途径更新自己的知识,紧跟专业领域新理论和新技术的发展。 |
对于学生未来发展的影响因素较多,培养目标中也提出了更多维度的要求,包括科学研究、终生学习、国际视野、创新能力及管理能力等等,但大部分高校认为管理能力、国际视野和创新能力是影响学生未来发展的主要因素(表2)。而涉及学生团队合作能力、交流沟通、科研能力、终生学习能力及社会适应能力不够重视。研究表明,学生的沟通能力、组织协调等能力在一定的活动或任务中可以得到很好的锻炼,然而高校自评报告显示,部分学生平时只看重专业知识与能力的学习和培养,不重视活动参与,忽视了沟通交流、组织协调等能力的发展。另外,很多高校虽然实行了本科生导师制,但学生科研能力依旧较弱,我国本科教育主要是以理论教学为主,导致本科生容易“重理论、轻实践”,实践中缺乏探索精神和批判性思维及创新性思维能力,缺乏对科学问题的深入思考。在科学技术快速革新的时代,无论学生参加工作还是进一步考研参与学术研究,上述能力在其发展中均有重要影响。
(二)课程体系分析
12所高校课程结构中包括了通识类课程、学科基础课程、专业类课程、实践类课程,部分高校设置了个性化课程(表3)。各高校在上述不同类型课程学分设置上存在一定差异。
| 高校 | 通识通修学分占比(%) | 专业类课程学分占比(%) | 实践类课程学分占比(%) | 选修学分占比(%) | 个性化课程 |
|---|---|---|---|---|---|
| 安徽理工大学 | 40.76 | 19.57 | 25.00 | 15.76 | |
| 河南理工大学 | 44.41 | 32.65 | 22.94 | 19.71 | |
| 成都理工大学 | 31.63 | 29.82 | 13.86 | 17.17 | 2.41 |
| 中国地质大学(北京) | 28.11 | 13.51 | 21.62 | 6.49 | 3.24 |
| 中国矿业大学 | 23.39 | 47.37 | 25.73 | 14.04 | 2.34 |
| 南京大学 | 41.33 | 44.67 | 6.00 | 20.00 | |
| 山东科技大学 | 25.58 | 15.99 | 27.91 | 29.65 | |
| 西安科技大学 | 37.71 | 15.36 | 23.46 | 16.20 | 5.59 |
| 青海大学 | 29.38 | 27.81 | 18.13 | 17.19 | |
| 中山大学 | 20.17 | 50.00 | 29.83 | 13.64 | |
| 同济大学 | 9.70 | 66.97 | 10.76 | 53.33 | |
| 西北大学 | 43.04 | 37.97 | 15.19 | 32.28 |
由表3可以看出,通识类课程所占比例介于9.70%~44.40%,平均为31.27%,不同高校间对于通识通修课程的要求差距较大。实践教学类课程学分比例与人才培养的类型关系密切。培养方案显示中国地质大学(北京)、成都理工大学、山东科技大学、西安科技大学、青海大学等均旨在培养应用型或应用创新型人才,上述高校中除成都理工大学及青海大学之外,其余高校的实践类课程学分占比均超过20%。实践教学中学分占比最低的为南京大学,南京大学致力于培养拔尖创新人才,因此,实践课所占学分比例仅为6%。专业类课程方面,培养专业技术人员的高校其专业类课程学分占比均超过30%(表3)。在个性发展方面12所高校中只有4所高校设置了个人发展课程,此外,12所案例高校的选修类课程学分占比普遍低于30%。此类课程结构忽视了学生个性化发展,不利于营造创新发展的教学氛围。
三、地质工程专业人才培养问题剖析
(一)人才培养同质化
12所高校人才培养目标分析均显示出在地质类人才培养过程中缺乏特色,人才培养的同质化现象比较明显。各高校对学生能力水平、知识技术等的要求大通小异,专业优势及办学特色没有得到彰显。12所高校在研究方向上存在明显差别,如中山大学、同济大学的地质工程专业在海洋地质、沿海地区工程地质方面有明显优势;青海大学在高原冻土地质、环境地质方面有得天独厚的地域优势。但12所高校的培养目标中均没有体现学科优势或办学特色。
(二)强调全面发展,忽视自主发展
现代高等教育理念倡导人才培养要体现个体的特色,要能够充分发挥人才自身特质优势。在对各领域拔尖人才的成长规律研究中可以看到个人主动性对成长的能效具有明显影响。从案例高校的培养目标分析可知,当前的地质工程专业人才培养中重点强调文化基础和自我发展,对学生自我发展的关注度不高,支持力度不足。《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》强调: “为学生提供更多选择余地的教学制度。支持高校进一步完善学分制,建立健全本科生学业导师制度,安排符合条件的教师指导学生学习,制订个性化培养方案和学业生涯规划。”。然而,国内高校学生人数普遍较多,虽然很多高校从大一开始实行了本科生导师制计划,但无论是所配备教师人数还是教师所掌握的资源都难以持续支撑学生个性化发展,导致这一制度难以持续施行。二是受传统教育思想影响,对个性化教育的支持力度不够。长期以来我国高校以班级授课制为主导,师生受限于固定时空的教与学,这种传统教育形成的弊端日益明显。许多高校教师和管理者往往因工作惯性而倾向于采用传统统一的教学方式,难以满足大学生的个性化学习需求。然而,在信息化时代背景下,这种传统的教学方式可能会被淘汰。在新时代,个性发展需要创新精神的支撑。因此,高校管理者需要通过制定相关制度等方式,为教师和学生提供个性化教育空间。对于基层教师而言,他们需要在教育教学中展现出创新意识,展示教学实践的智慧。同时,他们需要积极提升个性化教育素质,为学生开辟更多元的学习路径和更广阔的发展空间。只有这样,才能更好地适应信息化时代的需求,更好地引领学生的成长。
(三)学科交叉融合不足
现代科学技术的发展对所需人才提出了重要的基本要求。首先,这类人才需要具备跨学科的知识构架,能够在重大尖端前沿的跨学科研究项目中与其他学科领域的研究者共同进行跨学科研讨。其次,他们还需具备跨学科思维方式,这是实现科学技术创新的重要根基。随着科学技术的发展,创新型人才的涌现势在必行,而跨学科人才除了拥有多学科融合的知识外,更重要的是他们具备跨学科思维的能力,能够以更新颖独特的视角去看待问题,从而提出与众不同的解决方案和成果。为此,世界上多个教育大国和教育强国在近年来都将新工科背景下的教育改革提升到国家战略层次,并认为学科间的交叉融合是培养复合型人才的重要手段。如德国推出了国家博士生培养计划,美国出台了《促进交叉学科研宄》报告等。
在新时代,面对新的问题,地质工程专业传统的课程体系已不能胜任时代对人才培养的需求。依托于现有课程体系,在此基础上对其进行升级改造是新工科建设的必由之路。然而从建设情况来看,建设结果不尽如人意,12所高校中虽然有10所高校设立了跨学科课程,主要是将人工智能、大数据引出课程板块,但只有6所高校中做到了将人工智能、大数据技术与地质工程专业有机融合,而其他高校中这类课程仅单独出现,未能有机融合。另外,交叉融合的课程普遍较少,大部分高校地质工程专业中前沿性交叉融合课程普遍只有1门(表4)。
| 高校 | 前沿性学科 |
|---|---|
| 安徽理工大学 | 精准智能开采、地质工程智能计算及大数据处理 |
| 河南理工大学 | 人工智能与地学应用 |
| 成都理工大学 | 人工智能与大数据、城市地下空间概论 |
| 中国地质大学(北京) | 地质工程与人工智能 |
| 中国矿业大学 | 地质工程信息系统
地质工程智能方法与装备 智能钻掘工程 |
| 南京大学 | 地质学大数据前沿与应用 |
| 山东科技大学 | / |
| 西安科技大学 | 信息技术与人工智能概论 |
| 青海大学 | / |
| 中山大学 | 深度学习理论及应用 |
| 同济大学 | 人工智能导论与应用 |
| 西北大学 | / |
四、解决方案
(一)建立差异化的人才培养体系
各高校在培养方案制定过程中要紧密围绕新工科的内涵及发展要求,紧盯国内外学科发展前沿,密切关注企业需求,结合本校学科特色及优势,在人才培养目标及规格方面形成差异化的培养体系。地质工程是典型传统的工科,近年来由于国家战略目标的实施,落实了港珠澳大桥、深部地下实验室建设等的一系列复杂的重大工程。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确提出,未来我国将重点对深海、深地及极地领域开展探测。这对地质工程专业人才培养提出了挑战,但也提供了重要的政策支持,能否抓住上述机遇是地质工程专业转型升级的关键。另外,供需不平衡依然是大学生就业问题的根源,高校在培养方案制定过程中要听取企业、行业主管部门、本校师生及科研院所的意见,找准供需矛盾根源,结合自身特有的学科特色、研究方向制定人才培养,使高校在人才培养和社会发展需求方面有机融合,实现学校、市场和社会的三者有机统一,为培养适应产业发展的新型工科人才提供精准定位。
(二)加强个性化教育
个性化教育在地质工程专业的发展中同样很重要。随着大类招生政策的深入推进和完善,高校可以考虑将地质工程专业和资源勘察专业进行合并招生,以便更好地满足学生的个体差异和发展需求。在专业选择或地质工程专业不同领域方向选择上提供专业咨询和辅导服务,帮助学生了解地质工程领域的要求和发展前景。这包括开设专业介绍会、职业进展讲座、实地考察等活动。通过引导学生认识自己的兴趣和优势,高校可以帮助他们根据个人兴趣和目标选择适合自己的专业或方向。高校还应该提供多样化的学习环境和资源,当前各高校的实验资源、多样发展资源丰富,但利用率不高,对学生的开放度低,为充分发掘学生潜力,培养创新意识,高校应加大上述资源的开放度,为学生提供展示和实践操作的平台。个性化课程设置也是加强个性化教育的重要手段。高校可根据学生入学初期的评估,灵活设置选修课程和专业方向,让学生有更多选择和发展的机会。同时,采用小班教学或研讨式教学模式,鼓励教师和学生之间的互动和个性化学习,能够更有效地满足学生的学习需求,激发他们的学习兴趣和创造力。在个性化教育中,导师制度起到了重要的指导和支持作用。在入学初期对学生进行评估,全面了解学生的兴趣、能力、学习风格和发展需求等,为每位学生指定专门的导师,提供个性化的指导。导师应了解学生的学习情况和个性特点,为他们提供学业规划、学习建议和职业发展指导。通过定期的个性化指导和交流,导师可以帮助学生充分发展自己的潜力,实现个人的目标和追求。当然,要充分发挥本科生导师制的作用离不开学校对导师的支持,学校可对手头资源不丰富、学生培养经验不足的导师提供资源支持和专业指导。
(三)多措并举,提升交叉融合
课程体系建设是实现人才培养目标的关键。新工科背景下的课程体系建设并不是把传统的知识体系推翻重建,而在在吸收原有体系优点的基础上将前沿性科学技术或对地质工程专业转型发展有重大影响的学科内容积极引入到地质工程专业的课程体系中。这种引入并不是现有课程之间的简单拼叠,而是不同学科之间的有机融合。高校在建立地质工程专业不同方向的课程体系时,可以根据学生的认识能力、人才培养目标、专业背景设立交叉融合的课程组,并根据前沿性学科的发展情况灵活调整课程组内容,使课程设置上更具有弹性,同时人才培养也更加个性化。另外,可以设置交叉融合型通知类选修课程,将不同专业的学生吸纳到一起进行交流学习,在这一过程中促进学生产生新的想法。此外,各高校应加强虚拟校验室建设,利用信息技术整合多校教师和行业专家人才资源。教师可以共同组织教学研讨活动,协调跨学校、学院和专业交叉开设专业课程,并协作完成课程建设、教学和管理。另外,还可以开展异地专业课程教学研究和探讨,定期开展相关教学活动和学术交流专题工作会议。通过这种方式,多校专业教师能够有效地参与专业人才培养,并在此过程中不断提高自身综合水平和对交叉学科的理解和深化。
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