基于“大工程观”的大水利创新人才培养探索与实践——以四川大学水利类专业人才培养改革为例

谢红强，李渭新，李洪涛，陈建康，刘超

（四川大学 水利水电学院，四川成都 610065）

1 背景

水是生命之源，生产之要，生态之基。随着水利科技前沿变化，现代水利已从以单一工程建设为主，快速向水资源、水环境、水生态、水灾害、水文化等多领域并重，尤其以智能化和数字化为核心的新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，学科交叉融合加速，在新工科背景下，传统水利正向智慧水利阶段转变，具有显著的“大工程”特征，新时期水利行业迫切需要具备宽广知识面、强烈创新意识、全球视野以及能解决复杂工程问题能力的创新型人才。

当前，在中国特色社会主义进入新时代的背景下，我国高等教育正处在质量提升、改革攻坚的关键时期和全面提高人才培养质量、建设高等教育强国的关键阶段。一方面，随着我国全面开启“双一流”建设，本科教育理念正逐步发生显著变化，实行“厚基础、宽口径”的通识教育已逐渐成为世界一流大学本科教育的共识，几乎所有美国大学都把完成通识教育作为学生获得学位（Bachelor's Degree）的一个必要条件，从而培养具有健全人格、人文底蕴、公民美德及行动能力的“全人”（Whole Man），能够胜任未来挑战[1]。另一方面，随着第四次工业革命和第二次机器革命向纵深推进，将同我国加快转变经济发展形成历史性交汇，工程科技进步和创新成为推动人类社会发展的重要引擎，对工程人才的知识、素质、能力提出了全新要求[2]。互联网、大数据、人工智能、生命科学等颠覆性科技的出现，将深刻地影响着高等教育的格局、人才需求的结构和未来学习的模式。以新工科“应对变化、塑造未来”为理念引领，以“继承创新、交叉融合、协调共享”为途径，有机融合通识教育与专业教育，培养多元化、创新型卓越工程人才势在必行[3]。

2 “大工程观”和大水利理念

“大工程观”（Engineering with a Big E）是美国麻省理工学院（MIT）院长乔尔·莫西斯（Joel Moses）于1944年在《大工程观与工程集成教育》中首次提出的，对国外工程教育产生了重大影响[4]。“大工程观”的主要思想是：面对迅速变化的世界，针对传统工程教育过分专业化、科学化而割裂了工程本身的问题，使建立在分化学科基础上的工程教育回归其本来的含义，更加重视工程的系统性和实践性。“大工程观”是指为大型复杂工程提供理论支撑的科学基础知识系统的“大”，强调多学科的交叉与融合，克服学科门类划分过细对工程教育的影响，整合社会、环境、生态、伦理、人口和风险等领域知识，建设面向复杂工程系统的工科教育体系[5]。尽管我国于2016年6月正式加入了国际最有影响力的工程教育资格互认和工程师执业资格互认组织华盛顿协议，融入世界工程教育体系，但我国工科专业普遍存在的专业划分过细、共性基础薄弱、学科交叉渗透不够、与社会需求脱节等现象影响了面向未来卓越工程师的培养。

以水利类专业为例，我国的本科专业布局沿用了苏联模式，设置众多窄口径专业，包括水利水电工程、水文与水资源工程、港口航道与海岸工程、水务工程，以及相近的农业水利工程等。这些专业在近30年水利水电建设高速发展时期发挥了重大作用，面向重大工程的规划与建设需求，解决了许多关键工程技术问题。当前，我国大规模水利水电建设基本完成，研究重点已从工程建设为主转为建设与运维并重，但工程日趋大型化、综合化和复杂化，研究内容已从工程应用研究转为水循环、水生态、河流演变等基础研究和交叉学科研究，新兴学科方向和交叉学科领域不断产生，许多史无前例的工程实践提出了新的课题，具有显著的“大工程”特征，传统“专业细分、知识精深”的小专业人才培养已不适应现代水利“通识化、宽口径、跨学科、创新性”的人才需求。

尽管水利类各专业内涵有区别，但工程对象相同，解决问题思路相似，有相近的学科知识和专业基础。2015年，清华大学率先进行水利类专业改革，将原“水利水电工程专业”升级为“水利科学与工程专业”，积极推进大类招生基础上的大水利培养。2018年又将原土木工程、水利科学与工程、工程管理、交通工程、海洋科学与工程五个本科专业整合成“土木、水利与海洋工程”专业，实行“大类进大类出”的招生与培养。浙江大学将土木、水利与交通工程整合，形成新的“土木、水利与交通工程”，实行“大土木”工程人才培养。这种通专融合、多方贯通的创新人才培养体系代表了高水平研究型大学本科改革的方向，符合高等工程教育培养高层次人才的发展需求和规律[6]。因此，有必要围绕水利学科前沿，面向新时期水利行业的“多领域、跨学科、大工程”特征，以通识教育和新工科理念为引领，推行“大工程观”视域下的水利类专业改革，探索与实践大水利创新人才培养体系，培养一大批“覆盖范围广、专业口径宽、多学科交叉、富创新实践”创新人才，以服务水利强国的发展需求。

3 基于大水利理念的专业综合改革

3.1 四川大学水利工程教育背景

四川大学是教育部直属全国重点大学，是国家布局在我国西部的重点建设的高水平研究型综合大学，由原四川大学、原成都科技大学、原华西医科大学三所全国重点大学经过两次合并而成。学校学科门类齐全，覆盖了文、理、工、医、经、管、法、史、哲、农、教、艺等12 个门类，学校17 个学科领域进入ESI 排名全球前1%，其中化学、材料科学、临床医学学科领域进入全球前1‰，2017年入选国家世界一流大学建设A 类名单。四川大学水利学科源于1944年的理工学院土木水利系，是学校建立最早的工科之一，拥有水利工程和土木工程两个一级博士学位授权点，水力学及河流动力学、岩土工程、水文及水资源三个国家重点学科（含培育），同时，建成1 个国家重点实验室、2 个部级重点实验室、3 个省级重点实验室和国际合作基地，是四川大学“双一流”重点建设学科（群），为水利类专业的综合改革提供了良好条件。

在长期的办学历史过程中，四川大学始终紧密围绕国家战略、行业需求及学科前沿，先后开设了水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程3 个水利类（涉水）本科专业，其中水利水电工程专业是国家特色专业和卓越工程师教育培养计划专业，水文与水资源专业是国家特色专业、农业水利工程师四川省特色专业；水文与水资源专业和水利水电工程专业先后5 次通过中国工程教育专业认证；2008年起水利类专业先后开始实施“大类招生、专业分流”，为大水利创新人才培养模式的改革与探索积累了丰富的经验。

3.2 实施“大水利”专业改革思路

面对新时代高等教育改革的需要，遵循新工科“继承与创新、交叉与融合”思想，结合“大工程观”观念，在四川大学优势水利学科的基础上，围绕学科发展前沿，重塑专业内涵，探索新时期“大水利”创新人才培养模式与体系。

更新培养理念。坚持人才培养的核心地位和立德树人的根本任务，秉承四川大学“以人为本，崇尚学术，追求卓越”的现代大学办学理念，针对大水利面向多领域、多学科、大工程的特征，确立了“育人为本、基础为根、能力为要、创新为魂”的大水利人才培养理念。

重塑培养目标。依据四川大学“精英教育、质量为本、科教结合、学科交叉”的人才培养指导思想，聚焦和强化“厚通识、宽视野、多交叉”，培养具有“崇高理想信念，深厚人文底蕴、扎实专业知识、强烈创新意识、宽广国际视野”的大水利创新型人才，服务于大水利的水资源、水环境、水生态、水工程、水灾害等专业领域。

突出培养特色。依托四川大学多学科优势，以通识教育与工程教育为导向，强化“产学研用创”五维协同，厚基础知识，宽专业口径，跨学科交叉，广国际视野，提高学生研究创新和工程实践能力，以适应未来行业变化，引领未来水利科技前沿。

3.3 大水利创新人才培养体系的构建

以“育人为本、基础为根、能力为要、创新为魂”的大水利人才培养理念为引领，以德才兼备为目标，能力提升为主链，“产学研用创”协同驱动，构筑大水利人才培养体系，制定新的大水利类专业培养方案，优化与之相适应的课程体系与平台体系。

（1）需求导向，产学研协同驱动，构筑大水利创新人才培养新体系。

需求导向，“产学研用创”协同。以国家战略与学科前沿为导向，针对大水利面向多领域、多学科、大工程的特征，解析了需求导向、产研助教哺学、平台助创的“产学研用创”链生驱动机制，助力“富家国情怀、厚基础知识、宽专业口径、多学科交叉、强创新实践”大水利人才培养目标的实现。

强化通识，厚基础和宽口径。整合与改革“小专业”课程（改革6 门，新建4 门，交叉10 门），建设本研贯通课程5 门，形成“通识-学科-交叉-专业-拓展”五大模块课程体系，学分比例达到34.3%、43.4%、14.9%、4.0%、3.4%，打造了“通识→学科→专业→个性”四阶段递进式培养线，实现横向专业融合与学科交叉，纵向“本研贯通”，通专相宜，立体育人。

创新实践，构建创新实践平台。利用校内科教资源和西南水电富集的区位优势，优化科教协同育人平台和校企协同育人基地，打造“学术研究-实践应用-创新创业”三大创新实践平台，构建“科教融合，产教互促，学用相长，产研用一体化”的协同育人机制，打通“人才-创新-实践-应用”全链条，实现“产学研用创”无缝衔接，如图1所示。

图1 大水利创新人才培养体系架构

（2）通专融合，重构五大模块课程体系。

围绕大水利“强通识，厚基础、宽口径，重实践，富创新，多交叉”的人才培养要求，以“通识认知—工程实践—创新创业”三层次能力为主链，创新与实践为两翼，挖掘水利类专业的知识体系和关联内涵，构筑通识、学科、交叉、专业、拓展五大课程群，解决学科共性基础薄弱、学科交叉渗透不足等问题，如图2所示。

图2 大水利知识体系及课程模块

（3）德智融合，“六位一体”协同育人。

提出大水利德智融合评价指标。将思政教育中的思想政治道德素质、责任担当、社会公德、诚信守法、身心健康等思政德育元素与专业教育中的“社会责任、科学文化、健康安全、环境保护、职业规范、法律法规、个人团队”等专业德育元素进行交融渗透，提出6 个一级和18 个二级德智融合评价指标，并与课程建立映射矩阵。将德智融合评价贯穿“入学-培养-毕业-职业”全过程，融入“培养方案、课堂教学、实践教学、创新创业、社会活动、推优评先、考核激励”等全环节，形成“全过程、全环节、四结合”的德智融合评价体系，实现课程思政与思政课程同向同行。

构建“六位一体”协同育人保障机制。以辅导员和班主任为基础，专兼职导师为补充，推行低年级本科精准导师（1-2 学年，每位导师指导3-5 名学生）和高年级学术创新导师（3-4 学年，“一对一”指导）；专业教师通过课堂教学和实践教学的课程思政，以高尚师德和精湛学术引导学生成才；企业导师通过毕设指导、专家课程等，培育学生社会责任、工匠精神和创新思维等，形成了“辅导员、班主任、精准导师、学术导师、课程教师、企业导师”六位一体全员协同育人机制，教师参与学生指导实现全覆盖，如图3所示。

图3 大水利人才德智融合培养机制与体系

4 大水利创新人才培养的主要举措与成效

4.1 建设高水平师资队伍

建立以学科引领、专业发展为导向的人才遴选机制，校内依托国家级平台及一流学科群建设，构建院室一体的“学术发展”和“德智育人”共同体；校外充分利用科教研学平台和实践育人基地，聘请企业专家担任兼职导师，开设企业课程，指导创新创业和实践环节，实施青年教师工程能力提升计划，从而构建校内外两支优势互补、协同育人的高水平队伍。

4.2 建设优质教学资源

以大水利专业领域知识体系为核心，通过一流学科、国家重点实验室运行费等，投入专项经费建设科教协同育人平台。创新“揭榜挂帅、定向支持”的方式，支持科研成果快速转化为课堂教学、教材资源，组织教师编写有大水利特色的教材或讲义，建设国家一流课程等，完善面向大水利的教材体系、课程体系及平台体系。

4.3 强化科教融合和创新育人

依托创新学院、国家重点实验室“专业系+研究所”院室科教融合组织架构，构建1 国家重点、2 部级、3 省级和3 校级9 个“国家-省部-学校”三级校内科教融合平台，科研场地和先进装备100%向本科生开放；同时与中科院山地所、南京水科院等研究机构共建校外科教研学平台。依托科教平台的国家纵向和工程横向项目，凝练毕业论文、“双创”、竞赛题目，平台教师100%参与指导研学和“双创”竞赛，推进学科资源助教哺学，培育学生创新思维，提升学生研究创新与创业能力。

4.4 强化产教协同和实践育人

校外以国家工程实践中心等基地为依托，面向大水利行业建成“流域集控、综合利用、生态环境、防灾减灾、交叉创新”五大类校企育人和创新创业基地，构建“师生进企业、工程师进课堂、产学研用创一体化”的校企合作新模式，形成“方案共定、质量共管、学生共培、产研共推、成果共享”的校企协同育人新机制，推动教育创新与产业发展的深度融合，实现多方“共管、共享、共赢”，深化校企合作，培育学生工匠精神，提升实践创新与创业能力。

4.5 创新以学为中心的教学模式

依托四川大学智慧教学环境，以学生为中心和产出为导向，创新教学设计，推进启发式讲授、互动式交流、探究式讨论、非标准答案考试和高质量多样化毕业设计改革等教学方法创新，实现课堂教学“六个转变”，即知识课堂向能力课堂的转变、灌输课堂向对话课堂的转变、重教轻学向学重于教的转变、重学轻思向学思结合的转变、重知轻行向知行合一的转变、共性培养向因材施教的转变，完善以行业需求反向设计教学环节、以学生为中心实施教学、以持续改进落实教学评价的质量保障体系。

5 结语

国家重大战略和行业需求是高等工程教育改革创新的重要起点。“五位一体”和“四个全面”两大“布局”统筹联动、协同推进，是党中央适应我国发展新要求，贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，需要深入实施“创新驱动发展”“一带一路”倡议、“互联网+”“乡村振兴”“长江大保护”“黄河流域生态保护”等一系列重大战略，传统水利行业需要快速进行转型升级，从而适应以新技术、新产品、新业态和新模式为特点的新经济。

面对飞速发展的信息技术和科技产业革命，水利类人才培养面临巨大的挑战，也迫切需要深化水利工程高等教育改革。四川大学水利工程学科围绕学科发展前沿，面向新时期水利行业的“多领域、跨学科、大工程”特征，以通识教育和新工科理念为引领，以“厚基础，宽口径，多交叉，重实践，强创新，广视野”为目标，开展水利类专业综合改革，探索与实践大水利创新人才培养体系，符合高等工程教育规律和现代水利行业需求，可有效支撑行业转型升级和经济发展动能转换，服务水利强国。