新工科土木工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

程志 韓云山 劉蘭 鄭亮

[摘 要] 在新工科背景下，通過對學校土木工程專業(yè)現(xiàn)狀分析，指出了目前人才培養(yǎng)存在的主要問題，明確了專業(yè)改革的方向，構(gòu)建了土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。該創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系主要包括：課程知識體系優(yōu)化、課程教學改革、協(xié)同育人實踐教學體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺建設(shè)等5個方面的內(nèi)容。該體系的實施有利于促進教師教學改革；有利于提高學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)；有利于學科交叉融合、凝練專業(yè)特色。培養(yǎng)具有新工科特點的創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞] 新工科；土木工程；創(chuàng)新型人才；培養(yǎng)體系

[基金項目] 2020年度中北大學本科教育教學改革項目“新工科背景下土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的探索與實踐”（ZJ2020049）

[作者簡介] 程 志（1979—），男，山西朔州人，工學博士，中北大學土木工程系副主任，主要從事固廢建材化利用、新型組合結(jié)構(gòu)研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）02-0168-04 [收稿日期] 2021-09-01

2017年2月，《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》由教育部正式發(fā)布[1]。此后，復旦共識、天大行動和北京指南先后形成，新工科專業(yè)建設(shè)成為我國高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的新方向[2]。

新的經(jīng)濟形勢下，為了保障國家戰(zhàn)略實施，迫切需要高校培養(yǎng)應用型和創(chuàng)新型人才[3]。作為傳統(tǒng)工科，土木工程專業(yè)的發(fā)展在迎來重要戰(zhàn)略機遇期的同時，也面臨嚴峻挑戰(zhàn)。一方面，國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、“一帶一路”等需要大量的土木工程專業(yè)人才，人才需求旺盛；另一方面，建筑業(yè)正在沿著“產(chǎn)業(yè)化、信息化和智能化”方向升級，新型建筑不斷涌現(xiàn)，BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能與建筑工程不斷融合，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)迫切需要從傳統(tǒng)的知識型人才轉(zhuǎn)向應用型和創(chuàng)新型人才。在新工科背景下，面對建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、工程教育認證等重要課題，土木工程專業(yè)應當按照新工科建設(shè)的行動路線，與經(jīng)濟社會發(fā)展需求保持高度一致，與國際工程教育接軌，及時調(diào)整人才培養(yǎng)體系，不斷進行升級改造，強化辦學特色，加強學科交叉融合、產(chǎn)學研融合、校企協(xié)作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)新工科創(chuàng)新型人才[4]。

一、中北大學土木工程專業(yè)現(xiàn)狀分析

經(jīng)過十多年的建設(shè)，中北大學土木工程專業(yè)在人才培養(yǎng)、實驗室建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等方面積累了良好的辦學經(jīng)驗，畢業(yè)生就業(yè)率長期位居學校各專業(yè)前列，畢業(yè)生質(zhì)量受到用人單位好評和認可。土木工程專業(yè)按照專業(yè)認證要求，于2017年和2019年對培養(yǎng)方案進行了兩輪修訂，課程設(shè)置得到了進一步的優(yōu)化。但在新工科背景下，專業(yè)認證理念貫徹、課程體系設(shè)置、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面，仍然存在一些問題，需要進行探索和研究。

（一）工程教育認證制度的推行，需要教師轉(zhuǎn)變教學理念，進行教學改革

工程教育認證制度是“華盛頓協(xié)議”成員國聯(lián)合推行的工程教育國際互認制度[5]。工程教育認證是對注冊工程師所受專業(yè)教育質(zhì)量的合格認定。工程教育認證標準的核心理念是學生中心、成果導向、持續(xù)改進。以“學生為中心”的教學理念，與傳統(tǒng)教學有很大差異，需要每一位教師轉(zhuǎn)變觀念，并在課程教學中貫徹執(zhí)行。“成果導向”的教學體系，需要制定科學的人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建能夠支撐畢業(yè)要求的課程體系，以畢業(yè)要求為準繩綜合評價人才培養(yǎng)質(zhì)量。“持續(xù)改進”的質(zhì)量文化，需要建立相應的質(zhì)量跟蹤、反饋和評價機制[6]。總之，工程教育認證人才培養(yǎng)標準對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求，需要每一位教師轉(zhuǎn)變教學理念，以便與國際接軌。

（二）新工科所倡導的新技術(shù)、新工藝、新理論，學科交叉融合、專業(yè)特色，需要在課程知識體系中充分體現(xiàn)

課程知識體系滯后于新技術(shù)、新工藝、新理論發(fā)展，現(xiàn)有課程體系中未設(shè)置裝配式結(jié)構(gòu)、BIM技術(shù)、人工智能等代表行業(yè)前沿和先進技術(shù)的課程。教學理念落后于建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，教學方法和手段未能與信息化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)融合。與校內(nèi)其他學科，如材料、無損檢測、電工電子、安全工程等，尚未建立實質(zhì)聯(lián)系，專業(yè)特色不夠突出，不能滿足新工科所倡導的特色化、復合型人才培養(yǎng)要求。

（三）新工科所要求的應用型人才培養(yǎng)，需要進一步提高實踐教學質(zhì)量

土木工程專業(yè)主要實踐教學環(huán)節(jié)有課程設(shè)計、實習、實驗和畢業(yè)設(shè)計。目前存在的主要問題有：課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計與實際工程項目結(jié)合不緊密；雖然建立了一些實踐教學基地，但未能形成良好的協(xié)同育人機制；實驗課開設(shè)的實驗項目，驗證性、演示性實驗居多，設(shè)計性、綜合性實驗較少，不能很好的培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和研究興趣。

（四）新工科所要求的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，需要進一步加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設(shè)

土木工程專業(yè)非常重視學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力的培養(yǎng)，進行了創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的建設(shè)，如：在專業(yè)課程中設(shè)置1～2學時的專利、工法、科研項目前沿專題；開設(shè)創(chuàng)新實驗課程；與全程導師制結(jié)合，指導學生進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題申報；組織或參加各類學科競賽等。但在新工科背景所要求的綠色建筑、裝配式建筑、BIM技術(shù)等新技術(shù)，尚未建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，不能滿足學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。

二、土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建

總體思路框架如圖1所示。

（一）建立具有新工科特點和明確專業(yè)特色的課程知識體系

新工科建設(shè)要求將現(xiàn)有課程知識體系重新構(gòu)建，建立面向未來的，能夠滿足新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的課程知識體系。按照新工科建設(shè)的要求，結(jié)合我校土木工程專業(yè)特點，考慮地方建設(shè)需求，凝練專業(yè)特色，擬從以下4個方面進行課程知識體系改革。

1.開設(shè)BIM技術(shù)、裝配式結(jié)構(gòu)兩門具有新技術(shù)或新產(chǎn)業(yè)特點的前沿課程。

2.針對新工科所要求的復合型人才，面向未來智能建造，結(jié)合我校學科特點，與信息與通信工程、安全工程、材料科學與工程等學科交叉融合，開設(shè)電工技術(shù)、防護工程、建筑新材料等學科交叉課程。

3.人工智能是未來的重要方向，在現(xiàn)有實驗課中，增加無損檢測、智能建造等實驗項目。

4.我校與山西省人民防空辦公室進行深度戰(zhàn)略合作，土木工程專業(yè)以此為契機，將人防工程設(shè)計、施工納入課程知識體系，服務地方建設(shè)需要，突出專業(yè)特色。

（二）踐行工程教育認證理念，全面進行教學改革

1.教師教學理念革新。與傳統(tǒng)教學模式不同，“學生中心、成果導向、持續(xù)改進”的工程教育理念，以學生為中心進行教學，強調(diào)教學成果，強調(diào)互動與反饋[6]。通過在線培訓、專題講座、教學沙龍等形式，幫助任課教師從教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、考核評價等全方位進行教學改革，轉(zhuǎn)變教學理念，為順利通過專業(yè)認證打好基礎(chǔ)。

2.專業(yè)實驗課改革。原有實驗課中，演示性、驗證性實驗項目居多，設(shè)計性實驗項目較少。設(shè)計性實驗能夠發(fā)揮學生的自主性和創(chuàng)造性，對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以形成有力支撐。通過增加開設(shè)設(shè)計性實驗項目，適應新工科、專業(yè)認證人才培養(yǎng)的要求。加大實驗室開放力度，鼓勵學生自主設(shè)計，注重學生專業(yè)技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3.打造1～2門一流本科課程。一流本科課程強調(diào)以學生為中心的教學理念，是踐行新工科、專業(yè)認證理念的重要體現(xiàn)。土木工程專業(yè)擬圍繞混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、土力學等專業(yè)核心課程，組建教學團隊，集中精力從教學內(nèi)容、教學組織、教學方法、教學評價等方面進行教學改革，申報1～2門國家級或省級一流本科課程。

（三）與企業(yè)雙向深度融合，構(gòu)建協(xié)同育人的實踐教學體系

1.建立校企雙向互動交流機制。鼓勵教師提高自身能力，主動適應新工科要求，到大型企業(yè)建設(shè)一線進行工程鍛煉，切實打造“雙師型”師資隊伍。專業(yè)教師及時獲取行業(yè)新技術(shù)和新知識，準確把握行業(yè)新動態(tài)，有利于教學科研的開展。要求企業(yè)技術(shù)人員擔任兼職教師，企業(yè)技術(shù)人員和教師共同完成學生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、專業(yè)實習的指導，優(yōu)勢互補，保障實踐教學質(zhì)量。此外，主動與行業(yè)企業(yè)溝通，加強生產(chǎn)實習基地建設(shè)，了解行業(yè)動態(tài)，爭取科研課題，通過產(chǎn)學研合作，讓學生盡可能多地參與其中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[7]。

2.建立校企合作協(xié)同育人實踐平臺。與知名企業(yè)簽署長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，深度合作，將協(xié)同育人機制全面落到實處。企業(yè)、專業(yè)明確聯(lián)系人，負責雙方合作事項的實施。面向地方經(jīng)濟建設(shè)需求，積極挖掘本地資源，建立實習基地、校企共建實驗室，實現(xiàn)學校與企業(yè)課堂教學、課外教學、校外教學融合統(tǒng)一，培養(yǎng)企業(yè)真正需要的人才[8]。

（四）構(gòu)建“創(chuàng)新實驗—學科競賽—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目”三位一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系

通過開設(shè)創(chuàng)新實驗課、組織各級各類學科競賽、申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，實現(xiàn)全方位、全過程、全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新局面[9]。

1.進行創(chuàng)新實驗課程建設(shè)。目前，土木工程專業(yè)開設(shè)有土木工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實驗、土木工程巖土創(chuàng)新實驗兩門創(chuàng)新實驗課。創(chuàng)新實驗課以綜合性、設(shè)計性專業(yè)實驗為主，對于培養(yǎng)學生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力、分析解決問題的能力具有重要作用。受制于實驗儀器設(shè)備短缺，創(chuàng)新實驗項目選題范圍較小。通過實驗平臺建設(shè)、優(yōu)化實驗項目等，提高創(chuàng)新實驗課教學質(zhì)量。

2.完善“校—省—國家級”三層次學科競賽體系。目前，大學生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽（國家一級賽事）已經(jīng)初步形成“校—省—國家級”三層次學科競賽體系。在此基礎(chǔ)上，通過增加如：加筋土擋墻設(shè)計大賽、BIM大賽、混凝土材料設(shè)計大賽等賽事活動，擴大學科競賽的范圍、學生覆蓋面；通過建立各類賽事組委會，提高學科競賽水平；通過申辦省級或國家級賽事，提高社會影響力。

3.建立和完善創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目實施機制。通過制定創(chuàng)新學分認定細則、設(shè)立創(chuàng)新獎學金等，提高學生全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的積極性；與學生成長導師制相結(jié)合，學生在選題、申報、實施、結(jié)題等各個環(huán)節(jié)，導師全程指導，形成師生全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的新局面[10]。

（五）進行平臺建設(shè)，構(gòu)建開放式的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學平臺

在現(xiàn)有工程結(jié)構(gòu)實驗室、土力學實驗室、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實驗室的基礎(chǔ)上，構(gòu)建開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學平臺。

1.建立綠色建筑創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心。綠色建筑是國家針對建筑業(yè)提出的重要發(fā)展戰(zhàn)略，是可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)手段，未來土木建筑工程的發(fā)展方向。在工程結(jié)構(gòu)實驗室現(xiàn)有儀器、場地基礎(chǔ)上，補充部分儀器設(shè)備，引導學生在新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新型工業(yè)化等方面進行創(chuàng)新，拓寬學生創(chuàng)新思維，激發(fā)學生的創(chuàng)新動力，提高學生的創(chuàng)新實踐能力，為學生的創(chuàng)新實踐提供廣闊的空間。

2.建立BIM虛擬仿真實驗中心。BIM技術(shù)作為建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的新技術(shù)，被國家強令推行，人才需求非常旺盛。我校是我省首個開展BIM教學及研究的院校，本科在校生參與BIM比賽已獲國家級獎項，BIM方向畢業(yè)生也得到了用人單位的一致好評。通過建立BIM虛擬仿真實驗中心，開設(shè)BIM實驗課、組織各類BIM賽事，形成我校土木工程專業(yè)特色，培養(yǎng)學生從事BIM工作的能力，滿足勘察、設(shè)計、施工、運維等各階段對BIM專業(yè)人員的需求。

3.建立校企產(chǎn)學研創(chuàng)新實踐中心。加強與省內(nèi)知名企業(yè)的聯(lián)系，在提供技術(shù)服務的同時，獲得資金支持，探索校企產(chǎn)學研合作，共建創(chuàng)新實踐平臺。

結(jié)語

通過課程知識體系優(yōu)化、課程教學改革、協(xié)同育人實踐教學體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺建設(shè)等5個方面，建立面向新工科的土木工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。該體系的實施，有利于教師對工程教育認證理念的踐行，促進教師教學改革；有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的開展，提高學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)；有利于學科交叉融合、凝練專業(yè)特色。培養(yǎng)具有新工科特點的創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。

參考文獻

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Construction of Innovative Talent Training System in Civil Engineering under the Background of“Emerging Engineering Education”： Taking North University of China as an Example

CHENG Zhi， HAN Yun-shan， LIU Lan， ZHENG Liang

（Department of Civil Engineering， North University of China， Taiyuan， Shanxi 030051， China）

Abstract： Under the background of “emerging engineering education”， through the analysis of the status quo of civil engineering major in North University of China， the main problems existing in talents cultivation are pointed out， the direction of professional reform is clarified， and the innovative talent training system of civil engineering major is constructed. The innovative talent training system mainly includes five aspects： optimization of course knowledge system， reform of course teaching， construction of cooperative education practical teaching system， construction of innovation and entrepreneurship education system， and construction of innovation and entrepreneurship practice platform. The implementation of the system is conducive to promoting teachers to reform teaching， improving the cultivation of students’ innovation and entrepreneurship ability， integrating interdisciplinary knowledge， and condensing characteristics of the major， in order to cultivate innovative civil engineering talents with the characteristics of “emerging engineering education”.

Key words： “emerging engineering education”； civil engineering； innovative talents； training system