摘" 要:文章從新工科建設發展戰略出發,以學生為中心,以西部乃至全國建筑行業的智能建造為導向,構建人才培養長效引導機制;以課程改革、課堂教學模式改革、創新創業教育為抓手,增設智能建造相關教學內容及教學資源;創造“新工科+”傳統土木工程專業發展新動能,實現傳統土木工程專業的改造升級;構建特色化人才培養模式強化產教融合、學科專業交叉融合、科教融合,培養專業基礎扎實、創新創業和實踐能力強的高素質復合型創新人才。通過重塑人才培養方案、重構專業課程體系、強化創新創業教育、增強校企合作四個路徑形成具有明顯特色的土木工程專業雙創人才培養模式。
關鍵詞:新工科;土木專業;人才培養,創新創業,智能建造
中圖分類號:G642" " 文獻標識碼:A" " 文章編號:1673-7164(2025)07-0193-04
新一輪工業和科技革命興起,各行業都面臨產業轉型升級的機遇與挑戰,傳統土木工程也不例外。[1]隨著高考制度的改革,各省份先后公布高考改革實施方案,2024年起,甘肅省實行“院校專業組”平行志愿投檔錄取模式,這種模式下專業競爭更加激烈。近三年,土木專業受建筑行業影響,招生遇冷,總體上分數線下降較多,專業招生人數也在減少。受限于基礎學科的緩慢發展以及計算機、人工智能、芯片制造等新工科的迅速崛起,傳統工科的熱度逐漸回落,[2]專業發展受到很大的挑戰。面對專業發展困境,進一步全面提高人才培養質量更為重要,提升人才培養質量,核心是提高學生創新創業能力,開展創新創業教育是服務于創新型國家建設的重大戰略舉措,是深化教育改革、培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑,是專業建設和發展的落腳點和基礎,同時也是促進我國創新型國家建設的有效途徑。
本研究分析土木專業受冷的原因,主要有以下幾點:房地產為代表的建筑行業下滑,因房地產行業的不景氣導致相關上下游行業的整體環境變差,行業下行導致崗位減少是土木專業遇冷的原因之一。傳統工科已經落后于現代技術的發展,智能化、數字化的新工科才是未來發展的方向。建筑業轉型升級是實現可持續發展的必由之路,隨著科技進步,工程建造必然邁向智能建造,而智能建造將引發建筑業的變革,促進建筑產品形態向“實物+數字+智能”產品的轉變。在建筑業數字化轉型升級過程中,培養適應產業變革需要的智能建造專業人才迫在眉睫。以“人工智能、大數據、物聯網、云計算”為代表的新一代信息技術,隨著新一輪技術科技革命的興起,對工科建設提出了新的要求和挑戰,與傳統的工科教育相比,新工科對工程教育提出了新的要求與內涵,需要學生具備較強的工程實踐能力、創新能力、綜合素質和國際競爭力。[3]
發展新經濟、新業態要求工科專業布局面向未來;發展新經濟、新業態要求工程專業人才具備更高的創新創業能力和跨專業的綜合能力;發展新經濟、新業態要求工程教育培養模式更加多樣化和個性化。[4]各大高校不斷推進對創新創業教育的改革創新,不僅對以往的教育定位進行了革新,還對過去的人才培養模式進行了創新,并不斷加強對相關機構平臺的交流合作,提升大學生創新創業教育的有效性。[5]
一、土木專業創新創業教學理念
當今世界,創新成為引領發展的第一動力,創新能力成為國家競爭中贏得勝利的決定性力量。黨的二十大報告指出,高質量發展是全面建設社會主義現代化國家的首要任務。實現高質量發展,創新創業具有重要戰略地位。新時代所需的創新創業人才要“可堪大用、能擔重任”,不僅需要具備強烈的創新創業意識和高超的創新創業能力,還應具有深厚的家國情懷、高度的社會責任感、使命感、高尚的職業道德。當前,高校亟須培養一批高素質創新創業人才,提高我國的國際競爭力,推動經濟社會高質量發展。
新工科建設發展戰略,以學生為中心,以西部乃至全國建筑行業的智能建造為導向,課堂教學融入思政元素,構建人才培養長效引導機制。以課程改革、課堂教學模式改革、創新創業教育為抓手,以立德樹人統領人才培養全過程,通過跨學科工程教育、學科產業融合教育、促進數字化教學模式升級,完成傳統工科專業升級改造,促進教育鏈、人才鏈與產業鏈、創新鏈的有機銜接和深度融合;增設智能建造相關課程,優化教學內容,建立信息化、數字化教學資源;構建人才培養模式強化產教融合、學科專業交叉融合、科教融合,培養專業基礎扎實、創新創業和實踐能力強的高素質復合型創新人才;通過重塑人才培養方案、重構專業課程體系、強化創新創業教育、增強校企合作四個路徑形成具有明顯特色的土木工程專業雙創人才培養模式。確定具有明顯特色的西部高校土木專業創新人才培養目標,著力構建多學科交叉復合型工程科學和技術人才培養體系。
二、 土木專業創新創業人才培養模式
根據目前創新創業教育質量不高、某些環節教師不夠重視以及模式比較單一等問題,緊密結合國家的“卓越工程師計劃”和專業認證標準等,結合學校和專業實際,建立以學生為中心、面向新經濟、富有特色的雙創人才培養模式。
(一)優化專業人才培養方案
修訂土木專業人才培養方案將“能在建筑工程、巖土與地下工程等土木工程領域從事勘察、設計、施工、管理等工作”修改為“能在建筑工程、巖土與地下工程、土木工程材料與智能建造等土木工程領域從事勘察、設計、施工、管理等工作”,體現了人才培養面向未來,未來行業的發展趨勢為智能化、信息化、工業化;培養智能建造技術人才是行業發展的必然要求。
2022年,住房和城鄉建設部在《“十四五”建筑業發展規劃》中明確提出“建筑工業化、數字化、智能化水平大幅提升”。[6]根據行業發展未來趨勢,通過設置專業個性化選修課,培養智能建造人才。在課程體系中增加土木工程防災減災、智慧建造概論、裝配式建筑深化設計、智能建筑深化設計、智能傳感技術及大數據處理、工程智能施工機械與機器人等課程,跨專業選修課增加無人機攝影測量技術、可持續發展與水資源利用、BIM技術及應用、綠色建筑與可持續發展、智慧交通等課程。
新增土木工程材料方向,培養方案在專業必修課里設置了材料方向的相關課程:材料研究與測試方法、混凝土學、材料工程基礎、材料物理化學、膠凝材料;在特色選修課中增加了固體廢棄物資源化、瀝青與瀝青混合料里等課程;在專業個性化選修課中增設了建筑節能技術與節能材料課程。
(二)構建土木專業特色創新人才培養模式
創新土木工程“四線貫穿”復合型雙創人才培養模式,提升高級專門人才培養質量?!八木€貫穿”指工程實踐貫穿人才培養全過程、思政素質教育貫穿人才培養全過程、企業導師指導貫穿人才培養全過程、創新創業教育貫穿人才培養全過程;“工學交替”指學校學習和企業崗位學習交替。加強工程實踐,與多家企業達成產學研合作企業,加強學生實踐環節(認識實習、生產實習、畢業實習)管理;每年聘請企業導師;建設智能建造創新中心,制定《創新創業學院智能建造創新中心管理辦法》等。
建設層次清晰、結構合理,多元化的專業課程群。按照工程教育認證理念,將BIM技術、物聯網技術、裝配式建筑技術、虛擬仿真技術、智慧工地管理等新技術、新規范融入課程標準和教學內容,產教融合開發專業群課程標準、線上課程和“校企共建、多方共享”的“互聯網+”優質教學資源和教學平臺。
聚焦智能建造的發展趨勢,對標現代建設工程項目管理、項目施工的崗位工作能力,校企合作共同制訂符合“產教融合應用型課程體系”要求的課程標準。堅持工學結合,根據能力遞進層次關系和職業成長規律,課程體系深度融入崗位職業技能等級認證標準、崗位標準,持續開發課程標準,滿足精準化教學需要。
國家和區域創新創業生態系統的建構及知識和創新經濟的發展,除了需要創新創業型大學,還需要具有創新與創業精神的政府、 企業以及其他專業性組織的共同參與。[7]與中國建筑科學研究院北京構力科技有限公司、北京盈建科軟件股份有限公司、甘肅省科工建設集團有限公司等知名企業擬成立產業學院開展深度合作。探索校企深度融合,共同制訂和實施人才培養方案新模式。對接建造產業發展和行業企業需求,推進校企合作協同育人,在制訂人才培養方案、開發課程、教材建設、組建教學團隊、建設實訓實習平臺、完善人才培養質量標準等方面大力開展合作,推動產教深融和校企緊密合作。
(三)探索智能建造專業創新人才培養模式
圍繞土木工程國家一流專業建設,探索人工智能、信息技術、大數據等交叉融合,形成智能建造專業人才培養方案和課程體系。結合信息化技術,不斷加強教育教學改革,探索線上線下、虛實結合的混合式教學模式。通過“請進來-走出去”的模式,不斷加強智能建造專業師資隊伍,邀請多位專家為全專業教師開展智能建造相關培訓,并委派多位教師參加智能建造相關師資培訓。借助學校創新創業學院平臺,開設智能建造創新實驗班,探索智能建造創新人才培養模式。不斷加強與企業的合作,通過引進企業導師進入實踐、理論課堂,不斷探索校企合作育人模式。在學校紅柳一流特色優勢專業建設項目的支持下,建設智能建造教學中心,并共建實習基地,為智能建造專業實踐教學搭建平臺。蘭州理工大學2022年申請、2023年獲批建設新工科智能建造本科新專業,該專業也為甘肅省首個建設的智能建造專業。
三、土木專業創新創業人才培養模式評價機制研究
本研究進一步完善基于“課堂教學”“實踐教學”“學科競賽”“科研創新”為評價的全方位創新創業人才培養評價機制。
(一)立足立德樹人,做好課程再設計
推進課程信息化教學改革,堅守“為黨育人、為國育才”初心使命,把立德樹人融入思想道德教育、課堂教學、實踐教育,體現到教學體系各個環節,培根鑄魂、啟智潤心,明確專業課程的思政育人地位,使專業課程成為思政教育的重要載體,根據專業課程的性質和特點,引導專業課程充分發揮統合育人功能,實現知識傳授和價值引領的有機結合。在教學設計及教學實施中,深入挖掘課程蘊含的思想政治教育元素,構建課程達成目標中強化育人導向。如在個性化選修課中,增加“結構美學”等課程,通過專業課程和美學課程的結合,引導學生樹立正確的審美觀念。
借助學校提供的網絡教學平臺,積極開展SPOC等網絡教學資源建設,推動“互聯網+高等教育”新形態信息技術與教學過程融合,理論課程開展線上線下相結合的混合式教學模式改革,實踐課程開展體驗式教學模式改革。依托超星泛雅和智慧樹平臺,“鋼結構設計原理”于2023年獲批國家級本科一流課程建設項目。
(二)加強實踐教學,建立虛實結合新形式
積極主動推進產學研深度融合,先后與多家企業簽訂了校外實習基地協議,每個企業均配有高級技術職稱的兼職導師作為企業與學院聯合培養學生的技術人員。校外實習基地主要用于學生的課程實習、認識實習、生產實習和畢業實習。
借助社會資源及校友資源,與當地建筑企業深入溝通合作,利用多媒體計算機技術、計算機仿真技術,共建虛擬仿真實訓基地及實踐教學平臺,進一步探索虛擬仿真賦能專業教學的新思路、新模式、新機制。與企業深度合作,將企業前沿技術和現場實踐相互補充,建立一套完整的虛實相結合的實踐教學體系,將建設培養具有較高工程素質和實踐創新能力的高級專門人才的目標落到實處。
學校2023年建設智能建造實驗中心,該中心建設主要緊密結合建筑企業和市場需求,通過土木工程、自動化、機械制造等多專業融合交叉,建設建筑信息化、智能化教學平臺,與西北地區知名的建筑企業進行合作建設實踐培養基地,培養掌握土木工程基礎理論和信息化、智能化技術的高級技術性人才,要求學生掌握傳統建筑工程的基本理論和基本技能,同時注重與智能建造相關信息化及智能化的現代應用技術能力培養,從而為西部建筑智能化培養高技術人才。并且增加智慧工地及裝配式結構深化設計的相關軟件平臺,讓學生了解智慧工地及裝配式結構的深化設計的相關內容;增加紅瓦建模大師、PKPM-PC 裝配式建筑設計軟件等。2023年建設虛擬仿真創新中心,建立微軟混合現實(MR場景)教學系統。
(三)通過學科競賽、科研創新訓練,培養學生創新能力
以學科競賽為載體,探索項目式教學,推動專業實踐教學改革。學科競賽是考查學生應用基本理論知識解決實際問題能力的比賽,也是培養學生創新意識、創新精神和團隊合作精神的重要途徑。學生參與到整個競賽過程,以理論知識體系為基礎,綜合運用所學的理論知識,能夠鍛煉工程意識,培養團隊精神、創新能力、組織能力。
加強科研創新訓練過程性管理,建立“導師四年連續指導”新模式。為了更好地進行科研創新訓練計劃,達到培養學生科研能力,培養創新人才的目的,加強過程性管理,為學生提供科研訓練平臺,培養學生科研意識和團隊合作精神,提高科研素養和實踐創新能力,為培養高素質創新型人才奠定良好基礎。積極組織學生進行創新思考,并召開研討會,這不僅培養了學生的創新能力,也提升了學生的綜合能力。
四、結語
學校要以學生創新能力的培養為核心,創新教學模式,全面提高學生的創新意識、協作能力,大力提倡和實施創新教育,突出當代學生創新精神的培養,真正培養出與時代潮流相適應的、具有創新意識和創新能力的高素質人才,進而提高整個民族的創新素質。同時,更要培養學生的創新意識、創新思維、創新能力、創新個性,樹立正確的教育理念,建立適應專業發展的人才培養模式和建立相應的評價體系,構建具有校本特色的雙創路徑,切實提高創新人才培養質量,進一步增加專業的核心競爭力和實力。
參考文獻:
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(責任編輯:楊毅恒)