新工科背景下安全应急类人才KAPIV一体化培养模式探索

朱新娜, 郭正超, 程龙飞, 付亚男

(1.重庆三峡学院土木工程学院,重庆 404100;2.重庆市三峡水库岸坡与工程结构灾变防控工程技术研究中心,重庆 404100)

0 引言

新工科的建设不仅要建设和发展新兴工科专业,还要改革与创新现有工科专业,着重探索新的培养模式[1]。安全应急产业作为保护人民生命财产安全和社会快速发展的重要支柱,近年来一直受到各方广泛关注和支持,社会对安全应急高水平人才的需求量也持续增大。因此,对接新工科建设要求,开展安全应急类专业的升级改造,对健全我国公共安全体系、提高防灾减灾能力、加快社会治安防控体系建设,具有现实的紧迫性和发展的可行性,对培养未来企业所需的多元化创新型安全应急类人才具有重要意义[2]。

新工科背景下,安全应急类人才培养模式的研究主要集中在优化课程体系[3]、革新教学方法[4]与探索人才培养新模式[5]3个方面。这些研究主要是在原有模式上进行部分创新,未能将理论知识、实践教学及创新能力培养深度融合,很难实现安全应急类专业的改造升级。KAPIV教学方法是由孙康宁教授提出的一种全新的教学理念,将知识(knowledge)、能力(ability)、实践(practice)、创新(innovation)和品行(virtue)通过项目化教学有机融为一体,以微课程体系进行知识体系解构,以新形态课程教学进行知识体系建构,形成解构与建构过程双向结合的全新教学方法[6]。KAPIV一体化培养模式已在机械类[6]、土木类[7]等专业大规模实践,并取得极佳的实践效果。

本文拟通过融入新工科建设的内涵、贯彻新工科建设的要求、借鉴当前新工科的最新研究成果,结合安全应急类专业的具体情况,改革现有的教学方法,重构教学内容,构建全新的人才培养模式,以探索适用于安全应急类专业的KAPIV一体化培养模式,实现新工科背景下安全应急类专业的改造升级。

1 安全应急类专业人才培养现状

2018年应急管理部组建以来,安全应急类专业教育取得巨大成绩,但面对新一轮科技革命和产业变革,仍存在部分问题,迫切需要改革提升。如不能根据市场需求及时调整人才培养方案,将会导致传统人才相对过剩,出现企业“用工荒”与毕业生“就业难”并存的局面。

(1)信息技术教育不足。新工科建设要求传统工科积极探索“新工科”建设的新理念、新标准、新模式、新方法、新技术、新文化,实现从学科导向转向产业需求导向、从专业分割转向跨界交叉融合、从适应服务转向支撑引领。工业和信息化部与应急管理部于2021年1月联合印发《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021—2023年)》,物联网、大数据、人工智能等新技术广泛应用于安全应急行业,安全监测监控、安全技术与装备、安全督查与管理等均实现信息化。但传统的安全应急类人才培养缺乏大数据、人工智能、虚拟现实等技术的学习及应用,仅有少数高校开设安全大数据与智能分析、安全物联网等相关课程。应以此为抓手,加快“升级”安全应急类专业,实现安全应急类人才培养从适应服务转向支撑引领应急产业发展。

(2)部分核心课程内容重复。新工科建设要求安全应急类专业在新工科理念的引领下,加快推动课程结构的适应性改革。大多数安全应急类专业设定的部分核心课程内容重复较多,如安全学原理、安全管理学、安全系统工程、安全评价等核心课程。部分相关线上课程章节设置情况,见表1。从表1可知,危险、有害因素及危险源辨识章节同时出现在3门课程中,安全控制原理与措施章节同时出现在4门课程中,有8个章节内容同时出现在2门课程中。再者,人才培养方案的修订使得理论学时进一步压缩,如果课程内容衔接不恰当,不仅增加教师工作量,造成资源浪费,也会减少学生的有效学习时间及学习兴趣。

表1 部分相关线上课程章节设置情况Tab.1 Some relevant online course chapter settings

因此,应在传统课程结构(专业基础课、专业核心课、专业选修课)的基础上,依据新工科建设的要求和宗旨,通过整合、增设、升级课程内容,重构课程体系。

(3)教学模式与方法陈旧单一。新工科建设“北京指南”,要求注重教学模式创新,加快工程教育信息化教学改革,推进工程教育与信息技术的融合,革新“互联网+”氛围下工程教育教学方法,提升工程教育的效率,提高教学效果[8]。然而,安全应急类专业现阶段教学多以传统的线下模式为主,教学方法更是以灌输式为主,难以最大限度地提升教学质量,促进知识向能力的转化[9]。近年来,随着互联网与云技术的发展,课程教学逐渐由线下模式向线上或线上线下混合式转变,以慕课(massive open online course,MOOC)和小规模限制性在线课程(small private online course,SPOC)为代表的教学模式逐渐普及。因此,应加快从传统模式向新模式的转变,建设“以教为中心”向“以学生为中心”的全新教育模式。

(4)学生学习的目的不明确,学习过程被动。新工科建设“天大方案”2.0版,要求持续优化新工科教育教学设计。而一些安全应急类专业现阶段教育教学设计相对陈旧、单一,多数学生被动地学习知识,缺乏主观能动性,以教师为主导的学习是要我学习,不是我要学习,偏离了以学生为中心的教学思想[6]。多数学生学习缺少目标引领,学习境界不高,过于追求考试成绩,缺少相互学习、相互启发,缺少团队协作体验。因此,应构建以项目为链条的课程体系,开展灵活多样的项目式学习。

(5)知识、实践、创新与能力培养缺少深度融合。新工科建设要求提高学生的工程实践、科技创新及解决复杂工程问题的能力。人才培养最终落脚点是用知识和能力来解决工程实际问题。多数安全应急类专业现阶段的人才培养模式和教学方式像“流水线”,按标准化流水线批量推出。例如,理论教学由老师依据授课内容逐次讲授,而后进行考试;工程实践多为按培养方案设定好的项目逐个完成,而后考核。这种分散独立的教学方式,缺乏知识体系的紧密关联性,很难使学生从一个个相对孤立的知识点中形成明确的学习目的,单个知识点和技能训练也很难在整体上实现知识向能力的有效转变。

2 KAPIV一体化培养模式的构建

2.1 构建面向新工科的微课程体系

(1)优化、整合原有知识体系,增设信息化管理、智能化应用模块,形成集成式课程体系。安全学科的知识领域内容可划分为行业知识、系统管理、预防设计、危险源辨识、风险管控、应急救援6个方面[3]。安全学原理、安全管理学、安全系统工程、安全评价等核心课程基本涵盖相关知识点。按照安全学科知识领域内容将上述4门课程内容整合成由若干核心知识点串接成的一个整体,并增加现代安全管理、安全信息经济、数据分析方法及智能应急系统等现代信息技术知识点,形成集成式课程体系。

(2)基于集成式课程体系,构建线上课程或线上线下混合式课程等学习平台。为突出“以学生为中心”的教育理念,应革新传统的教学模式,创建新形态课程。将集成式课程体系创建成MOOC或SPOC课程。在KAPIV项目的实施过程中,学生在教师的指导下,主要通过MOOC自主学习核心知识点,并配合翻转课堂、线下课程及现场教学等方式,完成理论知识体系的学习。

2.2 构建KAPIV一体化培养模式

(1)构建面向知识点的一体化项目库。KAPIV教学项目是新课程体系的教学载体。按照新工科人才培养要求,结合学校的实际情况,由企业专家及校内外资深教师,共同设计KAPIV教学项目。教学项目由安全学原理、安全管理学、安全评价、安全系统工程等课程的核心知识点,风险评估综合实训环节和安全评价课程设计基本要求等要素组成,来源于真实生产、生活,并具有可考核性。具体实施模式,如图1。教学项目主要包括企业项目、科研项目、联合培养项目,例如,以不同行业为依托的风险评估类项目。以教学项目为载体和抓手,以学生为中心,将知识、能力、实践、创新、立德树人基本要素有机结合,通过知识获取,实践、创新、创业、竞赛等基本能力的叠加训练,推进课程教学质量的提升[6]。

(2)拓展校内外实践资源,促进产学研深度融合。保障KAPIV一体化培养项目顺利实施,并达成预期的教学目标,需要依托校内外优质实践教学资源,促进产学研的深度融合。首先,依托校内各级实践教学平台,如安全人机实验室、消防安全评估、建筑安全风险评估实训平台等;其次,在原有实践基地的基础上,依托本地安全生产协会,建立长期稳定合作的校外实践教学基地,聘用实践教学基地的安全管理人员作为校外导师,保障项目顺利开展。

(3)构建多元化评价考核方式,保证KAPIV教学项目的有效实施。整合后的知识点和能力点应嵌入到KAPIV教学项目的不同环节,项目能否高质量顺利完成,直接反映着学生的各项能力。因此,将采取MOOC成绩、项目答辩成绩、过程考核成绩及竞赛等多方面考核相结合的多元化评价考核方式,具体构成情况,如图2。综合考察学生自主学习能力、知识获取能力、工程实践能力、创新能力和解决复杂工程问题的能力。

图1 KAPIV一体化培养模式Fig.1 KAPIV integrated training mode

图2 多元化评价考核方式构成Fig.2 Composition of diversified evaluation and assessment methods

3 结论

(1)对照新工科建设要求,安全应急类专业人才培养还存在信息技术教育不足,部分核心课程内容重复,教学模式方法陈旧单一,学生学习的目的不明确,知识、实践、创新与能力培养缺少深度融合等问题。

(2)提出KAPIV一体化人才培养模式。将安全学原理、安全管理学、安全系统工程、安全评价等核心课程的内容,以及信息技术教育和立德树人基本要素有机串接于一体,形成集成式微课程体系;再依托以集成式课程体系知识点、安全评价课程设计、风险评估综合实训基本要求为要素设计而成的教学项目,开展人才培养。