中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2096-000X(2025)20-0062-06
Abstract:Withthegradualimprovementofinfrastructureconstruction,sustainedeconomicandsocialdevelopment,andnew demandsinChina,theconnotationofcivilengineeringasadisciplineisgraduallybecomingmoreenrichedanddiversifiedThe traditional,singarproachtolentcliationannologertteiesedofteindustryereforedisipl integratinhasbecomeaninevitabletrendintheeformofcivilengineringeducationByintroducinginterdisciplinarykowledge systemsandcultivatingcomposietalentsinlarge-scalecivilengineering,wecanbeteraddressthecomplexandever-changing challngesinmodemengineeringconstructionandmaintenance.Thispaperfirstinvestigatesthemeasuresofinterdisciplinary integrainandinnovationatseveraldomesticuiversities.Onthisbasisitanalyzesthecuentstatusofcivilengineringtalent cultivationininaisussesteipoacadievitabilityofiterdisipliaryitegationialetdvelopntda existing implementation strategies to promote innovation and progress in civil engineering education.
Keywords:civil enginering;talentcultivation;multidisciplinary integration;educationreform;training strategies
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)需求的日益復(fù)雜,土木工程領(lǐng)域迎來(lái)了全新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。土木工程專業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要支柱,其培養(yǎng)的人才直接關(guān)系到國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。近年來(lái),隨著工程建設(shè)項(xiàng)目的復(fù)雜性和規(guī)模不斷增加,項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和管理涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)體系的深度融合,如人工智能、信息技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、材料學(xué)和管理學(xué)等,單一學(xué)科的培養(yǎng)模式難以滿足行業(yè)對(duì)人才多元化知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合素養(yǎng)的要求。因此,推動(dòng)多元學(xué)科的融合,優(yōu)化土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式,成為高校教育改革的迫切任務(wù)。
傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)教育多以工科背景為核心,注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力,但在知識(shí)的廣度和融合運(yùn)用上重視不足。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)需求的變化,土木工程專業(yè)面臨的任務(wù)已不再局限于建筑物的設(shè)計(jì)和施工,而是逐步拓展到包括社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、城市總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、城市安全與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維和快速救援等更廣泛的領(lǐng)域。為適應(yīng)這些變化,土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)必須從以往“單一學(xué)科知識(shí)為主\"的教育模式轉(zhuǎn)向“多元學(xué)科交叉融合”的新模式[1-4。多元學(xué)科融合不僅有助于提升學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新能力,還能幫助其在未來(lái)的職業(yè)發(fā)展中具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
此外,全球化背景下的工程項(xiàng)目常常涉及跨學(xué)科、跨文化和跨區(qū)域的協(xié)作,這要求土木工程人才具備更高的國(guó)際視野和綜合能力。例如,在復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中,不僅需要掌握土木工程相關(guān)的專業(yè)技術(shù),還需具備項(xiàng)自管理、法律法規(guī)、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)分析等方面的知識(shí)。因此,多元學(xué)科融合策略的提出,是對(duì)傳統(tǒng)土木工程教育模式的拓展和提升,是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要途徑。
在此背景下,許多高校開(kāi)始積極探索多元學(xué)科融合的培養(yǎng)策略,推動(dòng)課程體系的改革和創(chuàng)新,例如新設(shè)二級(jí)學(xué)科、開(kāi)設(shè)交叉學(xué)科、推行“土木 + ”復(fù)合人才培養(yǎng)模式。這些嘗試旨在打破學(xué)科壁壘,形成以學(xué)生為中心、以能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式,使學(xué)生不僅具備扎實(shí)的工程專業(yè)技能,還能掌握其他學(xué)科的知識(shí),提升其在未來(lái)職業(yè)中的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。因此,研究我國(guó)高校在土木工程專業(yè)中的學(xué)科融合現(xiàn)狀,對(duì)深化人才培養(yǎng)模式改革具有重要意義。
一 多元學(xué)科融合的必要性
傳統(tǒng)的土木工程領(lǐng)域主要側(cè)重于大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施建設(shè),但隨著全國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善,傳統(tǒng)土木工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模減少,存量基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的重要性則更加凸顯。建筑工程行業(yè)重心的轉(zhuǎn)變,不可避免地影響到了土木工程學(xué)院的招生和就業(yè)。如圖1所示,2022年同濟(jì)大學(xué)王牌專業(yè)土木工程在河南省的錄取分?jǐn)?shù)線為564分,較2021年的667分相差了103分,投檔最低分排名從1730名驟降至43252名,排名降幅超過(guò)四萬(wàn)位。吉林大學(xué)土木工程專業(yè)錄取分?jǐn)?shù)線也大幅下降,招生計(jì)劃未錄滿,甚至還有8名空缺。2024年,寧夏某學(xué)生以438分獲同濟(jì)大學(xué)土木工程專業(yè)錄取,而寧夏理科本科一批的分?jǐn)?shù)線是432分,僅高出一本線6分。同一年,同為“建筑老八?!钡娜A南理工大學(xué),在河北省的最低錄取位次也下降了近七千名,廣州大學(xué)的規(guī)劃建筑與土木工程組招生最低分為453分。麥可思研究院發(fā)布的《2024年中國(guó)本科生就業(yè)報(bào)告》顯示,從2019屆到2023屆,畢業(yè)后從事建筑工程的人占畢業(yè)生總數(shù)的比例越來(lái)越低,且五年來(lái)這一比例的降幅是46個(gè)職業(yè)類別里的第一名。相對(duì)而言,西方國(guó)家的土木工程學(xué)科領(lǐng)域處于穩(wěn)定期。根據(jù)美國(guó)USNews的排名,美國(guó)190個(gè)最受歡迎的職業(yè)中,土木工程在100個(gè)最佳工作中排名第85。其土木工程學(xué)科地位仍略優(yōu)于國(guó)內(nèi),而這可能與西方國(guó)家在土木工程教育中采用更靈活的選修課設(shè)置和多學(xué)位聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制密切相關(guān)。
現(xiàn)代工程項(xiàng)目的復(fù)雜性和多樣性日益增長(zhǎng),對(duì)土木工程師的知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。土木工程不再局限于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),還涉及綠色建筑、智能建造、智慧城市和設(shè)施運(yùn)維等新興領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的特點(diǎn)是綜合性強(qiáng),涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)的交叉與融合。因此,僅憑單一學(xué)科的專業(yè)知識(shí)難以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的工程項(xiàng)目。從圖2可以看出,土木工程可以與法學(xué)、管理學(xué)、材料科學(xué)、人工智能和環(huán)境科學(xué)等其他學(xué)科交叉形成更適合當(dāng)今時(shí)代的工作領(lǐng)域,例如土木工程與人工智能交叉可以形成智能建造,土木工程與管理學(xué)交叉可以形成基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維,土木工程同時(shí)與人工智能、管理學(xué)交叉可以形成智慧城市治理等。這種跨領(lǐng)域的深度融合,不僅符合時(shí)代發(fā)展的需求,也彰顯了土木工程教育改革的新方向。
多學(xué)科的融合能夠顯著提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和跨學(xué)科解決問(wèn)題的能力。通過(guò)將人工智能、材料科學(xué)、管理學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)融入土木工程專業(yè)課程,學(xué)生能夠從不同的視角來(lái)審視和分析工程問(wèn)題,從而提出更具創(chuàng)新性和綜合性的解決方案。例如,智能建造技術(shù)的快速發(fā)展使得建筑信息模型(BIM)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,這要求學(xué)生不僅要具備扎實(shí)的工程基礎(chǔ),還要掌握先進(jìn)的信息技術(shù)。通過(guò)多元學(xué)科的交叉學(xué)習(xí),學(xué)生在思維上能夠?qū)崿F(xiàn)多元化,在知識(shí)結(jié)構(gòu)上也能進(jìn)行多維度的擴(kuò)展,使其在面對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題時(shí)能夠綜合運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)和技能,提升綜合應(yīng)對(duì)能力。
隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),土木工程領(lǐng)域的工作環(huán)境和內(nèi)容也在不斷變化,土木工程師的職業(yè)角色和職責(zé)變得更加多樣化和復(fù)雜化。在現(xiàn)代城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,土木工程師不僅需要關(guān)注建筑本身的設(shè)計(jì)和施工,還需要考慮建筑與周邊環(huán)境的關(guān)系、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的效率以及法律和經(jīng)濟(jì)方面的影響。因此,土木工程專業(yè)的教育模式也應(yīng)隨之調(diào)整和優(yōu)化。通過(guò)多元學(xué)科的融合教育,學(xué)生不僅能夠提升其專業(yè)素養(yǎng),還能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的多樣化需求。土木工程專業(yè)不再是傳統(tǒng)意義上的單一“工科”,而可以成為一個(gè)涵蓋了工程技術(shù)、法律法規(guī)、管理運(yùn)營(yíng)和環(huán)境保護(hù)等多領(lǐng)域知識(shí)的綜合學(xué)科。
綜上所述,多元學(xué)科融合是土木工程專業(yè)教育改革的必然趨勢(shì)。通過(guò)引入多元學(xué)科的交叉,學(xué)生不僅能夠提升自身的專業(yè)素養(yǎng),還能更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工程挑戰(zhàn),適應(yīng)社會(huì)和行業(yè)的發(fā)展需求。
二 我國(guó)土木工程學(xué)科融合策略現(xiàn)狀
(一)在土木工程類專業(yè)下增設(shè)二級(jí)學(xué)科
隨著工程建設(shè)的復(fù)雜性和社會(huì)對(duì)多樣化人才需求的增加,許多高校在土木工程一級(jí)專業(yè)的框架下增設(shè)了新的二級(jí)學(xué)科,以拓展學(xué)生的知識(shí)體系并提升其專業(yè)素質(zhì)。例如,“智能建造”二級(jí)學(xué)科的設(shè)立就是為了應(yīng)對(duì)建筑行業(yè)數(shù)字化和智能化發(fā)展的需求[5-8]。智能建造專業(yè)以土木工程專業(yè)為基礎(chǔ)和依托,整合電子、機(jī)械、信息、計(jì)算機(jī)、建筑及管理等優(yōu)勢(shì)學(xué)科資源,聚焦于“建筑工業(yè)化、裝配式建筑、數(shù)字化設(shè)計(jì)、建筑信息模型、物聯(lián)網(wǎng)\"等重點(diǎn)方向,以“智能化設(shè)計(jì)、工業(yè)化施工、智能化運(yùn)維”為培養(yǎng)核心,通過(guò)嚴(yán)格的系統(tǒng)訓(xùn)練,突出學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng),使學(xué)生獲得未來(lái)建筑業(yè)專業(yè)技術(shù)工程師的基本素質(zhì)和技能,并具備向大王木的各專業(yè)領(lǐng)域和各職業(yè)范疇發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這種二級(jí)學(xué)科的設(shè)立不僅延展了傳統(tǒng)土木工程的專業(yè)領(lǐng)域,還增強(qiáng)了學(xué)生在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
除了智能建造,不少高校還針對(duì)特定需求設(shè)置了其他融合多個(gè)學(xué)科的土木工程下的二級(jí)學(xué)科,以應(yīng)對(duì)行業(yè)領(lǐng)域的多樣化發(fā)展。例如中國(guó)科學(xué)院大學(xué)開(kāi)設(shè)的寒區(qū)工程與環(huán)境;東北大學(xué)開(kāi)設(shè)的生態(tài)城鎮(zhèn)與綠色建筑;東北電力大學(xué)開(kāi)設(shè)的輸電工程;哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)開(kāi)設(shè)的土木工程材料;浙江工業(yè)大學(xué)開(kāi)設(shè)的綠色建筑技術(shù)等,具體情況見(jiàn)表1。這些二級(jí)學(xué)科的增設(shè)不僅拓寬了土木工程的知識(shí)邊界,也為學(xué)生提供了更多的專業(yè)選擇和發(fā)展路徑。通過(guò)在土木工程一級(jí)學(xué)科框架下增設(shè)二級(jí)學(xué)科,高校不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供精細(xì)化、特色化的知識(shí)體系,還能在教學(xué)和科研上保持與行業(yè)需求的緊密銜接,進(jìn)一步提升畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)適應(yīng)力。
(二) 基于多門一級(jí)學(xué)科開(kāi)設(shè)交叉學(xué)科
交叉學(xué)科是指不同學(xué)科或其內(nèi)部不同分支學(xué)科之間有機(jī)融合而出現(xiàn)的新的領(lǐng)域。2021年1月,國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部印發(fā)《國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)教育部關(guān)于設(shè)置“交叉學(xué)科\"門類、“集成電路科學(xué)與工程”和“國(guó)家安全學(xué)”一級(jí)學(xué)科的通知》,“交叉學(xué)科\"正式成為我國(guó)第14個(gè)學(xué)科門類。
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn),學(xué)科之間的深度交叉融合加速了重要科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵核心技術(shù)的革命性突破。設(shè)置“交叉學(xué)科\"門類,不僅在學(xué)科專業(yè)目錄上得到直接體現(xiàn),而且可以增強(qiáng)學(xué)術(shù)界、行業(yè)企業(yè)、社會(huì)公眾對(duì)交叉學(xué)科的認(rèn)同度,為交叉學(xué)科提供更好的發(fā)展通道和平臺(tái)。交叉學(xué)科的設(shè)立是高校推動(dòng)多元學(xué)科融合的重要舉措,不同于傳統(tǒng)的單一學(xué)科設(shè)置,交叉學(xué)科以多個(gè)一級(jí)學(xué)科為基礎(chǔ),結(jié)合多學(xué)科的知識(shí)和研究方法,致力于解決當(dāng)前社會(huì)和科技領(lǐng)域中的復(fù)雜問(wèn)題。
截至2024年6月30日,教育部統(tǒng)計(jì)的交叉學(xué)科已達(dá)到878個(gè),其中,與土木工程有關(guān)的交叉學(xué)科數(shù)量達(dá)到44個(gè),例如天津大學(xué)的風(fēng)能工程、北京建筑大學(xué)的建筑遺產(chǎn)保護(hù)等,具體情況見(jiàn)表2。
交叉學(xué)科的設(shè)立為土木工程教育帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī),通過(guò)整合多門一級(jí)學(xué)科的資源,高校能夠培養(yǎng)具備跨學(xué)科知識(shí)、解決復(fù)雜問(wèn)題能力的復(fù)合型人才。這種學(xué)科融合的發(fā)展方向?yàn)槲磥?lái)的土木工程教育提供了新的視野和更多的選擇,為現(xiàn)代工程建設(shè)、智慧城市發(fā)展及可持續(xù)建筑等領(lǐng)域輸送了多學(xué)科背景的高素質(zhì)人才。
(三)“土木 ?+: \"復(fù)合人才培養(yǎng)模式
為了培養(yǎng)具有多學(xué)科知識(shí)背景和跨學(xué)科綜合能力的復(fù)合型人才,許多高校開(kāi)始推行“主修專業(yè) + 微專業(yè)/輔修專業(yè)/輔修學(xué)位\"的進(jìn)階式人才培養(yǎng)模式[]。這種模式打破了單一學(xué)科的壁壘,使其能夠在完成土木工程主修課程的基礎(chǔ)上,根據(jù)個(gè)人興趣和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃,選擇其他學(xué)科的微專業(yè)或輔修專業(yè)。其中,同濟(jì)大學(xué)的模式非常具有代表性與借鑒性,如圖3所示。同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院與數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院聯(lián)合開(kāi)設(shè)“數(shù)理強(qiáng)化班”,與航空航天與力學(xué)學(xué)院聯(lián)合開(kāi)設(shè)“力學(xué)實(shí)驗(yàn)班”,與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院聯(lián)合開(kāi)設(shè)“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)班”。這些班的學(xué)生前兩年聯(lián)合學(xué)院學(xué)習(xí),之后轉(zhuǎn)回土木工程學(xué)院學(xué)習(xí),從而形成學(xué)科交叉培養(yǎng)模式,幫助學(xué)生更好應(yīng)對(duì)新時(shí)期的土木工程挑戰(zhàn)。同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院還與法學(xué)院聯(lián)合開(kāi)設(shè)“王木-法學(xué)\"復(fù)合人才實(shí)驗(yàn)班,在不增加學(xué)制的前提下,將土木工程專業(yè)和法學(xué)專業(yè)的知識(shí)與實(shí)踐學(xué)分精心凝練,深度融合,跨學(xué)院、跨學(xué)科個(gè)性化人才培養(yǎng)提供了可復(fù)制可推廣的示范[13]。在此基礎(chǔ)上,2019年起同濟(jì)大學(xué)全面形成“土木 +N* 復(fù)合人才培養(yǎng)模式。
“土木 + ”模式的核心優(yōu)勢(shì)在于其靈活的課程設(shè)置和廣泛的知識(shí)涵蓋,學(xué)生不僅能夠提高自身在就業(yè)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,還具備了適應(yīng)不同工作環(huán)境和崗位的能力。例如,選擇“土木 + 法學(xué)\"方向的學(xué)生能夠掌握工程合同管理、法律風(fēng)險(xiǎn)防范等方面的知識(shí),適應(yīng)項(xiàng)自管理與法律合規(guī)崗位的要求;而選擇“土木 + 計(jì)算機(jī)\"的學(xué)生則能夠掌握信息科學(xué)技術(shù)在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,滿足智能建造和智慧城市等前沿領(lǐng)域的需求。
通過(guò)推廣“土木 + ”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式,高??梢孕纬啥嘣膹?fù)合型人才培養(yǎng)體系,以應(yīng)對(duì)當(dāng)今工程領(lǐng)域日益復(fù)雜的多學(xué)科融合需求。這種模式不僅提升了學(xué)生的學(xué)科適應(yīng)力和職業(yè)發(fā)展?jié)摿?,也使得土木工程學(xué)科與其他領(lǐng)域的聯(lián)系更加緊密,為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展提供了更多選擇和廣闊的前景。
綜上所述,我國(guó)土木工程學(xué)院在學(xué)科融合方面采取的多種措施,為培養(yǎng)具備多學(xué)科素養(yǎng)和綜合能力的復(fù)合型人才提供了有力支持。這些舉措既滿足了社會(huì)對(duì)多樣化人才的需求,也推動(dòng)了土木工程學(xué)科的發(fā)展與創(chuàng)新。未來(lái),隨著學(xué)科融合的進(jìn)一步深化,土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)體系將更加完善,為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才保障。
注:圖源來(lái)源為同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院官網(wǎng)。
三 結(jié)束語(yǔ)
多元學(xué)科的融合是土木工程專業(yè)教育改革的必然趨勢(shì)。隨著社會(huì)需求的不斷變化和工程項(xiàng)目的日益復(fù)雜,傳統(tǒng)單一學(xué)科的教育模式已難以培養(yǎng)出適應(yīng)新時(shí)代要求的高素質(zhì)復(fù)合型人才。在此背景下,我國(guó)各大高校積極探索和實(shí)踐多元學(xué)科融合的策略,逐步形成了包括增設(shè)二級(jí)學(xué)科、開(kāi)設(shè)交叉學(xué)科、推行“土木 + ;復(fù)合人才培養(yǎng)模式在內(nèi)的多種措施。這些學(xué)科融合的實(shí)踐,不僅拓寬了學(xué)生的知識(shí)體系,還顯著提升了他們的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。
通過(guò)多元學(xué)科的交叉學(xué)習(xí),學(xué)生能夠更加全面地理解和掌握工程項(xiàng)目中的多維度知識(shí),不再局限于單一學(xué)科的思維方式。這種教育模式有助于學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜的工程問(wèn)題時(shí),能夠從多個(gè)角度進(jìn)行分析,提出更具科學(xué)性和系統(tǒng)性的解決方案。未來(lái),隨著社會(huì)對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型人才的需求進(jìn)一步增加,各高校應(yīng)持續(xù)深化學(xué)科融合,不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。
總之,多元學(xué)科的融合不僅是土木工程教育創(chuàng)新的關(guān)鍵,也是提升學(xué)生綜合能力、增強(qiáng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。通過(guò)不斷探索和完善學(xué)科融合的策略,我國(guó)土木工程教育體系將為社會(huì)培養(yǎng)出更多具備跨學(xué)科綜合能力的高素質(zhì)人才,為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)的人才支撐。
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