新形勢下“大土木”專業(yè)課程建設及復合型人才培養(yǎng)模式

羅素蓉 吳愷云 李旭紅

摘要：面對“一帶一路”倡議下的國際新形勢和“雙一流”建設對學科發(fā)展的要求，現(xiàn)有土木工程專業(yè)的教學內容和教學方式，已不能適應土木工程國際競爭力的快速發(fā)展，以及新時代“大土木”工程復合型人才培養(yǎng)要求?；诂F(xiàn)代土木工程多元化和國際化的發(fā)展現(xiàn)狀，以及土木工程專業(yè)高等教育模式存在的“窄口徑”等問題，提出在優(yōu)化學科結構的基礎上，對土木工程專業(yè)課程進行深化改革，在課程內容和教學方式的“共性”和“個性”上尋找平衡點，合理整合課程內容，科學構建課程模塊，拓展專業(yè)學生的國際視野。同時，優(yōu)化教學方式，推進素質教育，提高教師隊伍素質，完善“通專結合”復合型人才培養(yǎng)模式，提高土木工程專業(yè)人才的競爭力。

關鍵詞：“大土木”;專業(yè)課程;課程建設;復合型人才培養(yǎng)

中圖分類號：G6420;TU?文獻標志碼：A?文章編號：1005-2909（2019）06-0013-07

隨著“一帶一路”倡議的推進和實施，中國與沿線國家在工程建設領域的科技交流與合作更加頻繁，也更為廣泛?？鐕献鞯墓こ添椖繑?shù)量逐年增多，對土木工程產業(yè)升級，以及“大土木”背景下土木工程學科建設和發(fā)展提出了更高要求，對土木工程復合型人才的需求更為迫切，國際化人才培養(yǎng)的必要性日益突出。在此背景下，原有的教學體系、教學內容和人才培養(yǎng)模式已不能適應新時代的需求，應以學科建設為基礎，優(yōu)化學科結構，重視科學的交叉融合。土木工程專業(yè)課程建設應打破不同專業(yè)間的教學界限，在人才培養(yǎng)模式上，滿足

日新月異的科學技術對高層次、專業(yè)化、復合型人才的要求，培養(yǎng)具有寬厚專業(yè)基礎的高適應性人才。

一、“一帶一路”倡議背景下現(xiàn)代土木工程的發(fā)展

在“十三五”規(guī)劃的指導下，“一帶一路”建設的實施和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，為土木工程相關行業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的機遇。中國發(fā)展研究基金會、中國對外承包工程商會聯(lián)合發(fā)布的《“一帶一路”國際基礎設施合作白皮書》，對沿線各國基礎設施競爭力進行分析，指出基礎設施是“一帶一路”國家合作的優(yōu)先領域，中國的基礎設施競爭力在全球居于高競爭力范疇，在交通領域的優(yōu)勢尤為明顯。2013—2017年，中國企業(yè)在“一帶一路”沿線國家新簽對外承包工程合同額累計3?629.9億美元，完成營業(yè)額累計2?307.6?億美元[1-2]。另外，2018年“一帶一路”國家基礎設施發(fā)展指數(shù)顯示[3]，“一帶一路”國家基礎設施發(fā)展總指數(shù)創(chuàng)出新高，國際基礎設施建設規(guī)模、增速以及關注度在持續(xù)提升，基礎設施項目的跨國合作熱度有增無減。

因各個國家和地區(qū)行業(yè)相關法律、規(guī)范和標準的不同，以及地理條件、經濟水平和文化背景的差異，土木工程存在明顯的“個性”。此外，土木工程具有很強的綜合性，其中勘察、設計和施工三個建設階段的實施就涉及測量學、力學、混凝土和鋼結構設計、施工技術等不同領域知識的應用，土木工程各專業(yè)領域之間相互交叉、滲透。與此同時，現(xiàn)代土木工程正朝著現(xiàn)代化、多元化和科技化的方向發(fā)展[4]?？茖W技術的快速進步為土木工程的發(fā)展提供了更廣闊的平臺，其不斷分化和縱深發(fā)展也對土木工程信息化和專業(yè)化程度的要求越來越高?，F(xiàn)代土木工程追求高質量、高效率、高經濟效益和可持續(xù)發(fā)展，因此，應結合現(xiàn)代土木工程的特點，以及工程項目國際化的形勢，緊密聯(lián)系生產實際和市場需求，構建新時代背景下的土木工程專業(yè)教育模式。

二、土木工程專業(yè)高等教育模式現(xiàn)狀：忽略專業(yè)課程的共性和個性

目前大部分高校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式具有一定的局限性。自20世紀末以來，受西方發(fā)達國家“通才”教育理念的影響，中國高等教育專業(yè)劃分過細的問題受到關注，國內許多高校陸續(xù)改變帶有蘇聯(lián)痕跡的“專才”教育模式，將相關專業(yè)的課程調整設置為學科基礎課和專業(yè)方向課兩個部分。通過學科基礎課夯實基礎理論，專業(yè)方向課訓練專業(yè)技能。土木工程專業(yè)具有理論性、實踐性和應用性強的特點，在“大土木”背景下如何更好地在“通”與“?！敝g尋取平衡點，目前仍然是需要思考和解決的問題。

土木工程中工民建、路橋、水利等不同專業(yè)分屬不同管理部門，存在較為明顯的行業(yè)分工，以往用人單位更青睞

本行業(yè)的應用型人才。專業(yè)教育長期存在專業(yè)劃分過細的問題，即使同一學科內不同專業(yè)行業(yè)的標準和規(guī)范以及由此編寫的教材均存在一定差異，專業(yè)課程一般也由不同專業(yè)的教研室各自獨立完成教學任務，這種模式不利于復合型人才的培養(yǎng)。應改革培養(yǎng)計劃，設立并均衡通識教育課、學科基礎課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課等不同課程模塊，土木工程專業(yè)教育要向綜合性發(fā)展，從多角度著手，點面結合，在把握培養(yǎng)計劃大方向的同時，著力深化專業(yè)課程的改革，真正打破專業(yè)界限，培養(yǎng)適應新時代、新形勢的土木工程大類復合型人才。

三、不同專業(yè)方向的混凝土結構設計原理課程改革

筆者所在的福州大學土木工程學院土木工程專業(yè)（建筑工程專業(yè)方向、道路與橋梁工程專業(yè)方向、軌道與地下工程專業(yè)方向）培養(yǎng)方案中，通識教育必修課和選修課、學科基礎必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、實踐環(huán)節(jié)模塊的學分，分別占總學分的23.6%、33.0%、12.7%、5.2%、25.5%。其他土木工程類專業(yè)的課程模塊占比也大致相同，如水利工程專業(yè)上述課程模塊的比例分別為23.6%、35.5%、10.9%、6.1%、23.9%?？傊?，土木工程類專業(yè)培養(yǎng)目標較為全面，培養(yǎng)方案中各模塊的設定也較為合理，主要從知識基礎、創(chuàng)新能力、組織協(xié)作能力、繼續(xù)學習能力和國際視野等方面，著力培養(yǎng)土木工程及相關領域的復合型高級工程技術人才。

大處著眼，小處著手。要從根本上推進教育模式的改革，應著力完善專業(yè)課程教材的建設和教學方式的調整。目前專業(yè)課程教材大多是根據(jù)相關行業(yè)規(guī)范來編寫的，如建筑工程專業(yè)方向、道路與橋梁工程專業(yè)方向和水利水電工程專業(yè)方向，主要根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》和《水工混凝土結構設計規(guī)范》等來編寫教材。表1所示是筆者所在學院建筑工程專業(yè)方向、道路與橋梁工程專業(yè)方向和水利水電工程專業(yè)方向必修課混凝土結構設計原理主要內容和每個章節(jié)學時的對比。顯而易見，上述三個專業(yè)方向對該課程重點章節(jié)都安排了較多的學時，并且不同專業(yè)方向的重點章節(jié)知識要點具有一定的共性，例如關于鋼筋與混凝土材料的基本力學性能和共同工作原理是相同的。但在一些細節(jié)知識點上也存在一定的差異，例如在實用設計表達式的表達方式上有很大的不同[5]，建筑工程采用的是《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010），水利水電工程采用的是電力系統(tǒng)的《水工混凝土結構設計規(guī)范》（DL/T5057-2009）和水利系統(tǒng)的《水工混凝土結構設計規(guī)范》（SL191-2008）。水工的DL/T5057-2009標準與建工的GB50010-2010標準，都采用的是以多個分項系數(shù)來表達的概率極限狀態(tài)設計原則，而水工的SL191-2008標準則是在規(guī)定材料強度和荷載取值條件下，采用多系數(shù)分析基礎上以安全系數(shù)K來表達設計的。

目前鋼筋混凝土結構市場非常廣闊，如上所述的專業(yè)界限造成的壁壘可能導致土木工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)范圍受到限制。如水利工程專業(yè)學生畢業(yè)后不一定從事水工項目的工作，卻因所學專業(yè)課的局限性，對建筑工程的行業(yè)要求不甚了解，難以從事建筑工程項目的工作。因此，在對專業(yè)課程全盤綜合考慮的同時，應深入研究和探討具體課程的共性和個性，并進行科學整合，尋求“寬口徑”土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中“通”與“?！钡钠胶?。近年來，已有個別學者對建筑、路橋和水工不同專業(yè)方向之間的規(guī)范特點和結構計算的異同進行比較[6]，探討專業(yè)共性知識點的講解方法[7]，整合編寫專業(yè)課程教材[5]。但是由于土木工程涉及范圍廣的特點，目前對“大土木”工程各個行業(yè)規(guī)范的共性、個性知識點的研究，以及所對應教材的編寫和教學方式的調整

，遠不能滿足新形勢下“大土木”專業(yè)課程改革和人才培養(yǎng)的需求。

四、專業(yè)課程建設改革的推進以及復合型人才培養(yǎng)模式的完善

專業(yè)課程建設改革思路見圖1。深入了解不同行業(yè)規(guī)范所涉及理論知識的異同，重新編寫符合“寬口徑”人才培養(yǎng)要求的土木工程專業(yè)課程教材，并以此為根據(jù)調整教學計劃和教學方式，推進專業(yè)課程建設改革和人才培養(yǎng)模式的完善。同時，在一系列循序漸進的改革過程中，重視課程內容和教學方式“共性”和“個性”的平衡，夯實“共性”基礎，挖掘“個性”潛力，完善“通專結合”復合型人才培養(yǎng)模式。

圖1?專業(yè)課程建設改革思路

（一）對專業(yè)課程內容進行科學性研究及全面整合

1.對不同專業(yè)的相似課程進行整合，加強專業(yè)間的聯(lián)系

首先應對“大土木”中的不同專業(yè)，以及不同類型工程項目的行業(yè)規(guī)范進行全面的了解?！按笸聊尽惫こ讨薪ㄖこ?、道路與橋梁工程、軌道與地下工程、水利水電工程、交通工程、給水排水工程、工程管理等不同專業(yè)或方向，其核心專業(yè)課程具有一定的共性。以建筑工程專業(yè)和水利水電工程專業(yè)混凝土結構設計原理課程為例，如上所述，建筑工程專業(yè)教材主要依據(jù)的是《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010），而水利水電工程專業(yè)教材依據(jù)的是《水工混凝土結構設計規(guī)范》（DL/T5057-2009）和《水工混凝土結構設計規(guī)范》（SL191-2008）。在適用范圍方面，建工的GB50010-2010標準主要適用于房屋和一般構筑物的鋼筋混凝土、預應力混凝土以及素混凝土結構的設計，而水工的DL/T5057-2009標準和SL191-2008標準適用于水利水電工程中素混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土的結構設計。三個標準雖然適用范圍對象有一定差別，但是不同主要構件的基本原理還是具有很大程度的共性。因此，需要從基本原理上深入探討這三個標準之間的內在聯(lián)系和異同點，掌握其在表達和構造規(guī)定方面的異同點，才能對不同專業(yè)相似課程所涉及知識點的“共性”和“個性”有較全面的理解。

其次，在深入了解“大土木”不同專業(yè)相似課程知識的異同點后，可以參考規(guī)范和目前使用教材的知識結構框架，調整

原有的較為封閉和獨立的教材內容，對相似專業(yè)基礎課程的基本原理和表達方式的“共性”和“個性”進行歸納和總結[8]，并在教材中采用例題計算等更為具體的方法加以表達。例如，在混凝土結構設計原理課程中，受彎構件在不同的幾種工程環(huán)境中應采用不同的專業(yè)規(guī)范，所對應的幾種計算表達方法和構造要求也有所不同，若能在教材中提出具體案例，一一列出每一種計算方法，并對其異同點加以說明和驗證，就能使學生對不同工程環(huán)境下受力構件設計原理和計算有更深刻的認識，也能有效拓寬學生專業(yè)理論基礎知識。對于涉及領域甚廣、課程較多的“大土木”專業(yè)而言，應在深入研究總結、科學統(tǒng)籌的基礎上，重新編寫不同工程領域的基礎課程教材，并隨著不同專業(yè)規(guī)范的更新，及時修訂教材。這樣才能有效打破“大土木”專業(yè)界限，有利于學生較全面和系統(tǒng)地掌握專業(yè)基礎知識，為構建“大土木”平臺和實現(xiàn)“土木工程專業(yè)寬口徑”人才培養(yǎng)目標打下堅實的基礎。

2.對同一專業(yè)不同課程相似知識點進行整合，構建課程模塊

通過構建力學系列課程、結構設計系列課程、工程建設系列課程等不同課程模塊，對部分有相似點知識的課程進行整合，將課程內容的重合部分有選擇地進行刪除。對力學相關課程，可以將理論力學、材料力學、結構力學、土力學、流體力學進行整合;對結構設計相關課程，可以將鋼結構、鋼筋混凝土結構、砌體結構、結構抗震等課程進行整合;對工程建設相關課程，可以將土木工程施工、土木工程CAD、建筑信息模型（BIM）、土木工程概預算等課程進行整合[9]。

每一個課程模塊中，將幾門系列課程的內容相互聯(lián)系起來，結合不同課程的重難點，刪繁就簡。例如，將材料力學課程中超靜定部分內容都調整到結構力學課程中作重點講授，將鋼筋混凝土和鋼結構課程中的鋼材基本性能相關內容統(tǒng)一調整到土木工程材料課程中，促進系列課程之間的相互貫通和相互滲透，也避免了重復講授。科學有效地整合課程內容，有利于學生構建合理順暢的知識體系，也節(jié)省了有限的課程學時。

此外，目前中國一些工程規(guī)范對基本原理、公式、參數(shù)的由來缺乏更為詳細的說明[10]，因此可以將這部分內容加入課程模塊中，讓學生對中國規(guī)范所涉及的理論基礎和工程經驗參數(shù)有更為清晰的理解，有利于學生更好地掌握系列課程的基礎知識，也能夠為今后土木工程行業(yè)規(guī)范的編譯和推廣奠定基礎。

3.對比研究國內外行業(yè)規(guī)范和標準，拓展國際視野

將各專業(yè)相關領域國際標準和中國標準的異同點，作為專業(yè)選修課內容增加到課程模塊中。目前中國標準國際化之路從“引進來”到“走出去”，已取得了新的發(fā)展和突破，由起初的翻譯和學習國際規(guī)范，到參考國外先進經驗編制中國規(guī)范，再到編譯英文版的中國規(guī)范并將其推廣到國際工程領域。例如，福州大學土木工程學院近年來承接了大量的建設工程標準翻譯工作，已完成中國多個公路橋梁相關的國家標準和行業(yè)標準的編譯任務[11]。

當然，中國規(guī)范在國際工程中的推廣和應用之路困難重重，機遇與挑戰(zhàn)并存[12]。因此，中國高等教育把“大土木”專業(yè)相關標準國際化需求與國際化人才培養(yǎng)相結合，將

大大有利于中國建設技術標準“走出去”。例如，在課程內容設置上，可以解讀國際標準，還原中國標準編譯的過程;結合具體的國際工程，將國內外的規(guī)范、標準在設計概念和工程應用上的異同點進行對比學習，拓展學生的國際視野，提升中國土木工程行業(yè)以及人才的國際競爭力。

（二）從教學模式、素質教育和教師隊伍等方面，探索復合型人才培養(yǎng)模式

1.豐富教學模式，加強實踐性教學環(huán)節(jié)

以課程內容的改革為基礎，進一步擴大專業(yè)口徑，對核心的專業(yè)基礎課程進行綜合調整，將上述提及的“共性”知識點整合后，把統(tǒng)一教學的課程設定為專業(yè)必修課，把根據(jù)不同專業(yè)“個性”需求所設置的課程確定為專業(yè)選修課。一方面，調整專業(yè)必修課和專業(yè)選修課的學時比例，

打破原有專業(yè)界限，使“大土木”背景下不同專業(yè)學生所學的基礎知識更加寬厚。另一方面結合不同專業(yè)的特點，協(xié)調同一系列課程模塊內不同課程的學時安排，使課程學時安排更加科學合理。此外，合理安排通識教育模塊和專業(yè)教育模塊，豐富通識教育模塊內容，將工程行業(yè)特色融入通識教育模塊中，為更高層次的專業(yè)人才培養(yǎng)奠定基礎?？傊?，從多個角度對教學體系進行調整，豐富教學模式，著力培養(yǎng)厚基礎、寬口徑、通專結合的專業(yè)人才。

加強實踐性教學環(huán)節(jié)，采用先進的教學、試驗設備，將實驗、實習、課程設計與最新科技和最前沿的工程技術相結合，提高實踐教學的現(xiàn)代化水平。將建筑信息模型（BIM）和VR虛擬現(xiàn)實技術融入土木工程設計、施工和運維中，引領行業(yè)的變革。利用BIM技術的可視化特點，以及VR技術交互性強的特點，將BIM技術和VR技術引入土木工程專業(yè)技術人才培養(yǎng)，已成為必然的發(fā)展趨勢[13]。特別是在“大土木”專業(yè)背景下，學生可以更直觀準確地理解不同工程環(huán)境、不同工程階段的具體專業(yè)知識。例如，在混凝土結構設計原理課程中，學生可以通過BIM和VR技術自行設計不同材料性能、不同受力條件下梁、柱、節(jié)點等構件，使其表達不同破壞形式，幫助學生更好地理解混凝土構件的工作原理。在施工組織設計課程中，學生以小組合作方式自主創(chuàng)建BIM模型資源，或是在已知BIM模型上進行VR的場景設計，通過不同施工環(huán)節(jié)的崗位分工完成相應的虛擬場景工作，從而對施工方案的各個環(huán)節(jié)有更切身的體驗。采用交互性強的教學方式，既能使實踐教學更加生動和深入，還能增強學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、動手能力和組織協(xié)調能力。

2.加強素質教育，增設具有新時代土木工程特色的課程

結合現(xiàn)代土木工程的發(fā)展，以及“一帶一路”建設對土木工程行業(yè)高端人才的需求，開設具有土木工程特色的課程，在土木工程人才培養(yǎng)中融入其他國家的國情、政策、法律等方面的知識，這對培養(yǎng)國際化工程人才十分重要?？梢赃x擇在國際工程中與中國交流較為密切的國家，開設與該國工程相關的文化、經濟和法規(guī)課程，并以具體的國際工程為案例，學習國際工程項目管理知識和施工技術，了解國際工程與國內工程的不同之處。

加強校企合作，積極促進高校與企業(yè)間的協(xié)同創(chuàng)新[14]。邀請業(yè)界實踐經驗豐富和專業(yè)技能強的工程師，從企業(yè)對人才需求的角度出發(fā)，參與工程建設系列課程中部分內容的教學。例如，施工組織設計課程最后幾個學時，可由企業(yè)工程師結合最新的BIM技術，對近期的施工設計案例進行講解和操作，并布置相應的實踐作業(yè)，讓學生對最新的前沿技術、最新的工程發(fā)展趨勢和企業(yè)對職業(yè)人才的要求有更準確的了解和把握。此外，還可以定期開設相應的專題課程，以及作業(yè)可自由選擇的選修課，建立校企合作實踐基地，在寒暑假期協(xié)同人才培養(yǎng)，幫助學生掌握現(xiàn)代管理理論和技能，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和職業(yè)素質。

3.提升教師素質，打造跨專業(yè)交叉滲透的教師隊伍

重新整合課程內容和教材、跨專業(yè)拓展課堂的舉措，對教師的綜合素質要求也更高了。教師應有意識地打破原有專業(yè)界限，跨專業(yè)充實自身知識體系，將個人獨立教學轉變?yōu)榭鐚I(yè)緊密合作的團隊教學，

改變填鴨式教學方式，調整較為封閉和獨立的課程內容，以適應“大土木”專業(yè)背景下復合型人才培養(yǎng)的教學需求。

另外，還應著力提高師資隊伍的國際化水平[15]。除了設立教師公派出國項目之外，應鼓勵國內教學團隊與國外知名高校聯(lián)合開展教學研究，豐富教師立體化的知識積累。還可以聘請國外知名教授學者，

以訪問學者、客座教授或者長期任教的形式，合作交流國際工程應用項目和前沿科研項目，以進一步推動師資隊伍的國際化。

五、結語

在國際人才培養(yǎng)競爭日益激烈的新時代，特別是“一帶一路”倡議和“雙一流”建設的實施推進，急需對原有封閉、獨立的教學內容和單一的教學方式進行改革，培養(yǎng)具有適應“大土木”工程背景的復合型專業(yè)人才。通過跨專業(yè)整合多專業(yè)課程內容，拓展課程教材內容，優(yōu)化教學方式，完善人才培養(yǎng)體系，建立高素質的教學團隊，培養(yǎng)“厚基礎、寬口徑、強能力”“通專結合”的復合型人才，為基礎設施建設國際合作和新型城鎮(zhèn)化建設輸送高質量的土木工程師。

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Specialized?curriculum?construction?and?the?training?mode?of

interdisciplinary?talents?of?wide?civil?engineering?under?the?new?situation

LUO?Surong，?WU?Kaiyun，?LI?Xuhong

（College?of?Civil?Engineering，?Fuzhou?University，?Fuzhou?350116，?P.?R.?China）

Abstract：

Under?the?new?international?situation?under?the?One?Belt?And?One?Road?strategy?and?the?requirements?of?the?Double?First-rate?construction?policy?on?discipline?construction，?the?existing?teaching?contents?and?teaching?methods?of?civil?engineering?specialty?in?China?cannot?adapt?to?the?rapid?development?of?the?international?competitiveness?of?civil?engineering，?and?the?requirements?of?the?wide?civil?engineering?on?the?cultivation?of?interdisciplinary?talents?in?the?new?era.?Based?on?the?development?status?of?diversification?and?internationalization?of?modern?civil?engineering?under?the?new?situation，?and?the?existing?problems?of?narrow?caliber?in?the?education?mode?of?civil?engineering?specialty?at?present，?this?study?puts?forward?that?after?the?subject?structure?is?optimized，?the?civil?engineering?major?should?carry?on?the?deepening?reform?to?the?curriculum?construction，?its?curriculum?content?and?the?teaching?way?need?to?find?the?balance?between?the?commonness?and?the?individuality，?set?up?the?curriculum?content，?construct?curriculum?modules?and?expand?international?vision.?Meanwhile，?enriching?teaching?methods，?developing?quality?education?and?improving?the?quality?of?teachers?can?improve?the?combination?of?general?and?specialized?compound?talent?training?mode?and?enhance?the?competitiveness?of?civil?engineering?professionals.

Key?words：??wide?civil?engineering;?specialized?curriculum;?curriculum?construction;?training?of?interdisciplinary?talents

（責任編輯?王?宣）