新工科背景下應(yīng)用型高校土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃的探索與實(shí)踐

文／徐中秋、楊揚(yáng) 皖江工學(xué)院 安微馬鞍山 243031

引言：

為適應(yīng)和引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的需求和挑戰(zhàn)，世界各發(fā)達(dá)國家紛紛致力于工程教育的改革。[1]教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院共同發(fā)布關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0 的意見，培養(yǎng)和造就一大批適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才，迎接新工業(yè)革命，增強(qiáng)國力。[2]高等教育改革勢在必行。本文針對新工科背景下土木工程專業(yè)的發(fā)展，對應(yīng)用型高校卓越工程師培養(yǎng)進(jìn)行探討和實(shí)踐，為應(yīng)用型高校卓越工程師的培養(yǎng)提出對策。

1、土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃現(xiàn)狀和存在的困境

目前，應(yīng)用型高校土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃存在的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 培養(yǎng)方案目標(biāo)不明確

現(xiàn)在的培養(yǎng)方案，還是注重理論知識的傳授，對于應(yīng)用沒有并重。即便在應(yīng)用型高校，以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的角度，也只是增加了校內(nèi)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。校內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)大多以典型案例和操作型實(shí)驗為主，實(shí)驗大多屬于驗證型實(shí)驗，基本無法跟得上企業(yè)和社會需求。

1.2 對學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)不夠全面

目前，大多學(xué)校屬于傳統(tǒng)教育，教授基本知識，完成教學(xué)大綱對應(yīng)的內(nèi)容。學(xué)生按部就班完成老師布置的任務(wù)并且通過考試。在此過程中，忽視了全面的能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng)。

1.3 專業(yè)課教學(xué)缺少“課程思政”建設(shè)

目前，國內(nèi)很多高校的思政教育與專業(yè)課教育出現(xiàn)了分層的現(xiàn)象，沒有把握好“課程思政”和“思政課程”兩者之間的關(guān)系。根據(jù)調(diào)查研究顯示，大部分學(xué)生選擇土木工程專業(yè)的目的是掌握一項專業(yè)技能，找到一份工作。老師們雖都擁有較為扎實(shí)的土木工程專業(yè)基礎(chǔ)和熟練的專業(yè)知識，但對于思想政治方面的教育就比較薄弱。他們在進(jìn)行課程授課的時候往往注重的是培養(yǎng)大學(xué)生的土木工程專業(yè)素質(zhì)，對學(xué)生的“三觀”建設(shè)往往忽略。專業(yè)老師也認(rèn)為他們的本職工作就是教授學(xué)生土木知識，對于學(xué)生出現(xiàn)的思想問題經(jīng)常忽視。

2、針對以上問題，提出土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)建議

概括為“一個目標(biāo)、兩個素質(zhì)、三個能力”。一個目標(biāo)，即將學(xué)生培養(yǎng)成為卓越土木工程師。兩個素質(zhì)，即綜合素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)。三個能力即知識運(yùn)用能力、終身學(xué)習(xí)能力、勇于創(chuàng)新能力。土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)內(nèi)容見下圖。

圖1 土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)圖解

2.1 應(yīng)用型高校土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃要明確具體目標(biāo)，即培養(yǎng)素質(zhì)硬、能力強(qiáng)，實(shí)踐與創(chuàng)新并重，著眼于國家發(fā)展和地方建設(shè)，敢于放眼未來的應(yīng)用型卓越土木工程師。

(1）應(yīng)用型高校卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)要在應(yīng)用型高校的定位層次上，踐行工程教育的新理念和學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)，綜合考慮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方現(xiàn)狀和國家的發(fā)展。要以國家發(fā)展為導(dǎo)向，根據(jù)土木工程行業(yè)的需求，充分考慮服務(wù)于地方建設(shè)，培養(yǎng)具有愛國主義情操、具備一定的專業(yè)能力和終生學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用型人才。

(2）企業(yè)工程師和校內(nèi)專業(yè)教師需要協(xié)同合作，探索人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量和分類發(fā)展的新體系，完成卓越工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定工作。既能為學(xué)生提供沉浸式體驗的校內(nèi)實(shí)習(xí)基地，又要有校外企業(yè)的身臨其境實(shí)踐基地。校內(nèi)的實(shí)踐基地給理論教學(xué)增加色彩，企業(yè)實(shí)踐基地能將書本上的知識靈活顯現(xiàn)。

(3）土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃要聚焦行業(yè)新發(fā)展。對接產(chǎn)業(yè)需求，適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，多學(xué)科融合。傳統(tǒng)的專業(yè)人才培養(yǎng)大多考慮本專業(yè)及相關(guān)知識，并沒有考慮跨專業(yè)的融合。土木工程專業(yè)要打破單一學(xué)科的限制，將人工智能和專業(yè)的智能人才要恰當(dāng)結(jié)合，將適用于各學(xué)科的智能合理應(yīng)用到土木工程行業(yè)，形成學(xué)科之間的相互利用。構(gòu)建土木工程專業(yè)新結(jié)構(gòu)，真正培養(yǎng)土木工程行業(yè)需要的人才。

(4）把握技術(shù)發(fā)展，土木工程專業(yè)正在經(jīng)歷一次巨大變革，人工智能已經(jīng)和土木工程專業(yè)完美結(jié)合，誕生了智能建造。只有更新工程人才知識體系，培養(yǎng)計算機(jī)知識與土木工程專業(yè)知識兼?zhèn)涞娜瞬挪艜m應(yīng)現(xiàn)代土木工程行業(yè)，推動行業(yè)的向前發(fā)展，才能被認(rèn)為是有效的人才培養(yǎng)。

2.2 應(yīng)用型高校土木工程專業(yè)卓越工程師應(yīng)具備兩個素質(zhì)，即綜合素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)

二者內(nèi)容和關(guān)系如圖2。

圖2 兩個素質(zhì)內(nèi)容與關(guān)系圖

(1）綜合素質(zhì)

綜合素質(zhì)包括思想道德素質(zhì)、身體素質(zhì)、美育、勞技素質(zhì)和心理健康素質(zhì)。卓越工程師培養(yǎng)的是德智體美勞全面發(fā)展的人才。綜合素質(zhì)通過通識教育培養(yǎng)。用思想道德來規(guī)范行為，身心健康，辨別真正的美丑善惡，掌握必備的勞動技能，樹立正確的人生觀。

(2）專業(yè)素質(zhì)

專業(yè)素質(zhì)包括理論素質(zhì)、實(shí)踐應(yīng)用素質(zhì)和現(xiàn)場操作素質(zhì)。理論素質(zhì)通過基礎(chǔ)教育和專業(yè)教育培養(yǎng)。實(shí)踐應(yīng)用素質(zhì)校內(nèi)可以在實(shí)驗、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計仿真環(huán)節(jié)中培養(yǎng)，校外則是可以在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中現(xiàn)場培養(yǎng)。

理論素質(zhì)是實(shí)踐的基石，是應(yīng)用的基礎(chǔ)。理論學(xué)習(xí)中，教師可以豐富教學(xué)手段，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，可以利用思維導(dǎo)圖到教學(xué)方法為學(xué)生系統(tǒng)建立專業(yè)知識框架，教學(xué)生學(xué)習(xí)方法。實(shí)踐應(yīng)用校內(nèi)模塊里，老師盡可能的鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，選取能激發(fā)同學(xué)創(chuàng)造力，開放型答案的測試項目，對同學(xué)進(jìn)行考核?？己酥笜?biāo)設(shè)置要充分體現(xiàn)創(chuàng)新所占的比重。實(shí)踐應(yīng)用校外模塊則是體現(xiàn)針對性操作訓(xùn)練，多角色體驗專業(yè)實(shí)踐，如土建過程中的建筑工人、施工的管理者、工程的設(shè)計者等。理論素質(zhì)可以對實(shí)踐應(yīng)用素質(zhì)提供指導(dǎo)，實(shí)踐應(yīng)用素質(zhì)又可以充實(shí)理論素質(zhì)。

(3）“課程思政”對兩個素質(zhì)的培養(yǎng)起到了畫龍點(diǎn)睛的作用

“課程思政”是高校落實(shí)黨的十九大精神和習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的重要舉措，也是立德樹人的人才培養(yǎng)導(dǎo)向的歷史使命［3］。土木工程專業(yè)作為大多數(shù)應(yīng)用型高校的主要設(shè)置專業(yè)，不僅具有為行業(yè)培養(yǎng)人才的育人功能，還有重要的政治功能，擔(dān)任建設(shè)祖國。在人才培養(yǎng)過程中要挖掘土木工程專業(yè)中蘊(yùn)含的家國情懷、科學(xué)精神、職業(yè)道德和規(guī)范、社會責(zé)任感、全球視野、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等思政元素，探討土木工程專業(yè)的思政內(nèi)涵、教學(xué)設(shè)計和教學(xué)開展方式等。建立知識體系，發(fā)揮高校課堂教學(xué)功能，將思政元素融入高校課程之中，通過課程思政將知識傳授、技能培養(yǎng)和價值觀培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，形成系統(tǒng)化的育人長效機(jī)制。將“育人功能”“德育元素”以“潤物細(xì)無聲”的形式融入到課堂中去。

2.3 三個能力

筆者認(rèn)為，新工科卓越土木工程師需要具備知識運(yùn)用能力、終身學(xué)習(xí)能力和勇于創(chuàng)新能力。以知識運(yùn)用能力為基礎(chǔ)，終身學(xué)習(xí)能力為補(bǔ)給，達(dá)到不斷創(chuàng)新的目的。三者關(guān)系如圖3。

圖3 三個能力關(guān)系圖

(1)知識運(yùn)用能力

卓越工程師的培養(yǎng)要培養(yǎng)學(xué)生能學(xué)習(xí)、會學(xué)習(xí)，歸根結(jié)底還是培養(yǎng)學(xué)生的對知識運(yùn)用的能力。知識運(yùn)用能力包括兩個方面，把已學(xué)知識運(yùn)用到新知識學(xué)習(xí)中的能力和把所學(xué)知識運(yùn)用到工程實(shí)踐中，解決實(shí)際問題、開拓創(chuàng)新的能力。

1)利用已學(xué)知識學(xué)習(xí)新知識能力。知識有承接關(guān)系，已學(xué)的基礎(chǔ)知識的結(jié)論與方法可以用到后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)方法和總結(jié)的結(jié)論可以用到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)中。

2)已學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐的能力。在校掌握的理論知識和學(xué)習(xí)方法也要充分用到生產(chǎn)和生活中，解決各種問題，并且在解決問題的過程中，激發(fā)創(chuàng)新思維。

3)知識運(yùn)用能力歸根結(jié)底是學(xué)習(xí)“方法”。書本上的知識也會隨著行業(yè)的發(fā)展不斷更新。例如，2010 版的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對比前一版規(guī)范極限狀態(tài)的表述，鋼筋和混凝土材料強(qiáng)度的選用等方面就發(fā)生了改變。只學(xué)習(xí)知識內(nèi)容本身就失去了學(xué)習(xí)的靈魂，學(xué)習(xí)的本質(zhì)應(yīng)該是學(xué)習(xí)“方法”。正所謂，“授人以魚不如授人以漁”。知識運(yùn)用能力最重要在于在長期的學(xué)習(xí)中探索學(xué)習(xí)的方法，用靈活多變的方法去敲開日益更新的知識寶庫大門。

(2)終身學(xué)習(xí)能力

終身學(xué)習(xí)能力是本科生的畢業(yè)要求之一，是國家富強(qiáng)、整體國民素質(zhì)提高的重要體現(xiàn)，也是開拓創(chuàng)新的助推器。筆者認(rèn)為終身學(xué)習(xí)的內(nèi)涵有二個方面。

1)終身學(xué)習(xí)的能力在于自我道德修養(yǎng)的提高，無論面對挫折或勝利，都可以成為自己的規(guī)劃師，指引自己前進(jìn)的方向。

2)終身學(xué)習(xí)的能力是創(chuàng)新思維的必備要素之一。知識的內(nèi)容本身也在不斷的進(jìn)步和發(fā)展，只有終身學(xué)習(xí)、不斷注入新鮮血液才能參與甚至推到土木工程行業(yè)的發(fā)展。

(3)勇于創(chuàng)新能力

培養(yǎng)型創(chuàng)新型人才是社會飛速發(fā)展的需求，是當(dāng)今國力日益增強(qiáng)的需求。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才才能適應(yīng)社會的發(fā)展。

1）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要從體現(xiàn)在課程上。調(diào)整課程設(shè)置，培養(yǎng)方案中要盡可能多的體現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新型培養(yǎng)的要求。課堂上留給學(xué)生充分展示想象力的機(jī)會，布置作業(yè)形式靈活多樣。

2）創(chuàng)新教學(xué)形式，在日常學(xué)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，在實(shí)踐環(huán)節(jié)和各類學(xué)?；顒又刑峁┙o學(xué)生創(chuàng)新平臺。學(xué)生在社會實(shí)踐中才能敢于創(chuàng)新，用創(chuàng)新的思維來服務(wù)社會。例如：土木工程專業(yè)核心課程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程就比較典型。鋼筋混凝土課程分為理論課、實(shí)驗課、課程設(shè)計，這門課還有后續(xù)課程，混凝土與砌體課程、結(jié)構(gòu)抗震以及畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容。理論課程和實(shí)驗課程聯(lián)系起來，可以在實(shí)驗操作的過程中深入了解構(gòu)件的破壞過程和特點(diǎn)，建立出基本公式。實(shí)驗課中，學(xué)生可以自己設(shè)計實(shí)驗，親手預(yù)制混凝土構(gòu)件并進(jìn)行加載。創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需要深入實(shí)踐，融入其中，校內(nèi)實(shí)驗是很好的機(jī)會。課程設(shè)計無疑是理論的總結(jié)和升華。

3）學(xué)校結(jié)合學(xué)生志趣變方法，創(chuàng)新工程教育方式與手段，積極組織各類創(chuàng)新活動，如結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽，制作大賽等，激發(fā)同學(xué)們對專業(yè)的熱愛、創(chuàng)新熱情。活動覆蓋面要廣，要能調(diào)動所有同學(xué)的積極性。在活動過程中，引導(dǎo)同學(xué)們崇尚并追求“專注、標(biāo)準(zhǔn)、精準(zhǔn)、創(chuàng)新、完美、人本的工匠精神”。

結(jié)束語:

培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程卓越人才，目標(biāo)要明確，內(nèi)容要周詳，方法要得當(dāng)。理論與實(shí)踐并重，拓寬專業(yè)知識，突出創(chuàng)新發(fā)展，達(dá)到與人才培養(yǎng)層次相適應(yīng)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，彰顯應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)特色。真正做到面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)，服務(wù)制造強(qiáng)國等國家戰(zhàn)略，緊密對接經(jīng)濟(jì)帶、城市群、產(chǎn)業(yè)鏈布局，以加入國際工程教育《華盛頓協(xié)議》組織為契機(jī)，以新工科建設(shè)為重要抓手，在持續(xù)深化工程教育改革，加快培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才，打造世界工程創(chuàng)新中心和人才高地，提升國家硬實(shí)力和國際競爭力。