新工科土木工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

程志 韓云山 劉蘭 鄭亮

[摘 要] 在新工科背景下，通過對(duì)學(xué)校土木工程專業(yè)現(xiàn)狀分析，指出了目前人才培養(yǎng)存在的主要問題，明確了專業(yè)改革的方向，構(gòu)建了土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。該創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系主要包括：課程知識(shí)體系優(yōu)化、課程教學(xué)改革、協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)等5個(gè)方面的內(nèi)容。該體系的實(shí)施有利于促進(jìn)教師教學(xué)改革；有利于提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)；有利于學(xué)科交叉融合、凝練專業(yè)特色。培養(yǎng)具有新工科特點(diǎn)的創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞] 新工科；土木工程；創(chuàng)新型人才；培養(yǎng)體系

[基金項(xiàng)目] 2020年度中北大學(xué)本科教育教學(xué)改革項(xiàng)目“新工科背景下土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐”（ZJ2020049）

[作者簡介] 程 志（1979—），男，山西朔州人，工學(xué)博士，中北大學(xué)土木工程系副主任，主要從事固廢建材化利用、新型組合結(jié)構(gòu)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）02-0168-04 [收稿日期] 2021-09-01

2017年2月，《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》由教育部正式發(fā)布[1]。此后，復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南先后形成，新工科專業(yè)建設(shè)成為我國高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的新方向[2]。

新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，為了保障國家戰(zhàn)略實(shí)施，迫切需要高校培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才[3]。作為傳統(tǒng)工科，土木工程專業(yè)的發(fā)展在迎來重要戰(zhàn)略機(jī)遇期的同時(shí)，也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一方面，國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、“一帶一路”等需要大量的土木工程專業(yè)人才，人才需求旺盛；另一方面，建筑業(yè)正在沿著“產(chǎn)業(yè)化、信息化和智能化”方向升級(jí)，新型建筑不斷涌現(xiàn)，BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能與建筑工程不斷融合，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)迫切需要從傳統(tǒng)的知識(shí)型人才轉(zhuǎn)向應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。在新工科背景下，面對(duì)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、工程教育認(rèn)證等重要課題，土木工程專業(yè)應(yīng)當(dāng)按照新工科建設(shè)的行動(dòng)路線，與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求保持高度一致，與國際工程教育接軌，及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)體系，不斷進(jìn)行升級(jí)改造，強(qiáng)化辦學(xué)特色，加強(qiáng)學(xué)科交叉融合、產(chǎn)學(xué)研融合、校企協(xié)作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)新工科創(chuàng)新型人才[4]。

一、中北大學(xué)土木工程專業(yè)現(xiàn)狀分析

經(jīng)過十多年的建設(shè)，中北大學(xué)土木工程專業(yè)在人才培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等方面積累了良好的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，畢業(yè)生就業(yè)率長期位居學(xué)校各專業(yè)前列，畢業(yè)生質(zhì)量受到用人單位好評(píng)和認(rèn)可。土木工程專業(yè)按照專業(yè)認(rèn)證要求，于2017年和2019年對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行了兩輪修訂，課程設(shè)置得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。但在新工科背景下，專業(yè)認(rèn)證理念貫徹、課程體系設(shè)置、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面，仍然存在一些問題，需要進(jìn)行探索和研究。

（一）工程教育認(rèn)證制度的推行，需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，進(jìn)行教學(xué)改革

工程教育認(rèn)證制度是“華盛頓協(xié)議”成員國聯(lián)合推行的工程教育國際互認(rèn)制度[5]。工程教育認(rèn)證是對(duì)注冊(cè)工程師所受專業(yè)教育質(zhì)量的合格認(rèn)定。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的核心理念是學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)。以“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，與傳統(tǒng)教學(xué)有很大差異，需要每一位教師轉(zhuǎn)變觀念，并在課程教學(xué)中貫徹執(zhí)行?！俺晒麑?dǎo)向”的教學(xué)體系，需要制定科學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建能夠支撐畢業(yè)要求的課程體系，以畢業(yè)要求為準(zhǔn)繩綜合評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)質(zhì)量?！俺掷m(xù)改進(jìn)”的質(zhì)量文化，需要建立相應(yīng)的質(zhì)量跟蹤、反饋和評(píng)價(jià)機(jī)制[6]?？傊こ探逃J(rèn)證人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求，需要每一位教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以便與國際接軌。

（二）新工科所倡導(dǎo)的新技術(shù)、新工藝、新理論，學(xué)科交叉融合、專業(yè)特色，需要在課程知識(shí)體系中充分體現(xiàn)

課程知識(shí)體系滯后于新技術(shù)、新工藝、新理論發(fā)展，現(xiàn)有課程體系中未設(shè)置裝配式結(jié)構(gòu)、BIM技術(shù)、人工智能等代表行業(yè)前沿和先進(jìn)技術(shù)的課程。教學(xué)理念落后于建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，教學(xué)方法和手段未能與信息化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)融合。與校內(nèi)其他學(xué)科，如材料、無損檢測(cè)、電工電子、安全工程等，尚未建立實(shí)質(zhì)聯(lián)系，專業(yè)特色不夠突出，不能滿足新工科所倡導(dǎo)的特色化、復(fù)合型人才培養(yǎng)要求。

（三）新工科所要求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，需要進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量

土木工程專業(yè)主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。目前存在的主要問題有：課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合不緊密；雖然建立了一些實(shí)踐教學(xué)基地，但未能形成良好的協(xié)同育人機(jī)制；實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)居多，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少，不能很好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和研究興趣。

（四）新工科所要求的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)建設(shè)

土木工程專業(yè)非常重視學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力的培養(yǎng)，進(jìn)行了創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的建設(shè)，如：在專業(yè)課程中設(shè)置1～2學(xué)時(shí)的專利、工法、科研項(xiàng)目前沿專題；開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程；與全程導(dǎo)師制結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題申報(bào)；組織或參加各類學(xué)科競賽等。但在新工科背景所要求的綠色建筑、裝配式建筑、BIM技術(shù)等新技術(shù)，尚未建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，不能滿足學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。

二、土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建

總體思路框架如圖1所示。

（一）建立具有新工科特點(diǎn)和明確專業(yè)特色的課程知識(shí)體系

新工科建設(shè)要求將現(xiàn)有課程知識(shí)體系重新構(gòu)建，建立面向未來的，能夠滿足新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的課程知識(shí)體系。按照新工科建設(shè)的要求，結(jié)合我校土木工程專業(yè)特點(diǎn)，考慮地方建設(shè)需求，凝練專業(yè)特色，擬從以下4個(gè)方面進(jìn)行課程知識(shí)體系改革。

1.開設(shè)BIM技術(shù)、裝配式結(jié)構(gòu)兩門具有新技術(shù)或新產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的前沿課程。

2.針對(duì)新工科所要求的復(fù)合型人才，面向未來智能建造，結(jié)合我校學(xué)科特點(diǎn)，與信息與通信工程、安全工程、材料科學(xué)與工程等學(xué)科交叉融合，開設(shè)電工技術(shù)、防護(hù)工程、建筑新材料等學(xué)科交叉課程。

3.人工智能是未來的重要方向，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課中，增加無損檢測(cè)、智能建造等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4.我校與山西省人民防空辦公室進(jìn)行深度戰(zhàn)略合作，土木工程專業(yè)以此為契機(jī)，將人防工程設(shè)計(jì)、施工納入課程知識(shí)體系，服務(wù)地方建設(shè)需要，突出專業(yè)特色。

（二）踐行工程教育認(rèn)證理念，全面進(jìn)行教學(xué)改革

1.教師教學(xué)理念革新。與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工程教育理念，以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)成果，強(qiáng)調(diào)互動(dòng)與反饋[6]。通過在線培訓(xùn)、專題講座、教學(xué)沙龍等形式，幫助任課教師從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核評(píng)價(jià)等全方位進(jìn)行教學(xué)改革，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，為順利通過專業(yè)認(rèn)證打好基礎(chǔ)。

2.專業(yè)實(shí)驗(yàn)課改革。原有實(shí)驗(yàn)課中，演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目居多，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以形成有力支撐。通過增加開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適應(yīng)新工科、專業(yè)認(rèn)證人才培養(yǎng)的要求。加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)，注重學(xué)生專業(yè)技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3.打造1～2門一流本科課程。一流本科課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，是踐行新工科、專業(yè)認(rèn)證理念的重要體現(xiàn)。土木工程專業(yè)擬圍繞混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、土力學(xué)等專業(yè)核心課程，組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，集中精力從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行教學(xué)改革，申報(bào)1～2門國家級(jí)或省級(jí)一流本科課程。

（三）與企業(yè)雙向深度融合，構(gòu)建協(xié)同育人的實(shí)踐教學(xué)體系

1.建立校企雙向互動(dòng)交流機(jī)制。鼓勵(lì)教師提高自身能力，主動(dòng)適應(yīng)新工科要求，到大型企業(yè)建設(shè)一線進(jìn)行工程鍛煉，切實(shí)打造“雙師型”師資隊(duì)伍。專業(yè)教師及時(shí)獲取行業(yè)新技術(shù)和新知識(shí)，準(zhǔn)確把握行業(yè)新動(dòng)態(tài)，有利于教學(xué)科研的開展。要求企業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師，企業(yè)技術(shù)人員和教師共同完成學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。此外，主動(dòng)與行業(yè)企業(yè)溝通，加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，了解行業(yè)動(dòng)態(tài)，爭取科研課題，通過產(chǎn)學(xué)研合作，讓學(xué)生盡可能多地參與其中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[7]。

2.建立校企合作協(xié)同育人實(shí)踐平臺(tái)。與知名企業(yè)簽署長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，深度合作，將協(xié)同育人機(jī)制全面落到實(shí)處。企業(yè)、專業(yè)明確聯(lián)系人，負(fù)責(zé)雙方合作事項(xiàng)的實(shí)施。面向地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，積極挖掘本地資源，建立實(shí)習(xí)基地、校企共建實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)課堂教學(xué)、課外教學(xué)、校外教學(xué)融合統(tǒng)一，培養(yǎng)企業(yè)真正需要的人才[8]。

（四）構(gòu)建“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)—學(xué)科競賽—?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”三位一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系

通過開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課、組織各級(jí)各類學(xué)科競賽、申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等，實(shí)現(xiàn)全方位、全過程、全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新局面[9]。

1.進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)。目前，土木工程專業(yè)開設(shè)有土木工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、土木工程巖土創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)兩門創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課以綜合性、設(shè)計(jì)性專業(yè)實(shí)驗(yàn)為主，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析解決問題的能力具有重要作用。受制于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備短缺，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題范圍較小。通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，提高創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。

2.完善“校—省—國家級(jí)”三層次學(xué)科競賽體系。目前，大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽（國家一級(jí)賽事）已經(jīng)初步形成“?！　獓壹?jí)”三層次學(xué)科競賽體系。在此基礎(chǔ)上，通過增加如：加筋土擋墻設(shè)計(jì)大賽、BIM大賽、混凝土材料設(shè)計(jì)大賽等賽事活動(dòng)，擴(kuò)大學(xué)科競賽的范圍、學(xué)生覆蓋面；通過建立各類賽事組委會(huì)，提高學(xué)科競賽水平；通過申辦省級(jí)或國家級(jí)賽事，提高社會(huì)影響力。

3.建立和完善創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)施機(jī)制。通過制定創(chuàng)新學(xué)分認(rèn)定細(xì)則、設(shè)立創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金等，提高學(xué)生全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的積極性；與學(xué)生成長導(dǎo)師制相結(jié)合，學(xué)生在選題、申報(bào)、實(shí)施、結(jié)題等各個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)師全程指導(dǎo)，形成師生全員參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的新局面[10]。

（五）進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建開放式的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

在現(xiàn)有工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，構(gòu)建開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

1.建立綠色建筑創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中心。綠色建筑是國家針對(duì)建筑業(yè)提出的重要發(fā)展戰(zhàn)略，是可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)手段，未來土木建筑工程的發(fā)展方向。在工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器、場地基礎(chǔ)上，補(bǔ)充部分儀器設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生在新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新型工業(yè)化等方面進(jìn)行創(chuàng)新，拓寬學(xué)生創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，為學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐提供廣闊的空間。

2.建立BIM虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心。BIM技術(shù)作為建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新技術(shù)，被國家強(qiáng)令推行，人才需求非常旺盛。我校是我省首個(gè)開展BIM教學(xué)及研究的院校，本科在校生參與BIM比賽已獲國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，BIM方向畢業(yè)生也得到了用人單位的一致好評(píng)。通過建立BIM虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，開設(shè)BIM實(shí)驗(yàn)課、組織各類BIM賽事，形成我校土木工程專業(yè)特色，培養(yǎng)學(xué)生從事BIM工作的能力，滿足勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段對(duì)BIM專業(yè)人員的需求。

3.建立校企產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新實(shí)踐中心。加強(qiáng)與省內(nèi)知名企業(yè)的聯(lián)系，在提供技術(shù)服務(wù)的同時(shí)，獲得資金支持，探索校企產(chǎn)學(xué)研合作，共建創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。

結(jié)語

通過課程知識(shí)體系優(yōu)化、課程教學(xué)改革、協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)等5個(gè)方面，建立面向新工科的土木工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。該體系的實(shí)施，有利于教師對(duì)工程教育認(rèn)證理念的踐行，促進(jìn)教師教學(xué)改革；有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的開展，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)；有利于學(xué)科交叉融合、凝練專業(yè)特色。培養(yǎng)具有新工科特點(diǎn)的創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。

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Construction of Innovative Talent Training System in Civil Engineering under the Background of“Emerging Engineering Education”： Taking North University of China as an Example

CHENG Zhi， HAN Yun-shan， LIU Lan， ZHENG Liang

（Department of Civil Engineering， North University of China， Taiyuan， Shanxi 030051， China）

Abstract： Under the background of “emerging engineering education”， through the analysis of the status quo of civil engineering major in North University of China， the main problems existing in talents cultivation are pointed out， the direction of professional reform is clarified， and the innovative talent training system of civil engineering major is constructed. The innovative talent training system mainly includes five aspects： optimization of course knowledge system， reform of course teaching， construction of cooperative education practical teaching system， construction of innovation and entrepreneurship education system， and construction of innovation and entrepreneurship practice platform. The implementation of the system is conducive to promoting teachers to reform teaching， improving the cultivation of students’ innovation and entrepreneurship ability， integrating interdisciplinary knowledge， and condensing characteristics of the major， in order to cultivate innovative civil engineering talents with the characteristics of “emerging engineering education”.

Key words： “emerging engineering education”； civil engineering； innovative talents； training system