土木建造類研究生學科交叉融合培養體系研究與實踐

文海家 謝強 李英民

摘要：

基于大工程觀的復合型、國際化人才已經成為土木工程專業研究生培養的目標需求，因此，文章旨在探索學科交叉融合的土木建造類研究生培養途徑。以重慶大學土木建造類研究生培養為例，通過目標需求分析，打造良好的多學科融合研究生培養條件，構建智慧賦能、學科交叉土木建造類研究生的培養體系。通過十余年的改革與實踐，創新了培養理念、培養模式和培養體系，并在人才培養質量、培養能力、教學改革成果等方面取得了突出成效。通過智慧賦能土木、創新助力建造，有效提升了土木建造類研究生的創新能力和國際化視野，實現研究生培養從傳統土木到智慧建造的復合式發展，開辟了土木建造類研究生人才培養改革新方向。

關鍵詞：智慧賦能；學科交叉；培養體系

中圖分類號：G643.2；TU-4? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1005-2909（2023）03-0100-07

在人工智能科技變革和教育高質量發展的新階段與新形勢下，培養拔尖創新型土木建造類研究生是落實科教興國戰略、人才強國戰略和創新驅動發展戰略的重要舉措。在此背景下，對土木建造類研究生培養提出了新的要求。

注重學科交叉已成為當前土木工程專業重要的培養理念之一。當前，已有不少相關研究探索了學科交叉背景下的土木工程研究生培養模式?；诖蠊こ逃^的土木工程研究生培養[1]要求培養復合型、國際化人才，以確保研究生教育高質量發展[2]。隨著信息化時代的到來，基于人工智能的通識教育對研究生綜合素養也將起到重要的育化作用[3]。高校嘗試基于學科交叉的研究生培養模式，將跨學科思維和實踐能力作為土木工程研究生培養目標之一[4-6]。

綜上所述，通過信息學科融合賦能土木建造類研究生培養，培養模式創新、課程體系革新、創建與優化培養條件等多管齊下，以滿足基于大工程觀的復合型、國際化人才培養需求。

一、 主要教育教學問題與改革理念

聚焦世界科技前沿、經濟建設主戰場和國家重大需求培養創新型土木工程研究生，需要集中解決3個教學問題。

（一）培養理念陳舊、知識結構單一

在人工智能高速發展的大背景下，傳統土木建造類研究生培養理念陳舊。培養方案不合理、知識老舊、更新緩慢，課程設置偏重于理論的“集中”和“精?！保瑢е聦W生知識面窄，解決復雜工程問題能力不足。研究生培養嚴重滯后于以智能化、數字化為導向的社會拔尖人才需求，解決綜合問題的效能低下。

（二）培養模式滯后、資源配置不足

在城鎮化高速發展的大背景下，傳統土木建造類研究生培養模式單一、滯后。學術與工程大師級、學科交叉型導師引育乏力，研究生培養可依托的科產教平臺、教學項目、科研項目和工程項目級別偏低、數量偏少，從而導致研究生培養目標偏低，就業服務國家重大需求時創新發展潛力受限。

（三）培養體系固化、國際視野局限

在全球化不斷深化的大背景下，傳統土木建造類研究生培養體系固化，嚴重滯后于科學技術的發展。傳統培養方式缺乏創新性引導，全球學術課程等國際化教學資源缺乏，國際化師資欠缺，研究生國際學術視野拓展受限，所培養的研究生在探索與解決面向世界科技前沿問題時的創新能力不足。

在培養方式上，研究生既要具備土木建筑學科的專業知識和技能，又要具備跨學科的思維和能力。為此，需要在掌握相關領域扎實的基礎理論知識同時，通過實踐環節不斷加強專業實踐創新能力[7-8]，采用跨學科實踐競賽、論壇、講座、研討會等促進不同學科領域之間的交流和學習，探索基于學科交叉的土木建造類研究生多元化培養方式。在課程設置方面，既要涵蓋土木建造學科的核心專業知識，又要涵蓋如人工智能等新興交叉學科的相關知識[6-7]，開設國際化課程[9-10]和跨學科綜合實踐課程，并不斷探索與信息化時代、交叉課程相適應的教學模式[11-13]，在綜合實踐條件方面，構建研究生創新實踐教學平臺[14]，開展高水平導師團隊建設[15-16]，提供多種綜合的學科交叉土木建造類研究生培養實踐機會[17]，培養創新實踐能力[18]，加強研究生的實踐能力和解決實際問題的能力[19-20]。通過參加學術競賽、申請專利、論文發表[21]，提高學術素養和科研能力。

為適應全球化的挑戰和機遇，新型土木類研究生在具備扎實學科基礎的同時，強調學科交叉和綜合應用，注重實踐能力、職業素養和創新創業精神。針對前述教育教學問題，迫切需要革新人才培養理念，培養具備全球視野、創新能力、領導力和團隊協作精神的高素質人才。經過10余年的探索，提出基于大工程觀的復合型、國際化土木類研究生人才培養理念，制定“培養過程改革創新，信息學科交叉融合”的培養方案，形成“師資—平臺—項目”三位齊進的培養模式，構建“動態目標—能力提升—精細培養—評價反饋”培養體系。

改革的總體思路是聚焦于經濟建設主戰場、國家重大需求和世界科技前沿，以培養拔尖創新型研究生為目標，以優勢學科交叉、科產教有機融合及高水平國際化導師隊伍打造為抓手，以匯聚高水平教育資源為保障，實現研究生培養從傳統土木到智慧建造的復合式發展。改革理念與整體思路如圖1所示。

二、智慧賦能、學科交叉的土木建造類研究生培養體系構建

（一）土木建造類研究生教育改革條件

重慶大學持續推進“先進制造”“智慧能源”與“新型城鎮化”三大學科群建設，構建具有優勢特色的新型城鎮化學科群，以土木工程一流學科為引領，加大與計算機、信息優勢學科群的交叉融合。土木工程先后入選第一、二輪“雙一流”建設學科，工程學進入ESI世界前1‰學科，相關的計算機科學、地學、環境科學與工程等進入ESI世界前1%學科，為智慧賦能土木建造類研究生創新人才培養提供了學科基礎（表1）。

同時，依托低碳綠色建筑人居環境質量保障創新引智基地、庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心、山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室等平臺，申請了國家、省部級研究生教改項目、重慶市研究生導師團隊、重慶市研究生聯合培養基地、重慶市研究生優質課程以及教學案例庫等建設項目（表2），全方位開展土建類研究生人才培養理念、模式、體系等方面的改革與實踐。

（二）解決教育教學問題的具體方法與路徑

堅持系統謀劃、頂層設計，以創新培養理念為引領、改革培養模式為途徑、完善培養體系為手段，通過構建多學科交叉知識體系、搭建高質量科產教協同平臺、打造高水平國際化導師隊伍，聚焦于經濟建設主戰場、國家重大戰略需求、世界科技前沿，培養土木建造類創新型拔尖人才。解決教育教學問題的途徑如圖2所示。

1.深度交叉信息學科，深耕學科融合互補，“智慧賦能”創新培養理念

制定充分融入信息學科的土木建造類研究生培養方案，優化導師學緣結構、引育并舉打造多學科交叉的一流導師團隊。設立“智能交通運輸”學位授權點，創建“智能建造科創班”。更新傳統土建類研究生課程體系，設置人工智能、智慧水務等前沿交叉領域通識基礎課程，革新多層次結構專業學位課程，開設碩博貫通培養課程等。實現了課程專通互補、碩博共享，突破了智慧賦能傳統土木建造類研究生培養增長點。

2.充分融合優勢平臺，聚焦重大項目導向，形成“科產教”一體化培養模式

依托土木工程學科發展態勢，優化導師學緣結構，構建院士與大師領銜、國家級人才為骨干、行業高水平兼職導師為輔的一流導師團隊。設立中國工程科技發展戰略重慶研究院、智慧城市研究院等交叉基地，獲批庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心等國家級科研平臺，新建與中國建筑集團、中國建設科技集團等頭部企業合作的聯合培養基地30余個，為研究生綜合能力培養搭建優質平臺。依托“水專項”“科技冬奧”等國家科技重大專項、國家重點研發計劃項目、工程院咨詢項目等大型國家級科研項目，以及京滬高鐵、港珠澳大橋等重大工程建設項目，持續推進科產教深度融合，為研究生培養提供優質項目資源。

3.廣泛開展國際科教合作，搭建聯合培養平臺，“國際通達”夯實培養體系

為提升專業影響力，引進院士楊永斌、田村幸雄及Andrew教授等世界級大師，選派新任研究生導師到海外訪學交流，打造具有國際科技前沿視野的一流導師隊伍。建設、獲批科技部低碳綠色建筑國際聯合研究中心、人工智能交叉領域111引智基地等8個國家級國際合作基地。通過全球學術課程、國際競賽、出國深造、海外知名教授講座、全英文專業課程、雙語課程以及國際夏令營等多元化形式，同全球知名高校共建聯合培養項目，開闊研究生國際視野，增強研究生追蹤科技前沿的研究能力。

（三）注重特色、著力創新

1.培養過程改革創新，信息學科交叉融合

創新培養理念，通過信息學科交叉、人工智能賦能，動態制定高水準研究生創新培養目標。

聚焦經濟建設主戰場，充分吸收信息學科高速發展的紅利，以人工智能賦能傳統土木工程學科，提升研究生解決復雜工程問題的綜合能力。

聚焦國家重大需求，通過承擔“水專項”“科技冬奧”等國家科技重大專項、國家重點研發計劃，以及港珠澳大橋等國家重大工程項目，開展人才培養，提升研究生工程創新能力。

聚焦世界科技前沿，豐富全球學術創新課程、國家自然科學基金重大項目等培養資源，由大師級導師領銜，連續10屆開展“建筑與環境可持續發展國際會議”等國際交流品牌活動，提升研究生的科技前沿創新能力。

2.師資—平臺—項目三位齊進

創新培養模式，著眼師資、平臺和項目，顯著增強智慧土木建造類人才培養能力。

師資引育。著力高水平導師隊伍建設，通過引育并舉，中國工程院士從0增加到3名，國家高層次人才（含青年）從4名增加到56名，海外兼職專家增至72名，正高級聯合導師從68名增加到300余名。

平臺打造。新增國家級科研平臺3個，新增智慧城市研究院等基地3個，山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室評估為優秀，與中國建設集團等頭部企業建立研究生培養基地30余個。

項目提升。增設信息類及信息土木類交叉課程、海外和行業大師授課課程、交叉和創新型教材等教學項目，獲批國家科技重大專項、國家重點研發計劃項目等國家級重大科研項目，承擔港珠澳大橋、京滬高鐵等國家重大工程項目。

3.動態目標—能力提升—精細培養—評價反饋

創新培養體系，優化培養過程，持續提升研究生人才培養質量。

緊跟時代需求，動態優化拔尖創新型研究人才培養目標，持續加強“教學—研究—實踐”研究生全過程精細化培養的質量管控，持續跟蹤分析“學位論文—用人單位—行業需求—學科評估意見”的全方位評價反饋，以此指導培養目標修訂，形成閉環培養體系，確保人才培養質量逐年上升。

智慧賦能、學科交叉土木建造類研究生培養改革的特色與創新如圖3所示。

三、智慧賦能、學科交叉土木建造類研究生培養改革成效

歷經10多年改革與實踐，基于大工程觀的復合型、國際化土木類研究生人才培養理念在土木建造類研究生培養中成效凸顯。

依托重大科研和工程項目、國家科技進步獎一等獎創新成果，

設置交叉及前沿創新課程28門、國際化課程27門，編寫高水平教材22部，形成系列品牌教學資源。新增庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心、國家級低碳綠色建筑與人居環境營造國際合作基地、智慧城市研究院等平臺，打造國際夏令營等活動，構建與國際接軌、產學研結合的高層次培養平臺?？傮w上，研究生培養能力顯著提升。

以學科交叉為手段，以創新驅動為引擎，土木建造類人才培養成效明顯，研究生綜合學術素養、國際前沿科研能力與就業競爭能力等均顯著提升。與前期相比每百名研究生近5年發表SCI一區論文由7.8篇增至21.2篇，省級和一級學會優秀碩博論文由0.5篇增至2.4篇，獲省部級科技獎由0.03人次增至0.38人次，“互聯網+”等全國性大賽獲獎由9.2人次增至19.1人次。出國率由0.67%增至2.3%，深造率由5.1%增至16.7%。學位論文抽檢通過率達到100%，就業率穩定在98.9%左右。在已畢業研究生中涌現了以全國勞動模范、五一勞動獎章獲得者章維成為代表的一批行業領軍人物。研究生畢業5～10年后在科技成果獲獎、國家省部級人才入選等多方面凸顯強勁發展潛力。

四、結語

智慧賦能、學科交叉的土木建造類研究生培養改革成果通過多渠道推廣，近年來逐步產生示范效應。在中美高水平大學校長圓桌會議、全國高校土木工程學院（系）院長工作研討會等120余場會議上進行分享交流，依托國家留學基金委創新型人才國際合作培養項目，與哈佛大學、劍橋大學等30余所知名高校開展研究生聯合培養。通過高校網站及央視網、學習強國、人民網、重慶日報、華龍網等主流媒體報道宣傳，在《高等建筑教育》《學位與研究生教育》等期刊上發表高水平教改論文52篇，并將教改經驗推廣至107家國內外高校、科研院所。同時，培養的具有智慧建造背景研究生，因智能創新、團隊協作和解決工程問題等綜合能力強，得到了用人單位的一致好評。

通過智慧賦能土木、創新助力建造，有效促進土木建造類研究生創新能力，開闊了學生的國際視野，實現研究生培養從傳統土木到智慧建造的復合式發展，為智慧土木建造類研究生人才培養改革提供了新思路。

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Abstract：

Composite and internationalized talents with a large-scale engineering perspective have become the target requirement for graduate education in civil engineering. This paper aims to explore a cross-disciplinary education system for graduate students in civil engineering. Taking the graduate education program in civil engineering at Chongqing University as an example， through target requirement analysis， a favorable multi-disciplinary integration environment for graduate education is constructed， and a cross-disciplinary education system for graduate students in civil engineering is established based on empowering civil engineering with wisdom and cross-disciplinary integration. Through more than ten years of reform and practice， innovative concepts， modes， and systems are developed， and outstanding achievements are made in talent cultivation quality， cultivation capacity， and teaching reform. Empowering civil engineering with wisdom and innovating construction assistance effectively promote the innovative ability and international perspective of graduate students in civil engineering， the composite development of graduate education from traditional civil engineering to smart construction has been achieved， and a new direction for the education reform of civil engineering graduate students has been opened up.

Key words：

empowering with wisdom; cross-disciplinary; education system

（責任編輯 周 沫）