“321”培養(yǎng)模式下的土木工程遞進式實踐教學體系

周廣盼，張于曄，范 進，蔣冬啟，張 寧

（南京理工大學 理學院，江蘇 南京 210094）

引言

當今，高等教育面臨著新科技革命與產業(yè)變革、大國博弈和新冠肺炎疫情影響三大變局，亟待開展面向未來的人才培養(yǎng)模式改革，面向國家和國防需求的拔尖人才培養(yǎng)，以及面向新形勢、新要求的課程教學改革［1］。國家提出了“四新”“雙萬計劃”、工程教育改革試點、卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0等新戰(zhàn)略［2］。本科人才培養(yǎng)方案是改革的破局點，南京理工大學為培養(yǎng)創(chuàng)新型精英人才，構建了“321”人才培養(yǎng)模式，即開展通識、學科、專業(yè)3個培養(yǎng)階段，培養(yǎng)目標依次為強基礎、促融通和重選擇；培養(yǎng)行業(yè)精英和學術領軍兩種類型人才，前者注重復合交叉和工程實際技能訓練，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，后者注重本研貫通銜接，著力提升學生學術創(chuàng)新思維；最后，一人一方案，建立基于本科生導師制的導學機制，逐一幫助學生找準發(fā)展方向、設計實現(xiàn)途徑。

實踐教學是土木工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)鏈條上至關重要的一環(huán)，但高校實驗課程、實踐環(huán)節(jié)種類繁多，相互之間較為獨立，關聯(lián)性不強，如何將教學內容有機整合，構建多層次、遞進式實踐教學體系，值得深入探討和研究。

一、土木工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題

根據習近平總書記關于教育的重要論述［3］，教育改革必須更加注重改革的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性，以改革激活力、增動力，這為教育改革發(fā)展提供了科學的方法論。目前，高校土木工程專業(yè)實踐教學存在的問題包括：（1）實踐教學主線不清晰，未體現(xiàn)層次性和遞進式，不能滿足學生的不同發(fā)展需求［4］；（2）對思政元素挖掘不夠深入，或可有可無，或突兀插入，沒有做到有機融入［5］；（3）各實踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求的支撐關系不夠清晰，教師不能有的放矢地開展相關教學活動［6］；（4）考核方式過于單一，未遵循“兩性一度”標準［7］；（5）部分實踐環(huán)節(jié)的教學內容重復陳舊，沒有做到與時俱進［8］；（6）校企合作不夠深入，受新冠疫情影響，不能充分利用已建立的實習基地，線上實習效果大打折扣［9］；（7）青年教師工程實踐經驗需要增加，沒有相關機制保障和促進教師參加生產實踐［10］。

二、實踐教學體系改革探討——以南京理工大學土木工程專業(yè)為例

（一）四層次遞進式實踐教學體系

基于南京理工大學“321”人才培養(yǎng)模式，結合2022版本科人才培養(yǎng)方案修訂工作，土木工程專業(yè)構建了“基礎—專業(yè)—綜合—創(chuàng)新”四層次遞進式實踐教學體系，打通實驗課程、課程設計、項目實習、科研訓練、畢業(yè)設計（論文）、研究生課題間的壁壘，主要環(huán)節(jié)（如表1所示）。

表1 土木工程專業(yè)“基礎—專業(yè)—綜合—創(chuàng)新”四層次遞進式實踐教學體系

另外，面向行業(yè)精英和學術領軍兩種類型人才設計內涵和要求，打造不同的實踐實訓培養(yǎng)路徑。根據學生能力，在進行科研訓練和畢業(yè)設計（論文）擬題時注重層次性，鼓勵早擬題、早雙選、早發(fā)布，并與前期綜合實踐項目銜接，鼓勵和吸引學生早進實驗室、早入科研團隊，保證項目的延續(xù)性。針對學術領軍型學生，側重于學科前沿項目和跨學科創(chuàng)新項目訓練，逐級提升項目挑戰(zhàn)度；針對行業(yè)精英型學生，側重于強化工程實踐和專業(yè)拓展訓練，將企業(yè)行業(yè)的尖端前沿項目轉化為綜合實踐教學內容?？蒲杏柧殞嵭兄衅诜至?，難以完成課題研究的學生通過選修開放性實驗等補足學時，將科研訓練的進展情況作為推薦免試研究生資格的重要參考條件。

（二）明確各環(huán)節(jié)德育目標和課程思政融入點

隨著“一帶一路”倡議的不斷深入，土木工程專業(yè)依托南京理工大學軍工、國防方面的背景和學科優(yōu)勢，秉承“軍民融合”“理工融合”的新工科辦學理念，強化忠誠報國教育，傳承軍工匠心，培養(yǎng)學生形成“顧大局、甘奉獻、有擔當”的特質，著力培養(yǎng)學生“中國工程師”責任意識。組織各實踐環(huán)節(jié)教師重新撰寫大綱，明確各環(huán)節(jié)德育目標和課程思政融入點。

（三）建立各環(huán)節(jié)支撐畢業(yè)要求的對應關系矩陣

基于OBE教育模式，結合《工程教育認證標準》中對于12條畢業(yè)要求的規(guī)范［11］，建立了各實踐環(huán)節(jié)支撐畢業(yè)要求的對應關系矩陣（如表2所示），其中，H、M、L分別表示高、中、低相關度，并在課程大綱予以明確。

表2 各實踐環(huán)節(jié)支撐畢業(yè)要求的對應關系

（四）改革考核方式，提升學業(yè)挑戰(zhàn)度

根據教育部“兩性一度”要求，教學方式需要呈現(xiàn)互動性，合理提升學業(yè)挑戰(zhàn)度，因此，各教學團隊使用翻轉課堂教學模式，增加生講生評、生問生答和小組討論等環(huán)節(jié)。此外，根據各實踐環(huán)節(jié)支撐畢業(yè)要求對應的指標點在教學大綱中明確相關知識點、考核形式及成績比例，包括考勤、隨堂測驗、習題、大作業(yè)、報告、分組匯報、口試、筆試等，并建立優(yōu)秀、良好、中等、合格所對應的評判標準。

（五）更新實驗課程、實踐環(huán)節(jié)教學內容

在2022版培養(yǎng)方案中，實驗課程、實踐環(huán)節(jié)內容總體更新率達到30%，實踐學分比例達到專業(yè)總學時（必修）的30%，減少演示性、操作性實驗，設計性、綜合性實驗達85%。在“綜合”和“創(chuàng)新”層次，重點加強實踐教學的跨學科交叉，注重利用學校建立的“力學與土木工程創(chuàng)新工作室”等30余個X·Space品牌高水平創(chuàng)客空間、250余項開闊學生學術視野的綜合性、創(chuàng)新性開放實驗項目及校外合作實踐基地（見表3），將教師科研項目、全國大學生結構設計競賽、結構設計信息技術大賽、巖土工程競賽、BIM競賽等學科競賽題目轉化為科研訓練和畢業(yè)設計（論文）題目。此外，通過3D場景制作、平臺搭建、VR設備購置，新建“混凝土板爆炸荷載下的破壞過程虛擬仿真”實驗項目1項。

表3 土木工程專業(yè)校外合作實習、實踐、實訓基地

（六）建立線上線下混合式實習平臺

在新冠肺炎疫情常態(tài)化防控的背景下，針對認識實習、工程地質實習、生產實習等校外實習環(huán)節(jié)，本專業(yè)建立了線上線下混合式實習平臺，可根據疫情發(fā)展情況，調整各實踐環(huán)節(jié)課時安排。通過增加線上考勤、線上互動、專家講座、優(yōu)秀視頻資源庫等措施，保證線上實習不縮水。

（七）建立青年教師工程實踐保障機制，鼓勵教學與科研相結合

本專業(yè)成立了土木工程專業(yè)教學委員會，制定了《南京理工大學理學院關于提升土木工程專業(yè)青年教師工程實踐能力的若干措施（2019）》，規(guī)定了青年教師參與工程實踐研究的年度最低要求，以保證教師的工程背景能滿足實踐教學的需要。此外，土木工程專業(yè)促進實踐教學與理論教學深度融合，推進項目引導式實踐教學改革，支持大學學術團隊開展項目引導式改革試點。本專業(yè)教師將科研與教學相結合，指導學生參加競賽所獲部分獎項如表4所示。

表4 土木工程專業(yè)學生競賽獲獎

結語

南京理工大學土木工程專業(yè)基于學?！?21”本科人才培養(yǎng)模式，結合國家一流本科專業(yè)建設和2022版本科人才培養(yǎng)方案修訂工作，構建了“基礎—專業(yè)—綜合—創(chuàng)新”四層次遞進式實踐教學體系，明確了各實踐環(huán)節(jié)德育目標、課程思政融入點、支撐畢業(yè)要求的對應關系。通過改革考核方式，提升了學業(yè)挑戰(zhàn)度，更新了實驗課程、實踐環(huán)節(jié)教學內容，建立了線上線下混合式實習平臺和青年教師工程實踐保障機制，鼓勵教學與科研相結合，大大提高了學生的參與度和獲得感，培養(yǎng)了學生“中國工程師”責任意識。學生獲得了挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎、“創(chuàng)青春”全國大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎、全國大學生結構設計信息技術大賽特等獎、江蘇省高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)“金種子”孵育活動五星級項目等多項獎勵，為今后成為行業(yè)精英、學術領軍人才打下了堅實基礎。