土木水利專業學位研究生交叉創新能力培養探究

摘"要：以內蒙古科技大學土木水利專業研究生培養模式為例，構建以土木建筑工程領域剛需為導向，以學校、導師及企業創新培養團隊為支柱，以交叉創新型研究生人才培養為主旨的土木水利專業研究生培養機制。將導師團隊研究項目與土木行業發展的大前景密切聯合，引導學生開展原創性、前沿性、跨學科的科學研究。以期為內蒙古自治區其他同類院校研究生培養提供借鑒和參考。

關鍵詞：土木水利；專業學位；研究生；交叉創新能力；導師團隊

中圖分類號：G640"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）01-0080-04

Abstract：TakingthecivilengineeringandwaterconservancyprofessionaldegreepostgraduatetrainingmodeofInnerMongoliaUniversityofScienceandTechnologyasanexample，webuildapostgraduatetrainingsystemincivilengineeringandwaterconservancyledbytheneedsofthecivilengineeringandconstructionindustry，supportedbyinnovativetrainingteamsfromschools，instructorsandenterprises，andwiththegrowthsystemofcross-innovativetalentsasthecore.Wecloselyintegratethesupervisor'sresearchprojectswiththegeneralenvironmentofindustrydevelopment，andguidestudentstoconductoriginal，cutting-edge，interdisciplinaryscientificresearch.WehopetoprovideareferenceforothersimilarinstitutionsinInnerMongoliaAutonomousRegion.

Keywords：civilengineeringandwaterconservancy;professionaldegree;postgraduate;cross-innovationability;tutorteam

在本科教育已經成為大眾教育的時代背景下，研究生教育依舊是精英教育的主體，其中專業學位研究生教育是對學術型研究生培養的有效補充，能更好地滿足特定行業對應用型、創新型高層次人才的實際需要[1]。國務院學位委員會、教育部印發的《專業學位研究生教育發展方案（2020—2025）》指出專業學位以提高實踐創新能力為目標[2]。隨著社會對專業學位研究生需求和擴招的增大，如何構建有效的專業學位研究生培養模式成為高校研究生教育亟須解決的重要問題。

作為傳統工科專業，土木水利專業在迎來重要戰略機遇的同時，也面臨嚴峻挑戰[3]。當前，城市軌道交通、地下綜合管廊、地下商業空間開發等工程項目的大量建設，使土木水利專業人才需求旺盛。同時，土木水利工程行業正在沿著產業化、信息化和智能化方向升級，新型結構不斷涌現，且BIM技術、大數據、人工智能與土木水利工程不斷融合，使得土木水利專業人才培養迫切需要從傳統的知識型人才轉向應用型、創新型人才[4-5]。土木水利專業學位研究生以培養應用型、創新型高層次人才為主，而研究生交叉創新能力的高低，關乎土木水利專業學位研究生教育的成敗，也與土木水利專業學科建設及國家的人才構成息息相關[6]。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中提出，“要激發人才創新活力，培養造就高水平人才隊伍”，到2025年，專業學位研究生招生規模將擴大為研究生總規模的2/3左右[7]。與人才急需相呼應的是土木水利專業學位研究生培養體系的不完備，即由于發展歷程較短、教學規劃不完善、培養經驗不足等原因，導致目前對土木水利專業學位研究生的培養存在諸多問題[8]。而在當前建筑行業對高水平人才需求的背景下，土木水利專業學位研究生培養尤為重要，因此對交叉創新能力的培養也提出了更高要求[9]。筆者以高校土木水利專業研究生教育領域為例，著眼于研究生交叉創新能力培養，并結合導師團隊科研項目建設實例對此進行探討，以期為專業學位研究生培養提供借鑒和參考。

一"土木水利專業學位研究生人才培養團隊

根據專業型人才培養目標的要求及學校、企業不同育人方式的特點，導師團隊結合所在學校土木水利專業與企業合作實際，分別從校企合作“均衡化”人才培養模式的基本內涵、管理內容、總體目標三個方面進行探討。

（一）"基本內涵

基于土木水利專業需求導向，通過整合、優化多方合作的學位研究生培養體系，滿足土木專業研究生的個體發展需要，實現校企合作育人機制。

（二）"管理內容

1"學校完善導師團隊建設

學校遴選優質導師，對土木水利專業學位研究生實施多導師聯合培養，形成以教授、副教授、講師和工程師為主的層次分明、梯隊合理的導師隊伍。教授規劃團隊發展方向，編寫研究生培養方案，為科研“領航”。講師依托校企合作共建的專業實踐平臺，進行實習基地建設及論文、研究報告的撰寫，指導研究生開展具體實驗，開拓論文寫作思路，營造濃厚的學術氛圍，為科研“強基”。工程師通過與研究生交流討論，傳授工程經驗，讓研究生能快速掌握最新科研方法，解決實際工程問題，為科研“提質”。

2"導師團隊推進育人機制

導師團隊全程參與校企合作的共建工作，探索校企合作培養的模式，創新校企共管的功能體系，實現校企合作育人機制。把握研究生的特點進行針對性的引導，對研究生的科研提供全方面的指導，建立良性的溝通交流機制，尊重研究生課程選擇自主性，除了選擇與自己研究方向有關的主課程學習外，也鼓勵研究生在學有余力的前提下，根據個人興趣研修其他學科課程，促進研究生人才培養的多元化橫向發展，對于準備繼續深造的研究生的培養，重視他們獨立完成科研項目的能力，引領學術引領型人才的縱向發展。同時帶領研究生不斷探索與整合研究內容，從合作的科研項目出發，對研究方向進行科學定位和特色凝練，集中資源在幾個領域內進行深挖，并分工將研究成果及時匯總歸類，為下一屆研究生繼續鉆研該項目或類似項目打下堅實基礎。

3"企業開展培訓教學

企業以研究生為主體，參照“均衡化”培養的模式，確保研究生實習工作的順利完成，真正實現校企一體。企業與導師團隊直接交流，共同制定實習規程，帶領研究生在施工現場對實際工程進行學習、操作、記錄和總結，聯合開展實習工作。在教學工作中，引入工程案例等特色課程，針對研究生跟進項目結果，與導師團隊不斷改進適合于本專業的課程、教材與實驗實訓指導書，指導研究生完成畢業論文的撰寫。與學校共同開展學生崗前培訓、在崗實踐、技能鑒定與證書考聘等工作，針對每位研究生特點，積極為研究生推薦適合于自身實際的工作，全面落實“均衡化”培養模式。

（三）"總體目標

依據“校企共商、校師共建、師企共育”的人才培養團隊，在當前土木行業新趨勢發展背景下，以全新的育人機制，應對新時代土木學科的發展，實現最終育人目的。

二"土木水利專業學位研究生交叉創新能力培養舉措

對研究生而言，交叉創新能力是面向未來行業發展的必備能力，交叉創新能力培養是提升研究生教學質量、培養引領未來技術和產業發展人才的戰略方針。基于土木行業新發展前景，筆者團隊以“導師團隊”為指導，以“交叉育人”為目標，從實踐創新能力、科研創新能力及學科交叉能力三方面探究土木水利專業學位研究生交叉創新能力的培養，力求探索出一條適合土木類工科教育的新發展道路。

（一）"培養實踐創新能力

導師團隊不斷整合專業資源，積極尋找對口企業合作，與呼和浩特城市交通投資建設集團有限公司、北京城建設計發展集團股份有限公司等共建聯合培養基地。針對土木水利專業學位研究生制定合理的實踐創新培養體系，引導研究生教育水平高質量發展。

具體的實踐創新能力培養為：第一步，實踐創新思維培養。校內導師為研究生選取合適的項目課題，并在科研項目涉及的工程理論與研究方式上對研究生的學習進行把控，按照不同課題將組員劃分成多個小組，并安排有相關科研經驗的高年級研究生帶領下一屆研究生跟進項目。在項目實施過程中，課題組成員之間要積極商量討論，合作調整解決所遇到的問題。在這個過程中，研究生要進行創新性思考，提出自己的觀點，不斷提高實踐創新思維能力。第二步，實踐創新培養。在項目研究及實習過程中不可避免地會遇到技術瓶頸，導師要發揮引導作用，引領其廣泛閱讀相關論文，從中獲得靈感和思路，在此基礎上，開展學術論文及專利的撰寫工作，有效地鍛煉研究生實踐創新能力。第三步，實踐能力培養。為保障實踐能力培養環節的順利進行，導師團隊搭建土木水利專業學位研究生軟件模擬平臺，研究生在模擬操作中，強化了理論知識，優化了先前的方案，最終高效地完成科研計劃，而對于部分具有較強工程背景的項目可在基地現場實驗教學。基于模型實驗平臺[10]，以研究生為主體來進行，導師輔助指導，研究生從實驗臺架設計、模型制備、材料配制等出發，在深入掌握實驗原理和目的的條件下，聯系廠家定制實驗平臺部件，購買實驗材料，以自己大論文為研究方向獨立開展實驗方案設計，并以小組形式協作進行實驗，充分發揮了研究生的實踐能力。

（二）"培養科研創新能力

統計表明，在建筑行業基礎研究和重大科研項目人員組成中，土木水利專業研究生占據很大比重，是我國土木行業科研創新活動的主要參與者，而面對新形勢，專業學位研究生更要承擔起加強科研項目研究和創新的重任，為此，更要加強對土木水利專業學位研究生科研創新能力的培養。

研究生科研創新能力的培養體現在幾個方面：①學術交流。組建研究生參加定期或不定期的學術會議、研究生學術報告會、研究生學術論壇，現場聽取各個專家學者匯報，讓學生同與會專家學者進行探討交流，指點迷津、解疑答惑，使得研究生及時了解當前行業的熱點問題，滿足研究生提升學術視野、助力科研、激發創造力的需求。②會議匯報。成立研究生會議周，每周確定一個主題，鼓勵感興趣的學生踴躍進行學術匯報，加強研究生之間的相互交流，傾聽目前研究領域成熟或熱門的理論，從而在自己的研究方向上尋找新的突破。③線上投稿。線上創建研究生學術論壇網站及公眾號，引導研究生積極投稿，發表自己的見解，突破固有校內教育資源對研究生科研創新能力培養的局限。④實踐參與。提升學生科研實踐參與程度，引導學生能夠切身實地認識和接觸實際工程，熟悉實驗中各種操作流程及設備的使用，培養研究生的實際工程能力，從實踐中驗證理論，理論與實踐相結合促進研究生高水平論文的撰寫。

（三）"培養學科交叉能力

土木學科交叉是在新技術和新產業發展趨勢下，土木學科與其他學科的跨界整合，通過土木專業之間、土木與其他學科專業交叉融合，進一步推進新信息時代下的新土木專業的建設及新型交叉創新型人才的培育。在具體實施方面：①建設開放型多學科培養平臺。學校依托在土木學科及產業的優勢，把握數字化、網絡化、智能化融合發展的契機，圍繞各學院、各學科、各專業合作建設新土木專業教育培養平臺，實現學校各類重點實驗平臺、科研項目之間的跨學科合作，為研究生提供接觸當前多個學科的機會，在合作中將其他學科優勢運用到土木學科學習實踐中，提前適應未來行業對交叉型人才的要求。②注重課程結構的優化和特色化課程的開發。緊跟信息化和智能化時代發展的潮流，構筑兼容“學科基礎課程+實習實踐課程+特色化課程”的課程模式，建立學校與導師之梯，完善校內學科基礎課程的教學；建立學校與企業之梯，實施校外理論—實踐—科研的深度融合；建立導師與企業之梯，合作開發適合研究生的特色課程，實現對土木水利專業新型工程人才的培養。③突破固有的分類和界定。就培養課程的構成而言，除現有的主力學課程外，還應跨學科設置文學、寫作和語言、數學、物理和計算機等模塊，同時還要強調教學語言的多樣化，加入英文教學、雙語講課，以此來培養研究生快速查閱優秀中英文文獻的能力、閱讀吸收理解的能力及書面撰寫與口頭表達的能力。將專業理論課程教學融入信息化時代獲取的新知識、新技術、新工藝中，引入GIS、云計算、大數據、人工智能、3D打印和物聯網等新學科內容，注重教學內容的完善與更新，及時將前沿技術及時傳授給學生，為內蒙古自治區輸送學科交叉型人才打下堅固的基礎。

三"土木水利專業學位研究生交叉創新能力培養實踐

以筆者所在團隊為例，研究生在團隊導師的帶領下通過合理踐行土木水利專業學位研究生交叉創新能力的培養措施，在項目中收獲了各種解決問題的能力，驗證了該培養方案的有效性。以下選取團隊參與的經典科研項目來加以說明。

（一）"小半徑曲線疊落盾構隧道近接施工變形特征與安全控制

在北京地鐵昌平南延線上清橋站—小營西路站區間盾構隧道工程中，導師協助研究生開展理論推導，實現了研究生的創新思維能力。

研究生從現有的單線小曲線半徑盾構隧道開挖引發地表沉降預測的理論公式出發，采用Mindlin解、隨機介質理論及疊加法原理，推導得到小曲線半徑疊落盾構隧道施工引起的地表總沉降的計算公式，同時考慮到上行隧道施工引起的沉降曲線的不對稱性，在上行隧道施工引起的沉降公式中增加了一個軸線位移偏移量，進一步通過數值模擬確定盾構隧道水平間距與軸線位移偏移量呈線性關系，但由于理論計算式很難直接積分，導致理論推導擱置了一段時間，之后在參加學術會議后獲得啟發，采用數值分析計算方法五點Gauss-Legendre公式計算，并在MATLAB中編制好相應的計算公式程序，最終疊加得到小曲線半徑疊落盾構隧道施工引起的總地表沉降值。

研究生在理論推導過程中，不斷查找相應規范及相關論文，短時間內提升了文學素養，培養了抗壓創新能力，過程中智能計算MATLAB的應用，事半功倍，提高了工作效率，賦予研究生更多廣闊的創新空間，智能算法與科研項目融合，極大提高了研究生的創新性。

（二）"BIM技術在項目實施階段的應用研究

在呼和浩特敕勒川國際機場項目中，導師帶領研究生基于BIM技術下的工程項目研究，實現了當前人工智能時代下，土木專業與智能軟件的融合，促進了土木行業人才的升級與轉型。

導師團隊安排研究生去北京城建集團有限責任公司實習，積極學習BIM技術，在該項目上開展BIM實踐。以深化設計為例，項目部派研究生駐場設計院協同工作，對提交的二維圖紙與三維模型及時進行審核比對，將審核的問題通過騰訊會議進行周匯報，在線進行商議，并將每次會議內容整理成在線文檔形式供雙方查看，及時進行信息重組，減少施工過程中信息閉塞不對稱而導致的重復工作。在這個過程中，研究生還要積極提資收集項目公共空間凈高、操作空間、設備檢查、點位布置和裝修收尾等設計方面的內容，進一步與合作人員分析匯報溝通，推動整個BIM項目工作開展進行。不斷精細施工圖紙，優化圖紙方案，保證整體設計品質，為之后整體施工提供信心與保障。

機場建設作為大型項目建設，由于其施工的復雜程度，對研究生能力要求更高。在這個過程中，研究生需要了解各個方面的知識來推動項目的進行，能夠快速成長，通過對BIM的應用學習，能夠填補這個實施缺口，吸引更多研究人才加入，為之后在其他大型項目上開展BIM實踐打下堅實基礎。

（三）"矩形頂管隧道F型承插接頭剛度模型與變形機制

以包頭市內蒙古科技大學地下過街通道為背景，導師指導研究生在現場進行實驗操作，極大提高了研究生動手能力，為之后成為專業技術人員打下堅實的基礎。

研究生先進行有限元軟件ABAQUS三維建模分析，提前了解實驗并預知實驗終止條件，為之后現場實際加載提供數據支持，其間導師帶領研究生去現場跟進整個實驗流程，前期動手進行鋼筋籠現場綁扎、模具組裝，聯系水泥制品有限公司進行現場澆筑，將養護完成的管節從預制廠運輸至內蒙古科技大學建筑科技研究所。調研相關文獻后，開始進行試件的加載工作，采用在中間受載管節下面設置彈簧底座的方式去反映實際工程中頂管底部的彈性土地基對上部結構的作用，計算出所需彈簧的數量，均勻布置在結構下底面，為了方便運輸及搬運，將承重支座由兩個拼接而成，緊接著繼續應變片、位移傳感器、拉線式位移計的布置。所有前期工作完成后，通過龍門吊將管節吊裝至實驗室加載系統下，隨著加載的進行，研究生開始記錄數據并有規劃地進行分類整理。

研究生在現場直接觀察頂管機掘進過程，視覺沖擊更大，對測量儀器工具也有了更加清晰的認知，此外頂管機施工過程中出現的各種意外，能夠使研究生在不斷糾錯中成長。導師還注重培養研究生創新思考的能力，基于矩形頂管隧道綜合模擬平臺，安排研究生進行專利的撰寫，使得研究生對知識理解得更到位、更透徹。

四"結束語

本文通過對土木水利專業學位研究生交叉創新能力培養探究的論述，以學校、企業、導師“三合一”團隊為支柱，采用“提高實踐能力—強化創新能力—優化學科交叉能力”的培養路徑，詳細地介紹了研究生交叉能力培養方案，最后以研究生能力培養實例為主，分析了研究生在各類科研項目中得到的收獲，論證了該措施對研究生創新能力培養的實效性。

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基金項目：內蒙古自治區研究生教育教學改革項目“新工科背景下的土木水利專業學位研究生交叉創新能力培養研究”（JGCG2022127）

第一作者簡介：張旭（1989-），男，漢族，遼寧大洼人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為隧道及地下工程。