基于全壽命周期土木工程專業(yè)教學方法探討

郭慶軍　強譞　趙敏

摘要：針對土木工程行業(yè)缺乏“全產(chǎn)業(yè)鏈式”復(fù)合型人才的現(xiàn)狀，結(jié)合全壽命周期思想，從全壽命周期理論、全壽命周期方法、全壽命周期應(yīng)用三個方面，對工程實踐、專業(yè)教育、系統(tǒng)思維提出了相應(yīng)建議，通過完善課程體系、推進畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合、有效對接行業(yè)需求等方法，促進土木工程專業(yè)教學質(zhì)量的不斷提升，培養(yǎng)土木工程專業(yè)“全產(chǎn)業(yè)鏈式”的復(fù)合型人才。

關(guān)鍵詞：全壽命周期；全產(chǎn)業(yè)鏈；土木工程專業(yè)

中圖分類號：G6424；TU-4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）02-0001-04

隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，中國經(jīng)濟從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動，對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和提升人才綜合素質(zhì)的要求日益迫切，引發(fā)了對人才培養(yǎng)模式的改革。以質(zhì)量提升為宗旨，適應(yīng)行業(yè)新發(fā)展，構(gòu)建“全產(chǎn)業(yè)鏈式”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)綜合能力強的應(yīng)用型人才成為行業(yè)迫切需求。

近年來，相關(guān)學者在土木工程專業(yè)與注冊執(zhí)業(yè)資格考試、工程教育改革方面進行了

有益的探索[1-2]。筆者以全壽命周期思想為理論基礎(chǔ)，對土木工程專業(yè)教育、工程實踐進行探討，提出構(gòu)建“全產(chǎn)業(yè)鏈式”的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新形勢。

一、土木工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

自1861年洋務(wù)運動起，中國土木工程高等教育發(fā)展經(jīng)歷了150多年的歷史。設(shè)置土木工程類專業(yè)的院校非常多，據(jù)不完全統(tǒng)計，到2010年為止，全國共有400余所大學設(shè)立土木工程專業(yè)，在校生30余萬人[3]。當前，土木工程專業(yè)知識體系已較為完善，主要包含基礎(chǔ)知識體系、專業(yè)知識體系和實踐體系三大模塊。

土木工程專業(yè)在教學改革方面呈現(xiàn)以下特點：結(jié)合中國教育改革方向，對土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)方式予以調(diào)整；加強高校特色專業(yè)的建設(shè)，強化師資力量與教學質(zhì)量；適應(yīng)信息化發(fā)展，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學等校內(nèi)資源實施教學；增加實踐課程的學時，做到理論與實踐同步教學、同步應(yīng)用。這些舉措已在土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)教學和實踐教學中得到廣泛應(yīng)用，并取得了一定的成果。

與此同時，教學信息缺乏溝通和共享，教學反饋不及時，教師注重自身所授課程的教學和考核情況，忽視學生全壽命周期思維的培養(yǎng)；課程之間的銜接不夠有效，不同教師的培養(yǎng)標準和教學要求存在差異，未能形成全壽命周期的方法體系；教學安排中系統(tǒng)性實踐教學欠缺，實踐更傾向于針對某一門具體課程，而對于安排全壽命周期實踐活動力度不夠。

當前，建筑業(yè)及房地產(chǎn)業(yè)增速放緩，標志著增量時代向存量時代過渡，學生就業(yè)壓力增大。土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)以專業(yè)技術(shù)為核心，強調(diào)系統(tǒng)分析綜合能力，以及“大工程觀”和全壽命周期視野培養(yǎng)，應(yīng)該是服務(wù)于建設(shè)項目全過程的“全產(chǎn)業(yè)鏈式”培養(yǎng)。因此，基于全壽命周期視角下土木工程專業(yè)教學內(nèi)容改革，涉及理論課程的有效銜接、實踐能力的綜合訓(xùn)練以及系統(tǒng)思維的培養(yǎng)，可以從課程設(shè)置、實踐基地建設(shè)、畢業(yè)設(shè)計等方面進行嘗試。筆者所在學校根據(jù)行業(yè)需求，以實踐能力培養(yǎng)為重點，完善實踐教學體系；實施“合作、共享、雙贏”的培養(yǎng)，建立校企合作長效機制；實踐“伙伴（Partnering）合作”的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，構(gòu)建專業(yè)間分工協(xié)作機制，從而較好地實現(xiàn)了“全產(chǎn)業(yè)鏈式”的人才培養(yǎng)。

二、全壽命周期視角下土木工程專業(yè)教學模式的構(gòu)建

土木工程專業(yè)就業(yè)范圍涉及到工程項目的各個階段，包括前期決策階段、設(shè)計階段、施工階段、運行階段，甚至拆除階段，這與全壽命周期的理念極為吻合。而對于現(xiàn)代土木工程專業(yè)而言，僅從基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和實踐環(huán)節(jié)三個模塊培養(yǎng)學生遠不能適應(yīng)實際工程對人才的要求，也不能較好地培養(yǎng)學生系統(tǒng)、創(chuàng)新地完成一項工程任務(wù)的綜合能力，因此，在教學過程中培養(yǎng)學生的全壽命周期意識十分關(guān)鍵。

傳統(tǒng)意義上的全壽命周期指的是工程全壽命周期，它包括工程從構(gòu)思到結(jié)束（被拆除）的全部時間[4]。而在土木工程專業(yè)教學模式中引入全壽命周期思想，利用現(xiàn)有的教學資源，從課程、考試、畢業(yè)設(shè)計、實習和就業(yè)等方面對學生進行全過程、系統(tǒng)性培養(yǎng)和訓(xùn)練。全壽命周期思想不僅僅局限于工程，更是一種理念，它所涉及的是教學內(nèi)容的多個方面，讓學生在最初接觸土木工程專業(yè)時就開始建立全壽命周期意識，并將這一理念貫穿于學習和以后的工作中。結(jié)合全壽命周期理念和土木工程專業(yè)的教學模塊，可以構(gòu)建出土木工程專業(yè)的教學模式，如圖1所示。

（一）全壽命周期理念

傳統(tǒng)土木工程思維在實際工程的價值觀和目標體系的建立等方面存在一定的局限性，這對于解決現(xiàn)階段工程的實際問題還遠遠不夠。全壽命周期理念是從土木工程專業(yè)培養(yǎng)模式的目標定位和教學局限性出發(fā)，將土木工程思維進行系統(tǒng)化的過程[5]。在土木工程專業(yè)教學中提出全壽命周期理念的重要意義，旨在為土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供一種新思維，為土木工程專業(yè)教育改革提供一種參考方法。

在教學環(huán)節(jié)中，應(yīng)重視全壽命周期理念在基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識上的拓展，使學生形成“大土木”的意識。及時調(diào)整人才培養(yǎng)計劃，以順應(yīng)現(xiàn)階段對復(fù)合型人才的需求，為人才培養(yǎng)賦予新的內(nèi)涵，并使之可持續(xù)發(fā)展。如可增設(shè)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、專業(yè)發(fā)展趨勢、執(zhí)業(yè)資格導(dǎo)論、工程倫理等課程?！按笸聊尽币庾R是土木工程專業(yè)學生具有全壽命周期理念的一種體現(xiàn)，培養(yǎng)學生的“大土木”意識，是培養(yǎng)學生的專業(yè)整體性和系統(tǒng)性意識。除了專業(yè)系統(tǒng)的理論教學外，還可通過組織學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、企業(yè)綜合實踐、BIM模擬等方式，有計劃地實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、工學（工作+學習）結(jié)合實踐活動、多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計等，逐步培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性思維。

（二）全壽命周期方法

全壽命周期方法通過專業(yè)教育的手段來實現(xiàn)。專業(yè)教育階段主要是傳授科學技術(shù)課程知識的階段，以往的培養(yǎng)模式較為單一，忽略了專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系。專業(yè)教育的全壽命周期方法旨在提倡發(fā)展學生的多元化能力，使學生在學習專業(yè)課的過程中能夠結(jié)合全壽命周期的思想，從多角度、全方位提升對專業(yè)知識的理解能力。將學科知識分為基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、綜合能力和創(chuàng)新能力四個漸進階段，融入高等教育全過程，并將專業(yè)知識和專業(yè)技能分層、分步浸潤于學科體系，滲透于各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)[6]。學生通過多維度、多層次的課程學習，建立學科知識之間的聯(lián)系，在不斷教育和培養(yǎng)的過程中，使其專業(yè)能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力等綜合能力不斷積累發(fā)展，逐步得到提高。

與此同時，結(jié)合全壽命周期的專業(yè)技術(shù)教育也對教師提出了更高要求。作為教學的主體，教師自身專業(yè)能力直接影響學生的質(zhì)量，為此，教師應(yīng)不斷更新專業(yè)知識體系和專業(yè)教育理念，熟悉專業(yè)發(fā)展趨勢和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，如慕課教學、虛擬仿真實踐教學等?？偠灾瑢I(yè)教育的全壽命周期培養(yǎng)模式應(yīng)以提升學生的專業(yè)綜合能力為總體目標，結(jié)合全壽命周期思想與理論基礎(chǔ)同步進行，促進學生多層次、多元化發(fā)展。

（三）全壽命周期應(yīng)用

全壽命周期應(yīng)用涉及工程策劃、投融資管理、勘察設(shè)計、施工建造、運營維護等過程，而實踐培養(yǎng)主要包括實驗、實習和畢業(yè)設(shè)計三個部分。傳統(tǒng)培養(yǎng)方式將這三部分課程內(nèi)容分階段、分模塊進行，無形之中切斷了三者之間的內(nèi)在聯(lián)系。以全壽命周期的實踐培養(yǎng)，通過全方位（土建多專業(yè)聯(lián)合設(shè)計）、全過程（大學期間多個課程設(shè)計圍繞一個大課題）、全員（全壽命周期畢業(yè)設(shè)計課題團隊化，每人負責一個階段，如施工組織設(shè)計，但與前后階段又有聯(lián)系）方式，將實驗、實習和畢業(yè)設(shè)計分層次、開放性地融入高等教育的教學過程中，實現(xiàn)“實踐培養(yǎng)不斷線”[7]。通過不間斷實施產(chǎn)學結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，使得實踐教學更加系統(tǒng)化、一體化，從而較好地構(gòu)建“認知—實驗—實習—總結(jié)”的實踐教學體系。在課程教學過程中實行以“認知和實驗”為目的的理論教學；課程教學之后融合以“實習和總結(jié)”為目的的實踐訓(xùn)練，將學生安排到工程項目實踐中，實現(xiàn)“認知—實驗—實習—總結(jié)”四者之間的有機結(jié)合。改進的教學模式有利于根據(jù)不同層次的學生需求，采取靈活的教學方式安排教學內(nèi)容，更有利于培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和專業(yè)綜合素養(yǎng)。

全壽命周期教學環(huán)境下的實際工程是課程關(guān)聯(lián)的載體，包括課程模塊和單一課程，僅通過書本、理論教學進行知識傳遞，很難將分散的知識有機結(jié)合，通過工程實踐，能實現(xiàn)各門課程知識的相互關(guān)聯(lián)，提高學生對知識的獲取、運用、共享與傳播的效率，培養(yǎng)學生工程策劃、投融資管理、工程設(shè)計、工程施工、運營管理等基本能力，延伸土木工程專業(yè)人才在“全產(chǎn)業(yè)鏈”的就業(yè)范圍。

三、基于全壽命周期思想的教學改革建議

（一）完善課程體系

當前產(chǎn)業(yè)環(huán)境對土建人才提出了更高要求，以提升學生建設(shè)工程全壽命周期執(zhí)業(yè)能力為目標的土木工程課程體系改革，應(yīng)以專業(yè)評估、相關(guān)執(zhí)業(yè)資格要求為依據(jù)，構(gòu)建本專業(yè)職業(yè)能力大綱，設(shè)計以培養(yǎng)注冊工程師執(zhí)業(yè)資格人才為目標的課程體系，通過課程與能力大綱的映射矩陣，完善課程體系。通過核心課程再造、課程關(guān)聯(lián)、動態(tài)調(diào)整、教學組織、師資建設(shè)等方式，保證課程體系的順利實施。

通過推進土木工程專業(yè)評估，促進專業(yè)遵循教育規(guī)律，明確專業(yè)辦學思路，加強教學基本建設(shè)，強化教學管理，深化教學改革，完善教學條件，全面提高專業(yè)教學質(zhì)量。此外，還可加強高校與國內(nèi)外行業(yè)協(xié)會的合作，如中國土木工程學會、美國土木工程師協(xié)會、英國皇家特許建造師協(xié)會等，合作內(nèi)容包括培養(yǎng)方案設(shè)計、教學大綱編寫、學生實踐指導(dǎo)、專家講座、課程認證和專業(yè)課師資培訓(xùn)等。同時，在大學課程考試中，可適當增加執(zhí)業(yè)資格考試的內(nèi)容，并根據(jù)每年執(zhí)業(yè)資格考試的大綱和試題進行更新，使其具有及時性和有效性。如增加環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展[3]、綠色施工、特許經(jīng)營管理辦法等內(nèi)容。

在此基礎(chǔ)上，可進一步推進土木工程專業(yè)認證的國際化，尤其是重點院校和以土木工程專業(yè)為特色院校的專業(yè)課程體系認證的國際化，如RIBA（英國皇家建筑協(xié)會）和JBM（聯(lián)合仲裁人委員會）的課程體系認證。學生在這些院校畢業(yè)后可自動獲得RIBA或JBM認證的學生證書，并可在從事相關(guān)工作若干年后轉(zhuǎn)為專業(yè)會員[6]。

（二）推進畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合

畢業(yè)設(shè)計階段是教學過程的收尾階段，是一種針對理論教學所做的總結(jié)性實踐教學環(huán)節(jié)。各高校畢業(yè)生所做的畢業(yè)設(shè)計流程大都一致，且由學生獨立進行并完成最終答辯。結(jié)合全壽命周期的思想，可將學生按照工程項目的不同階段分為若干組，每組完成一個大課題，涉及項目的可行性研究、勘察設(shè)計、施工、運營管理等，每個學生各負責某一階段具體工作并開始著手畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計過程中，組內(nèi)成員可以相互討論完成設(shè)計報告，最終的匯報工作以小組為單位進行。這種培養(yǎng)模式更貼近工程實際，也有利于培養(yǎng)學生的團隊合作精神和全壽命周期意識。學院采取多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，在土木工程專業(yè)同方向聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計+施工+造價管理）、不同方向聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計（建筑工程+交通土建+巖土地下）的基礎(chǔ)上，以學生“大工程觀”培養(yǎng)為目標，實施土木工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、給排水科學與工程三個專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計。以綜合建筑工程設(shè)計內(nèi)容為對象，搭建聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計信息共享平臺，構(gòu)建目標、過程、任務(wù)三層次設(shè)計流程，建立多專業(yè)分工協(xié)作機制，重構(gòu)設(shè)計成果評價體系，從而使學生溝通協(xié)作能力和“大工程觀”意識得到加強，專業(yè)間相互配合能力得到訓(xùn)練。

（三）有效對接行業(yè)需求

土木工程專業(yè)的教學依據(jù)是專業(yè)指導(dǎo)規(guī)范和行業(yè)技術(shù)規(guī)范，規(guī)范的變化意味著教學內(nèi)容將會隨之調(diào)整，教學過程中要實時關(guān)注前沿的研究成果，掌握行業(yè)最新動向，突顯教學內(nèi)容的時代特征，做到教學理論知識、應(yīng)用方法、專業(yè)技術(shù)與當前行業(yè)發(fā)展保持一致。此外，還應(yīng)對教學內(nèi)容進行重組和整合，合理地調(diào)節(jié)“高標準”與“少學時”之間的沖突，

使之能夠?qū)χR面的擴展和綜合能力的提升起到促進作用。

土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標，是在真實的環(huán)境與團隊中，熟練應(yīng)用基礎(chǔ)性的技術(shù)和專業(yè)知識解決工程問題，成為能夠從事全壽命工程的專門人才[8]。結(jié)合全壽命周期的理論，教學中不僅僅傳授基本的專業(yè)知識，而且有必要進一步提高學生在工程實際中的綜合能力運用，即土木工程類人才培養(yǎng)應(yīng)服務(wù)于建設(shè)項目全壽命周期。對于復(fù)合型人才的培養(yǎng)并非獨立進行，應(yīng)體現(xiàn)在教學的各個環(huán)節(jié)和各個方面，要充分調(diào)動教學雙方的主觀能動性，全面利用校內(nèi)實驗室、校外實踐基地等教學條件，全方位、多角度提升土木工程專業(yè)學生的綜合素質(zhì)能力。同時，專業(yè)課的教學可以結(jié)合工程案例進行，提高學生綜合應(yīng)用課程知識解決實際問題的能力。對課程設(shè)計、實習、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)著重強調(diào)連通性和連貫性，強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)與工程實際的緊密結(jié)合。

實踐教學體系實施過程中可進行過程監(jiān)控、效果評價和保障體系建設(shè)，如暑期實習突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案、大學生實習保險制度等，引入PDCA管理思想，通過企業(yè)回訪、學生反饋等途徑，不斷完善實踐教學設(shè)計，以適應(yīng)行業(yè)需求變化。以學生實習為主線，實踐能力提升為理念，實施“合作、共享、雙贏”校企培養(yǎng)模式。該模式通過組建校企共同體，搭建深度合作的大學生實踐基地、研究生創(chuàng)新教育基地、企業(yè)技術(shù)管理人員培訓(xùn)基地、工程技術(shù)合作研究中心、教師企業(yè)掛職實踐五個平臺，共享雙方人才、設(shè)備、成果等優(yōu)勢資源，形成校企合作長效機制。在該機制引導(dǎo)下，通過長期戰(zhàn)略協(xié)作與短期合同合作的形式，建立了一批相對穩(wěn)定、互惠互利、多功能、松耦合的不同層次校外實踐教學基地，滿足了實踐教學對基地數(shù)量和質(zhì)量的要求。以點帶面，與多家企業(yè)合作，建設(shè)了一批不同層次的校外實踐基地。積極組織學生參與科研和校企合作項目，將理論知識應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計和相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)中，完善土木工程專業(yè)教學內(nèi)容。學生通過在實踐基地頂崗實習，職業(yè)能力得到認可，就業(yè)途徑得到擴充，就業(yè)層次得到提升。

四、結(jié)語

培養(yǎng)“全產(chǎn)業(yè)鏈式”復(fù)合型人才是適應(yīng)當前建筑領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的需要，對提升學生全面發(fā)展能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有重要作用。通過分析土木工程專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及存在的主要問題，以全壽命周期理論為指導(dǎo)，從全壽命周期的理念、方法和應(yīng)用出發(fā)，構(gòu)建了土木工程專業(yè)的教學模式，提出了完善課程體系、推進畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合、有效對接行業(yè)需求等教學改革建議，以期為土木工程專業(yè)教學和人才培養(yǎng)提供參考和借鑒。參考文獻：

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（編輯 梁遠華）