新工科背景下土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)迭代發(fā)展及路徑探索

[摘要]基于土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)中的現(xiàn)狀，揭示中國(guó)式現(xiàn)代化和新工科背景的發(fā)展形勢(shì)，總結(jié)在新的形勢(shì)下本科生培養(yǎng)目標(biāo)亟待完善的問(wèn)題，應(yīng)用決策樹(shù)思維提出學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐中的迭代趨勢(shì)即培養(yǎng)目標(biāo)中的新方向。

[關(guān)鍵詞]中國(guó)式現(xiàn)代化；新工科；決策樹(shù)思維；迭代趨勢(shì)" " "[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2025.02.028

近年來(lái)以中國(guó)式現(xiàn)代化全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興的進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)啟，土木工程專(zhuān)業(yè)所在的建筑行業(yè)是實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化的重要領(lǐng)域之一，因?yàn)樗诨A(chǔ)設(shè)施建設(shè)上能夠助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)互聯(lián)互通持續(xù)發(fā)展，在海綿城市綠色城市的規(guī)劃與建設(shè)中能優(yōu)化城鄉(xiāng)建設(shè)和環(huán)境發(fā)展，還能通過(guò)數(shù)字建模等提升基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)防和應(yīng)對(duì)各類(lèi)災(zāi)害的能力。新工科背景下也要求土木工程專(zhuān)業(yè)的本科生不斷發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新能力，熟悉運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的智能化現(xiàn)代化。以適應(yīng)新的社會(huì)發(fā)展需求和行業(yè)變化。

一、國(guó)內(nèi)部分高校土木工程專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀，《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)規(guī)范》提出，培養(yǎng)目標(biāo)包括：“培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需求，德智體美全面發(fā)展，掌握土木工程學(xué)科的基本原理和基本知識(shí)，經(jīng)過(guò)工程師基本訓(xùn)練，能勝任房屋建筑、道路、橋梁、隧道等各類(lèi)工程的技術(shù)與管理工作，具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，具有一定的國(guó)際視野，能面對(duì)未來(lái)的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。”[1]畢業(yè)生可在土木工程多部門(mén)從事技術(shù)或管理工作。高等學(xué)校土木工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)從中國(guó)式現(xiàn)代化戰(zhàn)略布局出發(fā)，對(duì)新時(shí)代本科生培養(yǎng)提出目標(biāo)要求。

在國(guó)際研究領(lǐng)域，“德國(guó)的科技應(yīng)用大學(xué)，其課程設(shè)置具有顯著的應(yīng)用型特色和職業(yè)導(dǎo)向，由大量的實(shí)踐性課程和案例課程組成，即使理論性強(qiáng)的課程也注重聯(lián)系實(shí)踐，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。”[2]德國(guó)的大學(xué)展示了一條獨(dú)特的土木工程教育探索之路。土木工程的課程體系主要是由大量的實(shí)踐性課程和案例課程構(gòu)成的，它非常注重與實(shí)際緊密結(jié)合。尤其突出的是，這些高校尤其強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

基于上述研究，我們發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)部分高校既重視學(xué)生在建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，又十分重視在土木工程類(lèi)本科生培養(yǎng)中實(shí)踐能力的塑造；與此同時(shí)部分院校為了滿足行業(yè)發(fā)展的新需求，把信息化、數(shù)據(jù)化等內(nèi)容納入教育培養(yǎng)目標(biāo)。國(guó)際上，如德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家高等教育機(jī)構(gòu)，也積極探索和實(shí)踐土木工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的創(chuàng)新培養(yǎng)目標(biāo)，以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這些都為我國(guó)土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的進(jìn)一步深化改革提供了有益的參考。

二、土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)“迭代”的必然性

“迭代”一詞，在土木工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的語(yǔ)境中，被賦予了連續(xù)、逐步實(shí)踐、改進(jìn)與創(chuàng)新的深刻內(nèi)涵。它意味著培養(yǎng)方案并非一成不變，而是需要在運(yùn)行中經(jīng)過(guò)連續(xù)步驟，不斷磨合、調(diào)整與優(yōu)化。“社會(huì)需求、生源結(jié)構(gòu)的變化及學(xué)科的發(fā)展，決定了人才培養(yǎng)方案的編制實(shí)施是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，定期修訂人才培養(yǎng)方案已成為高校的常態(tài)化工作。”[3]

（一）推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的必然要求

土木工程專(zhuān)業(yè)所在的建筑行業(yè)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱和實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，肩負(fù)著舉足輕重的責(zé)任與使命。隨著中國(guó)式現(xiàn)代化的深入推進(jìn)，建筑行業(yè)面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

具體來(lái)說(shuō)，土木工程專(zhuān)業(yè)在推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的發(fā)展中，可以從以下幾個(gè)方面發(fā)揮直接作用：

1.開(kāi)展城市更新

2023年4月發(fā)布的有關(guān)在超大特大城市積極穩(wěn)步推進(jìn)城中村改造和“平急兩用”公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等相關(guān)指導(dǎo)性文件體現(xiàn)出，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括公路、鐵路、港口、機(jī)場(chǎng)、民用公用建筑等具有促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量的建設(shè)，體現(xiàn)出全體人民共同富裕的特色。

2.推動(dòng)綠色發(fā)展

在二十大報(bào)告中，提到了要推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生這一特色內(nèi)容，報(bào)告中還提出推廣裝配式建筑等新型建造方式，提高建筑質(zhì)量和效率，減少對(duì)資源和能源的消耗與污染，同時(shí)報(bào)告還對(duì)建筑技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用提出新的要求，例如提升裝配式建筑的可靠性和安全性等。

3.物質(zhì)文明與精神文明相協(xié)調(diào)

在物質(zhì)文明與精神文明相協(xié)調(diào)的中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)里，建筑行業(yè)持續(xù)完善社會(huì)服務(wù)、提供安全保障。如中國(guó)建筑集團(tuán)研發(fā)的模塊化傳染病應(yīng)急醫(yī)院快速建造技術(shù)，為民眾提供醫(yī)療保障；2023年12月甘肅積石山地震，建筑科研人員赴災(zāi)區(qū)，針對(duì)鄉(xiāng)村自建房應(yīng)急評(píng)估、排查、入戶調(diào)查，而且在洪水、泥石流等災(zāi)害預(yù)防應(yīng)對(duì)中，土木工程從業(yè)者也積極參與，發(fā)揮了安全保障作用。

（二）建設(shè)新工科的必然需求

隨著“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略的形成，我國(guó)高等教育部門(mén)也提出新工科的概念，目的是通過(guò)創(chuàng)新、改革和協(xié)同培養(yǎng)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的工程人才，支撐服務(wù)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展。具體需要包括：首先是多主體協(xié)同育人，強(qiáng)調(diào)通過(guò)多主體包括政府、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)以及高校等參與，形成生產(chǎn)、教學(xué)、研究、應(yīng)用的協(xié)同式育人機(jī)制；其次是跨界交叉融合，提出打破傳統(tǒng)學(xué)科邊界實(shí)現(xiàn)跨界交叉融合，傳統(tǒng)的土木工程專(zhuān)業(yè)打破了專(zhuān)業(yè)邊界，同大數(shù)據(jù)、人工智能進(jìn)行了交叉融合，部分學(xué)校建立了智能建造專(zhuān)業(yè)；最后是關(guān)注學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，部分學(xué)校通過(guò)完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。

三、現(xiàn)有土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)中存在的不足

現(xiàn)狀研究表明，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)側(cè)重于理論知識(shí)、實(shí)踐與創(chuàng)新能力及社會(huì)服務(wù)。培養(yǎng)方案雖為甲方或行業(yè)管理者提供了一定支持，但在處理同行關(guān)系、平衡工程利益相關(guān)者關(guān)系、應(yīng)對(duì)復(fù)雜技術(shù)挑戰(zhàn)的決策能力，以及可持續(xù)學(xué)習(xí)、科技創(chuàng)新意識(shí)、職業(yè)規(guī)范與公眾福祉踐行等方面，仍存在不足。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)中忽視人文價(jià)值與職業(yè)倫理的教育

成本與效益分析法在土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中運(yùn)用的比較普遍。工程造價(jià)課程在控制成本時(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行精確估算，包括材料、人工、設(shè)備等費(fèi)用，使學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行合理估價(jià)。效益方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化課程作用突出，學(xué)生在削減材料和施工成本的同時(shí)，能夠掌握先進(jìn)的理念方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益。然而，技術(shù)理性培訓(xùn)目前備受重視，但缺乏人文價(jià)值和職業(yè)倫理方面的教育。在通常工程項(xiàng)目中，利益分配的困境與沖突，往往是項(xiàng)目組的各方都會(huì)遇到的，土木工程師往往與不同文化背景的人在跨文化的項(xiàng)目中產(chǎn)生價(jià)值沖突。同時(shí)應(yīng)該尊重工程師的價(jià)值，促進(jìn)職業(yè)認(rèn)同，讓他們明確項(xiàng)目的社會(huì)意義，以培養(yǎng)他們的決策能力、實(shí)踐能力和協(xié)作能力。

（二）缺少平衡使用工程技術(shù)創(chuàng)新決策與以安全為核心的職業(yè)操守之間的能力

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和變化，工程實(shí)施過(guò)程中，工程師們往往面臨著決策兩難的問(wèn)題，即是否選擇新技術(shù)、新材料和新方法或如何在科技進(jìn)步與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展之間尋求平衡等等。因此工程師選擇技術(shù)、材料和施工方式，絕不是簡(jiǎn)單的判斷對(duì)錯(cuò)或履行義務(wù)，而是要綜合反映復(fù)雜的社會(huì)關(guān)系。基于此，要把重點(diǎn)放在讓學(xué)生學(xué)會(huì)準(zhǔn)確地識(shí)別問(wèn)題，并在接觸和應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新方法的過(guò)程中靈活地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解題。

四、新工科背景下土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)的迭代發(fā)展路徑

決策樹(shù)思維也被稱(chēng)作決策樹(shù)算法或決策樹(shù)模型，是一種歸納思維方法和模型，它會(huì)總結(jié)樣本數(shù)據(jù)，從中以樹(shù)形結(jié)構(gòu)、重要節(jié)點(diǎn)等方式呈現(xiàn)決策的不同方向，可以開(kāi)展決策分析形成合理方案，思維或模型能夠幫助決策者理清思路，明確決策目標(biāo)形成最優(yōu)決策方案。以下將基于決策樹(shù)思維，探討土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐中的迭代趨勢(shì)。

（一）以價(jià)值理性培養(yǎng)為決策樹(shù)根

鑒于前文提及的培養(yǎng)目標(biāo)中忽視人文價(jià)值與職業(yè)倫理的教育的問(wèn)題，現(xiàn)以是否增加價(jià)值理性培養(yǎng)內(nèi)容為決策樹(shù)思維樹(shù)根。“在韋伯看來(lái)，價(jià)值理性是基于價(jià)值信條之上，以某種價(jià)值取向和生活方式為終極目標(biāo)，要求行動(dòng)者絕對(duì)遵循道德準(zhǔn)則行事。”[4]它與人本觀點(diǎn)緊密相連，能為行動(dòng)指引方向、提供依據(jù)，當(dāng)行為契合價(jià)值觀，會(huì)帶來(lái)價(jià)值感回流，激發(fā)人的積極性與主觀能動(dòng)性，穩(wěn)固人在工程中的主體地位。

（二）以具體項(xiàng)目類(lèi)型數(shù)據(jù)形成決策樹(shù)枝杈

為了更具體、更深入地指導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐，不同類(lèi)型的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)可以作為決策樹(shù)的枝杈，具體如下：

1.城市規(guī)劃與更新項(xiàng)目數(shù)據(jù)

對(duì)城市發(fā)展規(guī)劃、舊城改造、交通系統(tǒng)升級(jí)等工程進(jìn)行資料收集。對(duì)這些資料中的城市規(guī)劃理念、方法、技術(shù)等進(jìn)行分析，對(duì)項(xiàng)目中如何做到系統(tǒng)性、科學(xué)性、持續(xù)性等進(jìn)行分析。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)城市規(guī)劃和更新的認(rèn)識(shí)，使其對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施的相關(guān)理論和方法能夠融會(huì)貫通，學(xué)以致用。

2.物質(zhì)與精神文明協(xié)調(diào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)

收集公共建筑、住宅小區(qū)等注重人文關(guān)懷和社會(huì)責(zé)任的建筑工程資料。分析這些項(xiàng)目對(duì)居民生活質(zhì)量和幸福感的提升，如何滿足百姓對(duì)美好生活的需求。引導(dǎo)學(xué)生在注重人文關(guān)懷和社會(huì)責(zé)任感的建筑設(shè)計(jì)中，理解物質(zhì)與精神文明的協(xié)調(diào)，培養(yǎng)學(xué)生的意識(shí)。

3.高效低碳與環(huán)保項(xiàng)目數(shù)據(jù)

采集建筑工程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高效、低碳、環(huán)保，采用新技術(shù)、新材料、新工藝。對(duì)這些項(xiàng)目在節(jié)能減排、資源利用、環(huán)境保護(hù)等方面的做法和取得的成效進(jìn)行深入分析，并結(jié)合實(shí)際，認(rèn)真分析在今后的工程實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的高效低碳環(huán)保意識(shí)。

4.公眾參與與利益協(xié)調(diào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)

收集基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程、社區(qū)改造工程等涉及公眾參與、利益協(xié)調(diào)的建設(shè)項(xiàng)目資料。分析這些項(xiàng)目如何在價(jià)值、利益和公正之間取得平衡，充分考慮各方利益。培養(yǎng)學(xué)生在今后的工程實(shí)踐中能夠有效處理各方關(guān)系，促進(jìn)工程順利實(shí)施的公眾參與意識(shí)和利益協(xié)調(diào)能力。

五、結(jié)語(yǔ)

在總結(jié)國(guó)內(nèi)外土木工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)研究基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)新時(shí)代形勢(shì)，重構(gòu)該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生工具理性與價(jià)值理想的內(nèi)在邏輯。以此邏輯為主線，依據(jù)決策樹(shù)思維，借助中國(guó)建筑等標(biāo)桿企業(yè)數(shù)據(jù)，梳理出培養(yǎng)和踐行建筑現(xiàn)代化城市更新、滿足人民美好生活、建筑施工低碳高效、建筑項(xiàng)目關(guān)注公共參與等迭代目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能動(dòng)性。

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