土木工程研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索

邵永健 毛小勇 趙寶成 孫國華

[摘要]在分析蘇州科技大學(xué)土木工程專業(yè)全日制碩士研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不足原因的基礎(chǔ)上，以問題為導(dǎo)向。以科研項(xiàng)目、工程項(xiàng)目、創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競賽為四元，構(gòu)建了校企協(xié)同的土木工程研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用，取得了江蘇省研究生培養(yǎng)模式改革成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、江蘇省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文、江蘇省優(yōu)秀研究生工作站、華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)、中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)、七項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和十五項(xiàng)江蘇省研究生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。

[關(guān)鍵詞]校企協(xié)同;四元驅(qū)動(dòng);土木工程研究生;實(shí)踐能力;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式

[中圖分類號(hào)]G643

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-3437（2020）03-0161-04

土木工程實(shí)踐性、綜合性和發(fā)展性的基本屬性決定了土木工程專業(yè)研究生除應(yīng)具有相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)外，更應(yīng)具備良好的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合協(xié)調(diào)能力。隨著“一帶一路”建設(shè)、京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展等重大國家戰(zhàn)略的實(shí)施，高鐵工程、高速公路工程、海洋建設(shè)工程、工業(yè)與民用建筑等土木工程不僅建設(shè)規(guī)模大，而且建筑的高度不斷被刷新（上海中心大廈），橋梁的規(guī)模不斷被突破（港珠澳大橋），各種復(fù)雜工程不斷出現(xiàn)，需要持續(xù)研發(fā)工程建設(shè)需求的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，以適應(yīng)和引領(lǐng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展?？梢?，國家基本建設(shè)需要大批實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)的土木工程專業(yè)研究生，然而現(xiàn)階段蘇州科技大學(xué)（以下簡稱“我?！保┩聊竟こ萄芯可膶?shí)踐能力和創(chuàng)新能力不足。

一、研究生能力不足的原因及其表現(xiàn)

目前，全日制碩士研究生基本上都是獨(dú)生子女。他們?cè)谧x研之前，從學(xué)校到學(xué)校，接受的是應(yīng)試教育，以學(xué)習(xí)知識(shí)、考試過關(guān)為主，到了本科階段，其培養(yǎng)方案中雖然設(shè)置了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但理論脫離實(shí)際、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)等現(xiàn)象普遍存在，大多實(shí)踐環(huán)節(jié)是到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室和校外工地參觀，這種完成觀摩性的居多，能夠?qū)嶋H動(dòng)手的實(shí)踐環(huán)節(jié)很少。這種體驗(yàn)多動(dòng)手少、更不是實(shí)際工程“真刀真槍”的實(shí)踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)先天不足，當(dāng)然也就沒有了創(chuàng)新的來源。我校在土木工程碩士研究生培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)中提出了“培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型和復(fù)合型人才”;在培養(yǎng)方式中提出了“學(xué)科團(tuán)隊(duì)合作培養(yǎng)、校校聯(lián)合培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)、國際合作培養(yǎng)”等模式;在課程體系中也設(shè)置了實(shí)踐活動(dòng)（1學(xué)分）作為必修環(huán)節(jié)，試圖加強(qiáng)研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但與本科階段的情況類似，由于受到資源條件的限制，特別是研究生招生規(guī)模擴(kuò)大導(dǎo)致校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室和校外實(shí)踐創(chuàng)新基地的不足，再加之教育慣性的影響，研究生前期的課程仍然是以課程為單元的課堂灌輸式的知識(shí)學(xué)習(xí)為主，對(duì)能力素質(zhì)的培養(yǎng)相對(duì)薄弱，借用當(dāng)下“金課”的概念，即不滿足“高階性”的要求。

在學(xué)位論文選題階段，研究生表現(xiàn)出難以從現(xiàn)有土木工程技術(shù)和方法中發(fā)現(xiàn)問題、盲點(diǎn)和有價(jià)值的研究課題。在學(xué)位論文試驗(yàn)階段，研究生表現(xiàn)出實(shí)際動(dòng)手能力、制定和實(shí)施試驗(yàn)方案能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力不足，許多本來研究生自己可以解決的問題，都要依賴導(dǎo)師和實(shí)驗(yàn)室教師幫助才能解決，這導(dǎo)致論文試驗(yàn)周期過長。在研究分析和學(xué)位論文撰寫階段，研究生表現(xiàn)出研究分析深度不夠，具體表現(xiàn)為“兩難四簡單”，其中“兩難”是指：1.難于解決研究過程中遇到的問題和困難;2.難于基于研究內(nèi)容提出新方法、建立新理論和發(fā)明新技術(shù)?！八暮唵巍笔侵福?.簡單移植，表現(xiàn)為只是對(duì)已有試驗(yàn)方法、研究方法和分析方法的應(yīng)用和重復(fù)，沒有方法上的創(chuàng)新;2.簡單揭示表面現(xiàn)象，表現(xiàn)為只是簡單地闡述試驗(yàn)現(xiàn)象和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析，沒有深入分析結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理和內(nèi)在聯(lián)系，沒有內(nèi)容上的創(chuàng)新;3.簡單延伸，表現(xiàn)為只是試驗(yàn)數(shù)量上的增加和進(jìn)一步證實(shí)他人的工作;4.簡單推理，表現(xiàn)為只是采用一定的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)已有的理論和方法。綜合方面表現(xiàn)為：沒有試驗(yàn)難寫出論文，有了試驗(yàn)寫不出高質(zhì)量的論文，導(dǎo)致撰寫學(xué)位論文和期刊論文周期長、質(zhì)量低。這些都成為直接制約我校土木工程研究生培養(yǎng)質(zhì)量的瓶頸。

二、解決能力不足的途徑

我校與企業(yè)（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司）協(xié)同，以問題為導(dǎo)向，以交叉與融合、協(xié)同與共享為途徑，在構(gòu)建了“三位一體”的校內(nèi)學(xué)科平臺(tái)和“一地兩站”的校外實(shí)踐創(chuàng)新基地的基礎(chǔ)上，整合校內(nèi)學(xué)科平臺(tái)和校外實(shí)踐創(chuàng)新基地，構(gòu)建了校企協(xié)同的土木工程專業(yè)研究生實(shí)踐創(chuàng)新綜合平臺(tái)，如圖1、表1所示。

在構(gòu)建了實(shí)踐創(chuàng)新綜合平臺(tái)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研究生培養(yǎng)模式，通過不斷地探索和實(shí)踐，探尋出了校企協(xié)同、四元驅(qū)動(dòng)的土木工程研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式。

三、校企協(xié)同、四元驅(qū)動(dòng)的土木工程研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式

基于校企協(xié)同的實(shí)踐創(chuàng)新綜合平臺(tái)，以“科研項(xiàng)目、工程項(xiàng)目、創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競賽”為四元，構(gòu)建了土木工程專業(yè)研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式，如圖2所示。

在圖2中，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并不是孤立的，而是相互關(guān)聯(lián)的，比如：通過重大、復(fù)雜工程項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)，在主要培養(yǎng)創(chuàng)新能力的同時(shí)，對(duì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)也起到輔助作用;通過學(xué)科競賽激發(fā)出的創(chuàng)新激情、創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新思維又是更加有效地培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的源動(dòng)力。

（一）科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

科研項(xiàng)目是研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要載體，尤其是高水平項(xiàng)目。研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升、高質(zhì)量成果的產(chǎn)出，反過來會(huì)為指導(dǎo)教師申報(bào)項(xiàng)目提供有效支撐，團(tuán)隊(duì)教師獲得的七項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目如表2所示。

國家標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)是從事工程活動(dòng)的技術(shù)依據(jù)，參加標(biāo)準(zhǔn)的研究與編制工作，不僅可以鍛煉研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，而且可以開闊其視野，讓其獲得與行業(yè)權(quán)威專家接觸和交流的機(jī)會(huì)，進(jìn)而了解學(xué)科發(fā)展前沿和最新成果。團(tuán)隊(duì)成員通過不斷積累，承擔(dān)研究工作并參加編制的標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

（二）工程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

土木工程專業(yè)全日制研究生的培養(yǎng)需要理論與實(shí)踐相結(jié)合，其對(duì)實(shí)踐環(huán)境的要求非常高。通過真刀真槍的工程項(xiàng)目將研究生置身于實(shí)際工程環(huán)境中，讓其接受真實(shí)的工程訓(xùn)練，這能有效地鍛煉與培養(yǎng)其實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)。

比如，李志國等五位研究生通過參加“一般工程項(xiàng)目（蘇州軌道交通太平車輛段超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工）”的技術(shù)工作，在解決企業(yè)需求的“超長結(jié)構(gòu)設(shè)縫、預(yù)應(yīng)力張拉控制和大體積混凝土澆筑溫度控制”等技術(shù)難題過程中，不僅凝練了學(xué)位論文題目，完成了學(xué)位論文撰寫，而且助推企業(yè)取得江蘇省省級(jí)工法一項(xiàng)和實(shí)用新型專利一項(xiàng)。陳靜波等十一位研究生通過參加“重大復(fù)雜工程項(xiàng)目（蘇州廣播電視總臺(tái)現(xiàn)代傳媒廣場設(shè)計(jì)與施工）”的技術(shù)工作，攻克了“大高差懸鏈線狀鋼屋蓋建造技術(shù)、跨沉降縫兩端剛接大跨度多層鋼桁架凌空連廊建造技術(shù)、巨型空間M形預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)天幕建造技術(shù)、預(yù)應(yīng)力交叉張弦鋼樓梯建造技術(shù)、軟土地區(qū)緊鄰地鐵深大基坑分坑建造技術(shù)和深基坑支撐拆除技術(shù)”等關(guān)鍵技術(shù)，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果，助推企業(yè)科技取得了突破性進(jìn)展，相繼獲得建設(shè)行業(yè)最高獎(jiǎng)“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2017年）、第十六屆中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)（2018年）、2018-2019年度第一批中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)”;還助推企業(yè)取得了發(fā)明專利、實(shí)用新型專利、國家級(jí)工法和省級(jí)工法等成果。

（三）創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

通過科研創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，還可以鍛煉研究生檢索和閱讀科技文獻(xiàn)、凝練科學(xué)問題、解決復(fù)雜工程問題的能力，提升其實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在多年探索與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對(duì)選題、過程、結(jié)題三環(huán)節(jié)，我們構(gòu)建了研究生創(chuàng)新項(xiàng)目“三加強(qiáng)、三培養(yǎng)”的指導(dǎo)模式。

1.加強(qiáng)選題指導(dǎo)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

江蘇省研究生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目要求一年級(jí)研究生申報(bào)，而一年級(jí)研究生基本沒有工程實(shí)踐和科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基本沒有獨(dú)立撰寫項(xiàng)目申報(bào)書和學(xué)術(shù)論文的經(jīng)歷。為此，從入學(xué)開始，指導(dǎo)教師結(jié)合自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目和工程項(xiàng)目，將個(gè)人的科研經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)與研究生分享，并從“文獻(xiàn)閱讀、探尋有價(jià)值的研究課題、篩選研究內(nèi)容、分析實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)的可行性及其相應(yīng)的技術(shù)路線”等方面，從方法上加強(qiáng)選題指導(dǎo)?！笆谥贼~，不如授之以漁”，之后讓研究生根據(jù)自己的基礎(chǔ)、個(gè)人專業(yè)興趣和學(xué)科前沿，去探尋興趣領(lǐng)域和熱點(diǎn)問題，并凝練成創(chuàng)新課題，明確擬解決的科學(xué)問題和復(fù)雜工程問題，提出創(chuàng)新點(diǎn)和研究內(nèi)容，撰寫申請(qǐng)書，選題環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識(shí)。

2.加強(qiáng)過程指導(dǎo)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

項(xiàng)目獲批后，導(dǎo)師制定以科研創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目為中心的科研素質(zhì)、科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案，并結(jié)合項(xiàng)目研究內(nèi)容和研究目標(biāo)，指導(dǎo)研究方法和技術(shù)路線，指導(dǎo)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目的研究工作，協(xié)助研究生解決項(xiàng)目的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。通過科研創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施過程，全面培養(yǎng)研究生的科研能力及科研思維，著重培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.加強(qiáng)結(jié)題指導(dǎo)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

江蘇省研究生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題一般需要有兩篇學(xué)術(shù)論文及其相應(yīng)的成果。導(dǎo)師重點(diǎn)指導(dǎo)研究生分析試驗(yàn)和模擬獲得數(shù)據(jù)的方法，揭示受力機(jī)理的方法和撰寫學(xué)術(shù)論文的方法，闡明學(xué)術(shù)論文是隨著研究深入自然而然的產(chǎn)物。之后由研究生自己進(jìn)行系統(tǒng)歸納分析、深入研究，進(jìn)而撰寫學(xué)術(shù)論文和結(jié)題報(bào)告，在這過程中研究生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)。

基于研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，自形成“三加強(qiáng)、三培養(yǎng)”的指導(dǎo)模式后，研究生創(chuàng)新項(xiàng)目的獲批率和結(jié)題質(zhì)量得到顯著改善（表4僅列出邵永健指導(dǎo)研究生的創(chuàng)新項(xiàng)目情況），研究生的學(xué)位論文質(zhì)量明顯提升（表5僅列出邵永健指導(dǎo)的研究生獲優(yōu)秀碩士學(xué)位論文情況）。

（四）學(xué)科競賽驅(qū)動(dòng)

創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要強(qiáng)烈的主動(dòng)進(jìn)取精神和創(chuàng)造精神，而主動(dòng)進(jìn)取精神和創(chuàng)造精神的培養(yǎng)離不開個(gè)性的充分發(fā)展。創(chuàng)新與興趣是緊密聯(lián)系在一起的，興趣的力量是極其巨大的，有了興趣就會(huì)有想象力，想像力孕育創(chuàng)新成果。學(xué)科競賽能發(fā)展研究生的個(gè)性，培養(yǎng)研究生的進(jìn)取精神和創(chuàng)造精神，驅(qū)動(dòng)研究生的創(chuàng)新激情、創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新思維。

我校通過校企協(xié)同，因地制宜地開展學(xué)科競賽，除每年舉辦“中億豐杯”結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽（如圖3所示）外，還通過“在校內(nèi)專門舉行研究生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽（如圖4所示）、研究生組隊(duì)參加大學(xué)生結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽、研究生參與指導(dǎo)本科生結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽”三種方式來培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和協(xié)調(diào)能力，并取得了“2014年度全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽一等獎(jiǎng)，2014年度江蘇省結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽一等獎(jiǎng)，2016年度全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽二等獎(jiǎng)，2016-2018年連續(xù)三年江蘇省結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽二等獎(jiǎng)”等成績。

可見，學(xué)科競賽極大地提高了研究生的創(chuàng)新激情和創(chuàng)新興趣，同時(shí)這也培養(yǎng)了其奉獻(xiàn)精神、服務(wù)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力;這些取得的業(yè)績同時(shí)助力了江蘇高校品牌專業(yè)（土木工程）建設(shè)和國家級(jí)大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地建設(shè)。

四、結(jié)語

基于校企協(xié)同實(shí)踐創(chuàng)新綜合平臺(tái)，構(gòu)建的“校企協(xié)同、四元驅(qū)動(dòng)”的土木工程研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式實(shí)施后：我校土木工程學(xué)科的江蘇省研究生創(chuàng)新項(xiàng)目獲批率和結(jié)題質(zhì)量明顯提升;研究生撰寫的學(xué)位論文和期刊論文質(zhì)量顯著提升;江蘇省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文不僅實(shí)現(xiàn)了零的突破，而且從2016年到2019年連續(xù)四年獲得江蘇省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文。同時(shí)，該培養(yǎng)模式獲得江蘇省研究生培養(yǎng)模式改革成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2015年），綜合平臺(tái)中的研究生工作站獲江蘇省優(yōu)秀研究生工作站（2018年），助推企業(yè)相繼獲得“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2017年）”“第十六屆中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)（2018年）”“2018～2019年度第一批中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)”，助力指導(dǎo)教師獲得七項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)科技創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（2018年）。

[責(zé)任編輯：陳明]