新工科視域下土木類研究生課程教學改革探索

摘 要 文章面向“新工科”建設的內(nèi)涵和發(fā)展要求，對土木類研究生課程教學改革展開了初步探索。首先，從教學內(nèi)容、教學模式、考核方式等方面分析了當前研究生課程教學中存在的主要問題，進而結合新工科建設要求，提出從加強學科交叉、改進教學模式、建立反饋機制、豐富考核方式等多個維度進行教學改革的具體措施與路徑，構建適應土木類研究生課程教學特點的創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革方案，旨在提升土木人才的創(chuàng)新意識和實踐能力，使其更好地適應未來工程領域的需求。

關鍵詞 新工科；土木工程；研究生教育

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.27.018

Exploration on Teaching Reform of Civil Engineering Postgraduate Courses

from the Perspective of Emerging Engineering Education

DONG Shuai， MA Jia， CHEN Hui

（School of Civil Engineering， Changsha University of Science and Technology， Changsha， Hunan 410114）

Abstract In response to the connotations and developmental demands of the "Emerging Engineering Education"， this paper initiates a preliminary exploration into the reform of teaching methodologies within civil engineering graduate programs. Firstly， it conducts an analysis of the primary issues existing in current graduate-level teaching， encompassing areas such as curriculum content， instructional modalities， and assessment methods. Subsequently， aligning with the imperatives of emerging engineering education construction， this paper proposes specific measures and pathways for multidimensional teaching reform， including enhancing interdisciplinary collaboration， refining instructional models， establishing feedback mechanisms， and diversifying assessment approaches. It endeavors to construct an innovative talent cultivation reform plan tailored to the characteristics of teaching within civil engineering graduate programs. The overarching objective is to enhance the innovative consciousness and practical capabilities of civil engineering professionals， empowering them to address the future demands of engineering more effectively.

Keywords emerging engineering education； civil engineering； graduate education

新工科建設是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、創(chuàng)新人才培養(yǎng)新要求而提出的工程教育改革方向。自2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，旨在培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的學科交叉復合型卓越工程科技人才。“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等新工科建設指南的相繼頒布，為我國高等工程教育的改革指明了方向、開拓了路徑，也進一步加快了新工科建設的步伐。

在數(shù)字時代與新工科背景下，土木工程作為傳統(tǒng)的應用型工程專業(yè)，正面臨著許多新的挑戰(zhàn)與機遇。傳統(tǒng)土木工程具有較強的理論性，一直是國家基礎設施建設的重要支撐，尤其與當前的新基建息息相關。近年來，隨著綠色智能建筑、現(xiàn)代智慧城市、智能建造與智慧運維等新理念的提出，對土木工程領域的人才培養(yǎng)提出了新的要求[1]。現(xiàn)代社會對土木工程師的要求不僅僅只是停留在掌握傳統(tǒng)工程知識和技能上，而是更加強調(diào)跨學科的綜合能力。當前，土木工程領域亟須擁有先進技術知識、良好工程實踐能力，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的新型科技人才。因此，在新工科背景下，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)應結合建筑現(xiàn)代化、工業(yè)化、信息化和智能化等需求[2]，注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與訓練，以適應未來社會新技術、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟發(fā)展趨勢。

研究生教育作為高等教育中的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關鍵。課程教學作為保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)，在研究生成長成才過程中具有全面、綜合和基礎性作用。目前，建立學校教育和實踐鍛煉相結合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，探索并推行創(chuàng)新型教育方式方法，致力培養(yǎng)創(chuàng)新研究型人才，已成為當今高校研究生課程教學改革實踐的重點方向之一[3]。在新工科背景下，高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重點在于創(chuàng)新能力的發(fā)展。特別是對于土木類研究生而言，提高其培養(yǎng)質(zhì)量、助力其成為卓越科技人才的關鍵也在于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。因此，要提高研究生的創(chuàng)新能力，首要任務在于培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。這意味著教師需要采取創(chuàng)新的教學方法，引導學生獨立思考，并鼓勵其在學術研究和工程實踐中尋找創(chuàng)新的可能性，以更好地適應未來科技發(fā)展的需要。以長沙理工大學土木工程學院為例，當前土木類研究生培養(yǎng)過程中尚存在如下問題：未將創(chuàng)新思維培養(yǎng)系統(tǒng)性地納入低年級研究生的課堂；傳統(tǒng)的教學模式和枯燥難懂的教學內(nèi)容往往難以吸引學生的學習興趣，且課堂缺乏與本科生教學的差異性，導致學生缺乏自主性思考，無法起到培養(yǎng)創(chuàng)新思維的作用。因此，探索適應土木類研究生課程教學特點的創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革方案，提升學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，是新時代土木類研究生課程教學改革的重要目標。為此，本文對土木類研究生課程教學問題進行了分析，并給出了相應的改革思路。

1 新工科背景下土木類研究生培養(yǎng)存在的問題

1.1 教學內(nèi)容難以適應學科發(fā)展前沿及學術視野拓寬需求

目前土木類研究生課程教學中，教學內(nèi)容中缺少與當下學科研究熱點相關的案例，與學科發(fā)展前沿不匹配。由于研究生課程的課時量限制，教師在授課時很少結合專業(yè)背景將理論知識與實踐、科研相結合進行知識的適當擴展和外延。即使有少量的經(jīng)典案例引入，又由于年代久遠，長期未進行實質(zhì)性更新，已經(jīng)脫離學科前沿動態(tài)[5]，并非土木領域的研究熱點。學生可能因此對所學內(nèi)容產(chǎn)生懷疑和厭倦，加深對土木工程專業(yè)過于古老陳舊的負面印象，難以激發(fā)其學習興趣和動力。此外，教學內(nèi)容的不足還會對學生的學術視野和創(chuàng)新能力造成限制。當前教學大多側重于課本知識點的講解，其局限性雖然短期內(nèi)可能不會在學生的期末成績上有明顯的反應，但是，缺乏與時俱進的教學內(nèi)容，將使得學生難以了解學科的最新發(fā)展趨勢和研究動態(tài)，無法有效拓寬其學術視野，形成前瞻性的學術思維和創(chuàng)新意識。學生可能陷入對傳統(tǒng)理論的死記硬背中，而缺乏對問題的深刻理解和解決能力。這對于研究生后續(xù)從事科學研究埋下了潛在隱患，難以達到新工科人才培養(yǎng)目標。

1.2 傳統(tǒng)教學模式無法激發(fā)學習動力和實現(xiàn)師生互動要求

土木工程專業(yè)課程涵蓋的知識點繁多，一些主講教師為了順利完成教學任務，仍采用本科生的教學模式給研究生上課。教學形式仍以教師講授為主，并不是以學生為中心。在教學過程中，過于強調(diào)知識的傳授，單方面將理論知識灌輸給學生，而學生只能單方面被動吸收。這種知識灌輸型的教學方法雖然也能夠傳授知識，但存在內(nèi)容枯燥陳舊、重理論輕實踐等諸多問題，導致研究生學習積極性不高，難以掌握先進的科學理論與科學技能。同時，這種教學方法也不能有效地實現(xiàn)師生之間、生生之間的互動和交流，學生很難得到教師的及時反饋和指導，也無法通過討論和思辨來加深對知識的理解和運用，很難激發(fā)研究生新的思維方式，嚴重影響其創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)[6]。此外，過于強調(diào)理論知識的講授，忽略了實踐技能的培養(yǎng)，也會導致研究生在應用知識解決實際工程問題時顯得力不從心。這種教學模式下，雖然教師能夠完成既定的教學任務，但卻無法激發(fā)研究生的學習興趣和動力，導致學習效果不佳。

1.3 單一課程考核方式無法實現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標

傳統(tǒng)的研究生課程考核方式多側重于期末筆試或課程論文，對于研究生學習效果的評價形式單一，未能實現(xiàn)過程考核[7]。一方面，過于偏重期末成績?nèi)菀讓е聦W生學習積極性不高，缺乏對課程的深入理解和掌握。期末筆試考核雖然能夠督促學生復習所學知識，但卻有一定的局限性，難以全面評價學生的學習效果和能力。這種考試方式更多地測試了學生的記憶能力，而缺乏對其深層次思維和分析能力的考查，無法真正反映學生的學術水平和創(chuàng)新能力。另一方面，課程論文考核模式雖然有利于培養(yǎng)學生的寫作能力和獨立思考能力，但也存在問題。很多學生只是應付論文要求，而并沒有進行深入思考和分析，導致論文質(zhì)量參差不齊，難以發(fā)揮培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的作用。傳統(tǒng)考核模式下，研究生對專業(yè)知識的學習興趣和熱情相對較低，學習積極性較差，教學效果不盡如人意。問題的根源在于當前的考核評價體系過于注重期末成績，而忽略了學生平時的課堂表現(xiàn)及動手實踐能力。這使得許多學生在學習過程中缺乏主動投入，只關注如何通過期末臨時突擊來獲取課程學分。

2 面向新工科需求的土木類研究生課程建設思路與教學改革策略

2.1 探索加強科學思維訓練與提升學科交叉能力的人才培養(yǎng)新范式

近幾十年來，各學科都在經(jīng)歷著快速的發(fā)展和變化，涌現(xiàn)出了大量高水平的科研成果。這些科研成果不僅推動著學科的進步，也為培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識與能力提供了寶貴的素材。在新工科學科交叉的理念下，教師不僅應當密切關注本學科的發(fā)展前沿，還應同時具備跨界融合的能力，不斷更新和豐富教學內(nèi)容，將最新的科研成果和發(fā)展動態(tài)融入課堂教學。這種做法有助于開闊學生的學術視野，極大激發(fā)學生的學習興趣，從而達到科教融合的目標，提升教學效果。此外，還需重視基礎知識與工程實際問題的結合，強化研究生對基本理論的理解，幫助研究生建立完整的基礎理論知識體系，從而提高研究生課堂教學質(zhì)量；最后，為了拓寬研究生的學術視野，促進其科學思維和學科交叉能力的培養(yǎng)，還應盡可能地創(chuàng)造條件，開設各類線上線下跨學科學術講座。通過這些講座，研究生可以了解相關領域的最新發(fā)展動態(tài)，與來自不同研究背景和領域的專家進行交流和互動，進一步提升自身的學術水平和綜合能力，為其后續(xù)的科學研究奠定堅實的基礎。

2.2 發(fā)展融合實時反饋機制與創(chuàng)新思維培養(yǎng)需求的新型教學模式

針對傳統(tǒng)授課模式的局限性，結合土木類課程的特點，教師應以目標導向教育（OBE）為指導思想，以信息化教學手段為基礎，引入多種課程資源，打造“傳統(tǒng)課堂―在線課堂―翻轉(zhuǎn)課堂―討論課堂”四堂融合式新型教學模式，為傳統(tǒng)課堂注入活力。在新型教學模式中，教師可以通過確定合適的選題，讓研究生以團隊的形式匯報學習成果，并設置討論環(huán)節(jié)，讓研究生參與科研觀點討論。通過教學設計來有效激發(fā)學生探尋科研問題的能力，提升學生的思辨能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和科研素養(yǎng)。相比于傳統(tǒng)的教學模式，四堂融合式教學更加強調(diào)“以學生為中心”，注重師生互動、生生互動，以及學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與提升。通過引入課堂實時反饋與過程化評價機制，可以客觀地促進學生自主學習意識的覺醒和學習能力的提升，激發(fā)學生主動學習和自我驅(qū)動的求知欲，實現(xiàn)“教”與“學”有機融合的目標。

2.3 建立注重過程實踐與高階思維能力培養(yǎng)的多樣化考核方式

目前的研究生課程考核方式單一，往往側重期末測試而忽略過程考核，難以保證教學效果，也無法有效培養(yǎng)學生的高階思維能力。因此，在研究生課程教學過程中，應引入過程監(jiān)督與考核評價，探索“無標準答案”的考核方式，建立融合“平時表現(xiàn)―知識拓展（翻轉(zhuǎn)課堂、討論課堂）―期末測試（傳統(tǒng)課堂）”多元化考核方式的綜合評價體系，從而更全面地評估學生的學習效果，提升研究生的應用與高階思維能力。平時成績的評價包括課后作業(yè)、實驗報告等方面，而知識拓展部分則包括課后知識檢索、課堂分享匯報、科研觀點討論等。既可以有效地反映學生在學習過程中的表現(xiàn)，又可以鼓勵學生廣泛參與學科討論和深度思考。期末測試可以采用筆試考試或課程論文等形式，以全面地考核學生對課程知識的掌握與理解。引入課程論文的寫作，可以幫助研究生更好地了解科技論文的寫作要求，并掌握寫作技巧，有利于其更早地在高水平期刊上發(fā)表學術論文。這種多元化的考核方式有助于全面評價學生的學業(yè)表現(xiàn)，激發(fā)其學術興趣，并培養(yǎng)他們在研究過程中的高階思維能力。

3 結語

新工科對土木類研究生教育提出了新的要求，需要在現(xiàn)有的教學模式上進行深入改革，不斷促進專業(yè)交叉融合與創(chuàng)新，完善考核方式與評價體系。本文詳細剖析了當前土木類研究生課程教學中存在的問題，同時從課程內(nèi)容、教學模式和考核方式等方面提出了改革思路，旨在形成一種適應新工科背景的先進課程教學模式，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)出滿足未來社會需求的高質(zhì)量土木人才。

基金項目：長沙理工大學2022年度學位與研究生教育教學改革課題；長沙理工大學2024年度學位與研究生教育教學改革課題（CLYJSJG24020）；長沙理工大學2024年度研究生教學成果培育項目；湖南省普通高等學校教學改革研究項目（HNJG-2021-1374，HNJG-2022-0613）。

參考文獻

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