新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺的建設(shè)與實踐

劉 果，黃志甲，b*，陳德鵬，于 峰

(安徽工業(yè)大學 a.建筑工程學院，b.創(chuàng)新教育學院，安徽 馬鞍山 243032)

為主動應(yīng)對以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)(簡稱“四新”)為代表的新經(jīng)濟發(fā)展需求，高等工程教育提出了“新工科”建設(shè)，以創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式?！督逃扛叩冉逃娟P(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》中倡導地方高?！皩拥胤浇?jīng)濟社會發(fā)展需要和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求，深化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級，開展地方高校新工科研究和實踐”[1]。相比于傳統(tǒng)工程教育，新工科建設(shè)要培育的是符合當前和未來產(chǎn)業(yè)革命需求的卓越工程創(chuàng)新人才[2]，更注重培育具有跨學科思維、知識和整合能力，能創(chuàng)新性地解決工程實踐問題的現(xiàn)代人才[2-5]。這對既有的專業(yè)教學體系、模式等提出了新要求。

公共平臺是多專業(yè)協(xié)同育人的重要載體，其本質(zhì)是通過搭建多專業(yè)交叉融合育人橋梁，以多專業(yè)公共課程模塊和實踐項目為導向，實現(xiàn)寬口徑專業(yè)交叉，建立理論課程與實踐應(yīng)用之間的密切聯(lián)系，培育具有跨學科整合能力和工程實踐能力的工程人才，對支撐地方高校新工科內(nèi)涵式發(fā)展具有重要作用。然而，目前地方院校工程人才培育過程中仍存在公共平臺對多學科交叉融合和實踐教學支撐有限、學科間界限分明、偏重傳統(tǒng)理論教學、實踐教學支撐度不足、實踐內(nèi)容及模式與新工科要求存在較大差距等突出問題，難以達到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與工程實踐對專業(yè)人才的新要求[6]，因而亟需構(gòu)建和完善支撐新工科內(nèi)涵式發(fā)展的“新”型多專業(yè)公共平臺。

安徽工業(yè)大學是一所以工為主，工、理、經(jīng)、管、文、法、藝七大學科門類協(xié)調(diào)發(fā)展，具有鮮明行業(yè)特色的多學科性省屬重點大學。學校銘記“精工博學、厚德敏行”的校訓精神，堅持“黨建領(lǐng)校、質(zhì)量立校、創(chuàng)新活校、特色興校、開放辦?！钡霓k學理念，走出了一條“以工為主、服務(wù)行業(yè)、融入地方、創(chuàng)新發(fā)展”的特色發(fā)展之路。該校建筑工程學院下設(shè)土木工程、建筑環(huán)境與能源工程、市政工程、安全科學與工程、建筑與工程管理5個教學系和綜合實驗中心，主要培育土建類專業(yè)工程人才。隨著我國“一帶一路”、建筑企業(yè)“走出去”戰(zhàn)略以及“兩新一重”建設(shè)的持續(xù)推進，對此具有重要支撐作用的土建類專業(yè)成為了高等工程教育新工科建設(shè)的重要內(nèi)容。近年來，在國家新工科建設(shè)的倡導下，建筑工程學院提出了土建類多學科交叉融合創(chuàng)新協(xié)同育人理念，并通過不斷完善公共平臺建設(shè)，革新土建類專業(yè)新工科建設(shè)的支撐體系，并已初見成效。本文以安徽工業(yè)大學建筑工程學院為例，探索基于公共平臺的地方高校土建類專業(yè)新工科建設(shè)的創(chuàng)新實踐，以期為深化地方高校新工科建設(shè)提供參考。

1 新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺的建設(shè)目標與實施路徑

1.1 建設(shè)目標

應(yīng)蘊于新經(jīng)濟發(fā)展下的新工科旨在培養(yǎng)符合當前和未來科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)革命需求的卓越工程創(chuàng)新人才。新工科人才培養(yǎng)目標是統(tǒng)領(lǐng)人才培養(yǎng)質(zhì)量、模式、體系、結(jié)構(gòu)等的邏輯起點[7]。具有人文素養(yǎng)、能綜合運用多學科知識、能創(chuàng)新性地解決工程實踐問題是新工科建設(shè)中人才培養(yǎng)的基本目標[2-5]。以土建類專業(yè)的建筑工程項目為例，可能涉及到策劃、設(shè)計、施工、運營、后評價等，這些均超過了特定知識和能力的界限，更加需要學科之間知識的融合。通過進一步調(diào)研走訪水利、交通、市政、能源等行業(yè)的土建類企業(yè)發(fā)現(xiàn)：一方面，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理的發(fā)展呈現(xiàn)信息化、國際化特點，主要表現(xiàn)為3S勘察與規(guī)劃、數(shù)字化設(shè)計、自動化機械施工、遠程監(jiān)控、信息化管理、新材料與新工藝發(fā)展應(yīng)用、開拓國際市場等方面；另一方面，為了應(yīng)對上述變化及申報高新技術(shù)企業(yè)的需要，絕大多數(shù)企業(yè)著力進行技術(shù)改造與管理升級，主要表現(xiàn)為核心技術(shù)升級、裝備改造、實施現(xiàn)代化管理、引進新型人才等。

綜上分析，結(jié)合土建類專業(yè)強實踐性和綜合性的特點，新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)應(yīng)能支撐以下目標：①加大對學生多學科知識融合能力的塑造；②培育學生系統(tǒng)解決工程實踐問題的能力；③強化學生信息化、工業(yè)化、智能化、智慧化建造思維和能力；④圍繞工程全生命周期，注重對學生人文、管理和領(lǐng)導能力的培養(yǎng)；⑤拓寬學生的國際視野，培植其從事國際工程的能力；⑥堅持創(chuàng)新驅(qū)動，加大對學生創(chuàng)造性活動的支持和創(chuàng)新能力的培育。

1.2 實施路徑

為實現(xiàn)公共平臺對土建類專業(yè)人才培養(yǎng)目標的支撐，土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)需要多學科、多專業(yè)相互協(xié)調(diào)，優(yōu)化土建教研資源及人力師資配置，是一個涉及面廣、問題復雜、任務(wù)艱巨的系統(tǒng)工程。因此，需要加強頂層設(shè)計，注重謀篇布局，從事前謀劃、事中布局、事后評價反饋多環(huán)節(jié)嵌套、軟硬件協(xié)調(diào)等多維度合理地構(gòu)建實施路徑。新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)實施路徑如圖1所示。

圖1 新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)實施路徑

1)優(yōu)化組織模式，組建跨學科的公共平臺組織機構(gòu)。面向新工科的土建類公共平臺組織機構(gòu)是培養(yǎng)多學科交叉融合的現(xiàn)代化復合型工程人才的基石，需要學校教學管理領(lǐng)導牽頭，各相關(guān)院系領(lǐng)導為組員，負責從頂層研制新工科背景下的土建類公共平臺建設(shè)規(guī)章制度、施行辦法，協(xié)調(diào)不同院系及專業(yè)間的組織關(guān)系，積極開展教學開放和內(nèi)外協(xié)同，推動學院之間、學科之間、專業(yè)之間的合作共建。

2)打破學科藩籬，開設(shè)多學科交叉融合的大類平臺課程。新工科背景下高等工程教育土建類人才培養(yǎng)的重要抓手是破除學科壁壘，實現(xiàn)跨界融合。針對土建類專業(yè)的學科現(xiàn)狀和發(fā)展特色，可以組建若干跨學科的大類知識課程模塊，鼓勵甚至要求不同學科和專業(yè)的學生選修相同的專業(yè)性大類平臺課程。同時，開設(shè)若干融入信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的土建類公選必修大類課程，打造真正寬基礎(chǔ)、重交叉、信息化的土建類專業(yè)課程體系。

3)組建跨學科教學團隊，提升公共平臺的師資力量?？鐚W科教學團隊是多學科交叉融合大類平臺課程體系實施的關(guān)鍵?；诓煌悇e的學科群組建教學團隊，使團隊成員的學科專業(yè)背景和學科結(jié)構(gòu)多樣化，鼓勵團隊成員跨學科、跨專業(yè)聯(lián)合學習，與不同行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)聯(lián)合組建教學組織等。同時，打造若干智慧建筑、智能建筑、綠色建筑、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的公共平臺教學團隊，以適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展對土建類專業(yè)人才的新要求。

4)整合硬件資源，優(yōu)化多學科交叉的公共實踐平臺。傳統(tǒng)土建類專業(yè)實踐平臺受制于學科壁壘和校企隔閡，往往形式固定、內(nèi)容單一、受教有限，不利于多學科交叉融合人才的培養(yǎng)。2017年，教育部發(fā)布的《新工科研究與實踐項目指南》明確要求“構(gòu)建面向新工科的工程實踐教育體系與實踐平臺”[8]。通過整合土建類專業(yè)實踐、實驗、實訓、試驗資源構(gòu)建多學科交叉公共實踐平臺，能夠真正實現(xiàn)工程理論知識與實踐動手能力的結(jié)合，讓學生邊學、邊做、邊思考，提高工程教育人才適應(yīng)“四新”經(jīng)濟發(fā)展需要，提高學生的創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力，確保新工科支撐和引領(lǐng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

5)建立多學科交叉融合的綜合能力達成監(jiān)控評價體系。這是培育新工科背景下現(xiàn)代化復合應(yīng)用型土建類工程人才的重要一環(huán)：一方面要針對學生的實踐能力制定評價標準和評價方法，評價結(jié)果可用于持續(xù)改進公共平臺下多專業(yè)交叉融合人才培養(yǎng)質(zhì)量；另一方面要完善教學過程質(zhì)量監(jiān)控機制，健全校、院、系3級教學管理機制，根據(jù)交叉融合大類平臺課程質(zhì)量要求，定期對課程設(shè)置和教學質(zhì)量進行評價，以評促改，持續(xù)優(yōu)化，提高土建類多學科交叉融合工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺的實踐與成效

2.1 探索實踐

安徽工業(yè)大學建筑工程學院組建于2003年，2007年9月被教育部等部門授予“全國教育系統(tǒng)先進集體”榮譽稱號。目前，學院擁有建筑學、土木工程、工程管理、給排水科學與工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、安全工程6個本科專業(yè)。這些專業(yè)可以為工程項目提供“專才”，但工程實踐問題需要多學科知識和技能的整合。自2018年以來，為破解傳統(tǒng)土建類專業(yè)培養(yǎng)模式的桎梏，學院在深入學習新工科理論內(nèi)涵和實踐的基礎(chǔ)上實施了一系列多學科交叉融合培養(yǎng)土建復合型人才舉措，建設(shè)并完善了新工科背景下土建類專業(yè)公共平臺。

1)在組織形式上擬構(gòu)建具有行政和業(yè)務(wù)功能的公共平臺機構(gòu)。學院成立“新工科建設(shè)發(fā)展研究中心”和“多學科交叉融合協(xié)同創(chuàng)新中心”，學院院長任中心主任，學院教學副院長和科研副院長任中心副主任，各教研室主任為成員。中心在貫徹新工科發(fā)展內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，提出土建類專業(yè)多學科交叉融合、協(xié)同育人理念，先后制定了《安徽工業(yè)大學建筑工程學院課程群及課程群負責人制度實施意見(試行)》《安徽工業(yè)大學建筑工程學院課程建設(shè)規(guī)劃》等新工科背景下土建類公共平臺建設(shè)規(guī)章制度。學院鼓勵并優(yōu)先支持跨學科競賽，提高多學科交叉教學團隊課程考核系數(shù)，積極組織各級別的跨學科交流活動，定期召開師生跨學科座談會等。通過一系列制度約定和政策引導，有效促進了不同學科和專業(yè)間的合作共建和交叉融合。

2)優(yōu)化學科結(jié)構(gòu)，改革課程體系，構(gòu)建面向復雜工程問題的課程群。為加強學科間的交叉融合，構(gòu)建土建多學科跨界體系，學院對全院6個專業(yè)進行集群整合，優(yōu)化學科布局。比如，建設(shè)建筑規(guī)劃專業(yè)群(建筑學、城鄉(xiāng)規(guī)劃)、土木工程專業(yè)群(土木工程、給排水科學與工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程)、工程管理類(工程管理)、安全工程類(安全工程)4個專業(yè)群(類)，通過聚焦優(yōu)勢學科和突出特色，積極推動專業(yè)群(類)之間的跨學科研究與探索。同時，學院依據(jù)土建類多學科交叉融合人才培養(yǎng)要求，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，優(yōu)化課程體系，按照課程模塊構(gòu)建了一系列面向復雜工程問題的課程群，如大類平臺課程群(BIM參數(shù)化建?；A(chǔ))、工程基礎(chǔ)課程群(制圖模塊、建材模塊和力學模塊等)、綠色建筑課程群、建筑信息課程群、智慧建筑課程群、前言專題課程群等。所有本科生在第5學期前不區(qū)分專業(yè)，統(tǒng)一選修大類平臺課程群和工程基礎(chǔ)課程群，打破專業(yè)藩籬，以培養(yǎng)學生多學科交叉融合創(chuàng)新能力。

3)組建跨學科教學團隊。學院基于不同課程群組建多專業(yè)教學團隊，在重視教師專業(yè)背景的前提下，大力引進具有管理學、經(jīng)濟學、社會學、信息技術(shù)等學科背景的專任教師，以滿足“四新”經(jīng)濟背景下土建交叉復合人才培養(yǎng)要求。同時，積極試行并推進多專業(yè)聯(lián)合學習、多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計、多專業(yè)應(yīng)用比賽、多專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等，實行面向復雜工程問題的多導師制，并聘請大型企事業(yè)單位專家擔任兼職導師，充實教學隊伍，有效延展教育資源。

4)整合資源，破除平臺專業(yè)壁壘。安徽工業(yè)大學土建類專業(yè)實踐實驗場所包括生物膜法水質(zhì)凈化及利用技術(shù)教育部工程研究中心(簡稱“工程研究中心”)、安徽工業(yè)大學建筑節(jié)能研究所、馬鞍山市結(jié)構(gòu)與抗震重點試驗室(簡稱“結(jié)構(gòu)試驗室”)、教育部BIM協(xié)同中心(簡稱“BIM中心”)、工程造價實驗室、BIM綜合實驗室、項目管理沙盤實訓室等。針對傳統(tǒng)實踐實驗平臺唯專業(yè)內(nèi)使用的問題，學院整合資源，成立土建類專業(yè)公共平臺綜合實踐中心，根據(jù)多專業(yè)交叉融合需求和課程群大綱要求統(tǒng)一預約實踐實訓項目，不區(qū)分使用專業(yè)和年級，最大程度培育學生多學科知識整合能力和綜合實踐能力。

5)完善人才培養(yǎng)目標達成評價體系。學院根據(jù)住建部、教育部等部門專業(yè)評估要求以及工程教育認證標準等，以畢業(yè)要求和課程目標達成為基本，鼓勵課程群按照新工科人才培養(yǎng)目標和達成度指標展開課程形成性教學與評價，進而指導多學科交叉融合人才培養(yǎng)體系制定。

2.2 實踐成效

安徽工業(yè)大學土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)試運行已過2年，經(jīng)過大力推廣和努力實踐，課程群建設(shè)、公共實踐平臺整合以及跨學科教師團隊建設(shè)等已初見成效。公共平臺對理論教學與實踐教學融合、教研融合和多學科交叉融合均體現(xiàn)出了較好的支撐性，新工科多學科交叉融合理念深入人心，學生綜合理論水平顯著提高，工程實踐能力大幅提升，學院教師跨學科交流與合作日益增多。

1)有效促進了理論教學與實踐教學的融合。公共平臺以服務(wù)多個專業(yè)的教學活動為特色，首先表現(xiàn)為對多專業(yè)同模塊課程的支撐。比如，BIM中心同時為土木工程、給排水科學與工程、工程管理等專業(yè)建筑信息化模型等數(shù)字化課程模塊提供平臺支撐；結(jié)構(gòu)試驗室為土木工程為主的建造領(lǐng)域多專業(yè)提供結(jié)構(gòu)課程模塊方面的實訓。其次，公共平臺提供的科研項目和面向社會的實踐服務(wù)(比如開展綠色建筑評價與測試)為學生基于項目全過程，以問題為導向，檢驗、遷移、鞏固/修補、提升其多學科知識和技能提供了鍛煉平臺，也為教師教學提供了較好的實踐支撐素材。同時，以公共平臺為依托開展的各種學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及技能等級考試等，比如BIM中心承辦的“住房城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域BIM應(yīng)用專業(yè)技能培訓考試”和“全國BIM技能等級考試”，正向激勵了實踐課程創(chuàng)新改革。再次，公共平臺為學生(跨)專業(yè)實踐提供實踐、實訓基地。比如，華騏環(huán)保以具體項目為藍本，從現(xiàn)場調(diào)研、水質(zhì)分析、工程方案編制、施工圖設(shè)計、現(xiàn)場施工和調(diào)試等工程環(huán)節(jié)為學生畢業(yè)設(shè)計提供場所。

2)有效支撐了教研融合。公共平臺不僅直接為教學活動服務(wù)，也為科學研究提供了重要推動力。以工程研究中心為例，該中心至今已承擔國家科技重大專項子課題1項、國家級課題3項、省部級縱向課題30項，完成橫向課題37項?？蒲许椖康耐瓿蓸O大地提升了新工科背景下土建類專業(yè)教學質(zhì)量。首先表現(xiàn)為教師理論教學和實踐教學能力的提升。工程研究中心建設(shè)全過程由年輕教師負責技術(shù)設(shè)計、參與設(shè)備招標、制造、現(xiàn)場安裝和調(diào)試等，在實踐項目中檢驗了教師的理論知識，也提升了教師的工程實踐能力。同時，新進教師依托平臺建設(shè)的實踐鍛煉機會，深入了解了工程工藝結(jié)構(gòu)，掌握了工藝特性，提升了理論教學與實踐的匹配度，有效避免了理論教學與實踐的脫節(jié)問題。結(jié)構(gòu)試驗室不定期聘請結(jié)構(gòu)方面的專家學者及大型項目設(shè)計與施工現(xiàn)場人員來試驗室進行學術(shù)指導和短期工作，組織部分研究人員參與大型項目設(shè)計與施工實踐學習。其次，基于橫縱向項目，展開項目式教學，在確保學生掌握基礎(chǔ)理論知識的同時，提升學生圍繞項目識別問題、分析問題和解決問題的綜合能力。同時，教師的項目經(jīng)驗也在很大程度上提升了個人的教學技能。教師改進了傳授知識的方式，把科學研究的新理念、新思維、新技術(shù)、新方法和新知識等引入課堂教學，開闊了學生視野，提升了教學效果。

3)融通了多專業(yè)交叉融合通道。首先表現(xiàn)為自下而上促進多學科交叉融合。公共平臺從科研項目、社會服務(wù)和學科競賽等方面為學生社會實踐提供了有效支撐，如研究中心承擔的各項國家級、省級科研項目，面向社會提供的服務(wù)以及BIM中心為學生提供的信息化技能等級培訓等，為學生面向項目和社會實踐提供了很好的鍛煉平臺。這些項目和社會實踐經(jīng)歷，讓學生深刻認識到單一學科知識在解決實際問題中的不足與局限，進而從內(nèi)在激發(fā)學生重視跨學科知識的學習，從需求端自下而上推動學院跨學科人才培育體制機制的完善。其次表現(xiàn)為自上而下完善跨學科建設(shè)。公共平臺為學院對外交流提供了場所、基地、空間等硬件支持，也為項目和社會服務(wù)/合作提供了人才、項目、體制等軟件支撐?？鐚W科交流與服務(wù)/合作的發(fā)展趨勢引領(lǐng)學院展開頂層設(shè)計，不斷完善公共平臺建設(shè)，促進多學科交叉融合，提升學院創(chuàng)新性解決交流與服務(wù)/合作的實際問題。同時，公共平臺的實踐項目以及對不同專業(yè)同模塊課程教學的支撐，讓教師彼此了解不同專業(yè)，理解同一模塊知識在不同專業(yè)的側(cè)重，根據(jù)自己學科特點思考是否拓展本學科相關(guān)知識，如通過多專業(yè)公共課程BIM類虛擬技術(shù)，了解各專業(yè)特點，加深實踐中專業(yè)工種之間的合作等。公共平臺為多專業(yè)教師提供的交流、溝通機會和軟硬件支撐使教師開始逐漸打破統(tǒng)學科之間的界限，在思想上認識到跨學科教育的重要性，進而把跨學科教育理念融入平時理論教學和實踐教學活動中。最終，從學院頂層設(shè)計和教師授課方面自上而下拉動多專業(yè)交叉融合。

后續(xù)學院將不斷完善評價體系，通過科學有效的事后評價反饋，進一步螺旋式提升學院土建類專業(yè)公共平臺建設(shè)水平，以培育具有跨界整合和創(chuàng)新實踐能力的高層次現(xiàn)代化土建類人才。

3 結(jié)束語

對既有學科進行改造升級，以主動應(yīng)對以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟發(fā)展需求是新工科建設(shè)的重要內(nèi)容。土建類專業(yè)作為支撐我國系列發(fā)展戰(zhàn)略的重要學科，理應(yīng)走在新工科建設(shè)的前沿，以培養(yǎng)適合國家戰(zhàn)略發(fā)展需要的創(chuàng)新性工程人才。實踐表明，地方工科高校以公共平臺為切入口，全方位系統(tǒng)化建設(shè)多專業(yè)公共平臺，對踐行新工科要求，面向社會需求，培養(yǎng)能整合多學科知識解決復雜工程實踐問題能力的現(xiàn)代創(chuàng)新人才具有重要意義。

在公共平臺建設(shè)和具體運行層面，應(yīng)注意以下2個關(guān)鍵問題：一是需要加強頂層設(shè)計，注重謀篇布局?？鐚W科公共平臺建設(shè)費時耗力，涉及面廣，稍有偏頗可能前功盡棄，因此是典型的“一把手”工程。二是建立健全多學科交叉融合人才培養(yǎng)目標達成評價機制。有效的評價機制既是對多學科交叉融合公共平臺建設(shè)的強力監(jiān)督和有效風險管控，又是持續(xù)改進人才培養(yǎng)成效的參考依據(jù)和力量源泉。