工程教育認證背景下城市地下空間工程專業培養方案構建

嚴健　晏啟祥　富海鷹　汪波

摘要：針對行業特色型“雙一流”建設高校城市地下空間工程專業人才培養方案的構建，作為國內最早創辦地下工程相關專業的高等院校之一，在經由《華盛頓協議》開啟的工程教育專業認證背景下，西南交通大學在實踐中深度思考城市地下空間工程專業人才培養目標、課程體系建設以及人才培養方案的持續改進。以成果為導向，在國家城市軌道交通行業發展及雙一流建設的內外需求下明確并細化人才培養目標，量化畢業要求并以此架構培養目標的實現矩陣;確立課程體系總框架，在兼顧標準、特色以及能力結構映射下，通過畢業要求對應指標點確定課程模塊和實現矩陣;通過專業課程優化拓展、整合多元化課程，突出了實踐能力培養核心、擴展了科研創新能力培養途徑。

關鍵詞：工程教育認證; 城市地下空間工程專業; 成果導向;課程體系; 實現矩陣

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2020）06-0080-08

《華盛頓協議》目前已成為國際社會最具專業性和權威性的高等工程教育專業互認協議[1]。中國作為《華盛頓協議》第18個正式成員國，以《華盛頓協議》要求為基礎，開展工程教育專業認證，通過各成員國開展實質等效性人才培養，實現學位和執業資格互認，進而推動我國工程教育教學改革[2]。

我國于2017年11月對2015版《工程教育認證標準》進行修訂，新修訂的版本由通用標準和專業補充標準組成，其中，通用標準包括學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件等7個考核要素，并與《華盛頓協議》中“畢業要求與執業能力”框架性要求相適應[3]。

成果導向、以學生為中心、持續改進是《華盛頓協議》的三個核心理念。成果導向教育（簡稱“OBE”，亦稱“能力導向教育”），由Spady等人于1981年提出，指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[4]。

為此，近年來國內諸多高校基于工程教育專業認證標準，利用成果導向理念，對城市地下空間工程教育專業建設和評估認證進行了實踐探索和深入研究[5]。部分學者以中南大學[6]、哈爾濱工業大學[7]等為依托，探索了城市地下空間工程專業的建設思路和建設途徑。

作為一所軌道交通特色鮮明的雙一流建設高校，西南交通大學是國內最早創辦地下工程相關專業的高等院校之一。以OBE確立人才培養目標和實現矩陣，利用工程教育認證標準開展課程體系建設，進而構建城市地下空間工程專業培養方案，探索一條實現同類院校、近似專業間錯位競爭和差異化發展的有效路徑。

一、工程教育認證背景下的培養目標

（一）以內外需求為導向確立培養目標

1.國家城市軌道交通行業發展的外需動力

以國家政策走向、社會經濟發展需求和行業發展趨勢為導向確定城市地下空間工程專業培養目標。隨著中國城鎮化率不斷提高，以地鐵為代表的城市軌道交通在解決城市出行問題、城市空間資源方面問題提供了最佳解決方案。目前，我國城市軌道交通行業正處于大力發展階段，截至2018年底，中國內地共34個城市開通城市軌道交通運營服務，開通城市軌道交通線路171條，總長度5 295.1公里;僅2018年城市軌道交通投資達到5 470.2億元，同比增長14.9%。目前，國家已批復43個城市的軌道交通建設規劃，規劃總里程約8 600公里，“十三五”時期，我國還將繼續加大城市軌道交通的發展力度，到2020年有望達到6 000公里[8]。

軌道交通行業的快速發展對相關專業人才的培養提出了更高要求。結合工程教育認證通用標準中對培養目標評價與修訂、課程體系設計及師資隊伍等條款的相關要求，在專業培養方案制定之初，通過走訪上海市城市建設設計研究院（集團）有限公司、南京地鐵公司等多家企事業單位，讓行業專家深度參與人才培養。通過深度調研，就學校城市地下空間工程專業的人才培養方案修訂、學生實踐創新訓練基地建設、校企協同創新發展、產教深度融合等問題與走訪單位進行了深入交流與探討。將培育具有扎實理論基礎、卓越工程實踐能力和創新思維的人才需求目標體現在新的專業培養方案建設中，進而為城市軌道交通行業發展提供新的支撐。

2.雙一流高校軌道交通特色及專業定位

創建世界一流大學是行業高校實現自身使命的迫切要求。作為國家首批“雙一流”建設的高水平軌道交通行業特色大學，學校始終以建設交通特色鮮明的綜合性研究型一流大學為目標，始終站在行業領域科技創新和人才培養的前沿，以行業為依托，面向行業需求，針對行業特點展開人才培養。作為其中的典型代表，地下工程系是我國最早參與地下鐵道、重大鐵路隧道、公路隧道工程的規劃、設計和修建關鍵技術研究的高校系所之一。近10年來，地下工程系共承擔了國家、省部級及橫向科研項目100余項，科研總經費超過7 000萬元。地下工程系為國家培養了一大批工程技術骨干和高級管理人才，施仲衡院士、王夢恕院士，以及楊秀仁等4位全國工程勘察設計大師就是其中的杰出代表。

根據行業發展需求、學校自身的辦學基礎、辦學特色和地域特點，對相關專業的人才培養類型、主要服務對象進行定位[9]。目前，在土木工程專業本科大類培養之外，考慮“基礎拓展、突出創新”，新增城市地下空間工程本科特色專業。新專業在保持學校軌道交通特色人才培養外，更加注重城市地下空間領域人才的工程實踐能力和創新能力培養，進而形成與原有大類培養專業的錯位競爭、差異化發展。

3.“四維一體” “五有”交大人的內需動力

立德樹人是當前高校人才培養的根本任務。面向國家和行業重大需求，培養更多的、高質量的專門人才和創新人才對高校而言是新挑戰。在“培養什么人”和“怎樣培養人”的問題上，各大高校都結合自身辦學特色和傳統，不斷沉淀和凝練人才培養理念。西南交通大學在124年的辦學中，凝練出了 “有社會擔當和健全人格、有職業操守和專業才能、有科學素養和人文情懷、有歷史眼光和全球視野、有創新精神和批判思維”的“五有”交大人人才培養目標。同時，在提高人才培養質量方面，提出了“四維一體”的培養模式，將構建與“價值塑造、人格養成、能力培養、知識探究”相適應的人才培養體系作為改革目標，為城市地下空間工程專業培養目標的實現提供了內需動力。

（二）人才培養目標細化及基于畢業要求的實現矩陣

1.城市地下空間工程專業培養目標及細化

培養目標是對畢業生在畢業后5年左右能夠達到的職業和專業成就的總體描述，是構建專業知識、能力、素質結構，形成課程體系、開展教學活動、確定畢業要求的基本依據[10]。西南交大城市地下空間工程專業總體培養目標是以面向國家城市建設和城市地下空間開發需求，堅持學?！半p嚴”傳統，培養理論基礎扎實、專業知識寬厚、具有創新能力和國際視野、能夠引領城市地下空間工程建設未來發展的創新型高級專門人才。畢業生應德、智、體、美、勞全面發展，具有一定的文化內涵和廣闊的國際視野，較強的社會擔當和健全的人格修養，積極的創新精神和嚴謹的批判思維，良好的人文情懷和扎實的科學素養、高尚的職業操守和優秀的專業才能。畢業生掌握城市地下空間工程建設的基本原理和專業知識，獲得工程師的良好訓練，具備較強的實踐能力，能從事城市地下空間工程的規劃、設計、施工與管理工作。將上述培養目標細化為4個目標，如圖1所示。

2.基于畢業要求的人才培養目標實現矩陣

畢業要求也稱畢業生能力，是對學生畢業時所應該掌握的知識和能力的具體描述，是培養目標的前提和達成培養目標的支撐。畢業要求關注學生通過本專業學習后應掌握的技能、知識和能力，是學生完成學業時應該取得的學習成果。在工程教育認證通用標準中，從工程知識、解決方案、科學研究等12個方面明確了學生畢業時應達到的要求，據此，在城市地下空間工程專業構建中，西南交大結合專業定位和培養目標，將畢業要求進一步細化，并分別將其與知識基礎結構、能力應用以及圖1中4個培養目標一一對應，進而形成畢業要求支撐培養目標的實現矩陣，如表1所示。

二、工程教育認證背景下的課程體系建設

課程體系是培養方案的核心內容 ，決定著專業人才培養目標達成度和專業人才的社會適應度。

（一）課程設置與課程實現矩陣

1.課程設置總框架

參考《工程教育認證標準》（2017修訂版）課程設置要求，各大高校在城市地下空間工程專業新一輪人才培養方案修訂中，依據畢業要求確立了課程框架體系和課程比例。例如：哈爾濱工業大學2012版培養方案要求修滿167.5學分，其中通識教育類課程52學分，專業教育類課程81學分，實踐環節34.5學分;2016版中要求修滿174.5學分，其中通識教育課程65學分，專業教育課程99.5學分，個性化發展課程10學分;中南大學2018版中要求修滿180學分，其中必修課程141學分，選修課程39學分。

西南交大在城市地下空間工程專業課程體系設置中，在總學分明顯降低的趨勢下反而增大了人文社會類通識教育課程和實踐教學學分的占比（見表2）。其中，人文社會類通識教育課程較通用標準增加最多，實踐教學學分較通用標準要求總體增加了3%，達到總學分的23% 。

2.畢業要求對應下的課程模塊和實現矩陣

畢業要求是構建課程體系的依據，課程體系是達到畢業要求的支撐。在課程體系設置中，通過8個課程模塊，體現畢業要求與課程體系之間的對應關系。將畢業要求逐條落實到與之相對應的課程體系中，合理確定各類課之間的學分比例，處理好各類課之間的關系，摒棄原來僅存在簡單重復關系的課程，梳理具有互補、深化關系的課程，確保學生具備完整的知識結構。

通過課程模塊與支撐畢業學分要求指標的一一對應構成課程實現矩陣，明確每門課程對畢業要求的“貢獻率”，進一步梳理課程與課程之間，以及課程知識點之間的關系，從而為重組和優化課程教學內容提供依據。課程模塊及實現矩陣如表2所示。

在課程實現矩陣中，根據知識、能力、素質結構的縱向和橫向關系，建立課程體系和課程模塊。以通識教育類課程為例，核心通識課4個學分，要求在“歷史、文化與人文情懷”“哲學智慧與批判性思維”“社會科學與責任倫理”“生態環境與生命關懷”“交通、工程與創新世界”模塊中選擇，且每個模塊最多選修一門課程。本專業學生原則上不選本學院所開設的課程，即不得在“自然科學與科學精神”模塊中選修通識課。

與此同時，合理規劃課內外學時，將教學內容向課外延伸，明確學生課外學習的要求（如時間投入等），有效提升學生的自主學習能力;探索基于MOOC等教學形式的課程改革，實現課堂研討與在線學習的深度融合;通過創新創業訓練計劃項目、個性化實驗、學科競賽、創新講座等，增強第二課堂育人效果，處理好傳統顯性課程與隱性課程的關系。

（二）兼顧標準與特色的課程體系設置

為突出自身專業特色，避免同類專業人才培養的同質化，學校對城市地下空間工程專業課程進行了優化，并對多元化課程進行了整合。

1.優化專業課程，彰顯專業特色

以城市地下空間工程專業工程教育標準和國家標準為依據進行課程設置，搭建城市地下空間工程專業課程框架體系，明確專業主干課程，專業方向課程和專業限選課程。如表2所示，將地下空間專業類補充標準中的學科與專業基礎課程確定為必修課，以達成畢業要求為主線，以核心課程建設為牽引，優化課程體系，強化課程間的聯系，提升課程的系統性和前沿性。

按照行業發展趨勢及區域工程特點，在專業層面上，對各門課程授課內容進行全面梳理優化，使得知識結構更加合理、完整。在專業限選課程之外，設置專業拓展課程，這些課程的教學內容充分考慮行業特征、專業特色和學校定位。例如，除了力學拓展課程組（或房屋建筑工程）2學分外，其余3學分按照3個課程組限修的形式進行選擇，（1）施工、設計類：地基處理及支擋結構設計、地下工程風險評估與管理、地下工程圍護結構設計原理;（2）運營、維護及管理類：地下工程通風與空調、地下工程防水、地下工程結構耐久性與評估;（3）其他類：地下結構地震響應與抗震設計、預制裝配式地下結構與工程。

2.多元化課程整合，突出個性化培養

多元化課程組中，做好通識課程體系建設與通識教育理念下的專業課程建設，探索建設跨學科課程體系。城市地下空間工程專業要求學生限選課學分達到12學分，并以課程組的方式開設，同時又突破課程組限制。例如：外語類課程群中，設置2個學分供選修，學生可根據愛好選擇職場英語、交際與文化視聽說、語言、文化與翻譯、英語公共演講等課程。跨學科課程要求的2個學分可在“交通天下”通識課程體系各模塊中的跨學科課程中選修;美育專業課程要求的2個學分可在“交通天下”通識課程體系中由學院開設的相應美育專業課程中選修，如工程美學與文化、交通干線人文景觀與美學、建筑裝飾與室內設計美學或“藝術體驗與審美修養”模塊中的相應課程。個性化選修課程、其他個性化選修課程要求的學分可由學生根據自身需求、興趣愛好和未來發展規劃，在全校范圍開設的課程中自由選擇，以滿足學生職業生涯規劃以及個性化發展要求。

（三）能力結構映射下的課程體系建設

1.突出實踐能力培養核心

實踐環節是培養學生工程實踐能力的重要途徑。城市地下空間工程專業課程體系建設中，西南交大通過在能力結構與課程體系結構之間建立清晰的映射關系，按照“系統深入、強化實踐”原則，以“專業實踐課程-綜合課程設計-畢業實習與畢業設計”為主線，通過基礎能力、專業能力、綜合設計能力、研究創新能力四個層次完善實踐教學目標和培養要求，最終使學生達成預期的能力結構。同時，為優化實踐教學過程，豐富實踐教學模式，提升實驗項目水平，在不斷完善實體實驗室建設的基礎上，重點加強虛擬實驗教學資源、虛擬教學實驗室的建設與應用，擴大實驗教學受益面，進而突出能力培養核心。在實習實踐課程組中，要求學生在 4 年中至少完成 2 個學分的課外創新實踐學分，可選修拓展性和個性化實驗，參加社會與文化素質教育實踐、學科競賽、SRTP 項目、SITP 項目、創新講座等;創新學分由學生按照《西南交通大學創新學分認定與管理辦法》和《土木工程學院創新學分補充規定》相關要求習得。

2.擴展科研創新能力培養途徑

建立融創新創業思想于一體的通識、大類基礎、專業核心、個性化四大模塊的課程體系。強化科教協同，以高水平科學研究支撐高質量本科人才培養[11]。結合城市綜合管廊、川藏鐵路等重大、重點科技計劃任務，將最新科研成果及時轉化為教育教學內容，使學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，在科研實戰和現場實踐中鍛煉其科研創新能力。

為了實現教育與經濟、技術、社會的深度融合，西南交大大力開展政產學合作協同育人項目。一方面，作為中國基礎設施建設人才培養的搖籃，學校與國家鐵路集團、國家能源集團、中國中鐵、中國鐵建等單位和企業深度合作，參與了成都地鐵、深圳地鐵等實際工程建設項目;另一方面，利用教育部、國資委聯合舉辦的“國企領導上講臺、國企骨干擔任校外輔導員”活動，邀請“中鐵二院張海波地鐵創新工作室”張海波教授來校授課，將企業的最新發展成果融入案例帶進課堂，將學校小課堂和社會大課堂相結合，為學生提供更大更好的科研創新平臺。

三、工程教育認證背景下培養方案的持續改進

持續改進理念是工程教育認證的三個基本理念之一，該理念要求認證專業根據行業發展的新趨勢、新技術、新產業、新業態和新模式，不斷改進培養目標、畢業要求、課程體系及培養方法。基于這一理念，西南交大城市地下空間工程專業主要從培養結果導向和課程質量反饋兩方面對人才培養方案進行持續改進。

（一）建立以培養結果為導向的培養方案改進機制

按照工程教育認證通用標準要求，建立與畢業生的溝通渠道，以畢業生為紐帶，與合作企業及用人單位建立有效溝通機制。通過座談、拜訪和回訪等方法獲取畢業生及用人單位的意見和建議，考察培養目標與國家、區域經濟社會發展需求的適應度，以及培養效果與培養目標的達成度，并以此為依據改進人才培養方案。

（二）建立以課程質量反饋的培養方案改進機制

基于學生學習產出為導向，建立本科人才培養方案持續改進機制。隨社會的發展，各種新理念不斷涌現，科技水平不斷提高，各行業領域對人才的要求也在發生變化。為此，應建立人才培養方案隨行業發展持續改進的機制，按照“策劃—實施—檢查—調整”的流程，在循環中不斷改進人才培養方案。

四、結語

黨的十九大報告指出，要“實現高等教育內涵式發展”。西南交大順應行業發展和區域經濟發展需求，融合學校定位和發展特色，在工程教育認證背景下積極創新構建城市地下空間工程專業建設，取得了顯著成效：

（1）在城市地下空間工程專業人才培養模式的創新探索與實踐中，提升了高校專業建設內涵，為學校“雙一流”學科建設打下了堅實基礎。

（2）以成果為導向，學生綜合能力和整體素質高，受到用人單位整體好評。近5年來就業統計顯示，學生一次性就業率高達98%以上，其中75%的畢業生就業于中國中鐵、中國鐵建、中交等世界500強企業，出現了“一生難求”的就業局面。

（3）2019年，在教育部高等學校土木類教學指導委員會全國城市地下空間工程專業教學指導組成立大會上，因鮮明的辦學特色，優異的專業培養方案和人才培養成果，西南交通大學在20所高校中當選為主任委員單位。

參考文獻：

[1]姚韜，王紅，佘元冠.我國高等工程教育專業認證問題的探究——基于《華盛頓協議》的視角[J].大學教育科學，2014（4）：28-32.

[2]樊一陽，易靜怡.《華盛頓協議》對我國高等工程教育的啟示[J].中國高教研究，2014（8） ： 45-49.

[3]劉少東，馬永財，劉文洋.工程教育認證背景下水利水電工程專業培養方案的構建——以黑龍江八一農墾大學為例[J].高等建筑教育，2019，28（4）：48-54.

[4]周應國，孫小梅.高等工程教育人才培養質量評價體系構建——國際專業認證背景下的思考[J].大學教育，2019（5）：144-147.

[5]華爾天，計偉榮，吳向明.中國加入《華盛頓協議》背景下工程創新人才培養的探索與實踐[J].中國高教研究，2017（1）：82

[6]蔣沖，唐禮忠，蔣青青，等.城市地下空間工程專業建設的思考——以中南大學為例[J].高等建筑教育，2013（6）： 29-32.

[7]陳劍，宮瑩.城市地下空間工程專業課程體系建設研究與實踐[J].高等建筑教育，2015，24（2）：25-27.

[8] 2019年城市軌道交通行業發展現狀及發展前景分析 [EB/OL].（2019-05-07）[2019-11-20].http：//www.chyxx.com/industry/201905/735757.html

[9]江學良，楊慧.城市地下工程建設人才培養的若干思考[J]. 創新與創業教育，2011，2（4）：47-50.

[10]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[11]陳寶生.堅持“以本為本” 推進“四個回歸” 建設中國特色、世界水平的一流本科教育[J].時事報告（黨委中心組學習），2018（5）：18-30.

Abstract： Southwest Jiaotong University is a “Double First-Class”university with clear-cut industrial characteristics， as the earliest founded one of underground engineering related majors in colleges and universities. For constructing the cultivation scheme for urban underground space engineering specialty， we deeply consider the training objectives， curriculum system construction and continuous improvement of talent training programs in practice， under the background of engineering education certification initiated by Washington agreement. Based on the concepts of engineering education certification， outcome based education， the talent training objectives for the needs of the development of national urban rail transit industry and Double First-Class construction of university were defined and refined， meanwhile， the graduation requirements and construct the realization matrix of the training objectives were quantified. The general framework of the curriculum system was established， and the curriculum module and realization matrix were determined through corresponding index points of graduation requirements under the mapping of standards， characteristics and capability structure.The the core of practical ability training cultivation is highlighted， and the cultivation approach of scientific research and innovation ability is expanded through the optimization of the combination of major courses and the integration of diversified courses.

Key words： engineering education certification; urban underground space engineering; OBE; curriculum system; realization matrix

（責任編輯 梁遠華）