互聯網時代多學科交叉融合土木類專業課程體系實踐與研究

錢凱　吳優　劉兵　李治

摘要：在互聯網新時代和新工科建設背景下、復合型、創新型和應用型人才的提出對高校的人才培養提出了更高的要求。土木類高校應順應新時代教育和教學改革的要求以及自身的工科優勢和教學資源，立足于新工科建設發展要求，培養符合社會主義現代化建設的應用型人才。多學科交叉融合的教學體系是培養復合型、創新型和應用型人才的重要方法，本文結合土木類高校的教學現狀和人才發展需求，基于多學科交叉融合進行教學改革，構建了多學科交叉融合的土木類高校教學體系和課程體系，推動土木類應用型人才的培養和土木類高校教學質量的發展。

關鍵詞：多學科交叉融合;新工科建設;;土木類高校;人才培養;課程體系

互聯網技術的快速發展，為各領域的發展提供了新的機遇。而高新技術的不斷進步也使得各行業在發展模式和經濟增長方式等方面都出現了重大的變化。以新科技、新產業和新服務為特征的新型經濟社會正在高速發展，人們面臨和處理的問題也更加復雜化和專業化，對專業人員的綜合素養提出了更高的要求，因此必須提高新型科技人才的綜合素養以適應高新技術所產生的重大變化。

當前新型科技和經濟的發展給我國帶來了各種挑戰。2017年我國陸續開展了三次高等工程教育發展戰略研討會，會議達成新工科建設共識[1]。新工科建設作為高等工程教育改革的核心內容，對工科高校的人才培養目標、行動指南和教學改革方案提出了新的要求。2018年教育廳、財政部和發改委共同發布《關于高等學校加快“雙一流”建設指導意見》[2]，提出“雙一流”高校應打破學科之間的隔閡，促進多學科交叉融合發展。因此，高校必須響應國家教育體系的發展要求，在互聯網時代新工科建設思想的指引下深化教育體系改革。土木類專業作為我國重點關注的工科專業，應順應新工藝、新科技、新材料和新思想的變革，改進人才培養目標，優化教學體系。

一、土木類專業現狀及存在問題

（一）土木類專業現狀

土木類專業作為我國重點關注的工科專業，許多高校在面對土木類專業的發展問題中，經過不斷地探索與發展，已經形成了較為系統的土木相關領域的學科專業群。此外擁有地質、材料、信息、人工智能等與土木類專業發展相關的學院。基于以上發展條件，工科院校能更好的順應互聯網時代下新工科發展理念，探索多學科交叉融合的土木類專業課程體系。

（二）存在問題

傳統的教學體系中某一領域的學科僅限于在特定的學院、專業系中教學。傳統的單一學科的教學制度造成了學科之間層次化和行政化，很大程度上影響了學科之間的有效交流。高校教學組織結構特征多處于學科、學院的外部化，并對學科進行專業分流，在不同的專業分流中再按照學科的發展方向進行細分，由此造成了學科的分層化與行政化，這嚴重限制了各學科之間的有效交叉和完美融合。這種人才培養目標和教學體制對復合型、創新型人才的培養存在著制約。為此，必須找到制約高校工科教育教學發展的主要問題，更好的建設多學科交叉融合的土木類專業課程體系。

1. 學科的單一性和孤立性

目前，大多專業學科課程是分開且獨立教學的，將多個相關聯的學科聯系或結合起來教學的教學方式較少且還未受到重點關注，使得學生畢業后的知識結構不夠完整，綜合能力不夠突出，在職場中易出現不同學科專業的部門之間存在溝通困難，解決復雜問題的效率偏低等問題。在實際的土木工程中，解決一個工程問題需要涉及很多專業學科的知識，一個專業的技術人員在精通主要的專業技術的基礎上，也要對其它專業有所了解，這樣才能高質量高效率的解決工程問題。因此，只有各學科之間相互發展才能充分促進土木體系的持續發展。現在的教學觀念中存在“學得全不如學得精”這個偏于狹隘的理念，但是，在面對土木行業的多元化和工程的復雜化進程中，面對的工程問題更加復雜化，只有具備各種知識能力的人才能在土木行業中站穩腳步，穩定發展。可見這種單一學科的教學體系已經不能滿足新時代教育發展的需求。

2.多學科教研平臺建設不完善

建設完善的互聯網機制下的多學科教研平臺是培養綜合素質全面的土木應用型人才的重點。而目前高校的教研平臺多是基于一個院系中幾個相近學科組建而成，比如土木類專業的教研平臺有建筑學教研室、城鄉規劃學教研室、工民建教研室、巖土教研室、道橋教研室和工程管理教研室等，但教研室之間的教學合作或學科競賽方面的交流并不是很深入，教研平臺所涉及的學科單一、管理模式單一，不能推動多學科交叉融合的發展。

3. 多學科交叉融合意識薄弱

隨著經濟與科技的不斷發展與進步，土木工程所涉及的專業學科領域越來越廣，工程問題也越趨于復雜化和專業化，比如土木工程科研方面，除了傳統的實驗研究手段，現在更多的是通過軟件進行模擬，在使用軟件進行模擬時還需要與互聯網相結合，掌握計算機編程、數學與統計等專業學科知識，否則很難掌握軟件的使用方法和技巧。這些都體現多學科交叉融合的重要性。然而，目前許多高校在多學科交叉融合方面的意識還不夠強烈。與土木類專業相關聯的學科專業以及學院之間在教學交流、學科交融等方面合作不足，學科之間存在明顯的界限，各自為政的問題較為嚴重，如建筑工程專業和建筑學專業，巖土工程專業與地下工程專業之間的交流較少，學科之間的融合與合作并不明顯。使學生對其他專業領域的知識掌握不足，嚴重影響了對高素質應用型人才的培養和行業的發展。

二、土木類專業交叉融合課程體系構建目標和思路

（一）構建目標

互聯網時代背景下，各個領域和方面均呈現出新的特點，土木類專業作為典型的工科專業，人才培養必須與土木行業與社會發展需求相適應。以互聯網時代下新工科建設發展為契機，結合多學科交叉融合的教學理念，改進人才培養目標，完善教學方針及政策，優化教學體系，促進學科之間的融合與發展。首先，要在新工科教育理念的指導下改進傳統教育理念，統籌兼顧各學院和各學科之間的發展要求，建立多學科交叉融合的教學體系。其次，根據土木行業發展狀況，推行多學科交叉融合的課程體系。開設混合學科專業課程，打破不同學科專業各司其職的界限。最后，以互聯網為紐帶創建多學科交叉融合的教學隊伍和科研平臺。教學隊伍不是局限于一個學院之內，而是不同學院之間的教師進行團隊建設。

（二） 構建思路

在互聯網時代下，呈現出科技領域快速迭代的特點。在土木工程產業發展需求中，特別是在大工程項目普遍發展的社會進程中，土木工程類已成為高校重點主推的發展領域方向。高校須順應當前教育與教學體系的深化改革，進一步提升綜合型與應用型人才的教育教學質量，積極推動各學科間的交叉融合[3]。促進多學科交叉融合協同發展，要以培育綜合素養高的復合型土木工程人才為主要教育目標，加強學科專業間的溝通和協作，統籌兼顧，促進各學科的融合與發展。本文從搭建多學科教研平臺、構建培養體系、構建多學科交叉融合師資隊伍等方面研究和探索跨學科課程體系。

三、土木類專業交叉融合課程體系的主要內容

（一）優化培養方案和運行機制

學科交叉融合的復合型、創新型人才培養需要一個系統有效的人才培養方案和運行機制。人才培養方案是順利開展教學活動的行動指南，培養綜合素質高的土木工程復合型人才，必須完善和優化人才培養方案，根據互聯網時代下新工科教育需求和社會及土木行業發展需求，對人才培養目標和畢業要求進行優化改進，如建設多學科交叉融合實驗班，增加雙學位專業、創設跨專業通識課程以及加入多學科交叉融合的知識體系和實踐環節，全面提高畢業生的綜合素質。

多學科交叉融合運行機制是保證教學順利進行，達到人才培養目標的重要保障。可以增設混合學科必修課和選修課，將不同學科專業的學生吸納在一起學習和交流，促進不同學科專業的學生之間的交流與學習，同時按照人才培養目標和畢業要求對課程設置學分和相應的考核。也可以在教學過程中融入其它專業學科進行教學，比如將BIM技術與三維虛擬仿真結合起來教學;將土木工程施工與BIM技術結合起來教學。促進不同學院、專業的學生的交流與合作，這樣才能使學生通過一門課而集一身本領，提高學生的綜合能力。

（二）建立多學科交叉融合教研平臺

多學科教研平臺與傳統教研平臺有著較為明顯的差異，多學科教研平臺是在互聯網新時代下的又一產物。為更好的促進多學科交叉融合，多學科教研平臺在人員的分配、平臺的管理、經費的投入等諸多方面都涉及到不同的院系和專業。結合復雜土木工程的發展情況和未來發展趨勢[4]，建全產學研相融合的多學科交叉融合人才培養平臺，通過校企合作方式進行聯合培養，鼓勵學生投入到科研、進入企業中實習中，以促進交叉學科理論知識的應用和解決實際復雜工程的問題，提高實踐創新能力。具備科學、人文、工程知識的復合型綜合人才已經成為新功課人才培養的基本要求[5]。建立多學科交叉融合的教研平臺，不僅促進了不同學院、不同學科間的交流與合作，而且大大提高了教師與學生的科研效率和豐富科研成果，同時，通過教研平臺之間的合作，促進了多學科交叉融合課程的建設。

（三）加強多學科交叉融合學科競賽

通過以賽促學的方式促進學生多學科交叉融合的實踐與創新能力，如多組織跨學院、跨專業的實踐活動以及學科競賽，多專業創新創業大賽等滿足多學科交叉融合實踐教學需要。并建立獎勵機制鼓勵學生參與到多學科交叉融合創新競賽中，對國家級、省級、校級、院級科技競賽和創新創業大賽實施不同的獎勵制度，鼓勵學生往更高水平的大賽中沖刺，全面提升學生的創新能力。同時，實行多導師制，即多學科交叉融合教師和企業專家共同參與到學生隊伍中，為學生提供知識、技術等方面上的指導和建議。

（四）培養多學科交叉融合專業教師隊伍

隨著土木行業向專業化、復雜化以及科技化方向發展，各崗位對復合型、創新型等人才供不應求。要培養復合型和創新型人才，關鍵要提高多學科交叉融合教師的綜合專業素養以及教學水平，打造出一批綜合性強、專業素養高、教學質量高的多學科交叉融合隊伍。跨學科專業教學團隊是多學科交叉融合人才培養課程體系能否實施的關鍵[5]。

一是要對教師進行培養，根據學校人才培養要求和多學科交叉融合的課程體系，有目的有計劃的對教師進行培養。

二是要引進多學科交叉融合的師資隊伍，引進多學科交叉融合發展領域緊缺的人才，豐富多學科交叉融合教師隊伍，為培養創新人才注入源頭活水。

三是加強多學科交叉融合教學團隊建設，通過搭建和培育多學科交叉融合教學團隊、多學科交叉融合互聯網教研平臺、多學科交叉融合專業群等平臺，在各方面強化多學科交叉融合教師團隊，為培養復合型、創新型人才提供堅強的后盾和支撐。

四是優化多學科交叉融合教學體制。通過設置激勵機制和評價考核等方式，鼓勵教師融入到多學科交叉融合建設中，提高教師的可持續創新能力。

（五）多學科交叉融合監控評價體系

根據人才培養方案，對多學科交叉融合教學課程的設置效果、多學科交叉融合教師隊伍的教學質量與合作交流成效、多學科交叉融合的科研平臺的科研成果以及學生的學習成果等進行評價。通過教學環節、過程監控和質量評價促進人才培養要求的達成，以形成良好多學科交叉融合教學體系，促進學生綜合能力的培養[6]。

在師生雙向評價中，應注意學生評價的主導作用，學生可以通過評價問卷、課余反饋等方式對教師的教學方式、各學科內容的融合能力、時間控制等方面進行評價，學生評價可以使教師更有針對性的優化教學方式，從而提高學生聽課的效率和質量。教師需對學生的各學科專業知識掌握度和綜合應用能力、綜合職業素養進行評價;分階段評價既可以有效的檢驗教師的教學質量又可以檢查學生在不同時間段對各專業知識掌握度，教師對學生的評價可以結合課堂提問、課后作業等進行評價。

四、結束語

綜合而言，互聯網時代下新工科大學生創新創業的培養，應在新時代的偉大進程中，經濟社會和科技迅猛發展，人才強國、科技興國戰略的提出，需要大量的復合型、創新型應用型人才投入到社會主義現代化強國建設中。高等院校必須與時俱進，積極響應現代化教育的發展要求，在新工科建設的背景下，注重多學科交叉融合的教學體系，全面建設多學科交叉融合科研平臺、學科專業群、師資隊伍和評價體系等教學體系，健全創新型人才培養機制。培養出一批走在世界科學技術前沿、緊跟經濟社會步伐、響應國家需求的復合型、創新型應用型人才。

作者單位：錢凱? ? 吳優? ? 劉兵? ? 李治? ? 桂林理工大學 土木與建筑工程學院

參? 考? 文? 獻

[1]張東海，高蓬輝，黃建恩，王義江，魏京勝.新工科背景下多學科交叉融合的建環專業人才培養模式探索與實踐[J].高等建筑教育，2021，30（01）：1-9.

[2]《關于高等學校加快“雙一流”建設指導意見教研〔2018〕5號》http：//www.gov.cn/xinwen/2018-08/27/content_5316809.htm.

[3]陸國棟，李拓宇.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[4]李思宏.探討現代土木工程的特點與未來土木工程發展[J].建材與裝飾，2018（1）：49.

[5]孫峻.“新工科”土木工程人才創新能力培養[J].高等建筑教育，2018，27（2）：5-9.

[6]饒碧玉，劉艷慧，陸志炳，趙炎，戴翔.新工科理念下城鄉建設多學科交叉融合人才培養模式構建[J].云南農業大學學報（社會科學），2018，12（3）：103-107.