基于“U-E-G”模式的新工科專業碩士工程實踐能力培養研究與實踐
——以環境工程專業為例

明銀安,熊俊杰,張華麗,劉 華,梅 明,楊光忠

(1.武漢工程大學化學與環境工程學院,湖北 武漢 430205;2.武漢工程大學研究生院,湖北 武漢 430205)

為了推動新時期專業學位研究生教育向高質量發展,教育部《專業學位研究生教育發展方案(2020—2025)》中指出,專業學位研究生教育是培養高層次應用型專門人才的主要渠道,到2025年專業碩士招生規模將達到碩士招生總規模的2/3。與學術碩士相比,專業碩士教育更注重培養理論與實踐并重的復合型人才,專業碩士一方面應具備扎實的理論基礎,另一方面還要符合特定行業的實際需求[1-2]。通過對我國57所部屬高校和江蘇16所高校的調研發現,目前在專業碩士的培養中普遍存在教學與實踐結合不緊密、實踐鍛煉不足以及畢業生行業特色不夠突出等問題[3-4]。其原因主要有以下幾個方面:①培養模式單一,針對性不強,與學術碩士培養模式雷同[4-5];②唯基金、唯論文等“重科研、輕應用”現象導致實踐導師缺失[6];③實踐平臺和應用項目不足,企業與高校合作形式化,尚未建成穩定的實踐基地,提倡已久的“雙導師制”效果低于期望,我國校企合作尚處于摸索階段,而國外相關研究早且成效好,如德國“雙元制”[7]、新加坡“教學工廠”[8-9]、澳大利亞“TAFE(職業技術教育)行業導向”[10-11]、日本“企業教學”[12]、法國“學徒培訓中心”[13-14];④畢業考核方式較單一。

為了解決專業碩士培養過程中存在的不足,改進其培養模式,本文以環境工程專業為例,通過文獻查閱、調查研究以及多年的實踐探索,重構了專業碩士培養時間分配模式,調整了培養方案,以夯實理論基礎,并嘗試從系統解決環境工程專業碩士工程實踐缺失的問題入手,結合學校自身行業優勢,與職業資格銜接,凝練專業方向特色模塊,探索構建了一個穩定的實踐平臺及適宜的師生配比指導模式,以強化實踐能力培養,同時培養雙導師隊伍,改革畢業論文形式,最終探索形成適合環境工程專業碩士工程實踐能力培養的模式,從而培養出一批專門的應用型人才,為環境工程專業碩士的培養提供借鑒。

1 專業碩士培養“1+0.5+1+0.5”時間分配模式的構建

環境工程類專業碩士主要是培養能夠適應現代環境發展要求,掌握環境污染工藝特點,能夠進行環境污染控制工藝選擇、工程設計、工程研究、工程開發及工程管理的專業人才[15]。新型專業碩士培養模式需要強化實踐環節和彰顯行業特色。

專業碩士實踐能力缺失最直接的原因是培養模式固化、實踐基地缺乏、實踐環節未做實以及不合理的時間規劃等。專業碩士的培養,既要夯實理論基礎,又要強化實踐過程。環境工程屬工程類專業,實踐能力的培養一定要到企業中去,接觸實際工程項目和技術。呼豐等[4]的調研結果表明,環境工程專業碩士一般在 2～2.5年可實現培養目標,但不同高校間存在較大的差異,有的高校采用“1+0.5+1”時間分配模式、有的高校與國外高校聯合采用“1+1+0.5”時間分配模式,還有高校采用“1+1+1”時間分配模式,即1年的理論課程學習、1年的企業工程實踐和1年的學位論文研究工作。總結多年專業碩士實踐及指導經驗,并通過比較研究,得出“1+0.5+1+0.5”時間分配模式是比較符合專業碩士培養規律的。學生第1年在學校完成理論課學習,夯實專業基礎,培養基本的應用能力;之后0.5年,接觸企業,熟悉項目,在學校和企業雙導師的指導下選題、開題,選的是企業的真實項目,彰顯行業特色;接下來的1年在企業進行完完整整的“實戰”,在學校導師的引導、企業導師的指導下,有序地開展項目實施和研究;最后0.5年,在雙導師共同指導下,將項目變成論文、專利或報告,形成畢業論文。此時間分配模式,有半年的緩沖時間,使學生將理論知識聯系實際應用,完成由學生向半職業人的轉變;從時間安排上保障了專業碩士至少有完整的1年時間在企業進行工程實踐鍛煉。

2 調整培養方案,夯實基礎,彰顯行業特色

在新工科背景下,專業碩士的培養重心應放到工程實踐上,既要有扎實的理論基礎,又要具備行業特色和職業化能力。通過調研、訪談、研討等,并邀請企業導師參與,對培養方案進行調整,融入了學科交叉內容,以提升學生的綜合素養,夯實理論基礎,并結合學校行業優勢,與職業資格銜接,凝練專業特色模塊,從而培養出一批應用型專門技術人才。

2.1 加強思政及工程倫理教育,夯實基礎

正確的價值導向對高層次人才的培養和社會經濟的發展非常重要,因此需要培養學生不畏艱難、嚴謹求實的科學作風和優良品質。導師作為研究生的第一負責人,首先需要重視對研究生思想政治方面的教育與引導,并將其融入到研究生的教學與學術活動中,從而提升他們的學術科研能力和思想道德素質。“工程呼喚倫理”,即要求人才培養需從知識積累和能力提升進一步延伸到價值塑造[4]。通過聘請校外頂尖專家及行業導師進行專題講座、專題討論、專業興趣引導及工程倫理教育等,激發學生的科研熱情、工程興趣、社會責任感和行業奉獻精神。

其次是要夯實專業基礎,提升基本應用能力。多年生源情況顯示,專業碩士大部分來自本專業,少數來自外專業;少部分來自本校,但更多來自外校;有往屆畢業生,更多屬于應屆生。來自外校或外專業的學生專業基礎往往不及本校,需要夯實補齊;應屆生的應用能力及職業認知偏弱,需要加強提升。因此,除了完成常規課程外,培養計劃還設置了補修課程,開放本科生專業主干課程,供本科階段所學課程結構偏“軟”的學生選修;此外,還需要特別加強環境工程CAD繪圖、排水管網工程等課程的學習,可讓學生參與一門專業方向課程的課程設計,并擔任一門課程的助教,補齊短板,改變角色,學以致用,以提升基本實踐應用能力。

2.2 銜接職業資格,凝練專業方向特色模塊

契合新工科發展要求,融入學科交叉,突出綜合性、應用性和職業資格的相關性。筆者所在學校前身為化工類學校,有著大化工的專業背景,該專業擅長化工及礦山污染治理、化工及采礦項目環境影響評價、化工清潔生產及環境監察等,主要服務本省、輻射全國。故緊密結合學校及專業特長,將不同專業方向課程有針對性地分別融入化工、機電、自動化控制、管理、法學等多學科交叉內容之中,并做好與注冊環保工程師、環境影響評價工程師、清潔生產審核師、環境監理工程師等相關資格認證考試的有機銜接,同時開設典型行業(如化工、化纖、礦山、制藥等)工業廢水處理工程設計及案例、環境影響評價案例及課程設計、化工工藝及清潔生產、工程經濟管理、環境法等專業方向的課程,適當開設一些環保設備與安裝、環境工程土建與施工等專業方向的課程。

職業資格是人才選拔的一道門檻[3],結合筆者所在學校大化工專業背景、國家和省級示范中心、試驗平臺以及本專業服務社會的優勢特色等,踐行“環化結合”和“環礦結合”,凝練形成5個環境工程專業方向特色模塊,如圖1所示。多專業方向支撐平臺和導師團隊對專業方向模塊形成了強力支撐,均能與相應的職業資格相銜接,形成基礎厚實、緊密適應社會需求的專業方向特色模塊:化工廢水處理工程設計、尾礦綜合利用及礦山廢水處理工程設計、環境影響評價、清潔生產審核、環境監理。

圖1 環境工程專業方向特色模塊Fig.1 Characteristic modules of environmental engineering professional direction

實施以碩士研究生培養主管導師負責制為基礎的跨學科同一方向模塊下的導師團隊制度。以學校層面的政策支持為基礎,以專業特色模塊需求為導向,將專業建設和項目作為實施載體,融合各學科優秀師資,邀請學校各學科高端領軍人才、行業專家等參與到碩士研究生培養的各個環節,打破學科壁壘,將優秀的師資資源轉化為人才培養優勢,最終組成精英導師團隊。如化工、化學、礦業、土木、自動化控制、法學及管理等專業方向的教師與環境專業的教師相結合,形成精細化工廢水處理、化工工業園區廢水處理、磷石膏綜合利用、礦山廢水處理、環境影響評價、化工清潔生產審核及環境監理等研究生導師團隊。

3 構建穩定的實踐基地平臺,強化學生實踐能力培養

研究構建穩定的實踐基地平臺和師生配比指導模式,以做實實踐過程,強化學生實踐能力培養,并完善“雙導師”隊伍。

3.1 構建基于“U-E-G”模式的穩定實踐基地平臺,開展訂單式人才培養

實踐基地平臺缺乏和實踐鍛煉不足是目前專業碩士培養存在的主要問題。一些高校為應付檢查、評估和招生,僅在一些環保企業、污水處理廠、環境監測站等單位門口掛牌了事,沒有建立有效的人才培養機制。現有的人才培養實踐基地因缺乏相應的制約機制,多依賴于企業與教師個人的友誼、企業的資助而建立,缺乏利益和制度保障,難以持久。因此,迫切需要構建穩定的實踐基地,來強化學生實踐能力培養。

借鑒董玉琦等[16]和孫全平等[17]對專業碩士培養模式的研究,通過理論及實踐探索,構建了基于“U-E-G”(大學-企業-政府,university-enterprise-government)三位一體的專業碩士培養模式。以往的學科教學專業碩士培養主要采取“大學(university) ”與“基礎教育學校(school) ”合作培養的“U-S”模式,由“U”教學主體進行教育教學理論培養,由“S”進行實踐能力培養。這種專業碩士培養模式被大多數高校所采用,并受到了教育教學導師的認可。但實踐環節存在種種問題,如“S”在培養過程中積極性不高,對教學理論研究不夠深入,不能使專業碩士的培養達到預期效果等。鑒于此,董玉琦等[16]結合實踐經驗,提出了“U-G-S”三方合作的教師教育培養模式,其中“G”是指政府(government),希望通過政府的資源配置功能,解決在“U-S”培養過程中存在的問題。“U-G-S”培養模式衍生了許多相關模式,比如“UDS 合作實踐共同體”“教師教育協同創新中心”等。孫全平等[17]提出了“四維協同”的專業學位研究生培養模式,即根據系統論觀點, 認為高校、 政府、 企業和科研院所都是獨立完整的系統, 從校政企所 “四維協同”的角度來看,它們又是子系統。“價值認同、取向發展” 的共同愿景成為它們四維協同內在的動因,在人才培養上,能發揮 “1+1+1+1>4”的效能。對于工程類專業碩士的培養,研究所亦為實踐能力培養主體,相當于企業E(enterprise),企業在專業碩士實踐能力培養過程中起著關鍵性的作用,近年來,隨著產學研協作的發展,政府在其中的作用越來越重要。基于“U-G-S”培養模式和校政企所“四維協同”模式,筆者結合多年專業碩士培養經驗及研究探索,提出構建基于“U-E-G”三位一體的專業碩士培養模式。其中,U提供理論教學,在學生培養中起主體作用;E是實踐能力培養的主體,提供實踐基地和財力物力支持;G是紐帶、是保障,能夠提供相關法律、政策、項目、經費及稅收減免等政策支持,如產學研合作協同育人項目、校企合作產學研基地建設費用支助及考核等,保障實踐基地能夠持續穩定運行,并出臺相應政策支持,如給校企合作企業減稅、企業導師職稱評定政策傾斜、教育主管部門對新形式專業碩士學位論文政策認可等。將政府納入人才培養共同體之中,形成基于“U-E-G”三位一體的環境工程專業碩士培養模式(圖2),并通過政府的資源配置和政策扶持,保障了實踐基地平臺的穩定運行。

圖2 基于“U-E-G”三位一體的環境工程專業碩士培養模式Fig.2 Training mode of professional master degree of environmental engineering based on “U-E-G” trinity

基于“U-E-G”三位一體的專業碩士培養模式是可以做到“多贏”的。U除了提供理論教學和人才培養外,還能提供技術服務和研發,服務于企業、政府和社會;E提供實踐基地,踐行學生實踐能力培養,并提供校企合作經費。采用訂單式人才培養可儲備人才,提升企業實力;同時,通過開展校企合作,學校導師以技術研發、技術咨詢等方式服務于企業,可以提高企業的技術水平和生產效率,又能提高企業技術人員的理論水平,提升企業競爭力,并能使企業獲得政府校企合作產學研基地和項目經費資助,享受減稅政策、職稱評定政策傾斜等,提升企業綜合實力;此外,企業能為政府提供稅收,其主體功能是服務于政府和社會。可見,G是連接U和E的紐帶,提供法律、政策、項目、經費及稅收等支持,使校企雙方都受益,而企業服務于政府和社會,學校培養人才也服務于政府和社會。因此,基于“U-E-G”三位一體的專業碩士培養模式實現了多方互惠共贏,從而保障了實踐基地平臺的穩定運行。

基于“U-E-G”三位一體專業碩士培養模式的訂單式人才培養,讓企業導師全過程參與,能夠強化行業特色,保障學生實踐能力培養。現階段,人才培養和產業需求存在著“兩張皮”問題[18],有些校企合作存在“學校熱、企業冷”現象,產教融合、校企協同育人的人才培養模式尚未根本形成[19]。若在學生入學之初,簽訂“學生-學校-企業”三方“訂單式人才培養”協議,將專業碩士的行業“實戰”培養以協議的形式落到實處,讓企業參與“目標員工”的培養方案制定和實踐培養全過程,并在培養過程中充分考察、了解學生,將有助于選擇“合適的人才”;學生提前進入“目標企業”開展學習研究,了解企業文化,將有助于選擇“正確的單位”。這樣既保障了企業投入的回報,解決了企業對后備人才的需求,也使學生獲得一線的專業工程技術知識和工作經驗,提高了分析和解決實際工程問題的能力,還解決了就業的后顧之憂,從而實現人才培養與企業需求的“無縫銜接”。

為了保障基于“U-E-G”三位一體的專業碩士培養模式實踐基地平臺能長期穩定運行,需要對企業進行遴選和考核,對基地進行維護,并實行資源開放共享以發揮更大的作用。被遴選的企業領導應具備遠見卓識和戰略眼光,重視科學研究,將人才培養作為一種長效投資。被遴選的企業在環保產業界應具有代表性,具有一定的生產規模與較先進的技術水平資源、較好的經濟效益和較高的管理水平,并具有承擔較大科研項目的能力和平臺。人才培養以項目為載體,可以是政府部門資助的產學研項目、校企合作項目,也可以是一些企業資助的微項目,或利用政府政策設立的一些基于“U-E-G”三者合作的各種靈活形式的其他項目,如工業開發區、重點扶持企業,政府資助1/3、企業資助2/3等多種形式的產教融合項目。高校研究生管理職能部門要在“U-E-G”三者之間起溝通、協調及主導等作用。如果經濟條件允許,高校每年適當投入一定的培養經費,補貼企業導師、管理人員以及基地辦公和學生生活費用等,形成長效機制,維護實踐基地平臺穩定運行,并可以實行多層次實踐基地平臺共享,如校內多專業、多學院之間耦合聯動或校外相關專業互通等多種形式,實現教育資源的開放共享,提高資源利用率,同時不斷完善企業選拔與淘汰制度,企業導師遴選及考核制度等,以保障學生培養質量以及實踐基地平臺的穩定運行。

3.2 構建“8+1”師生配比指導模式,做實實踐過程,完善“雙導師”隊伍

當前實踐環節中面臨的主要問題是:學校導師難以兼顧實踐環節指導,不能及時了解學生在企業的實踐情況;青年導師缺乏實踐經驗;企業導師自我存在感不強,責任意識有待提高;學生在企業中可能存在沒人管的現象,還有學生存在安全問題等。因此,需采取可操作性強的模式,對各方進行約束和管理,做實實踐環節,使學生得到切實的鍛煉,同時也能培養“雙導師”隊伍。

針對目前實踐環節存在的問題,本文提出以項目為載體組建課程組,構建“8+1”師生配比指導模式,可做實實踐過程,同時完善“雙導師”隊伍的培養。項目是校企合作的基礎和共同目標,也是學生實踐的載體,依據新構建的專業碩士培養“1+0.5+1+0.5”時間分配模式,為了加強實踐過程對學生的指導,保障學生安全,同時快速培養“雙導師”隊伍,將實踐環節的“0.5+1”時段細分為“0.5+0.5+0.5”三個階段,并在每個0.5年(即1個學期)都安排1位學校青年老師和1位企業青年技術人員作為副導師對學生進行跟蹤指導,因此3個學期就能安排6位校企青年老師對學生進行指導和鍛煉。采用這種模式是考慮到,一方面學校青年導師缺乏實踐工作經驗,企業青年技術人員缺乏理論水平,另一方面他們各有自己的工作任務和壓力,不能全程參與一個學生的所有實踐過程,故副導師采用一學期一輪換。這樣學校青年教師可以陪同學生,參與企業實際工程項目,不僅可以協調校企工作、引導學生、了解學生情況、保障學生安全,而且可以增加青年教師的工程實踐經驗;企業副導師參與學生指導及定期的師生交流,學校導師指導學生的過程亦能提高企業副導師的理論水平。故在做實實踐過程,完成1名學生培養的同時,培養了3位學校青年導師和3位企業導師,完善了“雙導師”隊伍。學校、企業及學生之間簽訂聯合培養協議,采取“一生一協議”,進行“訂單式人才培養”,制定管理章程,明確校、企雙方責、權、利,相互監督、相互促進,劃分好時間節點和階段性任務,并落實各階段的交流匯報方式和頻次。通過對培養過程、工作任務、可操作性及安全問題等各方面因素的分析,形成如下交流模式:1周1匯報(校內主導師及當值副導師參加,含學校和企業副導師),1月1交流(所有導師參加),線上線下組合,每學期3+2集體交流模式(3次線上交流、2次線下面對面交流),進行實踐全過程控制,使學生得到真正有效的鍛煉。培養模式成熟后,可采用“8+n”模式,即增加同時培養學生數量,如2～3位,可提高效率和資源利用率,并構建多維度師生綜合評價體系。

為了保障實踐過程教學質量,需對實踐環節進行考核,考核成績納入論文成績評定。實踐過程中,學生需要撰寫實踐工作日志,實踐結束時,向企業提交實踐報告,由專業實踐評定小組對研究生的實踐效果進行答辯考核,綜合答辯成績、導師評價,給出專業實踐最終成績。學生完成1年的實踐后,回到學校,最后半年進行論文、專利或報告的撰寫,有必要時返回實踐基地完善資料收集和咨詢。論文指導實行雙導師制,選題、開題、答辯均需學校及企業主導師共同參與,學位論文或報告分別經學校及企業導師審閱,達到工程碩士學位論文標準要求后,方可申請論文答辯[20-21]。實踐成績占畢業論文成績的比例通過研究確定。

4 改革畢業論文形式和考核標準

目前,專業碩士論文大多仍與學術碩士論文雷同,故需改革論文單一形式,并結合專業方向特色模塊,使專業碩士學位論文以多種形式呈現。相較于學術碩士,環境工程專業碩士教育應體現“應用研究”,在學位評定標準上,應側重于對從事環境工程專業技術職業工作能力的認定。為了了解環境工程專業碩士學位論文的類型,本研究對全國50所部屬和省屬高校(涵蓋985、211及普通地方高校)2021屆環境工程專業碩士學位論文進行了調研,論文收集于中國知網,總計1 033篇。調研時間為2022年10月,論文收集方法如下:文獻檢索時,先設定作者單位為“大學”,勾選條件為“學位論文”,得到約290萬篇論文,再選擇碩士學位論文,得到約258萬篇論文,將學科設為“環境科學與資源利用”、年份為“2021”,得到約1.16萬篇論文;然后在檢索結果中選取50個有代表性的學校,包括985、211及地方高校,將其所有環境工程(專業碩士)論文下載,共得到樣本數為1 033份,并對其進行統計分析,其結果如表1所示。

表1 2021年全國環境工程專業碩士學位論文類型調研

論文大致可分為:理論(試驗)研究、工程設計、案例分析、調研報告和產品研發5類,其中73.8%為理論(試驗)研究,與學術碩士學位論文類似,而偏重于實際應用的工程設計、案例分析、調研報告和產品研發論文占比分別為2.8%、8.5%、14.2%、0.7%,總計不到30%,這說明當今專業碩士學位論文學術化現象仍普遍存在,對實際工程應用的研究較少,有悖于專業碩士培養的初衷。此外,固有的考核標準也有待轉變觀念,目前專業碩士學位論文學術化評價現象仍很普遍[17],論文外審與答辯時,老師們無形中還是會對(理論)(試驗)研究型論文有較好的印象和評分。當然,這與非(理論)試驗研究型論文質量不好也有關系,如有些應用案例研究能夠體現學生個人自己工作量的內容較少。因此,首先需要加強非(理論)試驗研究型論文的質量,其次是需改革考核標準,使畢業學位論文以多形式呈現,如成套工程設計資料及報告、環評案例分析及風險評價報告、清潔生產審核案例分析報告、環境監理調研管理及案例分析報告等,最后是將增加實踐過程的考核權重落到實處,通過在政策和制度上進行細致研究,以相關規范來保障新形式學位論文質量,并取得學校及教育主管部門的認可。

5 結論與展望

本文以環境工程為例,構建了專業碩士培養“1+0.5+1+0.5”時間分配模式,通過調整培養方案、夯實理論基礎、提升綜合素質、結合學校及專業自身行業優勢、將“環化、環礦”相結合、與職業資格銜接,凝練形成了多方向專業特色模塊;提出了基于“U-E-G”三位一體的專業碩士培養模式,并構建了穩定的實踐基地平臺,以項目為載體,將產教結合,讓企業導師全過程參與,采用“8+1”師生配比指導模式,強化學生實踐能力培養,并培養“雙導師”隊伍;改革畢業論文形式和考核標準,使畢業論文以多種形式呈現,形成特色鮮明的專業碩士訂單式人才培養模式。“8+1”師生配比實踐指導模式可根據實踐基地平臺運行成熟情況進行調整,如延長青年教師在企業的指導時間,亦或增加同時進行實踐的學生人數,提高資源利用效率,完善學生實踐過程的考核辦法、企業導師考核及實踐課題論文質量標準等,實施實踐基地平臺多維度資源共享,推動產教深度融合,以培養高層次卓越工程技術專門人才。