[摘要] 在新质生产力驱动水利行业数字化转型背景下,数字孪生水利对拔尖创新人才的跨学科、实践创新能力需求迫切。针对传统培养模式与新兴战略需求脱节的矛盾,系统研究了面向数字孪生水利的拔尖创新人才培养路径,旨在打通人才培养供需侧,为数字孪生水利发展提供高素质人才支撑,助力水利现代化建设。
摘要:在新质生产力驱动水利行业数字化转型背景下,数字孪生水利对拔尖创新人才的跨学科、实践创新能力需求迫切。针对传统培养模式与新兴战略需求脱节的矛盾,系统研究了面向数字孪生水利的拔尖创新人才培养路径,旨在打通人才培养供需侧,为数字孪生水利发展提供高素质人才支撑,助力水利现代化建设。
关键词:新质生产力;数字孪生水利;拔尖创新人才;培养路径;高等水利教育
新质生产力是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的当代先进生产力。习近平总书记指出“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”,并强调“整合科技创新资源,引领发展战略性新兴产业,加快形成新质生产力”。水利行业作为国民经济的基础命脉,其发展方式正向数字化、网络化、智能化深刻转型。数字孪生水利作为推动这一转型的核心引擎,通过构建物理流域与数字空间的实时映射、智能模拟与前瞻预演,成为培育水利新质生产力的关键抓手。《“十四五”智慧水利建设规划》明确要求“培育一批具备数字孪生技术应用能力的复合型水利人才”。作为国家战略科技力量的重要组成部分,拔尖创新人才具备多学科的深厚知识储备,能够整合不同创新资源解决复杂技术和社会问题,是国家创新体系中最具颠覆性和创造性的“关键少数”,正成为推动新质生产力发展的核心力量。2025年1月,中共中央、国务院印发《教育强国建设规划纲要(2024-2035年)》,进一步强调“完善拔尖创新人才发现和培养机制”,要求“在战略急需和新兴领域,探索国家拔尖创新人才培养新模式”。
因此,构建与新质生产力发展相适应的拔尖创新人才培养体系,不仅是满足新质生产力发展的需要,更是加快推进中国式现代化对创新人才需求的破题之举。然而,当前高等水利院校人才培养模式仍存在学科壁垒突出、课程体系滞后、实践平台不足等问题,难以满足新质生产力对数字孪生水利人才“跨学科、重创新、强实践”的需求,这使得高等教育的人才输出,与实现跨域协同、技术迭代的战略目标之间,形成了亟待弥合的能力鸿沟。因此,探索适配新质生产力发展的数字孪生水利拔尖创新人才培养路径,成为高等水利教育改革的紧迫任务。
一、新质生产力对数字孪生水利拔尖创新人才的新要求
新质生产力的核心特征是“高科技、高效能、高质量”,这决定了数字孪生水利拔尖创新人才需具备“三维核心素养”,即复合知识应用能力、创新技术攻关能力、跨界融合能力,三者相互支撑、有机统一。
(一)以“知识”为核心深化教育教学改革
新质生产力以技术创新与要素重构为核心,决定了数字孪生水利拔尖创新人才的知识结构必须突破传统单一学科的能力边界,转向“水利+数字+多学科”的跨域融合形态,需掌握机器学习算法、数字建模、数据可视化等核心技术,具备数字孪生平台操作、水利数据挖掘分析、虚拟仿真实验设计等实践能力,能够将数字技术与水利工程场景深度融合,解决复杂工程问题。这类人才不仅具备复合型知识背景,更能深刻理解从物理感知、数据治理、模型构建到智能决策的全链条逻辑。
(二)以“创新”为动力提升人才培养质量
新质生产力以科技创新为核心驱动力,这要求数字孪生水利拔尖创新人才必须具备双向创新思维,既要有技术突破的前瞻性,也要有场景落地的实用性。高校应对接国家重点战略和水利行业需求,强化水利学科交叉融合发展的顶层设计,明确跨学科创新人才培养目标,形成跨学科、跨专业的课程体系。推动产学研用深度融合,构建“校内实验室+校外实践基地”体系,加强实践教学。强化双师型师资,优化教育资源配置,形成适配数字孪生水利发展的拔尖创新人才培养模式。
(三)以“智慧平台”为支撑强化多链深度融合
新质生产力的发展依赖于各类创新平台的支撑,数字孪生水利的落地同样离不开数字孪生平台、行业协同平台等载体。数字孪生水利人才需具备跨界思维与协同能力,能够在数字孪生水利场景中开展技术创新、产品研发与模式探索,参与数字孪生水利平台的迭代优化,推动水利行业新质生产力培育。高校应聚焦重点领域,深入开展校地、校企、校校、校所和国际化合作,大力推进“政产研学用”深度融合,充分发挥“全学科、全产业”链接优势,为新质生产力发展提供智力支撑。
二、数字孪生水利拔尖创新人才培养的现实困境
拔尖创新人才作为加快推进新质生产力发展、提升国家核心竞争力的战略资源,其培养远远超出了教育范畴。面对高等教育肩负的新使命、新质生产力对劳动者素质的新要求,我国拔尖创新人才培养体系正面临诸多挑战。
(一)培养目标与人才需求脱节
部分高等水利院校对拔尖创新人才成长规律性认识不充分,未充分对接新产业、新技术、新业态发展需求,对数字素养、跨界创新能力的重视不足,人才培养方案固守于标准化,培养特色不够鲜明,课程内容与行业前沿技术、工程实际需求脱节,导致培养出的人才存在数字技术弱、工程实践旧、创新能力不足的问题。数智赋能教育教学力度不够,面对大模型对人才培养模式产生的冲击,相关改革创新、实践探索和教学研究不足。同时,拔尖创新人才培养一直注重学术性,鲜有对知识的综合应用和创造性发掘,所培养的人才往往“拔尖”有余而“创新”不足。这显然无法精准对接战略性新兴产业对创新型、复合型人才的需求。
(二)实践教学载体与行业应用技术错位
实践教学面临教学载体与技术应用存在显著“代际错位”的问题。数字孪生水利实践需要高仿真、高投入的虚拟仿真平台与真实工程场景支撑。高校实践环节多依托传统实体模型实验室或单机版仿真软件,其技术内核、工作流程与数据处理能力,已严重滞后于行业前沿。产业界正快速应用基于云原生架构、物联网大数据和AI驱动的智能数字孪生平台,实现流域全要素的实时映射与协同调控。而教学载体仍停留在静态演示与离线模拟阶段,这种错位导致学生难以在平台上体验从数据感知、模型迭代到智能决策的全链条闭环训练,学生所掌握的实践技能与行业真实工作场景严重脱节,从基础上阻碍了人才培养范式向新质生产力要求的架构师角色转型,成为连接高校供给与产业亟需之间的突出短板。
(三)协同育人机制与校企合作链路脱嵌
数字孪生水利拔尖创新人才的培养依赖于跨部门、跨领域的组织与资源有机协同,但目前科教融汇、产教融合尚未真正渗透至人才培养全过程,政产学研用协同育人机制尚未完全建立。高校与企业、科研院所存在育人目标和价值理念不相融、沟通机制和渠道不相通等问题,拔尖创新人才培养主要由政府和学校主导,多以项目制方式推进,而企业更关注市场利润,参与拔尖创新人才培养的热情不高,未充分发挥其在技术、场景、资源等方面的优势,难以形成多元主体协同培养人才的合力。产学研合作浅层化,受科研评价体系影响,高校教师多聚焦课题论文,产学研合作限于政府基金申报,合作形式单一,且科研院所的科研成果向教学资源转化不足,难以将数字孪生水利前沿研究成果融入人才培养过程,导致人才培养与行业实践、科研前沿结构脱嵌。
三、新质生产力视域下数字孪生水利拔尖创新人才培养路径
新一轮科技革命和产业变革正在加速推进,拔尖创新人才培养是满足新质生产力发展对高素质创新人才需求的重要举措。高校拔尖创新人才培养是一项系统工程,高校应认真贯彻落实教育强国建设战略部署,推动高等教育与新质生产力双元驱动,扩大耦合效应,遵循教育规律和人才成长规律。
(一)坚持人才培养与产业需求对接的育人目标
新质生产力发展要以“人才”为核心能动性支撑,人才培养体系需要实现结构性转型,以动态适应社会演进趋势、契合产业范式变革的内在要求。人才培养需超越传统学科逻辑,直面智慧水利建设、国家水网工程与流域治理现代化等国家重大战略中对“数字工匠”与“系统架构师”的紧迫需求,培养以实践创新能力为核心素养的复合型人才。高校作为培养人才的主阵地,始终要以满足国家和社会需要、有利于人才培养质量提升为中心,搭建数字孪生水利领域的交流平台,完善数字孪生拔尖人才培养体系,确保人才培养与行业需求、国家战略同频共振。
(二)构建跨学科课程体系和师资队伍
围绕新质生产力的关键创新要素,立足于“一流建设和一线需求”,在学科深度交叉的目标指导下,重新构建以能力提升为核心的跨学科课程体系,基础层夯实水利工程原理、水文模型等专业知识,核心层增设数字孪生建模、水利大数据分析等技术课程,拓展层结合流域治理、城市防洪等场景,构建“技术-应用-实践”一体化课程链,推动教学内容与行业前沿接轨。以“校内导师+企业导师”双导师制为核心,打造跨学科、跨组织、跨实践领域合作的高水平教师队伍。一方面整合高校水利、计算机、数据科学等学科教师,开展跨学科教研;另一方面引入企业数字孪生技术专家、水利管理部门实务骨干,通过兼职授课、联合指导项目等形式,弥补校内师资实践经验短板。同时,建立跨学科师资培训机制,持续提升跨学科教学与科研能力,为人才培养提供优质师资保障。
(三)优化拔尖创新人才评价标准
拔尖创新人才不是标准化的产物,需突破传统“分数导向”的单一模式,构建适配跨学科、重实践、强创新的差异化培养和多元评价体系。坚持“破五唯”与“立新标”相结合,探索构建由基础理论认知力、数字技术应用力、创新思维力、实践转化力、跨学科协作力、价值引领力等核心指标组成的评价体系,加快开发符合新兴产业领域发展的人才评价标准。建立创新性、动态化的全过程评价体系,将价值引领、知识传授与能力培养有机融合,从培养目标、课程设置、教学师资、素质教育到考核体系等各个环节着手,打造全方位、多层次的评价机制,从而提升人才培养效果。
(四)构建“四链联动”的协同育人机制
“四链联动”的协同育人机制是打通数字孪生水利拔尖创新人才培养供给侧与产业需求侧的核心路径。面向新质生产力发展的新需求,高校亟需突破传统教育范式,推动产业协同育人机制的发展,提高人才培养质量。加快培育新质生产力,需要以教育链为根基,动态更新课程与平台,输送前沿知识;以产业链为导向,锚定数字孪生人才培养方向,推动技术创新和成果转化;以创新链为引领,围绕数字孪生水利的技术瓶颈开展联合攻关,既培养人才创新能力,又为产业链升级提供技术支持;以人才链为支撑,对接产业链岗位标准,通过订单式培养、实习实训等,让人才能力与数字孪生水利企业的技术研发、工程运维需求精准匹配。四链相互嵌套、动态协同,方能实现人才培养与产业需求的深度耦合,实现知识、技术、人才与价值的持续循环与增值,为新质生产力发展提供系统性支撑。
总之,在培育和发展新质生产力的背景下,如何借“新”突破、向“新”而行,是时代赋予的新命题,也是今后一段时间内高校的重要任务。高校的中心工作是人才培养,这不仅关乎教育事业的长远发展,更直接关系到国家的竞争力和创新能力。未来,高等水利院校需进一步深化教育教学改革,加强与行业企业、科研院所的深度合作,持续优化人才培养模式,为数字孪生水利体系建设与水利行业新质生产力培育提供坚实的人才支撑。
【作者:韩亚丽,华北水利水电大学公共管理学院;李聪,华北水利水电大学2023级管理科学与工程专业博士研究生。本文是华北水利水电大学2024年校级教育教学研究与改革立项项目《高等水利院校拔尖创新人才培养模式研究》(项目编号:2024XJGXM005)的阶段性成果。】