互聯(lián)網(wǎng)時代多學(xué)科交叉融合土木類專業(yè)課程體系實(shí)踐與研究

錢凱　吳優(yōu)　劉兵　李治

摘要：在互聯(lián)網(wǎng)新時代和新工科建設(shè)背景下、復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的提出對高校的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。土木類高校應(yīng)順應(yīng)新時代教育和教學(xué)改革的要求以及自身的工科優(yōu)勢和教學(xué)資源，立足于新工科建設(shè)發(fā)展要求，培養(yǎng)符合社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的應(yīng)用型人才。多學(xué)科交叉融合的教學(xué)體系是培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的重要方法，本文結(jié)合土木類高校的教學(xué)現(xiàn)狀和人才發(fā)展需求，基于多學(xué)科交叉融合進(jìn)行教學(xué)改革，構(gòu)建了多學(xué)科交叉融合的土木類高校教學(xué)體系和課程體系，推動土木類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和土木類高校教學(xué)質(zhì)量的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：多學(xué)科交叉融合;新工科建設(shè);;土木類高校;人才培養(yǎng);課程體系

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，為各領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。而高新技術(shù)的不斷進(jìn)步也使得各行業(yè)在發(fā)展模式和經(jīng)濟(jì)增長方式等方面都出現(xiàn)了重大的變化。以新科技、新產(chǎn)業(yè)和新服務(wù)為特征的新型經(jīng)濟(jì)社會正在高速發(fā)展，人們面臨和處理的問題也更加復(fù)雜化和專業(yè)化，對專業(yè)人員的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求，因此必須提高新型科技人才的綜合素養(yǎng)以適應(yīng)高新技術(shù)所產(chǎn)生的重大變化。

當(dāng)前新型科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給我國帶來了各種挑戰(zhàn)。2017年我國陸續(xù)開展了三次高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，會議達(dá)成新工科建設(shè)共識[1]。新工科建設(shè)作為高等工程教育改革的核心內(nèi)容，對工科高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)、行動指南和教學(xué)改革方案提出了新的要求。2018年教育廳、財(cái)政部和發(fā)改委共同發(fā)布《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)指導(dǎo)意見》[2]，提出“雙一流”高校應(yīng)打破學(xué)科之間的隔閡，促進(jìn)多學(xué)科交叉融合發(fā)展。因此，高校必須響應(yīng)國家教育體系的發(fā)展要求，在互聯(lián)網(wǎng)時代新工科建設(shè)思想的指引下深化教育體系改革。土木類專業(yè)作為我國重點(diǎn)關(guān)注的工科專業(yè)，應(yīng)順應(yīng)新工藝、新科技、新材料和新思想的變革，改進(jìn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)體系。

一、土木類專業(yè)現(xiàn)狀及存在問題

（一）土木類專業(yè)現(xiàn)狀

土木類專業(yè)作為我國重點(diǎn)關(guān)注的工科專業(yè)，許多高校在面對土木類專業(yè)的發(fā)展問題中，經(jīng)過不斷地探索與發(fā)展，已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的土木相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科專業(yè)群。此外擁有地質(zhì)、材料、信息、人工智能等與土木類專業(yè)發(fā)展相關(guān)的學(xué)院?；谝陨习l(fā)展條件，工科院校能更好的順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代下新工科發(fā)展理念，探索多學(xué)科交叉融合的土木類專業(yè)課程體系。

（二）存在問題

傳統(tǒng)的教學(xué)體系中某一領(lǐng)域的學(xué)科僅限于在特定的學(xué)院、專業(yè)系中教學(xué)。傳統(tǒng)的單一學(xué)科的教學(xué)制度造成了學(xué)科之間層次化和行政化，很大程度上影響了學(xué)科之間的有效交流。高校教學(xué)組織結(jié)構(gòu)特征多處于學(xué)科、學(xué)院的外部化，并對學(xué)科進(jìn)行專業(yè)分流，在不同的專業(yè)分流中再按照學(xué)科的發(fā)展方向進(jìn)行細(xì)分，由此造成了學(xué)科的分層化與行政化，這嚴(yán)重限制了各學(xué)科之間的有效交叉和完美融合。這種人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)體制對復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)存在著制約。為此，必須找到制約高校工科教育教學(xué)發(fā)展的主要問題，更好的建設(shè)多學(xué)科交叉融合的土木類專業(yè)課程體系。

1. 學(xué)科的單一性和孤立性

目前，大多專業(yè)學(xué)科課程是分開且獨(dú)立教學(xué)的，將多個相關(guān)聯(lián)的學(xué)科聯(lián)系或結(jié)合起來教學(xué)的教學(xué)方式較少且還未受到重點(diǎn)關(guān)注，使得學(xué)生畢業(yè)后的知識結(jié)構(gòu)不夠完整，綜合能力不夠突出，在職場中易出現(xiàn)不同學(xué)科專業(yè)的部門之間存在溝通困難，解決復(fù)雜問題的效率偏低等問題。在實(shí)際的土木工程中，解決一個工程問題需要涉及很多專業(yè)學(xué)科的知識，一個專業(yè)的技術(shù)人員在精通主要的專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，也要對其它專業(yè)有所了解，這樣才能高質(zhì)量高效率的解決工程問題。因此，只有各學(xué)科之間相互發(fā)展才能充分促進(jìn)土木體系的持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)在的教學(xué)觀念中存在“學(xué)得全不如學(xué)得精”這個偏于狹隘的理念，但是，在面對土木行業(yè)的多元化和工程的復(fù)雜化進(jìn)程中，面對的工程問題更加復(fù)雜化，只有具備各種知識能力的人才能在土木行業(yè)中站穩(wěn)腳步，穩(wěn)定發(fā)展。可見這種單一學(xué)科的教學(xué)體系已經(jīng)不能滿足新時代教育發(fā)展的需求。

2.多學(xué)科教研平臺建設(shè)不完善

建設(shè)完善的互聯(lián)網(wǎng)機(jī)制下的多學(xué)科教研平臺是培養(yǎng)綜合素質(zhì)全面的土木應(yīng)用型人才的重點(diǎn)。而目前高校的教研平臺多是基于一個院系中幾個相近學(xué)科組建而成，比如土木類專業(yè)的教研平臺有建筑學(xué)教研室、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)教研室、工民建教研室、巖土教研室、道橋教研室和工程管理教研室等，但教研室之間的教學(xué)合作或?qū)W科競賽方面的交流并不是很深入，教研平臺所涉及的學(xué)科單一、管理模式單一，不能推動多學(xué)科交叉融合的發(fā)展。

3. 多學(xué)科交叉融合意識薄弱

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，土木工程所涉及的專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域越來越廣，工程問題也越趨于復(fù)雜化和專業(yè)化，比如土木工程科研方面，除了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究手段，現(xiàn)在更多的是通過軟件進(jìn)行模擬，在使用軟件進(jìn)行模擬時還需要與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，掌握計(jì)算機(jī)編程、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)等專業(yè)學(xué)科知識，否則很難掌握軟件的使用方法和技巧。這些都體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合的重要性。然而，目前許多高校在多學(xué)科交叉融合方面的意識還不夠強(qiáng)烈。與土木類專業(yè)相關(guān)聯(lián)的學(xué)科專業(yè)以及學(xué)院之間在教學(xué)交流、學(xué)科交融等方面合作不足，學(xué)科之間存在明顯的界限，各自為政的問題較為嚴(yán)重，如建筑工程專業(yè)和建筑學(xué)專業(yè)，巖土工程專業(yè)與地下工程專業(yè)之間的交流較少，學(xué)科之間的融合與合作并不明顯。使學(xué)生對其他專業(yè)領(lǐng)域的知識掌握不足，嚴(yán)重影響了對高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和行業(yè)的發(fā)展。

二、土木類專業(yè)交叉融合課程體系構(gòu)建目標(biāo)和思路

（一）構(gòu)建目標(biāo)

互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，各個領(lǐng)域和方面均呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，土木類專業(yè)作為典型的工科專業(yè)，人才培養(yǎng)必須與土木行業(yè)與社會發(fā)展需求相適應(yīng)。以互聯(lián)網(wǎng)時代下新工科建設(shè)發(fā)展為契機(jī)，結(jié)合多學(xué)科交叉融合的教學(xué)理念，改進(jìn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，完善教學(xué)方針及政策，優(yōu)化教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)科之間的融合與發(fā)展。首先，要在新工科教育理念的指導(dǎo)下改進(jìn)傳統(tǒng)教育理念，統(tǒng)籌兼顧各學(xué)院和各學(xué)科之間的發(fā)展要求，建立多學(xué)科交叉融合的教學(xué)體系。其次，根據(jù)土木行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，推行多學(xué)科交叉融合的課程體系。開設(shè)混合學(xué)科專業(yè)課程，打破不同學(xué)科專業(yè)各司其職的界限。最后，以互聯(lián)網(wǎng)為紐帶創(chuàng)建多學(xué)科交叉融合的教學(xué)隊(duì)伍和科研平臺。教學(xué)隊(duì)伍不是局限于一個學(xué)院之內(nèi)，而是不同學(xué)院之間的教師進(jìn)行團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

（二） 構(gòu)建思路

在互聯(lián)網(wǎng)時代下，呈現(xiàn)出科技領(lǐng)域快速迭代的特點(diǎn)。在土木工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求中，特別是在大工程項(xiàng)目普遍發(fā)展的社會進(jìn)程中，土木工程類已成為高校重點(diǎn)主推的發(fā)展領(lǐng)域方向。高校須順應(yīng)當(dāng)前教育與教學(xué)體系的深化改革，進(jìn)一步提升綜合型與應(yīng)用型人才的教育教學(xué)質(zhì)量，積極推動各學(xué)科間的交叉融合[3]。促進(jìn)多學(xué)科交叉融合協(xié)同發(fā)展，要以培育綜合素養(yǎng)高的復(fù)合型土木工程人才為主要教育目標(biāo)，加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)間的溝通和協(xié)作，統(tǒng)籌兼顧，促進(jìn)各學(xué)科的融合與發(fā)展。本文從搭建多學(xué)科教研平臺、構(gòu)建培養(yǎng)體系、構(gòu)建多學(xué)科交叉融合師資隊(duì)伍等方面研究和探索跨學(xué)科課程體系。

三、土木類專業(yè)交叉融合課程體系的主要內(nèi)容

（一）優(yōu)化培養(yǎng)方案和運(yùn)行機(jī)制

學(xué)科交叉融合的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需要一個系統(tǒng)有效的人才培養(yǎng)方案和運(yùn)行機(jī)制。人才培養(yǎng)方案是順利開展教學(xué)活動的行動指南，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的土木工程復(fù)合型人才，必須完善和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)時代下新工科教育需求和社會及土木行業(yè)發(fā)展需求，對人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，如建設(shè)多學(xué)科交叉融合實(shí)驗(yàn)班，增加雙學(xué)位專業(yè)、創(chuàng)設(shè)跨專業(yè)通識課程以及加入多學(xué)科交叉融合的知識體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)，全面提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì)。

多學(xué)科交叉融合運(yùn)行機(jī)制是保證教學(xué)順利進(jìn)行，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要保障。可以增設(shè)混合學(xué)科必修課和選修課，將不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)生吸納在一起學(xué)習(xí)和交流，促進(jìn)不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)生之間的交流與學(xué)習(xí)，同時按照人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求對課程設(shè)置學(xué)分和相應(yīng)的考核。也可以在教學(xué)過程中融入其它專業(yè)學(xué)科進(jìn)行教學(xué)，比如將BIM技術(shù)與三維虛擬仿真結(jié)合起來教學(xué);將土木工程施工與BIM技術(shù)結(jié)合起來教學(xué)。促進(jìn)不同學(xué)院、專業(yè)的學(xué)生的交流與合作，這樣才能使學(xué)生通過一門課而集一身本領(lǐng)，提高學(xué)生的綜合能力。

（二）建立多學(xué)科交叉融合教研平臺

多學(xué)科教研平臺與傳統(tǒng)教研平臺有著較為明顯的差異，多學(xué)科教研平臺是在互聯(lián)網(wǎng)新時代下的又一產(chǎn)物。為更好的促進(jìn)多學(xué)科交叉融合，多學(xué)科教研平臺在人員的分配、平臺的管理、經(jīng)費(fèi)的投入等諸多方面都涉及到不同的院系和專業(yè)。結(jié)合復(fù)雜土木工程的發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢[4]，建全產(chǎn)學(xué)研相融合的多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)平臺，通過校企合作方式進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生投入到科研、進(jìn)入企業(yè)中實(shí)習(xí)中，以促進(jìn)交叉學(xué)科理論知識的應(yīng)用和解決實(shí)際復(fù)雜工程的問題，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。具備科學(xué)、人文、工程知識的復(fù)合型綜合人才已經(jīng)成為新功課人才培養(yǎng)的基本要求[5]。建立多學(xué)科交叉融合的教研平臺，不僅促進(jìn)了不同學(xué)院、不同學(xué)科間的交流與合作，而且大大提高了教師與學(xué)生的科研效率和豐富科研成果，同時，通過教研平臺之間的合作，促進(jìn)了多學(xué)科交叉融合課程的建設(shè)。

（三）加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合學(xué)科競賽

通過以賽促學(xué)的方式促進(jìn)學(xué)生多學(xué)科交叉融合的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，如多組織跨學(xué)院、跨專業(yè)的實(shí)踐活動以及學(xué)科競賽，多專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等滿足多學(xué)科交叉融合實(shí)踐教學(xué)需要。并建立獎勵機(jī)制鼓勵學(xué)生參與到多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新競賽中，對國家級、省級、校級、院級科技競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽實(shí)施不同的獎勵制度，鼓勵學(xué)生往更高水平的大賽中沖刺，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時，實(shí)行多導(dǎo)師制，即多學(xué)科交叉融合教師和企業(yè)專家共同參與到學(xué)生隊(duì)伍中，為學(xué)生提供知識、技術(shù)等方面上的指導(dǎo)和建議。

（四）培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合專業(yè)教師隊(duì)伍

隨著土木行業(yè)向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化以及科技化方向發(fā)展，各崗位對復(fù)合型、創(chuàng)新型等人才供不應(yīng)求。要培養(yǎng)復(fù)合型和創(chuàng)新型人才，關(guān)鍵要提高多學(xué)科交叉融合教師的綜合專業(yè)素養(yǎng)以及教學(xué)水平，打造出一批綜合性強(qiáng)、專業(yè)素養(yǎng)高、教學(xué)質(zhì)量高的多學(xué)科交叉融合隊(duì)伍。跨學(xué)科專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)是多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)課程體系能否實(shí)施的關(guān)鍵[5]。

一是要對教師進(jìn)行培養(yǎng)，根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)要求和多學(xué)科交叉融合的課程體系，有目的有計(jì)劃的對教師進(jìn)行培養(yǎng)。

二是要引進(jìn)多學(xué)科交叉融合的師資隊(duì)伍，引進(jìn)多學(xué)科交叉融合發(fā)展領(lǐng)域緊缺的人才，豐富多學(xué)科交叉融合教師隊(duì)伍，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才注入源頭活水。

三是加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，通過搭建和培育多學(xué)科交叉融合教學(xué)團(tuán)隊(duì)、多學(xué)科交叉融合互聯(lián)網(wǎng)教研平臺、多學(xué)科交叉融合專業(yè)群等平臺，在各方面強(qiáng)化多學(xué)科交叉融合教師團(tuán)隊(duì)，為培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾和支撐。

四是優(yōu)化多學(xué)科交叉融合教學(xué)體制。通過設(shè)置激勵機(jī)制和評價(jià)考核等方式，鼓勵教師融入到多學(xué)科交叉融合建設(shè)中，提高教師的可持續(xù)創(chuàng)新能力。

（五）多學(xué)科交叉融合監(jiān)控評價(jià)體系

根據(jù)人才培養(yǎng)方案，對多學(xué)科交叉融合教學(xué)課程的設(shè)置效果、多學(xué)科交叉融合教師隊(duì)伍的教學(xué)質(zhì)量與合作交流成效、多學(xué)科交叉融合的科研平臺的科研成果以及學(xué)生的學(xué)習(xí)成果等進(jìn)行評價(jià)。通過教學(xué)環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控和質(zhì)量評價(jià)促進(jìn)人才培養(yǎng)要求的達(dá)成，以形成良好多學(xué)科交叉融合教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[6]。

在師生雙向評價(jià)中，應(yīng)注意學(xué)生評價(jià)的主導(dǎo)作用，學(xué)生可以通過評價(jià)問卷、課余反饋等方式對教師的教學(xué)方式、各學(xué)科內(nèi)容的融合能力、時間控制等方面進(jìn)行評價(jià)，學(xué)生評價(jià)可以使教師更有針對性的優(yōu)化教學(xué)方式，從而提高學(xué)生聽課的效率和質(zhì)量。教師需對學(xué)生的各學(xué)科專業(yè)知識掌握度和綜合應(yīng)用能力、綜合職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行評價(jià);分階段評價(jià)既可以有效的檢驗(yàn)教師的教學(xué)質(zhì)量又可以檢查學(xué)生在不同時間段對各專業(yè)知識掌握度，教師對學(xué)生的評價(jià)可以結(jié)合課堂提問、課后作業(yè)等進(jìn)行評價(jià)。

四、結(jié)束語

綜合而言，互聯(lián)網(wǎng)時代下新工科大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的培養(yǎng)，應(yīng)在新時代的偉大進(jìn)程中，經(jīng)濟(jì)社會和科技迅猛發(fā)展，人才強(qiáng)國、科技興國戰(zhàn)略的提出，需要大量的復(fù)合型、創(chuàng)新型應(yīng)用型人才投入到社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國建設(shè)中。高等院校必須與時俱進(jìn)，積極響應(yīng)現(xiàn)代化教育的發(fā)展要求，在新工科建設(shè)的背景下，注重多學(xué)科交叉融合的教學(xué)體系，全面建設(shè)多學(xué)科交叉融合科研平臺、學(xué)科專業(yè)群、師資隊(duì)伍和評價(jià)體系等教學(xué)體系，健全創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制。培養(yǎng)出一批走在世界科學(xué)技術(shù)前沿、緊跟經(jīng)濟(jì)社會步伐、響應(yīng)國家需求的復(fù)合型、創(chuàng)新型應(yīng)用型人才。

作者單位：錢凱? ? 吳優(yōu)? ? 劉兵? ? 李治? ? 桂林理工大學(xué) 土木與建筑工程學(xué)院

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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