新工科背景下土木工程專業創新型人才培養模式研究

李艷艷 喬金麗 薛桂香

（1.河北工業大學土木與交通學院 天津 300401；2.河北工業大學人工智能與數據科學學院 天津 300401）

“新工科”是在新的時代背景下，對傳統工科的一次突破和創新。自2017年以來，教育部積極地推進新工科建設，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設[1]。

新工科的重點在于“新”，一方面代表對原有工科的繼承，另一方面代表學科新技術的探索，需要建立在理論發展的層面上來創造新的學科，建立新的教育理念，培養出能創新、會實踐、講基礎、促發展的新型工科人才[2]。本文主要介紹河北工業大學土木工程專業在新工科背景下，通過調整專業培養目標、課程體系建設、教學模式、師資隊伍及平臺建設等方面，加強土木工程專業工程創新能力的培養，進而滿足當今社會對土木工程專業的人才需求。

1 新工科背景下土木工程專業人才培養新模式

新工科對本科生的實踐能力要求較高，要求學生在實踐活動中能有主動發現問題并解決問題的能力。目前許多土木工程專業的課程以及校內實驗都過于形式化，學生學習的積極主動性不高，解決工程問題的能力不足，且缺乏責任擔當和團隊合作意識。在這種情況下，如何激發學生學習熱情，增強勇于擔當的責任意識，培養創新能力，提升解決復雜工程問題的綜合能力，是新時代土木工程專業人才培養的重要目標。

新工科要求土木工程人才的培養要面向未來，要和產業結合。土木工程專業是一門發展中的學科，書本上知識的更新速度遠遠趕不上實際工程中新技術、新材料、新設備的更新速度。因此，學生想要了解實際工程中最新的技術、材料等，必須重視外出實習，多去有特色的工地進行實習。因此，新工科背景下對本科生培養模式革新的目標之一便是增加有效的實踐活動。除了校內要理論聯系實踐，還要重視校外實踐環節。

新時代“新工科”以教育改革為契機，結合社會、產業發展需求、對傳統的土木工程專業進行適應“新”工科需求的學科建設及改革，進而更新土木工程專業本科生培養模式，將培養學生的家國情懷作為人才培養的首要任務，打造新時代具有工程能力、創新能力以及解決工程實際問題能力的綜合性人才培養新模式。

2 打造符合新工科發展的優質課程

根據土木工程人才培養目標，進一步優化本科生的課程體系，形成與時代發展相適應的課程體系，重點打造符合新工科發展的優質課程，以我校《建設項目管理》為例。

2.1 線上優質課程資源建設

《建設項目管理》是我校打造的金課，旨在實現大學優勢學科的資源共享。課程以工程建設項目管理活動為對象，面向土木工程、工程管理相關專業的學生及社會學習者。

課程將新時代新工科的產、學、研、用密切結合，將企業大師請進課堂，講授工程前沿知識。把青年教師送到企業，參與工程建設，解決工程問題。通過案例教學和服務企業，解決工程需求。本課程共邀請13位項目管理方面的名師講述工程實例30余項，4位青年教師將實際參與的工程項目有機融入，形成展示時代前沿，拓展工程視野的線上課程。課程于2018年4月在學堂在線上線，共開設8期，累計選課量逾2萬人次。國際在線課程《Construction ProjectManagement》也于2020年4月在學堂在線上線，具有一定的國際影響力。

2.2 線上線下混合式課程建設

將學術研究、科技發展前沿成果引入課程，進一步提升課程的創新性，加大課程的廣度和深度，重在培養學生解決復雜問題的綜合能力和創新思維。充分利用自有在線課程資源，打造線上線下相結合的混合式教學課程，成功在校內開展翻轉課堂。采用以下三步驟完成。

線上預習：利用在線課程，教師布置學習任務，讓學生自主學習。包括以下環節：學生觀看視頻，學生收集學習資料，學生完成線上檢測，學生分析并總結存在的問題。

課堂教與學：教師講授重點難點，學生課堂提問，教師總結答疑；結合工程案例廣泛開展課堂討論，以學生為主導，老師為輔完成課堂各種專項案例分析，在應用中反思、探討新知識與新技能，達到融會貫通的效果。

課后檢測：課后學生登錄在線課堂網站，完成所學章節的知識檢測，將線上線下所學內容相結合，達到融會貫通的效果。

通過課程學習，注重培養學生的創新思維，以及解決工程問題的能力。

3 教學模式改革

3.1 理論教育與情感教育相結合

基于土木發展前沿和國家發展戰略，將情感教育融入理論課程中[3]，線上設置專項討論帖，線下挖掘各種實踐活動，引發學生家國情懷的共鳴。開展師生互動、生生互動，線上設有“溫故知新”及“案例討論”等專帖，設置“綜合討論”“課程改進建議”等專欄，總計發帖6000余帖。線下開展專題案例分享，打造“以學生為中心”的對話課堂，提升學生的積極性，“零距離交流”讓課程充滿生機。

3.2 信息技術手段和傳統教學模式相融合

課程組優化課程內容，采用信息技術手段和傳統教學模式相融合的方式帶動教學改革，輔以雨課堂等多種智慧教學工具成功地在校內開展混合式教學。

課程教學貫徹“以學生為中心、成果導向、持續改進”的理念，針對不同的內容模塊，設置不同教學方法，注重培養學生的審辯思維能力。采用四種類型的教學模式：對于技能的培養，采用行為教學模式。對于知識獲取、記憶及理解的，采用認知教學模式。對于以問題為導向的，采用探究式教學模式。對于工程建設管理各方角色扮演的，采用虛擬情境教學模式。

3.3 尋找學生的閃光點，因材施教

同時課堂教學以尊重學生個性、正視學生差異為基點，根據學生的認知水平、學習能力和崗位取向等差異，尋找學生的閃光點，因材施教，選擇不同的教學方法，深入開展以學生為中心的互動式教學，以實現技術應用型、創新科研型等人才培養。

4 加強教學師資隊伍建設

鼓勵青年教師“走”出去，服務企業，增強教師工程能力。鼓勵學科交叉，培養學科帶頭人、中青年骨干教師、優秀青年教師，完善雙師型師資團隊建設，以適應新工科背景下土木工程專業交叉學科教學的需求。

新工科背景下，推進產教融合既能增強本科生的綜合能力，也能提高師資隊伍的水平。在推進產教融合的過程中，教師的觀念由重理論轉變為重實踐，由重模式轉變為重創新。高校教師必須具備一定的實踐能力來指導學生在校內的實踐活動，但是由于高校中的年輕教師大多是其他高等院校的畢業生，剛畢業不久，其工程實踐經驗和能力較為缺乏，無法對學生進行很好的指導。因此，安排青年教師去施工現場或施工單位實習，進行一段時間的鍛煉，積累實踐經驗，可以為指導學生的實踐活動奠定基礎。

5 新時代新工科，產教融合，開展平臺建設

產教融合，體現新時代新工科產、學、研、用相結合，建立設計院、施工企業及科研院等多層次實踐平臺，將企業老總請進課堂，講述國際前沿實例；鼓勵學生“走出去”，參與實際工程，指導學生用工程理論解決實際問題，勇于探索，著重提高學生創新能力以及國際競爭力。

在新工科背景下，既要注重學生的實踐能力與創新能力，同時要求學校搭建多方面多樣化的校企合作平臺，為學生提供更多、更好的實踐機會，讓學生在實踐中提高創新能力，了解產業發展。在校企合作模式下，企業比學校更了解實際工程的具體情況，由企業高管和教師共同決定學生的實踐活動有利于增加實踐活動與產業發展的結合度。由于企業的參與，增加了學生深入施工現場學習和與實際工程中的技術人員直接交流的機會，還可在允許范圍內觀摩每一道工序的具體操作。這有助于學生積累實際經驗，為日后參與工作奠定基礎。由此可見搭建多方面多樣化的校企合作平臺的重要性和必要性。

6 結論

新工科背景下，通過開展金課建設、完善教師團隊、創新實踐平臺建設等方面開展教學改革，讓傳統的土木工程專業發揮出更加強大的效應，進而提升教學質量。培養面向未來國家建設需要和社會發展需求，基礎理論扎實、專業知識寬廣、實踐能力突出，具有愛國主義情懷、創新能力、國際視野和領導才能的專業人才，以適應新時代“新工科”的發展需求。