“新工科”背景下土木類大學生創新能力培養研究

陳宗平，陳宇良，吉云鵬，葉培歡

（1.廣西大學 土木建筑工程學院，廣西 南寧；2.廣西科技大學 土木建筑工程學院，廣西 柳州）

一 引言

隨著城鎮化建設的不斷推進，建筑行業長期在我國的經濟結構中保持支柱型產業的地位，在新冠病毒肺炎疫情肆虐全球的時代背景下，為促進建筑產業升級，刺激行業發展，我國教育部在“卓越工程師培養計劃”中重點強調要培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，以為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。研究生是諸多具體科研任務的參與者，在“新工科”背景下，培養工程創新能力強、具備國際競爭力的高素質建筑類人才對推進我國國家建設，提高我國建筑業和建筑科學的發展動力具有重要意義。

土木工程作為一項傳統專業，因其具有從業條件艱苦且注重實踐等行業特點，所以在以往的高等教育中更加重視對學生理論功底、實踐能力、社會適應能力的考察和培養。多年來，該教育模式雖然為我國及周邊國家建筑行業的穩定發展輸送了大批合格的從業人才，但隨著我國“一帶一路”建設及社會主義現代化建設的不斷推進，建筑工程的體量及建設難度也在不斷增加（如：中歐高鐵、瓊州海峽跨海隧道、藏水入疆工程等），這對我國土木類人才的綜合能力提出了更為嚴苛的要求。因此，傳統的土木工程人才培養模式也應該與時俱進，緊跟時代發展的步伐，在強調基本從業素質的同時針對性地加強土木類研究生創新能力的培養。

二 土木工程課程體系及行業特點

（一） 知識體量大，學科分支之間壁壘高

土木工程作為各類土地工程建造技術的統稱，在研究生教育中，根據研究對象的不同可大致分為結構工程、巖土工程、橋梁與隧道工程和材料工程等諸多分支。在現代建筑功能造型多樣化、結構形體復雜化的發展趨勢下，國家對土木工程從業人員的專業水平提出了更嚴苛、更全面的要求，因此，研究生需要在充分掌握本研究領域前沿知識的基礎上兼顧其他方向的基礎知識及發展動向，而土木工程的研究分支之間存在嚴重的學科壁壘，導致該類研究生的理論學習壓力較大。

（二） 就業環境艱苦，理論落后實踐

土木工程專業的首要特點便是工作條件艱苦，許多土木類研究生的就業崗位多處于工程一線，艱苦的工作環境是影響土木類研究生工作積極性的首要因素。此外，土木工程的另一大特點就是理論滯后于實踐。在工程建設中，常由于地域、地形、氣候、場地設施、施工條件等各種因素的影響遇到各種突發性問題或技術難題，而無論是項目停工還是延期都會造成較大的經濟損失，所以有些可以臨時通過加大人力、財力投入等方式去解決的問題常常被迫就地解決，有些一時難以解決的技術性難題則是在項目建設的同時組織技術研發人員進行攻克，這些問題中具有較大科研價值的關鍵性問題會發展為工程領域熱點研究對象，并在后續的科研中尋找最優的解決措施。

三 研究生培養過程中存在的問題

（一） 授課方式傳統，教學手段單一

目前，國內大多數設有土木工程專業碩士點的地方性高校在給研究生授課時仍以“任課老師講授+課堂隨機考核”的教學方式為主，主要通過課堂簽到或隨機提問等方式來監督學生正常出勤。該方式雖然在一定程度上保障了教學工作的正常開展，但卻未能真正調動學生參與課堂的自主性和積極性。此外，在許多高校中，由于課堂規模較大、授課教師監管不嚴、授課內容乏味等各種因素，研究生的課堂紀律較差，學生在聽課過程中睡覺、玩手機、交頭接耳等現象屢見不鮮，因此，研究生的專業水平及創新能力自然達不到國家對高層次專業型人才的要求。隨著教育技術的不斷發展，以信息化、網絡化為主的各類教學及考核手段應運而生，傳統的教學方式已無法滿足“新工科”背景下的教學要求。

（二） 課程設置不合理

在長期的教學過程中，許多高校一直在按照“大土木”的原則制定培養方案[1]，在該原則的指導下，各類土木工程的專業課程開設較多，課程涉及范圍較廣，這種覆蓋式的教學方式雖然在本科生的教育過程中取得了一定的教學成果，但在研究生的教學過程中卻無法實現教學目標與實際效果的高效統一，其主要原因主要包括以下三點。

1.研究生在經歷過本科階段的教育后已具備一定的專業功底，部分課程的重復教學對研究生專業知識的提高意義不大。

2.研究生階段的教育貴在“專而精”，研究生在不切合自身實際的情況下將大量時間和精力投入到各類非重點課程中會大大增加自身的學習負擔，并影響其在所研究領域的研究深度。

3.課程體系調整慢，不能根據科技發展和產業需求及時調整課程體系[2]。

（三） 師資隊伍不足

圖1給出了近6年來我國碩士研究生的報名及錄取人數發展情況，如圖可知，近年來我國碩士研究生人數增速迅猛，年平均增速達到了13.66%，依據目前的發展趨勢，我國在校研究生數量仍將保持穩定的發展趨勢，而我國具備研究生授課資格及可指導研究生從事科研工作的教師人數卻受限于各類原因而未能實現同步增長。據新華社報道，目前我國的研究生導師數量約為46萬人，較2015年相比僅增加了約10萬人。師資力量的不足成為制約研究生能力培養的重要因素。此外，雖然各大高校逐漸加大了對國內外重點高校應屆畢業的博士生和碩士生的招聘力度，但這些教師隊伍的新生力量由于缺乏教學經驗和工程實踐經歷并不能在短期內達到新工科建設對土木工程專業教師的要求。

圖1 歷年碩士研究生報名及錄取情況

（四） 偏重文化教育，輕視素質教育

土木類研究生作為國家建筑行業發展具體科研任務的直接參與者，在“新工科”背景下，社會對土木類研究生的綜合素質提出了更高的要求。然而在目前的研究生教育中，多數高校過度注重研究生的科研產出，片面地將學術成果量化處理并作為衡量研究生是否優秀的唯一準繩，對研究生的素質教育不夠重視甚至選擇性忽視。新時期要求土木工程在滿足工程建造復雜化、系統化的同時，還應符合政治、經濟、文化的多元化發展，隨著“一帶一路”倡議的深入推進，國際化的交流與合作日益增多[3]。因此，新工科背景下的土木類研究生的培養教育不應當僅僅局限于科研成果的產出，而應該以服務社會為導向，重視土木類研究生綜合素質的培養。

四 土木工程專業“新工科”建設內容

（一） 優化課程結構，豐富教學手段

針對土木類研究生課程繁多的特點，應適當優化研究生的課程設置，通過設置更加靈活的選課制度和及時根據行業發展現狀更新授課內容等方式使課程教學可以更加針對性地服務于研究生的相關課題研究，避免“無效課程”及“無效內容”大量消耗學生的時間和精力。此外，在教學內容方面，由于土木工程的基礎理論較多且內容抽象，所以在授課時一方面應當充分利用學校現有的硬件設施，減少教學過程中的文字占比，通過展示PPT的方式將教學內容中較為抽象的部分以圖片、視頻等可視化的形式展現出來，盡量使學生的學習過程不拘泥于指定時間和地點，可以借助電腦或移動設備等進行學習和互動[4]；另一方面，因為土木工程內容來源于工程實際，且教學目的是為了更好地服務于工程實際，所以應當將教學內容與工程實踐緊密結合[5]，通過更為直觀的工程問題來輔助理論推導與分析，在加深學生理論掌握水平的同時，激發學生的學習熱情和興趣，從而提高學生解決實際問題的能力和在實際工程中的創新能力。

（二） 優化師資隊伍的建設

土木工程作為實踐性較強的專業，對高校教師的工程實踐經驗及理論水平提出了更高的要求。“雙師雙能型”教師作為“新工科”建設背景下土木工程專業的必然要求[1]，推動科技創新教師隊伍建設，對學生科技創新能力培養具有重要意義[6]。但由于目前高校授課教師的招聘對象多為國內外重點高校的優秀博士畢業生，所以多數中青年教師雖然具備一定的理論知識水平，但在教學經驗和工程實踐經驗上卻存在較大的短板，因此可通過以下幾種方式優化土木工程專業的師資隊伍建設。

1.鼓勵中青年研究生導師積極參與或主持橫向課題，通過橫向課題的研究來鞏固學術研究并了解專業發展動向，提高科研成果的轉化效率，在實踐中把握行業的發展動向。

2.以人才培養為目標導向，積極開展高校之間的交流與合作，吸引國內外專家走進來，鼓勵中青年教師走出去。定期邀請行業專家、知名教授或資深技術人員來校進行學術及經驗交流，鼓勵中青年教師繼續深造，去國內外知名高校攻讀博士學位或博士后進站工作。

3.選派青年教師在企業中掛職，通過校外鍛煉豐富青年教師的從業經歷，為師資隊伍的長期建設積累人才儲備。聘請企業中具備高級職稱的工程師來校授課，在短時間內提高師資隊伍的教學水平。

（三） 加強校企合作，在實踐中發展創新

2017年國務院印發的《關于深化產教融合的若干意見》中指出國家鼓勵企業依法參與舉辦職業教育、高等教育，深化“引企入教”改革，支持引導企業深度參與職業學校、高等學校教育教學改革，所以加強校企合作是提高土木工程專業辦學質量，促進產學結合，加強土木類研究生創新能力培養的有效途徑。其具體合作方式可細化為以下幾點：

1.企業與二級學院聯合辦學。充分凝聚社會力量與企業資源，將企業引入二級學院聯合辦學，二級學院負責辦學資質、主體師資隊伍建設、教學場地等主要辦學條件的投入，企業直接參與二級學院的運營與管理，并主要負責資金運營、專家引進、設備更新、團隊建設等方面的投入。

2.產學結合，聯合培養。通過建立科技園區將高校與企業進行捆綁，充分發揮高校的科研優勢與企業的市場優勢，這樣既可以改變高校封閉辦學的教學模式又可以為企業提供技術支持。同時，校企聯合培養的學生在畢業后可以繼續服務于企業，促進企業良性發展。

3.建立校企聯合實驗室。建立校企聯合實驗室是我國深化教育領域改革和提高教育質量的新舉措[8]，通過合作共建校企聯合實驗室可以將科研與市場有效整合，促進科研產出更加符合市場需求與導向。

（四） 建立健全學科評價方式

2020年我國教育部與科技部印發的《關于規范高等學校SCI論文相關指標使用 樹立正確評價導向的若干意見》中重點指出：不宜以發表SCI論文數量和影響因子等指標作為學生畢業和學位授予的限制性條件。之后，清華大學、北京航空航天大學、華東師范大學、中國政法大學等高校陸續明確宣布發表論文數量不再作為申請博士學位的限制性條件，轉而以多種形式的創造性成果來衡量博士生的學業質量。然而，目前國內多數高校仍將論文發表情況作為衡量研究生是否優秀的最主要評判標準，這種唯論文至上，嚴重偏離實用主義的學科評價方式已與國家科技推動生產的發展方針背道而馳，所以，高校應當盡快建立健全學科評價方式，弱化發表學術論文在文化教育中的占比，突出學術創新的重要性，將學術成果對生產發展的貢獻程度作為學生衡量研究生是否優秀的主要評判標準。

（五） 強化研究生素質教育

高校在引導土木類研究生學術創新的同時仍要兼顧研究生的素質教育，創新型人才的主要特征不僅體現在學術創新上，在工程實際中，還要求創新型人才具備解決實際工程問題或應對各類突發情況的能力。因此，高校應當對研究生的素質教育足夠重視，通過提高各類人文課程的教學質量、鼓勵學生參與企業生產實習、開展各類型學科競賽[9]等手段來提高研究生溝通思考、吃苦耐勞、臨場應變及團結協作的能力。

五 結語

綜上所述，“新工科”背景下建筑行業對土木類研究生的綜合素質提出了更高的要求，土木類研究生創新能力的培養并不是一蹴而就的事情，需要各高校結合實際情況在豐富教學手段并不斷優化土木類研究生課程設置的基礎上加強學校同企業之間的交流合作，強化師資隊伍建設，建立健全學科評價體系，注重對土木類研究生綜合素質的培養。培養出專業功底扎實，創新能力較強的高水平土木工程專業研究生。