新工科背景下安全應急類人才KAPIV一體化培養模式探索

朱新娜, 郭正超, 程龍飛, 付亞男

(1.重慶三峽學院土木工程學院,重慶 404100;2.重慶市三峽水庫岸坡與工程結構災變防控工程技術研究中心,重慶 404100)

0 引言

新工科的建設不僅要建設和發展新興工科專業,還要改革與創新現有工科專業,著重探索新的培養模式[1]。安全應急產業作為保護人民生命財產安全和社會快速發展的重要支柱,近年來一直受到各方廣泛關注和支持,社會對安全應急高水平人才的需求量也持續增大。因此,對接新工科建設要求,開展安全應急類專業的升級改造,對健全我國公共安全體系、提高防災減災能力、加快社會治安防控體系建設,具有現實的緊迫性和發展的可行性,對培養未來企業所需的多元化創新型安全應急類人才具有重要意義[2]。

新工科背景下,安全應急類人才培養模式的研究主要集中在優化課程體系[3]、革新教學方法[4]與探索人才培養新模式[5]3個方面。這些研究主要是在原有模式上進行部分創新,未能將理論知識、實踐教學及創新能力培養深度融合,很難實現安全應急類專業的改造升級。KAPIV教學方法是由孫康寧教授提出的一種全新的教學理念,將知識(knowledge)、能力(ability)、實踐(practice)、創新(innovation)和品行(virtue)通過項目化教學有機融為一體,以微課程體系進行知識體系解構,以新形態課程教學進行知識體系建構,形成解構與建構過程雙向結合的全新教學方法[6]。KAPIV一體化培養模式已在機械類[6]、土木類[7]等專業大規模實踐,并取得極佳的實踐效果。

本文擬通過融入新工科建設的內涵、貫徹新工科建設的要求、借鑒當前新工科的最新研究成果,結合安全應急類專業的具體情況,改革現有的教學方法,重構教學內容,構建全新的人才培養模式,以探索適用于安全應急類專業的KAPIV一體化培養模式,實現新工科背景下安全應急類專業的改造升級。

1 安全應急類專業人才培養現狀

2018年應急管理部組建以來,安全應急類專業教育取得巨大成績,但面對新一輪科技革命和產業變革,仍存在部分問題,迫切需要改革提升。如不能根據市場需求及時調整人才培養方案,將會導致傳統人才相對過剩,出現企業“用工荒”與畢業生“就業難”并存的局面。

(1)信息技術教育不足。新工科建設要求傳統工科積極探索“新工科”建設的新理念、新標準、新模式、新方法、新技術、新文化,實現從學科導向轉向產業需求導向、從專業分割轉向跨界交叉融合、從適應服務轉向支撐引領。工業和信息化部與應急管理部于2021年1月聯合印發《“工業互聯網+安全生產”行動計劃(2021—2023年)》,物聯網、大數據、人工智能等新技術廣泛應用于安全應急行業,安全監測監控、安全技術與裝備、安全督查與管理等均實現信息化。但傳統的安全應急類人才培養缺乏大數據、人工智能、虛擬現實等技術的學習及應用,僅有少數高校開設安全大數據與智能分析、安全物聯網等相關課程。應以此為抓手,加快“升級”安全應急類專業,實現安全應急類人才培養從適應服務轉向支撐引領應急產業發展。

(2)部分核心課程內容重復。新工科建設要求安全應急類專業在新工科理念的引領下,加快推動課程結構的適應性改革。大多數安全應急類專業設定的部分核心課程內容重復較多,如安全學原理、安全管理學、安全系統工程、安全評價等核心課程。部分相關線上課程章節設置情況,見表1。從表1可知,危險、有害因素及危險源辨識章節同時出現在3門課程中,安全控制原理與措施章節同時出現在4門課程中,有8個章節內容同時出現在2門課程中。再者,人才培養方案的修訂使得理論學時進一步壓縮,如果課程內容銜接不恰當,不僅增加教師工作量,造成資源浪費,也會減少學生的有效學習時間及學習興趣。

表1 部分相關線上課程章節設置情況Tab.1 Some relevant online course chapter settings

因此,應在傳統課程結構(專業基礎課、專業核心課、專業選修課)的基礎上,依據新工科建設的要求和宗旨,通過整合、增設、升級課程內容,重構課程體系。

(3)教學模式與方法陳舊單一。新工科建設“北京指南”,要求注重教學模式創新,加快工程教育信息化教學改革,推進工程教育與信息技術的融合,革新“互聯網+”氛圍下工程教育教學方法,提升工程教育的效率,提高教學效果[8]。然而,安全應急類專業現階段教學多以傳統的線下模式為主,教學方法更是以灌輸式為主,難以最大限度地提升教學質量,促進知識向能力的轉化[9]。近年來,隨著互聯網與云技術的發展,課程教學逐漸由線下模式向線上或線上線下混合式轉變,以慕課(massive open online course,MOOC)和小規模限制性在線課程(small private online course,SPOC)為代表的教學模式逐漸普及。因此,應加快從傳統模式向新模式的轉變,建設“以教為中心”向“以學生為中心”的全新教育模式。

(4)學生學習的目的不明確,學習過程被動。新工科建設“天大方案”2.0版,要求持續優化新工科教育教學設計。而一些安全應急類專業現階段教育教學設計相對陳舊、單一,多數學生被動地學習知識,缺乏主觀能動性,以教師為主導的學習是要我學習,不是我要學習,偏離了以學生為中心的教學思想[6]。多數學生學習缺少目標引領,學習境界不高,過于追求考試成績,缺少相互學習、相互啟發,缺少團隊協作體驗。因此,應構建以項目為鏈條的課程體系,開展靈活多樣的項目式學習。

(5)知識、實踐、創新與能力培養缺少深度融合。新工科建設要求提高學生的工程實踐、科技創新及解決復雜工程問題的能力。人才培養最終落腳點是用知識和能力來解決工程實際問題。多數安全應急類專業現階段的人才培養模式和教學方式像“流水線”,按標準化流水線批量推出。例如,理論教學由老師依據授課內容逐次講授,而后進行考試;工程實踐多為按培養方案設定好的項目逐個完成,而后考核。這種分散獨立的教學方式,缺乏知識體系的緊密關聯性,很難使學生從一個個相對孤立的知識點中形成明確的學習目的,單個知識點和技能訓練也很難在整體上實現知識向能力的有效轉變。

2 KAPIV一體化培養模式的構建

2.1 構建面向新工科的微課程體系

(1)優化、整合原有知識體系,增設信息化管理、智能化應用模塊,形成集成式課程體系。安全學科的知識領域內容可劃分為行業知識、系統管理、預防設計、危險源辨識、風險管控、應急救援6個方面[3]。安全學原理、安全管理學、安全系統工程、安全評價等核心課程基本涵蓋相關知識點。按照安全學科知識領域內容將上述4門課程內容整合成由若干核心知識點串接成的一個整體,并增加現代安全管理、安全信息經濟、數據分析方法及智能應急系統等現代信息技術知識點,形成集成式課程體系。

(2)基于集成式課程體系,構建線上課程或線上線下混合式課程等學習平臺。為突出“以學生為中心”的教育理念,應革新傳統的教學模式,創建新形態課程。將集成式課程體系創建成MOOC或SPOC課程。在KAPIV項目的實施過程中,學生在教師的指導下,主要通過MOOC自主學習核心知識點,并配合翻轉課堂、線下課程及現場教學等方式,完成理論知識體系的學習。

2.2 構建KAPIV一體化培養模式

(1)構建面向知識點的一體化項目庫。KAPIV教學項目是新課程體系的教學載體。按照新工科人才培養要求,結合學校的實際情況,由企業專家及校內外資深教師,共同設計KAPIV教學項目。教學項目由安全學原理、安全管理學、安全評價、安全系統工程等課程的核心知識點,風險評估綜合實訓環節和安全評價課程設計基本要求等要素組成,來源于真實生產、生活,并具有可考核性。具體實施模式,如圖1。教學項目主要包括企業項目、科研項目、聯合培養項目,例如,以不同行業為依托的風險評估類項目。以教學項目為載體和抓手,以學生為中心,將知識、能力、實踐、創新、立德樹人基本要素有機結合,通過知識獲取,實踐、創新、創業、競賽等基本能力的疊加訓練,推進課程教學質量的提升[6]。

(2)拓展校內外實踐資源,促進產學研深度融合。保障KAPIV一體化培養項目順利實施,并達成預期的教學目標,需要依托校內外優質實踐教學資源,促進產學研的深度融合。首先,依托校內各級實踐教學平臺,如安全人機實驗室、消防安全評估、建筑安全風險評估實訓平臺等;其次,在原有實踐基地的基礎上,依托本地安全生產協會,建立長期穩定合作的校外實踐教學基地,聘用實踐教學基地的安全管理人員作為校外導師,保障項目順利開展。

(3)構建多元化評價考核方式,保證KAPIV教學項目的有效實施。整合后的知識點和能力點應嵌入到KAPIV教學項目的不同環節,項目能否高質量順利完成,直接反映著學生的各項能力。因此,將采取MOOC成績、項目答辯成績、過程考核成績及競賽等多方面考核相結合的多元化評價考核方式,具體構成情況,如圖2。綜合考察學生自主學習能力、知識獲取能力、工程實踐能力、創新能力和解決復雜工程問題的能力。

圖1 KAPIV一體化培養模式Fig.1 KAPIV integrated training mode

圖2 多元化評價考核方式構成Fig.2 Composition of diversified evaluation and assessment methods

3 結論

(1)對照新工科建設要求,安全應急類專業人才培養還存在信息技術教育不足,部分核心課程內容重復,教學模式方法陳舊單一,學生學習的目的不明確,知識、實踐、創新與能力培養缺少深度融合等問題。

(2)提出KAPIV一體化人才培養模式。將安全學原理、安全管理學、安全系統工程、安全評價等核心課程的內容,以及信息技術教育和立德樹人基本要素有機串接于一體,形成集成式微課程體系;再依托以集成式課程體系知識點、安全評價課程設計、風險評估綜合實訓基本要求為要素設計而成的教學項目,開展人才培養。