新工科背景下應(yīng)用型土木專業(yè)改造升級探索

［摘 要］ 根據(jù)新工科背景下應(yīng)用型土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，提出地方高校改造升級土木工程專業(yè)的思路和行動路線，探討如何在服務(wù)國家戰(zhàn)略、對接產(chǎn)業(yè)行業(yè)、跨界整合資源、以學生為中心四個理念的指引下，探索土木工程專業(yè)轉(zhuǎn)型、改造和升級的途徑和方式，討論打造新型工科專業(yè)建設(shè)平臺的要點。從完善模塊化課程體系、制訂動態(tài)專業(yè)課程方案、建立課程內(nèi)容更新機制、優(yōu)化通識教育課程體系等四個方面建立符合新型工科專業(yè)要求的課程體系結(jié)構(gòu)，并建設(shè)相應(yīng)的支撐體系，打造校、政、企協(xié)同合作機制，優(yōu)化升級師資隊伍，改變學業(yè)評價體系，打造新型工科專業(yè)建設(shè)匹配的支撐體系，為新工科背景下高素質(zhì)應(yīng)用型工程人才培養(yǎng)在實踐層面的落實提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 新工科；土木工程；改造升級；課程體系

［基金項目］ 2021年度湖南省教育科學“十四五”規(guī)劃課題“新工科背景下地方高校應(yīng)用型土木工程專業(yè)改造升級路徑研究”（XJK21CGD040）

［作者簡介］ 孫 明（1985—），男，湖南永州人，計算力學工程碩士，湖南科技學院土木與環(huán)境工程學院副院長，副教授，主要從事計算機仿真研究；周 基（1982—），男，湖南道縣人，道路與鐵道工程博士，湖南科技學院土木與環(huán)境工程學院院長，教授，主要從事土木工程研究；胡佳星（1989—），男，湖南東安人，土木工程博士，湖南科技學院土木與環(huán)境工程學院土木工程系主任，講師，主要從事土木工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）19-0117-04 ［收稿日期］ 2023-05-22

引言

第四次工業(yè)革命背景下，新興經(jīng)濟領(lǐng)域出現(xiàn)了人才供給不足的現(xiàn)象。正值我國高等工程教育適應(yīng)社會發(fā)展探索轉(zhuǎn)型之際，新工科應(yīng)運而生，探索工程教育改革之路。受制于以往人才培養(yǎng)的定位、理念、模式與方法，以及地方高校硬件設(shè)施的局限性，目前應(yīng)用型土木工程人才培養(yǎng)與新工科的新要求存在明顯的差距，體現(xiàn)在人才培養(yǎng)目標同質(zhì)化、教學教師中心化、產(chǎn)教融合地位邊緣化、核心素質(zhì)能力被弱化等方面。在新工科建設(shè)背景下，對土木工程這一傳統(tǒng)工科專業(yè)進行升級改造，探索地方高校應(yīng)用型工科專業(yè)改造升級路徑，是應(yīng)對新業(yè)態(tài)挑戰(zhàn)，培養(yǎng)新時代應(yīng)用型人才的重要舉措［1-2］。

目前“雙一流”建設(shè)高校的傳統(tǒng)工科改造升級已取得了豐碩成果，但是由于地方高校在師資力量、生源、硬件設(shè)施等方面與“雙一流”建設(shè)高校存在較大差距，人才培養(yǎng)定位和教學育人的重點都不一樣，專業(yè)改造升級無法直接照搬成功經(jīng)驗，遇到的困難也更大。因此有必要結(jié)合地方高校實際，進一步明確新型應(yīng)用型工科專業(yè)的教育理念，更新課程體系機構(gòu)與教學方法，確定土木工程專業(yè)改造升級的實施路徑，以期為地方高校開展應(yīng)用型工科專業(yè)改造升級提供參考借鑒。

一、土木專業(yè)改造升級行動路線

（一）確立符合新工科建設(shè)思想的教育理念

黨的二十大報告指出，教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐［3］。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，國際競爭走向白熱化，為構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局提供德智體美勞全面發(fā)展的人才保障，已成為應(yīng)用型高校不可推卸的使命任務(wù)。土木工程專業(yè)要想實現(xiàn)升級轉(zhuǎn)型，就必須圍繞“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出的“建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平大幅提升，建造方式綠色轉(zhuǎn)型成效顯著”等要求［4］，同時在升級后的土木工程專業(yè)內(nèi)貫徹落實新工科的人才培養(yǎng)要求。

在人口老齡化已成為我國社會發(fā)展重要趨勢的背景下，傳統(tǒng)的勞動密集型生產(chǎn)方式已不再具有可持續(xù)性，土木工程作為國民經(jīng)濟建設(shè)中不可或缺的重要專業(yè)領(lǐng)域，將面臨勞動力不足和建設(shè)飽和的雙重壓力。而且我國提出了2030年前碳達峰與2060年前碳中和目標，水泥、鋼材等高能耗高排放建筑材料的生產(chǎn)和供應(yīng)也逐步受限。“十四五”期間，裝配式建筑的比例會進一步增加，一批建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、建筑機器人標志性產(chǎn)品將得到推廣應(yīng)用，綠色建造與工程建設(shè)智能化、集約化水平持續(xù)提升，這為應(yīng)用型高校的土木工程升級改造提供了具體方向。

新工科建設(shè)引發(fā)的專業(yè)升級，就是要滿足第四次工業(yè)革命對人才的需求，以人工智能、清潔能源、無人控制技術(shù)、量子信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)及生物技術(shù)為主的技術(shù)革命需求［5］。土木工程專業(yè)的改造升級，不能只局限于土木專業(yè)教師的內(nèi)部提升［6］，而是需要校內(nèi)外協(xié)同合作，土木工程、建筑學、測繪工程、給排水工程、環(huán)境工程、電氣工程、計算機、機械制造與自動化、工程管理等多學科專業(yè)知識交叉，產(chǎn)教融合，保障培養(yǎng)方向及內(nèi)容與就業(yè)單位的需求相適應(yīng)。

“學習”是學生在大腦中建構(gòu)或重建神經(jīng)網(wǎng)的過程。“教學”其實就是引導(dǎo)學生產(chǎn)生創(chuàng)造、審辨和整合的思維過程，讓學生在思考中獲得學科知識，提升思維水平，進而獲得應(yīng)用能力［7］。因此，土木工程專業(yè)改造升級的一個重要內(nèi)容就是讓學生成為學習的主體，以學生為中心，注重培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力和應(yīng)用實踐能力，激發(fā)學生的主觀能動性，引導(dǎo)學生自主學習。

（二）探索土木工程專業(yè)改造升級的方式

以土木行業(yè)數(shù)字孿生理念為指引，圍繞建設(shè)全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、智能化，由學校統(tǒng)一統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，打通不同學科所在二級學院的壁壘，在師資建設(shè)、人才培養(yǎng)方案制訂、課程開設(shè)、實踐資源分配等方面實現(xiàn)多學科滲透交叉。以項目要求驅(qū)動課程教學目標，以企業(yè)需求引領(lǐng)人才培養(yǎng)方向，專創(chuàng)融合與產(chǎn)教融合相得益彰，培養(yǎng)出滿足國家發(fā)展戰(zhàn)略需求的高素質(zhì)應(yīng)用型建設(shè)人才。

（三）打造新型工科專業(yè)建設(shè)平臺

新工科專業(yè)建設(shè)平臺的目標是在新時代背景下，營造一個矩陣式跨學科人才培養(yǎng)環(huán)境，打破傳統(tǒng)學科和院系組織的平臺邊界，優(yōu)化資源配置，在跨學科研究中心、實驗室和研究院的基礎(chǔ)上，以優(yōu)勢學科和優(yōu)秀教師為骨干，以校企合作實踐平臺為抓手，根據(jù)新業(yè)態(tài)和新經(jīng)濟要求，建立一個新技術(shù)支撐的產(chǎn)學研用一體化平臺。

二、建立符合新型工科專業(yè)要求的課程體系結(jié)構(gòu)

（一）完善模塊化課程體系

采用模塊化課程體系，根據(jù)模塊建立教研室，發(fā)揮應(yīng)用型高校的辦學特色和優(yōu)勢，給學生提供不同方向的模塊。升級后的土木工程專業(yè)課程體系包括力學、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、BIM、智能建造、智能測繪、智慧管理、建筑自動化等多個模塊，每個模塊的課程都包括聚焦某一方向的專業(yè)基礎(chǔ)與核心課程，以及對應(yīng)實驗、實訓、實習和校企合作課程等的實踐教學課程。學生可以根據(jù)自己的發(fā)展規(guī)劃，通過選擇不同模塊的課程確定專業(yè)方向。

（二）制訂動態(tài)的專業(yè)課程方案

基于工程教育認證的目標要求，分解出達成畢業(yè)培養(yǎng)目標所需的課程教學目標，結(jié)合國家戰(zhàn)略發(fā)展的人才需求和企業(yè)的用人要求，在模塊化課程體系的基礎(chǔ)上設(shè)置專業(yè)課程，將教學的目標點、知識點、難點和重點進行組合，課程的教學點與企業(yè)實際項目的工作要點相對應(yīng)，保障課程所學內(nèi)容能夠解決應(yīng)用問題。

（三）建立課程內(nèi)容更新機制

以教學系部為單位，通過參加學術(shù)會議、走訪業(yè)內(nèi)高新企業(yè)和定期內(nèi)部研討的形式，分析土木工程行業(yè)的最新發(fā)展趨勢，以及新材料、新技術(shù)、新工藝等方面的發(fā)展。在教學過程中采用問卷調(diào)查、課堂討論、個人訪談和回訪校友等形式，全面收集學生對課程的反饋信息，及時了解學生對課程內(nèi)容的理解程度和思想動態(tài)，動態(tài)調(diào)整教學的側(cè)重方向與進度安排。

根據(jù)校內(nèi)外調(diào)研結(jié)果，在每學期期末制訂課程內(nèi)容更新計劃，教師利用假期時間挖掘新的教學資源、修改教材內(nèi)容、調(diào)整實踐項目，并由教研室進行內(nèi)部審核與協(xié)調(diào)，避免教學資源重復(fù)建設(shè)，確保課程有效銜接，清理教學盲區(qū)，讓教學的時效性和實用性都得到保證。

（四）優(yōu)化通識教育課程體系

通識教育既要考慮數(shù)學、英語、思政、體育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等基礎(chǔ)課程與力學、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程管理等專業(yè)課的聯(lián)系，也要突出與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的對接，在德智體美勞的“五育”需求指引下，實現(xiàn)教育的連續(xù)性。教學形式同樣需要改造升級，減少大班制課題講授，增加專家講座、技術(shù)工作坊、校內(nèi)實驗實訓和校外實習實踐體驗的比例，讓學生在教學的潛移默化中實現(xiàn)德智體美勞全面發(fā)展。

三、建立新型工科專業(yè)建設(shè)匹配的支撐體系

（一）建立校、政、企協(xié)同合作機制

建立一個有效的協(xié)同合作機制，學校、政府和企業(yè)三方明確各自的角色和職責，設(shè)置聯(lián)絡(luò)代表，以學校為中樞，進行定期溝通與協(xié)作。合作機制的重心是為學生提供多樣化的學習和發(fā)展機會。學校的跨學科課程和實踐課程對接企業(yè)實習、就業(yè)崗位，政府為校企合作提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持和優(yōu)惠政策。

依托新工科建設(shè)平臺，學校、政府和企業(yè)信息共享，使校內(nèi)信息管理系統(tǒng)、政府的政策信息庫和企業(yè)的技術(shù)資料庫在平臺上無縫對接，三方可以及時了解彼此的需求和動態(tài)，推動學術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用深度融合，有力促進科技成果的轉(zhuǎn)化和推廣。學校不但可以與企業(yè)合作開展科研項目和技術(shù)轉(zhuǎn)化，還可以基于科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用的項目開發(fā)教學資源。教學資源又可以用于培訓企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員，提升整體競爭力，實現(xiàn)新時代的新工科人才與新技術(shù)高新企業(yè)共同進步。

（二）實現(xiàn)新工科背景下師資隊伍升級進化

新工科強調(diào)跨學科、綜合性和應(yīng)用性，因此需要具備較強的學科交叉和綜合能力的師資隊伍，需要深入開展不同學科之間的合作與交流，培養(yǎng)具有跨學科視野和綜合能力的教師。土木工程專業(yè)教師對教學內(nèi)容的掌握不能局限于一個學科或幾門專業(yè)課知識，必須根據(jù)行業(yè)發(fā)展和社會需求，拓展個人專業(yè)知識面，吸取多學科知識。

尤其是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的專業(yè)教師，需要打破業(yè)界前沿科研成果與工程實踐之間的壁壘，以新技術(shù)在新業(yè)態(tài)中帶來的新變革為契機，讓理論教學和實踐教學成為技術(shù)進步的傳播紐帶。因此教師必須持續(xù)學習，堅持與時俱進，走在土木行業(yè)發(fā)展前沿，才能有效實現(xiàn)教書育人。

（三）建立對接新型工科專業(yè)的學業(yè)評價體系

根據(jù)新工科專業(yè)建設(shè)要求，土木工程專業(yè)改造升級需要讓學業(yè)評價體系適應(yīng)新時代發(fā)展要求。擺脫過去評價體系聚焦知識掌握和技能運用兩個方面的局限性，尊重學生個體差異，凸顯學生主體地位，以促進學生德智體美勞全面發(fā)展。以提升學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為指引，從學生畢業(yè)后要面對的工作任務(wù)出發(fā)，體現(xiàn)學業(yè)評價體系的風向標作用。

土木工程專業(yè)作為一個應(yīng)用型工科專業(yè)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才更加需要注重實踐能力的培養(yǎng)，課程設(shè)計、實驗、實訓、實習的效果需要進行量化評價，納入學業(yè)評價中。同時在課堂教學中推廣項目驅(qū)動、小組完成的模式，以便考查學生的創(chuàng)新能力、團隊合作能力、領(lǐng)導(dǎo)力等綜合素質(zhì)。將課程評價的重點由期末考試和論文的一次性評價，轉(zhuǎn)移到課堂匯報、日常作業(yè)和項目成果等全過程學習效果評價，通過超星學習通等在線學習平臺記錄學生的學習進度和成績，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對學生的學習效率進行深入分析和綜合評估。

學業(yè)評價除了自我評價、同學評價、教師評價以外，還需要引入校內(nèi)督導(dǎo)、校外專家評價和畢業(yè)生評價，通過邀請具有豐富教育經(jīng)驗的高校教師和具有豐富工程應(yīng)用實踐經(jīng)驗的企業(yè)專家對學生的課程學習情況、實踐成果進行評價，得到更加科學客觀的評價結(jié)果。邀請畢業(yè)時間在五年內(nèi)的畢業(yè)生對在讀學生的學習成效進行評價，他們對于大學課堂與工程一線之間的差異有更加直接和深入的體會，能夠明確指出課堂理論與實際應(yīng)用中脫節(jié)的部分，增強評價的時效性。

結(jié)語

新工科建設(shè)是應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要舉措，土木工程專業(yè)作為國民經(jīng)濟建設(shè)中非常重要的一個傳統(tǒng)工科專業(yè)，亟須積極主動地與國家發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局對接，開拓創(chuàng)新，銳意進取，在校內(nèi)廣泛開展跨學科跨專業(yè)教學改革，在校外與政府、企業(yè)緊密聯(lián)系，為地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新意識和實踐能力的應(yīng)用型復(fù)合技術(shù)人才。

參考文獻

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［3］習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家而團結(jié)奮斗：在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告［EB/OL］.（2022-10-25）［2023-03-25］.http：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm.

［4］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于印發(fā)“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知：建市〔2022〕11號［A/OL］.（2022-01-19）［2023-03-25］.https：//www.mohurd.gov.cn/gongkai/zhengce/zhengcefilelib/202201/20220125_764285.html.

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［6］惠存，邊亞東，程學磊.土木工程專業(yè)核心課程教學團隊建設(shè)與實踐：以中原工學院為例［J］.河南教育（高等教育），2023（1）：85-86.

［7］張娟.新工科背景下基于建構(gòu)主義的力學基礎(chǔ)課教學改革［J］.大學教育，2022（11）：45-48.

Exploration of Application-oriented Civil Engineering Professional Transformation and Upgrading under the Background of Emerging Engineering Education

SUN Ming， ZHOU Ji， HU Jia-xing

（College of Civil and Environmental Engineering， Hunan University of Science and Engineering， Yongzhou， Hunan 425199， China）

Abstract： According to the talent training objectives of applied civil engineering under the background of Emerging Engineering Education， this paper proposes the ideas and action plans for reforming and upgrading civil engineering in local universities. It explores how to transform， reform and upgrade civil engineering under the guidance of four concepts： serving national strategy， docking industry， cross-border integration of resources， and student-centered. It discusses the key points of building a Emerging Engineering Education professional construction platform. It establishes a curriculum system structure that meets the requirements of Emerging Engineering Education majors from four aspects： improving the modular curriculum system， formulating dynamic professional curriculum plans， establishing a curriculum content update mechanism， and optimizing the general education curriculum system. It also builds a corresponding support system， creates a school-government-enterprise collaborative cooperation mechanism， upgrades the faculty team， changes the academic evaluation system， and builds a support system that matches the Emerging Engineering Education professional construction. It provides a reference for the practical implementation of high-quality applied engineering talent training under the background of Emerging Engineering Education.

Key words： Emerging Engineering Education; civil engineering; reform and upgrading; curriculum system