新工科背景下水利類專業人才培養模式研究與實踐
——以東北農業大學水利類專業為例

張作為， 劉 東， 劉德平，李宏宇

（1.東北農業大學 水利與土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江農業工程職業學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

興水利、除水害，事關人類生存、經濟發展、社會進步，歷來是治國安邦的大事。水利是現代農業建設不可或缺的首要條件，是經濟社會發展不可替代的基礎支撐，是生態環境改善不可分割的保障系統，具有很強的公益性、基礎性、戰略性。加快水利改革發展，不僅事關農業農村發展，而且事關經濟社會發展全局；不僅關系到防洪安全、供水安全、糧食安全，而且關系到經濟安全、生態安全、國家安全?！吨泄仓醒?國務院關于加快水利改革發展的決定》（中發〔2011〕1號）著重指出，要把水利工作擺上黨和國家事業發展更加突出的位置，著力加快農田水利建設，推動水利實現跨越式發展［1］。要發展水利事業，人才是關鍵。習近平總書記指出，我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切，對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈［2］。而高等教育發展水平又是一個國家發展水平和發展潛力的重要標志，當前世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，綜合國力競爭愈加激烈，工程教育與產業發展緊密聯系、相互支撐。因此，迫切需要推動工程教育改革創新，特別是作為人類發展命脈的水利行業。

一、新工科人才培養現狀分析

（一） “新工科”的誕生催生了工科人才培養的新模式

在新時代，以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟蓬勃發展，而突破關鍵核心技術，構筑先發優勢，在未來全球創新生態系統中占據戰略制高點，迫切需要培養大批新興工程科技人才。2017年2月18日教育部在復旦大學召開綜合性高校會議，發布了“新工科”建設復旦共識。4月8 日教育部在天津大學召開工科優勢高校會議，發布了“新工科”建設行動計劃（“天大行動”），提出探索建立工科發展新范式，特別突出了行動計劃的問題導向。6 月9 日，教育部在北京召開新工科研究與實踐工作會議，全面啟動、系統部署新工科建設。30 余位來自高校、企業和研究機構的專家深入研討新工業革命帶來的新機遇，聚焦國家的新需求，謀劃工程教育的新發展，審議通過的《新工科研究與實踐項目指南》，提出了新工科建設的指導意見。在這一背景下，“新工科”的提出，為中國工程教育理論和實踐的探索提供了一個全新的視角?！靶鹿た啤笔菍鹘y工科注入新的內涵以適應新經濟發展需要而產生的工科新形態，教育部在《關于開展新工科研究與實踐的通知》中明確將新工科的主要研究內容歸納為5 個新，其中之一就是人才培養的新模式，即構建新工科課程體系與實踐教學體系緊密結合的新模式，而新工科建設中最關鍵的就是人才培養模式的改革和創新［3］。

（二） 新工科人才培養模式研究現狀

人才培養模式是新工科建設的基礎，更新人才培養理念、重構培養目標和知識結構、轉變培養方式是新工科人才培養新模式的本質內涵［4］?！靶鹿た啤庇媱澴鳛楣こ探逃D型的時代責任與歷史使命，已取得了顯著成效與長足進展，與此同時，把“新工科”建設作為高校綜合改革的“催化劑”，系統推進工程教育的理念創新與模式創新，以“新工科”建設引領高等工程教育變革勢在必行［5］。吉林建筑大學董晶［6］抓住新工科建設的契機，從專業改造升級、深化產教融合協同育人理念、構建創新創業教育長效機制等方面，對工科人才培養模式展開了探索和創新。王培良等［7］針對應用型本科院校工程人才培養中存在的應用能力不足、適應性差等問題，結合“新工科”建設與發展，從供給側角度分析研究并提出了基于“協同創新中心建設”的新工科應用人才培養新模式，為解決人才供給與需求的結構性和適用性問題提供了新的途徑和思路。楊杰等［8］以華北水利水電大學為例，對新工科背景下地方高校人才培養模式改革與實踐進行了研究，指出在新工科背景下，地方高校必須充分認識到進行人才培養模式改革、加強新工科研究是提高工科高校畢業生就業競爭力的必然選擇。陳輝等［9］為破解通才教育和專才培養的教學與資源需求矛盾，實現高校人才培養與社會需求接軌，基于新工科教育理念，依托教學科研創新團隊，融入“協同培養與興趣引導、漸進式和模塊化”的實踐教學理論，探索農林院校新工科人才工程實踐與創新能力提升路徑，以此制定了農林類新工科人才工程實踐與創新能力提升的新模式。由此可見，針對新工科人才培養模式的研究已經較為深入。

（三） 新工科背景下水利類專業人才培養模式研究現狀

目前，國內學者針對水利類專業知識面廣與實踐性強的特點，結合水利行業人才的實際需求，主要從如何提高學生的工程素質、培養學生的實踐能力和創新能力等方面入手研究水利類專業學生能力的培養。如，李宗利等［10］按照工程認證理念和畢業要求，構建了工程教育與創新創業教育融合的水利類專業人才培養目標體系和課程體系。付成華等［11］以西華大學水利工程研究生培養為例，堅持開放、發展、科學、靈活原則對現有研究生培養方案進行改進，以培養復合應用型創新人才為目標，從多學科交叉融合的課程體系、多方位的協同育人平臺、多方式教學模式三方面構建了水利工程研究生協同育人培養新模式，將新工科理念融入研究生教育和培養的全過程，解決了研究生培養面臨的封閉性、滯后性、空泛化等問題，切實提高了研究生培養質量。劉少東等［12］對照工程教育核心理念梳理了工程認證標準，從培養目標、畢業要求、課程設置、教學組織和持續改進等方面著手，在水利水電工程專業人才培養模式構建實踐中融入了工程教育核心理念。甘磊等［13］以桂林理工大學水文與水資源工程專業為試點，通過重構水文專業課程體系、優化教學內容、改革教學方法與人才培養評價方式等，探索符合地方高校特色的水文與水資源工程專業復合型人才培養模式，注重鍛煉和提高學生的實踐創新、善于思考、交流協作、解決復雜工程問題等綜合能力。雖然針對水利類專業學生的實踐能力和創新能力已進行了較為深入細致的研究，但是結合新時期水利工程技術的發展和水利工程領域的需求，有針對性地系統分析新工科背景下水利類專業人才培養模式、提出核心能力培養的實施方案、構建多元聯動培養模式的研究還比較匱乏。

二、水利類專業人才培養模式存在的問題

我國高等教育已進入新的發展時期，提高人才培養質量是開創新時期高等教育發展和改革新局面的首要任務。西方發達國家的水利類專業口徑寬、知識結構均衡、課程體系合理，實踐環節更有利于提升教學效果，主要研究“通用型”人才培養模式。水利是現代農業建設不可或缺的首要條件，是經濟社會發展不可替代的基礎支撐。進入21世紀后，中國多數學校的水利類專業人才培養模式已經落后于時代的發展，主要表現在以下幾方面。

（1）人才培養目標過于強調專業技能，不符合新時代對復合型人才的需求。教學的目的是培養人才，培養人才的目的是為社會發展服務，社會的發展帶動人類的進步，但隨著發展的逐步深入，要解決一個問題往往牽扯到很多領域，這就要求我們培養的學生能從原來的“一專一能”變為“一專多能”甚至是“多專多能”。

（2）工程教育理念不夠深入、透徹。新工科建設作為極其復雜的系統性工程，由于巨大的慣性，其效果的體現具有滯后性，其自身發展具有螺旋式上升的特點，短期內對傳統工程教育模式采用顛覆式的根本性改革阻力很大，且高等工程教育實踐中，普遍存在對工科教育理念認知及定位偏差、教學管理制度和模式不匹配等問題。

（3）教師隊伍缺乏工程背景。新工科要求教師隊伍具有工程背景，但廣大高校的青年教師大都博士畢業后直接走上講臺，缺乏專業實踐知識和工程實踐經驗，這與工程化人才培養對教師隊伍的要求相差較大，從而導致教師隊伍普遍存在過于專注學術研究而工程經驗缺乏、技術和實踐能力不足的問題。

（4）學生無法及時獲取前沿專業知識。由于教育具有滯后性，且自人類社會進入信息化時代以來，全球范圍內普遍出現了工程科學知識的更新速度落后于產業實踐迭代速度的現象，導致傳統高等工程教育模式下的人才培養落后于時代發展，造成了工程人才培養與產業發展實際需求脫節的現象。

（5）畢業生實踐能力偏低導致用人單位對畢業生認可度不高。長久以來，在我國水利行業招聘市場中常出現這樣的現象，用人單位招聘不到滿足自己需求的人才，畢業生不能入職自己心儀的企業。

基于以上原因，有必要結合水利領域的發展形勢，以滿足現代水利人才建設需求為導向，以“重實踐、強能力、提素質、求創新”為目標，有針對性地分析水利類專業學生工程實踐能力不足的原因，對水利類專業人才培養模式進行深入細致的研究。這對提高水利類專業人才培養質量，加快推進人力資源強國戰略具有重要意義。同時，對于國內相關高校新工科背景下水利類人才培養教育改革具有一定的借鑒意義。

三、新工科背景下水利類專業人才培養模式構建

（一） 建設思路

近年來，隨著我國進入新工業時代，國家實施了“一帶一路”“中國制造2025”以及“互聯網+”等一系列發展計劃，我國正從制造業大國轉變為制造業強國，急需工科院校培養具有創新精神和創業能力并可以支撐國民經濟發展的棟梁之材。如何滿足社會需求，培養社會所需的工程人才？成為高校普遍思考的問題?？v觀國外產學研結合、校企合作辦學的教育模式，比較成功的有美國“合作教育”模式、德國“雙元制”模式、英國“工讀交替”模式等。在上述模式中，各個國家都把人才培養與企業的發展結合起來，在生產實踐中打造真正的工程人才。推進工學結合，體現了工程人才教育的本質。為解決新工科人才培養的問題，有必要在“工學結合”方面對人才培養模式進行深入改革，努力做到“多元聯動構建育人載體，方案創新培養優秀人才”的教學新模式，主要建設思路如圖1所示。

圖1 水利類專業人才培養模式

1. 人才培養方案

（1）通過學校70 年校慶聯絡校友的契機，建立與相關行業不同層次、不同地區校友間的長效聯系機制，通過經常性的溝通，學習行業內最新的技術、方法等，不斷修訂新時期水利類人才的培養目標、培養方案，構建新工科背景下的人才培養模式，打通教育的“最后一公里”，使學生與時俱進，不斷進取。

（2）采用問卷調查、上網檢索、專家咨詢等方式對水利類專業人才能力現狀進行統計分析，剖析水利類專業人才能力不足的原因。

（3）利用大數據、云計算、層次分析法等技術，分析目前水利行業就業市場人才需求，召集分管教學的院長、系主任、專業課教師、實驗課教師、學生代表、畢業校友、企事業單位代表等共同出席“新時期水利類人才培養方案研討會”，明確水利類專業人才實踐能力評價指標體系，制定新工科背景下的水利類專業人才培養方案。

2. 核心能力培養

（1）采取調研、網上咨詢、問卷調查、專家咨詢等方式，聽取多方意見，確定水利類專業人才所應具備的能力。

（2）通過召開座談會，構建水利類專業人才所應具備的核心能力庫，采用層次分析法對核心能力庫進行排序，聽取多方面的意見，提出培養水利類專業人才核心能力的初步方案。

（3）利用虛擬仿真技術，提高學生的實踐能力；通過現代教學技術（如多媒體、影像制作、微課、慕課、翻轉課堂等）提高學生課堂學習的積極性；邀請教學名師授課，拓寬學生的專業視野；增加交叉類、相關類課程，提升學生的全方位能力。

（4）構建科學合理的考核與獎勵機制。以教師科研論文與科研課題作為評價指標的原評價依據逐漸轉變為以帶領學生參加并獲得國家級、省級競賽獎項以及在實踐性教學、課程設計等方面獲得優異成績作為評價依據，并作為教師評級晉職的考核指標，以調動教師的積極性。

（5）選擇班級進行試點，并對各教學環節和教學效果進行跟蹤與評價，總結經驗，提出新工科背景下水利類專業人才核心能力培養的實施方案。

3. 多元聯動人才培養模式構建

（1）多元聯動式教學模式。將單一由高等院校主導的教學模式轉變為高校與企業、科研機構和行業協會等合作，引進校外優質教學資源（如MOOCs、開放課程等），形成多元化混合的教學新模式。構成這種新模式的多元化教學方式應包括高校教師面授、企業高級工程師通過互聯網現場授課、互動討論、探究式教學、專家點評等多種教學組織形式，推動大學課堂向新型化、多元化、國際化、學術化等方向轉變。在結合自身實際的情況下，確定與時俱進的創新型工程實踐方案，構建科學合理的實踐教學內容體系和教學方法。

（2）通過建立校企合作育人平臺，深入推進產學研聯合辦學。建立多層次、多領域的培訓機構，鼓勵教師在企業內掛職，幫助企業解決實際問題并提高自身的工程素養，加強教師隊伍工程背景建設。

（3）改革院系組織模式，優化課程體系，更新教學內容。一方面加快現有工科專業的改造升級，體現工程教育的新要求；另一方面主動布局新興工科專業建設，積極設置前沿和緊缺學科專業。此外，還要注重地區特色。例如，作為寒區農業院校下的水利類專業，要增設農業水利工程防寒、抗凍等方面的地區特色性課程。

（4）組建包含規劃、設計、監理及施工等各類專業人員的跨學科教學團隊。創建“發現問題—分析問題—解決問題—反饋問題”的聯動機制，制定多學科交叉融合的評價指標、考核方式與監控機制。

（5）多元化優質“講師”隊伍。組建由高校教師、知名學者、資深工程師及基層從業人員等構成的講師團，借鑒“雙師制”模式，打造一支聯合培養人才的優秀師資隊伍，增強實踐課程的教學活力。在課程實踐教學中，針對學習中的重點、難點、疑點、熱點等問題，發揮個性化指導的特點，引導學生把握行業發展動態和全球前沿技術，拓展學生的知識面。

4.“N+2”人才培養模式

N表示多方參與，2為人才培養方案+核心能力培養實施方案。變更專業人才培養的主導人，將專業人才培養的主導人由原來的教師變為社會實際需求，并通過“N+2”人才培養模式，培養出與社會實際需求相吻合的新時期水利類人才。

（二） 建設內容

1. 新工科背景下水利類專業人才培養方案研究

從水利行業的發展趨勢出發，進行水利類人才培養目標的精準定位。結合當前社會發展對新時期水利類人才的培養要求，構建水利類專業人才實踐能力評價指標體系，搭建新時期水利類專業課程平臺，對現有教學內容進行梳理和調整，增加工程實踐類課程，構建新工科背景下的水利類人才培養課程體系。

2. 新工科背景下水利類專業人才核心能力培養研究

結合現有水利行業技術發展現狀，梳理各專業聯系與區別，對21世紀水利工程領域人才需求的能力庫進行初步篩選，分析確定新時期水利類專業人才應具備的能力，對其進行分類和評價，并重新定義水利類專業人才的核心能力。在人才培養目標指導下，以提高學生就業競爭力為導向，進行水利類專業核心能力培養研究，提出培養水利類專業學生核心能力的實施方案。

3. 新工科背景下水利類專業人才多元聯動培養模式構建

剖析水利類專業人才實踐能力不足的原因，以實踐教學改革為切入點，將職業發展和社會需求融入教學過程，多途徑、多方法促進產教融合，將社會資源整合到實踐教學中，引導學生建立工程系統觀念及工程多學科視野，提出新工科背景下水利類專業多元聯動人才培養模式。

（三） 建設目標

1. 提出水利類專業人才工程教育培養目標

及時跟進水利行業發展，了解用人單位人才需求，增強人才培養的針對性，結合學校具體專業定位，提出適合本校水利類專業的人才培養目標。

2. 構建面向新工科建設的水利類人才培養方案

為培養新工科背景下的水利類人才，進一步優化現有人才培養方案、提高人才培養質量、推動水利類人才培養模式改革和創新。

3. 創建面向新時期新工科水利類人才培養的工程教育模式

探索多學科交叉融合的工程人才培養模式，建立跨學科交融的新型組織機構，探索面向復雜工程問題的課程模式，組建跨學科教學團隊、跨學科項目平臺。

4. 制訂符合工程教育特點的師資評價標準與教師發展機制

探索與新工科相匹配的師資隊伍建設路徑，強化教師工程背景，對教師的工作經歷提出明確要求并積極創造條件。

5. 搭建校企合作育人平臺

深入推進科教結合、產學融合、校企合作。建立多層次、多領域的校企聯盟，深入推進產學研合作辦學、合作育人、合作就業、合作發展，實現合作共贏。推動大學組織創新，探索創建一批與行業企業共建共管的產業化學院，建設一批集教育、培訓及研究于一體的區域共享型人才培養實踐平臺。

（四） 建設成效

1. 建設成果

本課題研究成果直接應用于東北農業大學水利與土木工程學院農業水利工程、水利水電工程及水文與水資源工程3 個水利類專業的人才培養中，每年受益人數穩定在300 人左右。課題實施3年來已經取得了一系列成果，其中，農業水利工程與水利水電工程2 個本科專業已分別通過了工程教育認證。為提升水利類專業本科人才培養質量，學院聯合教務處已成功舉辦了3 屆“東北農業大學大學生水利創新設計大賽”，并選派優秀作品代表東北農業大學參加了“2019 年全國大學生水利創新設計大賽”“第二屆全國大學生農業水利工程及相關專業創新設計大賽”及“第七屆全國大學生水利創新設計大賽”等賽事，共獲得特等獎2項、一等獎4項、二等獎1項、優秀指導教師獎3項、優秀組織獎2 項的優異成績。開辟了秦皇島柳江國家地質實習基地，三峽水利樞紐工程、湖北隔河巖水電站、吉林豐滿水電站等認識實習基地，與黑龍江省嫩江尼爾基水利水電有限責任公司、黑龍江省慶達水利水電工程有限公司、黑龍江省穆棱市奮斗水庫、江蘇省至衡誠達工程咨詢公司等聯合建立生產實踐教學與就業創業基地，為多方協同育人機制的構建奠定了堅實的基礎。與中國水利水電第六工程局、中國建筑工程局、黑龍江省水利水電勘測設計研究院、黑龍江農墾勘測設計研究院、黑龍江省水利水電集團有限公司、黑龍江省水利廳、黑龍江省農墾總局、黑龍江省水利科學研究院等水利行業規劃、設計、施工、管理、科研等部門建立了長期的水利類人才合作培養機制，顯著提升了東北農業大學水利類專業畢業生的就業競爭力。

2. 可示范推廣的經驗

首先，以農業水利工程專業為例建立水利類專業培養目標合理性評價機制。

（1）培養目標合理性評價內容。評價農業水利工程專業培養目標與畢業生發展情況的吻合度、培養目標與行業發展需求的吻合度及培養目標與用人單位需求的吻合度。

（2）培養目標合理性評價方法。向畢業生、用人單位、專業教師、行業或企業專家及其他利益相關者發放調研問卷或開展座談調研，基于調研問卷和座談結果評價農業水利工程專業培養目標的合理性。

（3）培養目標合理性評價要求?；谡{研和座談分析結果開展專業培養目標合理性評價，評價過程中要求企業或行業專家參與評價工作，評價結果用于修訂農業水利工程專業培養目標，以使農業水利工程專業的人才培養目標更符合新工科背景下行業或企業的發展需求。

（4）培養目標合理性評價周期?？茖W合理的培養目標在人才培養過程中起著至關重要的作用，因此，農業水利工程專業培養目標合理性評價周期定為每2～4年1次。

（5）培養目標合理性評價工作流程。農業水利工程專業教學工作小組具體組織用人單位、畢業生、行業專家、專業教師等開展培養目標合理性評價工作，并將評價結果提交農業水利工程專業教學指導委員會進行審核，最后將審核通過的評價結果用于指導農業水利工程專業培養目標的修訂（圖2）。

（6）培養目標評價機制。學院成立由院長為主任，分管教學副院長和行業專家為副主任，專業負責人、專業骨干教師和畢業生為委員的農業水利工程專業教學指導委員會，負責組織培養目標合理性評價；同時成立由分管教學副院長為組長，系主任為副組長，行業專家、專業骨干教師和輔導員為組員的農業水利工程專業教學工作小組，負責農業水利工程專業培養目標合理性評價的具體工作。

其次，基于層次分析法重構現有水利類專業課程體系。針對該問題，設計了《農業水利工程專業課程重要性及增開課程》調查問卷，共向行業專家與畢業生發放了510份調查問卷，收回458份有效問卷，通過合理賦值及數據歸一化處理，構建了農業水利工程專業新工科建設課程重要性評價指標體系。采用層次分析法，并根據“循序漸進”的調整原則，制定了“10+3”的調整機制，即每次10%（占課程總量）的調整幅度，3年調整一次的方案，從而確定了每次調整的課程數量為9門，即行業專家與畢業生共同認定最不重要的9門課程（18學分，約占總學分的10.4%）。將這9門課程替換為問卷調查中認為最應增加的實踐類課程、前沿類課程及交叉學科類課程，構建以實際需求為主導并滿足新工科建設要求的農業水利工程專業新課程體系。

最后，總結水利類專業工程教育師資隊伍建設經驗。

（1）外聘具有豐富工程實踐經驗的兼職教師。為加強水利類專業與其他高校、科研院所、用人單位及相關行業部門的合作，在本科生培養過程中充分利用社會資源，提升學生工程實踐能力。學院陸續聘請了7名（占師資隊伍總數的17.5%）來自設計單位、施工單位及監理單位的行業專家作為水利類專業兼職教師，兼職教師不僅參與培養方案制訂和修改以及相應的教學工作，而且定期開展專題講座和學術交流活動，有利于師生將教學內容盡快融入工程實踐，優化了水利類專業的師資隊伍，提升了學生的學習興趣，顯著提高了學生的專業知識學習效果。此外，兼職教師還將參與學生認識實習、生產實習、地質實習和畢業設計（論文）指導等工作，充分發揮了兼職教師專業水平高、業務能力強的優勢。

（2）青年教師工程實踐能力培養。學院十分重視青年教師隊伍工程實踐能力的培養，為此專門成立了教師發展中心，對新入職教師和缺乏工程背景但從事相關教學的青年教師進行培訓。首先，由學院專任教師隊伍中具有工程實踐經歷且近年來承擔過工程設計研究項目和橫向課題的教師對青年教師進行培訓；其次，通過定期聘請行業專家，為青年教師開展教學沙龍和教學論壇等活動。要求青年教師在入職5年內帶領學生實習及參與專業技能競賽不少于6次，并將其作為晉職的必要條件。此外，鼓勵青年教師在工程設計、施工及監理等單位兼職，以提升工程實踐能力。

四、結語

新工科建設的核心目標是培養社會所需的優秀工程科技人才，使高校工科教育對接產業發展需求。因此，新時期水利人才培養模式改革應不斷提升水利人才的全面素質，推進人才培養模式不斷完善、與時俱進。以工程教育理念為引導，以工程認證為契機，以“重實踐、強能力、提素質、求創新”為目標，結合具體的學校定位，對新工科背景下水利類專業人才培養模式構建進行研究與探索，初步建立了“N+2”人才培養模式，有效推動了東北農業大學水利類專業新工科建設的整體步伐，提高了水利類專業畢業生的就業競爭力，可為其他院校水利類專業人才培養方案的改革提供借鑒和參考，為水利行業各類企事業單位招聘到滿意的專業人才提供支持。