新工科“大土木”專業(yè)教師教學(xué)能力提升研究與實(shí)踐

［摘 要］ 隨著新工科概念的提出和高等工程教育工作者在相關(guān)專業(yè)的探索實(shí)踐，基于土木、水利、交通、海洋等多學(xué)科融合發(fā)展的“大土木”人才模式的優(yōu)越性逐漸被認(rèn)可。傳統(tǒng)的土木工程及相關(guān)細(xì)分專業(yè)的人才培養(yǎng)在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外日新月異、高速發(fā)展的“大土木”新工科背景下面臨著諸多挑戰(zhàn)。以“大土木”工程專業(yè)為背景，從多角度分析和提出提升教師教育教學(xué)能力的方法。以教師教學(xué)能力在新工科背景下面臨的挑戰(zhàn)為切入點(diǎn)，從教學(xué)單位到教師個(gè)人，多層次多方位主動(dòng)出擊，積極作為，針對(duì)“大土木”專業(yè)的特點(diǎn)，提出切實(shí)有效的措施，為專任教師能夠盡快適應(yīng)新的教學(xué)模式、提高教學(xué)實(shí)踐能力提供保障。

［關(guān)鍵詞］ “大土木”；教學(xué)能力；教師發(fā)展；工程教育

［基金項(xiàng)目］ 本項(xiàng)目獲中山大學(xué)2023年度教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助

［作者簡(jiǎn)介］ 孫 偉（1990—），男，安徽安慶人，工學(xué)博士，中山大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事巖土工程研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2025）02-0001-04 ［收稿日期］ 2023-09-27

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)進(jìn)入社會(huì)主義建設(shè)的新時(shí)代，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模龐大，技術(shù)要求越來越高，對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。目前，在新工科背景下，融合多學(xué)科、致力培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、復(fù)合型”土木工程人才，在我國(guó)高等工程教育界已取得了廣泛的共識(shí)和認(rèn)同［1］。例如，2018年，清華大學(xué)率先提出改革，將眾多窄口徑專業(yè)整合成了新的土木、水利與海洋工程“大土木”專業(yè)，開創(chuàng)了我國(guó)土木類學(xué)科通識(shí)教育的大類寬口徑培養(yǎng)模式的先河，隨后浙江大學(xué)開設(shè)了土木、水利與交通工程大類培養(yǎng)模式，實(shí)行“大土木”工程人才培養(yǎng)［2］。中山大學(xué)土木工程學(xué)院成立于2016年，將土木與水利、交通、海洋工程等學(xué)科融合發(fā)展，以水土交融為特色［3］，以水-土（巖）-結(jié)構(gòu)耦合體系的災(zāi)變防控共性關(guān)鍵問題為主線，重點(diǎn)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維、地下空間工程、海洋土木工程、城市水務(wù)、水資源水生態(tài)、智慧河海工程等6個(gè)學(xué)科方向，努力建設(shè)中國(guó)特色世界一流的“大土木”工程學(xué)科。“大土木”學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)模式逐漸受到普遍的認(rèn)同，教學(xué)培養(yǎng)方案、課程體系設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)等均在不斷地探索與總結(jié)之中，并取得了一定的進(jìn)展［2］。實(shí)際上，“大土木”學(xué)科新型培養(yǎng)模式的提出，不僅對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)知識(shí)體系及能力培養(yǎng)等各方面提出了新要求，也對(duì)授課教師等提出了更高的要求［4］。本文依托中山大學(xué)土木工程學(xué)院教師發(fā)展中心日常活動(dòng)，通過開展“水土交融”的“大土木”學(xué)科教師教學(xué)培訓(xùn)相關(guān)活動(dòng)，介紹“大土木”學(xué)科背景下教師教學(xué)模式改革、提升教師教學(xué)能力等方面的相關(guān)探索情況。

一、“大土木”學(xué)科背景下教師教學(xué)能力面臨的挑戰(zhàn)

實(shí)施土木大類培養(yǎng)后，教學(xué)要求發(fā)生了深刻的變化，從傳統(tǒng)工科教育的窄口徑、專業(yè)化，到更加注重寬口徑、寬基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐和多樣化等。在此背景下，傳統(tǒng)土木類的教育教學(xué)方式、教學(xué)課程體系、培養(yǎng)方案設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)等方面都發(fā)生了較大的調(diào)整。比如，傳統(tǒng)的教學(xué)課程得到了不同程度的壓縮，相似或相近的課程存在著不同程度的融合和交叉。如“鋼結(jié)構(gòu)”與“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”原本為兩門課程，為實(shí)現(xiàn)課時(shí)壓縮和教學(xué)質(zhì)量提升，東南大學(xué)、中山大學(xué)等院校將其糅合成“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，特別是信息化技術(shù)，在新的課程培養(yǎng)體系中占據(jù)著越來越重要的地位。面臨如此的調(diào)整與變化，教師在教學(xué)能力方面也面臨著新的挑戰(zhàn)，包括以下幾點(diǎn)。

（一）更加注重學(xué)科交叉與融合

新工科背景下的“大土木”專業(yè)囊括了土木工程、水利工程、交通工程、海洋工程等相似相近學(xué)科。在此背景下，培養(yǎng)方案的課程體系需進(jìn)一步精簡(jiǎn)、融合，給教師教學(xué)也帶來了新的挑戰(zhàn)，即更加注重學(xué)科交叉和融合［5］。例如“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”會(huì)涉及地質(zhì)與水文等交叉內(nèi)容，再比如中山大學(xué)土木工程學(xué)院在大一學(xué)年開設(shè)的“土木、水利與海洋工程概論”即多個(gè)學(xué)科教師共同授課，互相補(bǔ)充融合，促進(jìn)學(xué)生在入學(xué)之初即對(duì)“大土木”學(xué)科發(fā)展歷史與前景有充分的認(rèn)識(shí)。在如此多的交叉融合課程之下，教師不僅要對(duì)自己授課部分有足夠的認(rèn)識(shí)，還要把自己授課內(nèi)容放到整體的課程知識(shí)框架中，以期達(dá)到和其他教師的教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)融合、融會(huì)貫通。由此看來，課程教學(xué)更加趨向于教學(xué)組的行為，而不再是單個(gè)教師的行為。

（二）更加注重與工程實(shí)踐相結(jié)合

我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域經(jīng)過數(shù)十年的高速發(fā)展，在工程實(shí)踐領(lǐng)域取得了一系列的突破，新工科背景下的“大土木”專業(yè)人才培養(yǎng)，行業(yè)企業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力提出了更高的需求。青年教師往往從高校到高校，一線工程實(shí)踐經(jīng)歷較少，這也意味著教師應(yīng)更加注重自身實(shí)踐能力的提高，面向?qū)嶋H工程問題，做好科研與教學(xué)工作。

（三）更加注重信息化技術(shù)的使用

新工科背景下的“大土木”專業(yè)，信息化技術(shù)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中扮演著越來越重要的作用。人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、遙感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+BIM、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和3D打印等信息技術(shù)飛速發(fā)展，在“大土木”專業(yè)教學(xué)中也逐漸得到運(yùn)用［6-7］。信息化、智能化既是行業(yè)發(fā)展需求，也是傳統(tǒng)工科專業(yè)升級(jí)改造的必然要求。不僅要考慮課程教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化、信息化內(nèi)容，還需要任課教師充分利用數(shù)字化的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳遞、教學(xué)效果的提升，以及提升學(xué)生對(duì)學(xué)好“大土木”專業(yè)的興趣。

二、“大土木”學(xué)科背景下教師教學(xué)能力提升的探索實(shí)踐

面對(duì)“大土木”學(xué)科背景下教師教學(xué)能力面臨的挑戰(zhàn)，有關(guān)教學(xué)單位必須主動(dòng)出擊，積極作為，提出有針對(duì)性的措施，積極幫助教師，特別是相對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的青年教師應(yīng)盡快適應(yīng)“大土木”學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，提高“大土木”學(xué)科需要的教學(xué)實(shí)踐能力。以下介紹相關(guān)的提升方法和實(shí)踐方式。

（一）學(xué)院成立教師發(fā)展中心，協(xié)助教學(xué)主管副院長(zhǎng)開展教師培訓(xùn)等方面的工作

高校教師發(fā)展中心以促進(jìn)教師發(fā)展為目標(biāo)，整合資源，開展有針對(duì)性地促進(jìn)教師發(fā)展的活動(dòng)，對(duì)于推動(dòng)教師職業(yè)科學(xué)化發(fā)展有重要的作用。在新工科背景下“大土木”專業(yè)實(shí)踐探索與發(fā)展階段，學(xué)院有必要成立教師發(fā)展中心，其主要功能為協(xié)助學(xué)院教學(xué)主管副院長(zhǎng)，與教學(xué)秘書密切配合，在學(xué)院的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，有計(jì)劃地組織開展教師培訓(xùn)等方面的相關(guān)工作。學(xué)院的教師發(fā)展中心可整合學(xué)院資源，有目標(biāo)性地在教學(xué)能力方面及思想政治素質(zhì)、師德師風(fēng)、科研能力、工程實(shí)踐和社會(huì)服務(wù)等方面幫助教師，特別是青年教師開展舉措，引導(dǎo)青年教師提高站位，致力于回應(yīng)、參與和解決新工科背景下不斷涌現(xiàn)出的新需求和新問題［8］。

（二）開展學(xué)術(shù)沙龍，倡導(dǎo)“水土交融”新理念，促進(jìn)學(xué)科交叉與融合

教師發(fā)展中心在教師能力培養(yǎng)方面可發(fā)揮重要作用，最直接的工作即開展相關(guān)的學(xué)術(shù)沙龍活動(dòng)。面對(duì)新工科“大土木”專業(yè)對(duì)教師學(xué)科交叉與融合方面的要求，有針對(duì)性地開展相關(guān)活動(dòng)，倡導(dǎo)“水土交融”的理念更加深入人心，促進(jìn)不同學(xué)科方向的教師彼此了解與交流，反哺于課程教學(xué)的學(xué)科交叉融合。學(xué)術(shù)沙龍活動(dòng)可每月開展1～2次，一次有2～3位教師，從青年教師開始，以較為輕松的形式介紹自己的教學(xué)科研等相關(guān)情況，如有的教師從事水環(huán)境方面的研究，這實(shí)際上與隧道管道中的耐久性研究有交叉融合的可能性。依托此類的學(xué)術(shù)沙龍，不僅可以促進(jìn)教學(xué)交叉，還可以促進(jìn)科研交叉［9］，對(duì)于青年教師加快融入學(xué)科團(tuán)隊(duì)，更好地發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量，能夠起到重要的促進(jìn)作用。

（三）邀請(qǐng)專家，傳經(jīng)送寶，指引青年教師前進(jìn)

據(jù)2017年教育部的有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)高校40周歲以下的青年教師占專任教師總數(shù)的55%以上［10］。因此，對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的青年教師來說，促進(jìn)其教學(xué)能力尤其重要，即教師發(fā)展中心的服務(wù)對(duì)象應(yīng)以青年教師為主體。為促進(jìn)青年教師教學(xué)能力的提升，可邀請(qǐng)相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的專家和老教師，傳經(jīng)送寶，指引青年教師前進(jìn)。例如，高校一般都會(huì)配置有教學(xué)督導(dǎo)員，他們經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)規(guī)律有很清晰的把握。面對(duì)新工科“大土木”對(duì)教師教學(xué)能力的更高要求，可邀請(qǐng)專家以其宏觀的眼光和見解，從專業(yè)和豐富實(shí)踐的角度出發(fā)，為土木工程青年教師指點(diǎn)迷津。行業(yè)專家在專業(yè)長(zhǎng)河中積累了諸多寶貴經(jīng)驗(yàn)，能精準(zhǔn)把握國(guó)家發(fā)展建設(shè)對(duì)土木行業(yè)的需求，從適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)要求的角度，為青年教師指明工作的重點(diǎn)。在專家邀請(qǐng)方面，既注重邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外的知名專家學(xué)者，代表學(xué)術(shù)前沿；又注重邀請(qǐng)大型工程的負(fù)責(zé)人，代表實(shí)踐前沿，以更好地推動(dòng)青年教師服務(wù)粵港澳大灣區(qū)基建主戰(zhàn)場(chǎng)和發(fā)揮中山大學(xué)的地域優(yōu)勢(shì)。

（四）依托壩道工程醫(yī)院，注重青年教師工程實(shí)踐能力和信息化能力培養(yǎng)

青年教師具有較好的教育背景，但大多數(shù)是從高校畢業(yè)就到高校任教，工程實(shí)踐能力有所欠缺。為提高青年教師工程實(shí)踐能力和信息化能力，教師發(fā)展中心可組織青年教師進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)。由中山大學(xué)土木工程學(xué)院院長(zhǎng)王復(fù)明院士倡導(dǎo)成立的壩道工程醫(yī)院，堅(jiān)持“全方位開放、國(guó)內(nèi)外共享”，利用自身資源與服務(wù)體系，借助互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)突破時(shí)空限制，聯(lián)合國(guó)內(nèi)外高校、科研院所、學(xué)會(huì)協(xié)會(huì)和企業(yè)，探索全球性學(xué)術(shù)交流與合作機(jī)制，共建國(guó)際化的“產(chǎn)科教融合”開放共享平臺(tái)。壩道工程醫(yī)院具有足尺的試驗(yàn)場(chǎng)，可為青年教師工程實(shí)踐提供良好的平臺(tái)。同時(shí)，還可提供相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，為BIM、虛擬現(xiàn)實(shí)等提供了良好的教學(xué)素材，供青年教師選擇與使用。

（五）倡導(dǎo)小班化教學(xué)，成立教學(xué)課題組，促進(jìn)協(xié)同與交流

傳統(tǒng)的教學(xué)模式較多地依賴課堂教學(xué)，土木類專業(yè)涉及的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程體系龐大、內(nèi)容繁雜，為保證學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)，進(jìn)行大班授課是當(dāng)前的常態(tài)。而培養(yǎng)新工科時(shí)代背景下的土木專業(yè)高素質(zhì)人才，不僅需要其具備深厚扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更應(yīng)該針對(duì)土木類課程的特點(diǎn)，對(duì)混合式教學(xué)模式進(jìn)行探索［11］。因此，可形成符合“因材施教”的小班化教學(xué)模式，切實(shí)可行地針對(duì)不同學(xué)生個(gè)體，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué)。眾多的學(xué)生數(shù)量及學(xué)生個(gè)體創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，使得開展小班化教學(xué)有必要成為“大土木”新工科背景下的一種常態(tài)［12］。

通過組織經(jīng)驗(yàn)豐富的教師成立教學(xué)課題組，在充分了解學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的培養(yǎng)目標(biāo)開展形式多樣的小班教學(xué)。小班教學(xué)的設(shè)置應(yīng)秉持形式多樣、內(nèi)容豐富、針對(duì)性強(qiáng)、創(chuàng)新發(fā)展的原則，鼓勵(lì)學(xué)生勇于試錯(cuò)、多多嘗試，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維提供肥沃自由的土壤。例如，在“大土木類”專業(yè)背景下，培養(yǎng)學(xué)生如何將理論模型轉(zhuǎn)化成工程模型、如何在解決實(shí)際問題中簡(jiǎn)化計(jì)算方法、如何根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)能夠反映實(shí)際工程問題的實(shí)驗(yàn)等。小班化教學(xué)不是對(duì)傳統(tǒng)課堂的拋棄，而是一種補(bǔ)充和促進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容仍是在堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸和擴(kuò)散，教師為學(xué)生提供豐富的教學(xué)和實(shí)踐場(chǎng)景，旨在進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，在教材范圍之外強(qiáng)化個(gè)人表達(dá)，發(fā)揮創(chuàng)造性思維，實(shí)現(xiàn)教學(xué)中“共性”和“個(gè)性”的平衡，更好地挖掘?qū)W生個(gè)體的潛力，推動(dòng)學(xué)生的發(fā)展和專業(yè)水平的進(jìn)步。

結(jié)語

土木工程是一門古老傳統(tǒng)的工科。目前新工科背景下“大土木”專業(yè)發(fā)展融合如火如荼，需要具有廣泛國(guó)際視野、多學(xué)科交叉素養(yǎng)和實(shí)踐育人能力的教師，才能適應(yīng)“大土木”學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)需要。中山大學(xué)土木工程學(xué)院適應(yīng)時(shí)代需要，開設(shè)了土木、水利與海洋大類本科專業(yè)。本文在提出新工科背景下“大土木”學(xué)科教師教學(xué)能力面臨的挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了中山大學(xué)土木工程學(xué)院教師發(fā)展中心面對(duì)新形勢(shì)，緊跟人才培養(yǎng)新要求，在促進(jìn)教師發(fā)展、提升教師教學(xué)能力方面的探索與實(shí)踐。目前寬口徑、厚基礎(chǔ)的大類培養(yǎng)模式日益得到重視和認(rèn)可，因此，與之相適應(yīng)的教師教學(xué)能力的培養(yǎng)和提升愈發(fā)重要。本文結(jié)合本單位實(shí)踐情況進(jìn)行了一些探討和分享，供土木、水利等相關(guān)專業(yè)同人參考，共同為我國(guó)高等工程教育做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

（課題組其他成員：甘文慧，馬會(huì)環(huán)）

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Research and Practice on Improving Teachers’ Teaching Abilities in the Context of New Civil Engineering Disciplines

SUN Wei， LIN Kai-rong， TAN Ting， LONG Tong-qing

（School of Civil Engineering， Sun Yat-sen University， Zhuhai， Guangdong 519082， China）

Abstract： With the proposal of new engineering concepts and the exploration and practice of higher engineering educators in related majors， the superiority of the “wide civil engineering” talent model based on the integration of civil engineering， water conservancy， transportation， marine and other disciplines has gradually been practiced and recognized. Under the background of rapid development of civil engineering at home and abroad， the traditional teaching of civil engineering is facing plenty of challenges. Based on the background of wide civil engineering specialty， this paper analyzes and puts forward methods to improve teachers’ education and teaching ability from multiple perspectives. Starting from the role of the teaching ability in professional construction under the background of new engineering， this paper summarizes the current challenges in training composite talents. According to the characteristics of wide civil engineering， practical and effective measures for civil engineering teachers are put forward for them to adapt to the new teaching model as soon as possible. It is on the multi-level and multi-aspect from teaching units to individual teachers， which provides guarantee for improving the teaching practice ability.

Key words： wide civil engineering; teaching ability; teacher development; engineering education