新工科背景下“兩平臺 三階段 四目標”建筑專業創新人才培養模式探究

【摘要】本文論述新工科背景下建筑大類創新人才培養模式改革新方向，探究“兩平臺、三階段、四目標”建筑大類專業創新人才培養模式體系構建路徑，以新教材為“兩平臺”打好理論基礎，夯實“三階段”梯級培養機制，圍繞“四目標”開展教學工作，在制度層面保障建筑大類創新人才培養，滿足創新型卓越工程人才培養要求和打造技術技能創新服務平臺的要求，實現職業教育服務國家戰略的目標。

【關鍵詞】新工科 雙高計劃 創新人才培養模式 大學生結構設計競賽

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）36-0146-04

近年來，新一輪科技革命和產業變革倒逼職業院校工程專業教育改革創新；“新工科”改革強調以立德樹人為引領，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養創新型工程人才。高職院校建筑大類專業必須立足現狀分析問題，解決創新人才培養短板弱項問題，尋求破解創新人才培養難題的方法。“賽教融合”成為深化高職目前教育改革的重要載體和推動產教融合的關鍵抓手，推動高職建筑大類專業創新人才培養模式改革，引領科技創新能力提升，培養新時代具有“工匠精神”的創新工程人才。

一、建筑大類創新人才培養模式改革新方向

一是專業培養目標由培養知識型人才向培養創新型人才轉變。新一輪科技革命和產業變革帶來了建筑業新技術、新材料、新結構，以ChatGPT為代表的人工智能新技術在教育與工程領域應用日益廣泛，傳統的知識單向輸出的教學方式難以有效應對信息時代的海量信息。建筑行業急需實踐動手能力和分析解決問題能力強的創新型人才，人才培養目標必須從知識型人才向創新型人才轉變。

創新型人才培養目標核心是培養人的創新思維，面對問題與需求時懂得從原理出發，對要素進行分解，進而分析評價，抓得住創新本質要點，突破固化陳舊思維邊界，找到更合理的新方法；同時也要具備豐富想象力，富有冒險精神，具有堅韌、靈活、開放、好奇的個性，這是創新人才必備的性格特征。

二是育人機制由學校獨立育人機制向社會多元協同育人機制轉變。高校、企業、科研院所應多方協同育人，構建優勢互補、成果共享、利益共贏的人才培養共同體。為此，我校建筑工程教學團隊密切關注就業動向，密切跟蹤分析畢業學生職業歷程及成敗，走訪行業優秀企事業單位，為人才培養需求研究教法學法。

例如，以全國大學生結構設計競賽為例，我校建筑工程教學團隊匯聚設計院、鋼結構加工企業、土建施工單位等優勢力量，邀請專家學者參與探討創新人才培養方案，并提出“以競賽課題為導向”的教改模式。專家學者給學生介紹最前沿科技成果及創新研究熱點，激發學生學習與創新熱情，讓學生始終保持追趕前沿的步伐。專家學者為學生創新研究把握正確方向，為創新方案提供可行性評估，從而提高學生創新研究的成功率。與此同時，學校邀請設計院、鋼結構加工企業、土建施工單位與學校共建實驗室，更好地為企事業單位學術科研服務，提升他們的競爭力。

三是課程體系由相對獨立向交叉融合轉變。《新工科建設宣言》的核心是“創新、實踐、協同、國際化”，因此高校要加強教育教學改革，推進課程體系改革，加強實踐教學，提高學生創新能力和實踐能力。課程體系改革要滿足社會行業需要，打破專業與學科之間的壁壘，由相對獨立向交叉融合轉變。這需要對課程體系及知識模塊進行調整，開設如人工智能應用、模擬軟件應用、團隊管理學等創新課程，建立“任務驅動”型賽教融合的課程體系。

四是創新人才培養模式必須由教師主導向賽教融合方式轉變。賽教融合方式強調以學科競賽作為驅動因素，優化人才培養模式，激發學生求知欲望和潛能，提高學生實踐動手能力及分析問題、解決問題的能力。

二、“兩平臺、三階段、四目標”建筑大類專業創新人才培養模式體系構建路徑

借助學科競賽創新人才培養模式改革，應充分激發學生創新熱情，提高學生學習理論知識能力、分析解決問題能力、實踐動手能力。學科競賽以技術應用為導向，重塑知識架構體系，淘汰過時理論技術，打破固化認知界限，為創新人才培養模式改革提供新方向。“賽教融合”的模式將高職院校傳統知識累加式教育方式轉變為啟發式教育方式，這成為高職院校推進創新人才培養改革的重要途徑之一。廣西工業職業技術學院（以下簡稱“我校”）緊扣“競賽課題導向，任務驅動”教改主線，遵循“因材施教”原理，探索創新教法，打造社會多元協同育人機制，構建“兩平臺、三階段、四目標”建筑大類專業創新人才培養模式體系（如圖1所示）。

（一）新教材為“兩平臺”打好理論基礎

“兩平臺”指理論教學平臺和實踐教學平臺，其中，理論教學平臺與實踐教學平臺構建理論指導實驗、實驗印證理論的雙反饋學習機制，為“賽教融合”教改模式推行提供必要的平臺支撐。

理論教學平臺以“任務為導向”培養學生創新思維與方法論思想，教授學生如何分析功能或需求影響因素、分類評價因素，制定措施，收集、學習有效理論知識。我校建筑工程教學團隊精選、組合以應用為導向的知識點，使學生帶著“問題”去學習基礎理論知識，為學以致用奠定理論基礎，培養學生創新思維能力。

實踐教學平臺以“高校與企業共建實驗室”項目為契機，秉承開放共享理念，調動多方力量，助推校企合作資源轉化，形成實踐教學平臺與學科競賽良性互動循環，通過實踐完善創新成果，走協調與共享的“新工科”人才培養途徑，從而讓學生體會實踐成果驗證科學構想、科學構想促進實踐成果的普遍規律，提高學生創新實踐能力，掌握科學的研究方法，讓創新成為現實。

筆者針對兩個教學平臺的教學需求，編纂高職力學教材《建筑力學與實驗》與校本教材《競賽理論手冊》。《建筑力學與實驗》是與其他高職院校優秀教師一起編寫、面向“十三五”職業教育的精品規劃教材。教材內容以全國大學生結構設計競賽為例，對三大力學體系（理論力學、材料力學、結構力學）的知識點進行篩選與重組，精選常用和研究價值較高的力學結構體系成果為重點知識點。教材旨在使高職力學課程教學更加生動，使師生對抽象的力學原理與工程實踐結合體會更加深刻。

教材主要特色是利用全國大學生結構設計競賽賽題改造為實驗實訓項目，以應用實踐引領基礎理論教學。每項實驗均源自工程實際案例，結合力學基本理論知識，通過理論計算和實驗結果相互印證建筑力學抽象理論和原理，提升學生學習能力。同時教材創新引入軟件“結構力學求解器SM solver 2.0”輔助力學傳導量化計算，提升學生信息化運用能力；《競賽理論手冊》則運用于實踐教學中。我校教學團隊經過分析總結，將競賽題分類為直接給出結構類型和不限定結構類型兩種題型，主要考查參賽者運用理論力學、材料力學、結構力學及工程結構抗震等多門課程的專業理論知識與能力，競賽模型均為空間桿件結構。為此教學團隊運用工業設計中“逆向設計”思想，依次從工程結構抗震、結構力學、材料力學、理論力學教材倒推并提煉與空間桿件結構力學相關的重要理論知識，最終歸納總結編寫成《競賽理論手冊》，以供學生備賽學習。

（二）夯實“三階段”梯級培養機制

學習需要循序漸進，需要形成長效學習機制。我校制訂了課堂教學階段、學生社團教學階段、競賽培養教學階段三級梯級培養機制，以培養學生創新實踐能力。

在課堂教學階段，教師通過理論教學平臺針對不同層次的高職學生因材施教，把握好量的問題，不求全面地講授知識，而是以學生聽懂學會為基線篩選、濃縮理論知識，引導其從感性認知逐步深入量化計算。教師在實踐教學平臺引入賽題，激發學生學習欲望，培養學生基礎研究能力，并將比賽成績排名納入考核成績，創新考核評價環節。教師在課堂教學階段教會學生分析研究賽題，進一步分解得分模塊，分析考核目的，分析影響得分因素，評價各因素的重要性，對因素進行排序，最終分析出S_i=[最終有效加載重量/模型自重]作為“第一原理”，提出改進結構模型達到最優使用功能和最輕巧材料自重比這一關鍵方法，以實踐印證理論。

在學生社團教學階段，教師利用“翻轉課堂”的方式，先發揮高職學生模仿能力強和動手實踐能力強的特點，通過實踐教學平臺讓學生完成模型選型制作、答辯講解、稱重加載等測試賽程環節。學生往往因為首輪比賽成績不佳而易產生挫敗感，教師抓住機會提出“問題”與改進策略，最大程度激發學生學習的熱情。同時，教師通過理論教學平臺系統講授能解決“問題”的力學理論知識，滿足學生求知欲，進而在實踐教學平臺改進模型，再次完成上述賽程環節，反復驗證理論。

在競賽培養教學階段，教師主要通過理論教學平臺講授力傳遞理論及相關競賽題目，分析賽題出題用意。這需要分析賽題反映了何種力學結構模型，現實工程能否找尋現成的符合第一原理的力學結構體作為基礎研究結構體，進而根據賽題要求特定方向的荷載數據，創造新型桿件截面形式，創新改造基礎結構體。教師通過實踐教學平臺鍛煉學生創新實踐能力，使用軟件模擬加載試驗力學模型；經專家團隊評估改進方案，再次經軟件模擬空間結構體力傳導效應，最終獲取分析數據，制訂模型制作計劃。在制作環節，學生要針對桿件受力特點，研究模型桿件創新制作方法，嚴格把控尺寸與重量，研究如何牢固連接桿件形成空間力學不變體系，研究減輕自重要減少何種特定方向受力小的構件，并進行多次制作模型和進行加載實驗，經校企多方導師會診，逐步改進完善力學模型，同時還需要增加訓練學生加載、講演的演練次數，不斷提升競賽成績，提升備賽水平。

（三）圍繞“四目標”開展教學工作

“四目標”即創新意識、創新思維、創新技能、創新人格四個培養目標。創新意識即學生應樹立創新、變革的思想意識，創新思維即學生應掌握創新的思考能力及分析方法，創新技能即學生應具備的實踐創新行動力；創新人格即學生應擁有的勇于挑戰、堅韌不拔的個性。

培養創新意識不是簡單機械地復制，不是無方向地發散思維，而是引導學生在繼承前人大量科研成果基礎上，遵循基本理論，發現創新出口。這需要教師在組織教學內容時盡可能把問題拆分到最基本的事實，從原理出發，深“挖”思維盲區，抓住本質，突破慣性思維邊界，才能形成創新突破口。教師與企業名師、專家根據賽題的結構力學體系類型，向學生介紹該領域國內外科技最新動態和最新科研成果，引導其在前沿科技視域下找準創新的靈感——“以最輕結構自重承受最大載荷”。學生再次復盤，改進制作結構模型并測試，深刻領悟創新意識要基于理論研究這一原理。

培養創新思維要立足于現有條件，培養學生的創新分析能力，而堅實的專業理論與實踐經驗融會貫通是學生創新培養工作的重點。本教學團隊運用工業設計“逆向設計”思想，分析研判競賽考題，判斷力學結構類型，模仿國內外工程實例中相似的構件結構體系，導入計算機模擬力學傳導分析計算。因賽題加載測試的只是特定方向的有限荷載，故考題可根據電算數據減少或縮小某些桿件，減輕自重改進模型，提高荷重比。

培養創新技能應基于扎實的專業基礎知識和無數次的練習實踐。技能創新集中在桿件制作、剛性節點的制作、模型加載過程等重要環節，集中在協調校方與企事業單位多方指導能力提升上，集中在創新組織能力提升上。教師鼓勵學生在這些環節發散思維，利用各種賽題允許的材料創新制作方法、桿件連接方法，訓練學生模型加載技能，鍛煉膽大心細手巧的操作技能；指導學生提升協調社會支持的能力和組織與管理團隊的能力。

培養創新人格要使學生明白創新路上充滿荊棘與挑戰，沒有平坦的大道，只有不畏勞苦、披荊斬棘才能成功的道理。教師鼓勵學生堅信創新方法論思想，反復實踐研究，在一次次失敗磨練中保持渴望成功的信心與勇氣，以磨練意志，鍛造不畏困難、迎難而上的創新人格。教師引導學生敢于挑戰慣性思維，突破既有路徑依賴，只要是科學研究證明這方向尚有價值，就深入研究下去。

（四）從制度層面保障建筑大類創新人才培養

在制度層面保障建筑大類創新人才培養，可通過制訂“三階段”長效培養機制予以保證。第一級為課堂教學階段，教師以實驗任務為導向，教授基礎理論知識，培養創新思維。第二級開辟“第二課堂”社團教學作為學生創新培養長效機制載體，學生可在課外時間進入實驗室開展創新研究。第三級為競賽培養階段，通過優選創新人才、優勢互補形成競賽團隊，利用假期集訓完成校外競賽訓練；其余學生則組成創新管理人才團隊，利用社團組織校內專業學科競賽，培養學生的團隊精神，提高創業組織管理能力，形成“老帶新，強帶弱”的賽教融合的良好架構，讓教學成果輻射低年級學生，形成良性循環。

競賽保障機制要求學校領導與教師自上而下重視以“賽教融合”為載體的創新人才培養機制，保持制度長期穩定性，從資金、人事、校企合作等方面制訂競賽保障機制，修訂、完善學校管理制度。我校由財務處主導，形成年度預算，單列創新人才培養經費和社團運營經費申報制度，保證經費的持續投入；由教務處主導形成學科競賽篩選備案制度，精選優勢項目，集中精力經費，逐個突破；由二級專業學院主導形成教師與學生選拔制度，公平給予教師與學生參與學科競賽機會，形成教師帶隊負責管理制度，充分授權，權利責任明確，并建立校企共享共建實驗室制度，共享創新人才培養成果；由學工處主導形成社團管理制度，保障“第二課堂”有效運轉。

引入競賽激勵獎勵制度，要求學校關注教師與學生切身利益，建立完善合理的競賽激勵獎勵制度。教師方面，學校制訂績效獎勵制度，設置教師指導基礎課時費與成績獎勵績效，如成果支持“雙高建設”另有獎勵；在評定職稱校內制度修訂中，學校設置偏向創新人才培養指導成果的條件，保證教師提升空間。學生方面，學校制訂學生校優與區優評選制度，在專升本選拔制度中設置偏向創新人才培養成果的條件，在期末成績評定中制訂競賽成績抵扣學分制度，以增加學生參與競賽的積極性。競賽激勵獎勵制度使我校師生積極參與創新人才培養計劃，形成良性競爭、共同進步、勇爭優秀的局面。

我校教學團隊緊扣“任務驅動，項目導向”高職教學改革主線，通過“做中學，學中做，邊做邊學”研究、實踐“賽教融合”創新人才培養模式，取得顯著成績：在廣西大學生結構設計競賽（高職與本科不分組別）中，2013年（第三屆）獲全區優秀獎，2014年（第五屆）獲全區三等獎，2015年（第六屆）獲全區二等獎。

綜上所述，“賽教融合”創新人才培養模式能滿足創新型卓越工程人才培養要求和打造技術技能創新服務平臺的要求，實現職業教育服務國家戰略的目標。

參考文獻

［1］童昕，張積林.地方應用型高校新工科建設模式研究［J］.教育評論，2021（6）.

［2］沈瑜，王霖，張泓國，王小鵬.電子信息專業創新創業實訓體系改革研究［J］.電氣電子教學學報，2022（3）.

［3］仇新紅.電子商務高水平專業課程建設策略研究［J］.中國科技投資，2021（29）.

［4］曾健.以賽促學 以賽促教 以賽促改：上海思博學院廣告設計與制作專業人才培養模式改革實踐［J］.中國教育信息化，2014（2）.

［5］鄭凱旋，劉旭，李孟竺.試驗下大學生結構設計競賽竹條軸壓桿件設計［J］.山西建筑，2021（22）.

［6］馮紅瑞.高職院校學生創新素質培養問題探析：以石家莊信息工程職業學院為例［D］.河北：河北師范大學，2013.

［7］朱正國.第三屆廣西大學生結構設計競賽獲獎作品分析［J］.南寧職業技術學院學報，2014（3）.

［8］魯同文.高職院校物理教學如何適應應用型人才培養［J］.考試周刊，2007（31）.

注：本文系廣西工業職業技術學院“基于結構模型力學測試探索高職《建筑結構》課程改造研究”科學研究項目［桂工業院教學〔2017〕4號，（GYJG2016020B）］的研究成果之一。

作者簡介：何慶新（1982— ），廣西崇左人，講師、高級工程師，主要研究方向建筑與土木工程、職業教育；胡瑛莉（1979— ），通訊作者，山西平遙人，研究生，高級建筑師，主要研究方向建筑與土木工程、職業教育。

（責編 羅異豐）