教育教学论坛_2022年2期

程志 韩云山 刘兰 郑亮

[关键词] 新工科；土木工程；创新型人才；培养体系

[基金项目] 2020年度中北大学本科教育教学改革项目“新工科背景下土木工程专业创新型人才培养体系的探索与实践”（ZJ2020049）

[作者简介] 程 志（1979—），男，山西朔州人，工学博士，中北大学土木工程系副主任，主要從事固废建材化利用、新型组合结构研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）02-0168-04 [收稿日期] 2021-09-01

2017年2月，《关于开展新工科研究与实践的通知》由教育部正式发布[1]。此后，复旦共识、天大行动和北京指南先后形成，新工科专业建设成为我国高校工科专业人才培养的新方向[2]。

新的经济形势下，为了保障国家战略实施，迫切需要高校培养应用型和创新型人才[3]。作为传统工科，土木工程专业的发展在迎来重要战略机遇期的同时，也面临严峻挑战。一方面，国家基础设施建设、“一带一路”等需要大量的土木工程专业人才，人才需求旺盛；另一方面，建筑业正在沿着“产业化、信息化和智能化”方向升级，新型建筑不断涌现，BIM技术、大数据、人工智能与建筑工程不断融合，土木工程专业人才培养迫切需要从传统的知识型人才转向应用型和创新型人才。在新工科背景下，面对建筑业转型升级、工程教育认证等重要课题，土木工程专业应当按照新工科建设的行动路线，与经济社会发展需求保持高度一致，与国际工程教育接轨，及时调整人才培养体系，不断进行升级改造，强化办学特色，加强学科交叉融合、产学研融合、校企协作、创新创业教育，培养新工科创新型人才[4]。

一、中北大学土木工程专业现状分析

经过十多年的建设，中北大学土木工程专业在人才培养、实验室建设、师资队伍建设、创新创业教育等方面积累了良好的办学经验，毕业生就业率长期位居学校各专业前列，毕业生质量受到用人单位好评和认可。土木工程专业按照专业认证要求，于2017年和2019年对培养方案进行了两轮修订，课程设置得到了进一步的优化。但在新工科背景下，专业认证理念贯彻、课程体系设置、学生创新能力培养等方面，仍然存在一些问题，需要进行探索和研究。

（一）工程教育认证制度的推行，需要教师转变教学理念，进行教学改革

工程教育认证制度是“华盛顿协议”成员国联合推行的工程教育国际互认制度[5]。工程教育认证是对注册工程师所受专业教育质量的合格认定。工程教育认证标准的核心理念是学生中心、成果导向、持续改进。以“学生为中心”的教学理念，与传统教学有很大差异，需要每一位教师转变观念，并在课程教学中贯彻执行。“成果导向”的教学体系，需要制定科学的人才培养目标，构建能够支撑毕业要求的课程体系，以毕业要求为准绳综合评价人才培养质量。“持续改进”的质量文化，需要建立相应的质量跟踪、反馈和评价机制[6]。总之，工程教育认证人才培养标准对土木工程专业人才培养提出了新的要求，需要每一位教师转变教学理念，以便与国际接轨。

（二）新工科所倡导的新技术、新工艺、新理论，学科交叉融合、专业特色，需要在课程知识体系中充分体现

课程知识体系滞后于新技术、新工艺、新理论发展，现有课程体系中未设置装配式结构、BIM技术、人工智能等代表行业前沿和先进技术的课程。教学理念落后于建筑行业产业化发展，教学方法和手段未能与信息化、智能化、互联网等新技术融合。与校内其他学科，如材料、无损检测、电工电子、安全工程等，尚未建立实质联系，专业特色不够突出，不能满足新工科所倡导的特色化、复合型人才培养要求。

（三）新工科所要求的应用型人才培养，需要进一步提高实践教学质量

土木工程专业主要实践教学环节有课程设计、实习、实验和毕业设计。目前存在的主要问题有：课程设计、毕业设计与实际工程项目结合不紧密；虽然建立了一些实践教学基地，但未能形成良好的协同育人机制；实验课开设的实验项目，验证性、演示性实验居多，设计性、综合性实验较少，不能很好的培养学生的创造性和研究兴趣。

（四）新工科所要求的创新型人才培养，需要进一步加强创新创业平台建设

土木工程专业非常重视学生创新创业意识和能力的培养，进行了创新能力培养体系的建设，如：在专业课程中设置1～2学时的专利、工法、科研项目前沿专题；开设创新实验课程；与全程导师制结合，指导学生进行创新创业课题申报；组织或参加各类学科竞赛等。但在新工科背景所要求的绿色建筑、装配式建筑、BIM技术等新技术，尚未建立创新创业平台，不能满足学生创新创业能力培养。

二、土木工程专业创新型人才培养体系的构建

总体思路框架如图1所示。

（一）建立具有新工科特点和明确专业特色的课程知识体系

新工科建设要求将现有课程知识体系重新构建，建立面向未来的，能够满足新技术、新产业发展的课程知识体系。按照新工科建设的要求，结合我校土木工程专业特点，考虑地方建设需求，凝练专业特色，拟从以下4个方面进行课程知识体系改革。

1.开设BIM技术、装配式结构两门具有新技术或新产业特点的前沿课程。

2.针对新工科所要求的复合型人才，面向未来智能建造，结合我校学科特点，与信息与通信工程、安全工程、材料科学与工程等学科交叉融合，开设电工技术、防护工程、建筑新材料等学科交叉课程。

3.人工智能是未来的重要方向，在现有实验课中，增加无损检测、智能建造等实验项目。

4.我校与山西省人民防空办公室进行深度战略合作，土木工程专业以此为契机，将人防工程设计、施工纳入课程知识体系，服务地方建设需要，突出专业特色。

（二）践行工程教育认证理念，全面进行教学改革

1.教师教学理念革新。与传统教学模式不同，“学生中心、成果导向、持续改进”的工程教育理念，以学生为中心进行教学，强调教学成果，强调互动与反馈[6]。通过在线培训、专题讲座、教学沙龙等形式，帮助任课教师从教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、考核评价等全方位进行教学改革，转变教学理念，为顺利通过专业认证打好基础。

2.专业实验课改革。原有实验课中，演示性、验证性实验项目居多，设计性实验项目较少。设计性实验能够发挥学生的自主性和创造性，对于学生创新能力的培养可以形成有力支撑。通过增加开设设计性实验项目，适应新工科、专业认证人才培养的要求。加大实验室开放力度，鼓励学生自主设计，注重学生专业技能和创新能力培养。

3.打造1～2门一流本科课程。一流本科课程强调以学生为中心的教学理念，是践行新工科、专业认证理念的重要体现。土木工程专业拟围绕混凝土结构基本原理、混凝土结构设计、土力学等专业核心课程，组建教学团队，集中精力从教学内容、教学组织、教学方法、教学评价等方面进行教学改革，申报1～2门国家级或省级一流本科课程。

（三）与企业双向深度融合，构建协同育人的实践教学体系

1.建立校企双向互动交流机制。鼓励教师提高自身能力，主动适应新工科要求，到大型企业建设一线进行工程锻炼，切实打造“双师型”师资队伍。专业教师及时获取行业新技术和新知识，准确把握行业新动态，有利于教学科研的开展。要求企业技术人员担任兼职教师，企业技术人员和教师共同完成学生课程设计、毕业设计、专业实习的指导，优势互补，保障实践教学质量。此外，主动与行业企业沟通，加强生产实习基地建设，了解行业动态，争取科研课题，通过产学研合作，让学生尽可能多地参与其中，培养学生的创新能力[7]。

2.建立校企合作协同育人实践平台。与知名企业签署长期战略合作协议，深度合作，将协同育人机制全面落到实处。企业、专业明确联系人，负责双方合作事项的实施。面向地方经济建设需求，积极挖掘本地资源，建立实习基地、校企共建实验室，实现学校与企业课堂教学、课外教学、校外教学融合统一，培养企业真正需要的人才[8]。

（四）构建“创新实验—学科竞赛—创新创业项目”三位一体的创新创业教育体系

通过开设创新实验课、组织各级各类学科竞赛、申报创新创业项目等，实现全方位、全过程、全员参与创新创业教育新局面[9]。

1.进行创新实验课程建设。目前，土木工程专业开设有土木工程结构创新实验、土木工程岩土创新实验两门创新实验课。创新实验课以综合性、设计性专业实验为主，对于培养学生的实践动手能力、创新能力、分析解决问题的能力具有重要作用。受制于实验仪器设备短缺，创新实验项目选题范围较小。通过实验平台建设、优化实验项目等，提高创新实验课教学质量。

2.完善“校—省—国家级”三层次学科竞赛体系。目前，大学生结构设计大赛（国家一级赛事）已经初步形成“校—省—國家级”三层次学科竞赛体系。在此基础上，通过增加如：加筋土挡墙设计大赛、BIM大赛、混凝土材料设计大赛等赛事活动，扩大学科竞赛的范围、学生覆盖面；通过建立各类赛事组委会，提高学科竞赛水平；通过申办省级或国家级赛事，提高社会影响力。

3.建立和完善创新创业项目实施机制。通过制定创新学分认定细则、设立创新奖学金等，提高学生全员参与创新创业活动的积极性；与学生成长导师制相结合，学生在选题、申报、实施、结题等各个环节，导师全程指导，形成师生全员参与创新创业项目的新局面[10]。

（五）进行平台建设，构建开放式的创新创业实践教学平台

在现有工程结构实验室、土力学实验室、结构创新实验室的基础上，构建开放式创新创业实践教学平台。

1.建立绿色建筑创新创业实践中心。绿色建筑是国家针对建筑业提出的重要发展战略，是可持续发展的建设手段，未来土木建筑工程的发展方向。在工程结构实验室现有仪器、场地基础上，补充部分仪器设备，引导学生在新材料、新工艺、新结构、新型工业化等方面进行创新，拓宽学生创新思维，激发学生的创新动力，提高学生的创新实践能力，为学生的创新实践提供广阔的空间。

2.建立BIM虚拟仿真实验中心。BIM技术作为建筑业产业升级的新技术，被国家强令推行，人才需求非常旺盛。我校是我省首个开展BIM教学及研究的院校，本科在校生参与BIM比赛已获国家级奖项，BIM方向毕业生也得到了用人单位的一致好评。通过建立BIM虚拟仿真实验中心，开设BIM实验课、组织各类BIM赛事，形成我校土木工程专业特色，培养学生从事BIM工作的能力，满足勘察、设计、施工、运维等各阶段对BIM专业人员的需求。

3.建立校企产学研创新实践中心。加强与省内知名企业的联系，在提供技术服务的同时，获得资金支持，探索校企产学研合作，共建创新实践平台。

结语

通过课程知识体系优化、课程教学改革、协同育人实践教学体系构建、创新创业教育体系构建、创新创业实践平台建设等5个方面，建立面向新工科的土木工程创新型人才培养体系。该体系的实施，有利于教师对工程教育认证理念的践行，促进教师教学改革；有利于创新创业活动的开展，提高学生创新创业能力的培养；有利于学科交叉融合、凝练专业特色。培养具有新工科特点的创新型土木工程专业人才。