通識教育與土木工程專業(yè)教育 結合方式的思考與探索

郭增偉 周建庭 何小兵

摘要：通識教育和專業(yè)教育相結合的人才培養(yǎng)制度符合中國高等教育的基本國情。在分析土木工程專業(yè)未來發(fā)展趨勢的基礎上，探討未來土木工程師的人才屬性和培養(yǎng)要點，闡述土木工程專業(yè)和通識教育的結合方式，介紹重慶交通大學基于“回歸工程”教學理念在課程教學改革、學業(yè)導師崗位職責、面向實際工程的畢業(yè)設計改革和課外實踐活動等方面的探索。

關鍵詞：通識教育;土木工程;工程教育;高校教育;教學改革

中圖分類號：G6420;TU???文獻標志碼：A???文章編號：1005?2909（2019）03?0021?07

目前，中國高等教育模式仍沿用和效仿前蘇聯專業(yè)化的人才培養(yǎng)模式。這種模式因為適應建國初期經濟社會發(fā)展需要而顯現自身的制度性優(yōu)勢，為社會主義建設培養(yǎng)了大批急需的專業(yè)性人才。但它并不是一種純粹的技術或知識教育，而是一種具有自覺政治精英意識的專業(yè)教育[1]。隨著社會主義市場經濟的深入推進，這一傳統專業(yè)教育模式帶來了較嚴重的“重理輕文”的實用主義傾向，弱化了學生人文素養(yǎng)的培育，忽視了學生的個性差異[2]。

1995年在華中科技大學召開“文化素質教育試點工作會”，中國高等教育由此步入通識教育的探索和實踐時代，一些985高校在通識教育課程模式、本科文理學院建制等方面開展了多樣化的通識教育實踐。如浙江大學的求是學院[3]、復旦大學的復旦學院[4]、南京大學的匡亞明學院[5]、北京大學的元培學院[6]、華中科技大學的啟明學院[7]、中山大學的博雅學院[8]等。雖然目前還沒有形成一套比較有特色的、相對成熟的大學通識教育模式[9]，但多年的探索實踐也形成一些共識，即中國高等教育不能完全照搬歐美模式，必須堅持專業(yè)教育的主體地位[10]，建立一套適合中國國情的通識教育體系[11]，應面向不同高校、不同個體的教育需求，積極探索符合通識教育理念和本質的課程體系和授課方式，提高學生的學習能力和個體素養(yǎng)[12]。2016年《國家十三五規(guī)劃綱要》首次提出實行“通識教育和專業(yè)教育相結合的培養(yǎng)制度，強化實踐教學，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”“加快學習型社會建設”的中國高等教育發(fā)展戰(zhàn)略。

目前中國開設工科專業(yè)的本科高校多達1 000多所，其中開設土木工程專業(yè)的高校有540余所，已成為名副其實的土木工程教育大國[13]。隨著國家綜合實力、國際競爭力的提高，特別是“一帶一路”倡議的深入推進，中國土木工程海外業(yè)務增長迅猛，而以信息化、智能化為核心的第四次科技革命也必然引發(fā)土木工程行業(yè)的技術革命。如何破解通識教育的困局，加強通識教育和專業(yè)教育的有效結合，培養(yǎng)適應土木工程行業(yè)發(fā)展的技術人才必將成為土木工程高等教育改革的重要內容。

一、土木工程行業(yè)的發(fā)展趨勢

（一） 國際化

隨著“一帶一路”建設逐漸從理念轉化為行動，從愿景轉變?yōu)楝F實，中國對沿線國家的開放，將推動區(qū)域內的邊境口岸設施和中心城市市政基礎建設、跨境鐵路擴能改造、口岸高速公路建設等。據統計，2017年全球基建投資中，中國占比31%，中國參與的海外建設項目多達1 034個，占世界基建項目總數的16%，中國內地共有65家企業(yè)入選2017年度全球最大250家國際承包商，入選企業(yè)共實現海外市場營業(yè)收入987.2億美元，占250家國際承包商場營業(yè)收入總額的21.1%。

與此同時，隨著全球經濟一體化的深入，國內建筑市場的日益開放，越來越多的國外設計、施工、咨詢企業(yè)不斷涌入中國開拓市場。許多舉世聞名的世紀工程都有國外企業(yè)參與的身影，如澳大利亞PTW建筑設計事務所、ARUP奧雅納工程顧問公司參與國家游泳中心（“水立方”）的設計工作、上海中心大廈采用的是美國Gensler建筑設計事務所提出的“龍型”方案、廣州塔（“小蠻腰”）的建筑設計方案由荷蘭信基建筑事務所提供、荷蘭隧道工程咨詢公司參與了港珠澳大橋沉管隧道的咨詢……土木工程項目的國際化趨勢日益明顯。

（二）信息化

隨著“互聯網+”行動計劃的推進，移動互聯網、云計算、云存儲、大數據、物聯網等信息技術與制造業(yè)、金融業(yè)等傳統行業(yè)相結合，為傳統行業(yè)注入了新的內涵和發(fā)展動力，也引發(fā)了傳統行業(yè)革命性的發(fā)展。

土木工程行業(yè)是數據量最大、業(yè)務規(guī)模最大的大數據行業(yè)之一，但也是當前各行業(yè)中最沒有數據的行業(yè)之一。土木工程不透明的作業(yè)，造成了巨大的資源浪費，出現能源消耗大、企業(yè)效益差、行業(yè)腐敗嚴重等諸多行業(yè)問題，這些行業(yè)問題使得土木工程行業(yè)成為最需要互聯網革命的行業(yè)。2015年11月住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，明確指出建筑業(yè)信息化是建筑業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是建筑業(yè)轉變發(fā)展方式、提質增效、節(jié)能減排的必然要求[14]。建筑信息模型技術（BIM， Building Information Modeling）的出現和發(fā)展為土木工程的信息化提供了技術路徑。BIM技術以建筑工程項目的相關信息數據為基礎，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，在項目策劃、設計、施工、運行和維護的全生命周期過程中進行信息和數據的共享、傳遞，為各方主體提供協同工作的基礎。建筑信息模型技術也必將成為土木工程信息化革命的重要推手。

（三）裝配化與智能化

2015年5月國務院發(fā)布的《中國制造2025》規(guī)劃提出，將重點實施制造業(yè)創(chuàng)新中心建設、智能制造、工業(yè)強基、綠色發(fā)展、高端裝備創(chuàng)新等五大工程。智能制造旨在大幅度提高制造業(yè)的科技含量，提升制造業(yè)的效率與產品的質量。2015年11月住建部發(fā)布《建筑產業(yè)現代化發(fā)展綱要》，明確指出裝配式建筑是未來的發(fā)展方向[15]。裝配式建筑是將建筑構件在工廠按標準生產好后，直接運輸至現場進行施工裝配，實現從“建造”到“制造”的轉變。裝配式建筑的“制造”工藝需要大型施工技術裝備，智能裝備的研發(fā)和革新必將為土木工程的“智能制造”提供舞臺。

二、未來土木工程人才的能力需求和培養(yǎng)要點

土木工程國際化、信息化、裝配化和智能化的發(fā)展賦予土木工程學科更為豐富的內涵，也要求未來的土木工程師具備更為科學的知識結構和更為扎實的專業(yè)技能：一是國際化要求未來從業(yè)人員具有國際視野，通曉國際工程法律、合同、融資等相關知識，能夠勝任國際工程的專業(yè)事務;二是信息化要求從業(yè)人員既有土木工程相關專業(yè)知識又了解信息技術，并具備挖掘和分析服役結構全壽命期內大數據信息的能力，為項目管理決策提供依據;三是裝配化和智能化要求從業(yè)人員了解結構制造流程、工藝，熟知施工要點和難點，并能管理、操控智能裝備，把控工程質量;四是工作分工日趨精細化的現代職場，要求專業(yè)人員具備良好的交流合作、團隊協作能力。

要解決未來土木工程人才更高的能力需求與高等教育有限學時之間的矛盾，關鍵在于打通學歷教育與終身職業(yè)教育的關節(jié)，將本科教育與研究生培養(yǎng)以及繼續(xù)教育銜接起來，形成終身教育體系。而如何界定高等學歷教育與終身職業(yè)教育的范疇和內容則成為化解矛盾的突破點。土木工程專業(yè)學歷教育以工程力學和工程構造的基本原理為主要授課內容，以工程思維培養(yǎng)和知識本質把握為日常教學訓練重點，著重培養(yǎng)和提高學生的學習能力，學生步入職場后即可運用這種學習能力快速獲取相關專業(yè)知識，適應工作需要，而這與通識教育的目標不謀而合。因此，如何結合通識教育的理念開展土木工程專業(yè)教育成為未來土木工程人才培養(yǎng)的重要內容，而基于通識教育的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)應關注的的要點主要有以下幾個方面。

（一）學習能力突出，多學科知識視野開闊

應以人文、科技講座形式推送信息、機械、控制、自動化、管理等學科的現狀和發(fā)展趨勢，拓展土木工程專業(yè)學生的知識結構，引導學生思考、體會科技成果對人類生活、工作方式的影響，激發(fā)學生的學習興趣，將多學科知識的教學及社會責任感的培養(yǎng)等滲透到育人的全過程。

（二）專業(yè)基礎知識扎實

應嚴格把控材料力學、結構力學、彈性力學、土力學等工程力學的教學效果，清晰勾勒不同工程結構的受力特征、傳力路徑，引導學生思考工程結構和工程問題的力學本質和力學模型，培養(yǎng)其簡化、抽象工程問題的力學思維能力。

（三）工程思維活躍

應引導學生學習、思考和掌握工程結構安全保障措施在“材料—構件—結構”各層面的應用原理，即材料強度理論、構件破壞模式及其設計原理、冗余結構設計方法等，強化學生對結構體系關鍵部位的感性認知，

重視對工程構造及其力學和工程原理的理解把握，結合講解好的工程構造對結構受力、設計、施工等各方面的適應性，加深學生對工程構造本質的理解。

（四）工程創(chuàng)新意識強烈

以土木工程結構的發(fā)展史、典型工程技術的變革歷程為切入點，通過介紹社會需求、工程材料、施工裝備對土木工程技術變革的影響，引導學生主動思考土木工程技術創(chuàng)新的內在源頭和外在動力，分析當前土木工程的發(fā)展需求和技術“痛點”，引導學生開展創(chuàng)新思考。

（五）實踐經歷豐富

切實籌劃和落實認知實習、生產實習、畢業(yè)實習、課程設計、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)，鼓勵學生參加結構設計大賽、建筑抗震設計挑戰(zhàn)賽、測繪技能大賽、無止橋和茅以升公益小橋建設等課外實踐活動，以“思考—實踐—再思考”的方式培養(yǎng)學生分析解決問題的能力、團隊協作能力和靈活應變能力。

三、重慶交通大學土木工程專業(yè)教育改革探索

（一）適應行業(yè)需求，立足學習能力培養(yǎng)，優(yōu)化整合培養(yǎng)方案

重慶交通大學土木工程專業(yè)一直比較重視對學生理論知識、專業(yè)基礎和實踐能力的綜合訓練，經過多年課程體系的建設和改革，逐步形成了由公共基礎課程模塊、通識教育課程模塊、專業(yè)技術基礎課程模塊、專業(yè)技術課程模塊、素質拓展模塊和專業(yè)拓展課程模塊等六大部分組成的課程體系[16]。

為強化通識教育理念，適應土木工程行業(yè)發(fā)展需求，2018年5月學校開展了新一輪培養(yǎng)方案的調整和優(yōu)化工作。這次培養(yǎng)方案的調整基于未來土木工程人才屬性（厚基礎，寬口徑，強能力、高素質），以“大工程觀”為課程體系整體設計的指導思想，以土木工程技術技能為主線，從“未來土木工程師的知識結構”的視角優(yōu)化課程體系，將多個二級學科方向的課程進行合理整合;深入分析教學大綱，根據課程屬性合并專業(yè)必修課，減少專業(yè)課數量和學分;加強專業(yè)基礎課程設置;增加通識教育課程選修數量和學分;加大選修課數量，增加選修課學分，實行各專業(yè)模塊間的跨模塊選課，擴大跨學科專業(yè)課程選修的覆蓋面;進一步改革和落實實踐教學方案，積極推進大學生實踐競賽獲獎學分認證、評優(yōu)加分的改革。在引導學生構建“厚基礎、寬口徑”工程知識體系的同時，跳出工程技術本身的局限，要求學生更廣泛地掌握相關人文社科和基礎學科知識，關注知識獲取能力、獨立學習能力的培養(yǎng)，注重工程系統思維的訓練，實現“強能力、高素質”人才培養(yǎng)目標。

（二）設置學業(yè)導師，指導學生宏觀把握土木工程學科的知識脈絡和發(fā)展趨勢

為響應國家卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，土木工程學院以2012級隧道工程專業(yè)的“卓越工程班”為試點，聘請16名專職教師擔任學業(yè)導師，每位教師負責指導4～5名學生，針對不同年級的學習特點和學生個性化的發(fā)展需要，在專業(yè)認識、學業(yè)規(guī)劃、學習方法、科技活動、職業(yè)規(guī)劃等方面加強指導，引導學生更好地成長成才。實踐表明，學業(yè)導師確實對學生的成長起到了重要作用，因此學校從2014年開始在全校范圍內推廣學業(yè)導師制度。土木工程學院以2個學生建制班為基本單位配置1～2名學業(yè)導師，并針對4個學年的學習特點和任務，細化學業(yè)導師在每個學年的工作要點：

（1）大一：結合土木工程行業(yè)的國際化趨勢，強調外語學習的重要性和緊迫性;結合高等數學、線性代數、概率統計等數學課程的學習，引導學生思考前輩數學家們是如何建立現代數學理論的，讓學生領略數學思維的邏輯嚴密性，培養(yǎng)學生科學的思維方式;根據大學物理和大學化學課程教學進度，介紹近現代科技史的發(fā)展，引導學生思考科技創(chuàng)新的原動力以及科技革命所帶來的社會變革;結合思政教育課程教學，通過具體案例的剖析，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀，引導學生健康全面的發(fā)展。

（2）大二：幫助學生了解專業(yè)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求、課程體系、教學計劃，針對學生個性化需求，引導學生合理選擇選修課程或輔修專業(yè);結合理論力學、材料力學課程教學進度，組織學生思考生活常識中的力學問題，思考工程力學在房建、橋梁、隧道結構中的應用，培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣。

（3）大三：鼓勵學生旁聽學校為畢業(yè)生量身定制的職前培訓課程（TBC， Training Before Career），結合專業(yè)基礎課和專業(yè)核心課程的授課進度，指導學生調研工程技術發(fā)展歷程及其內驅動力，分析工程需求如何轉化為工程技術，培養(yǎng)學生的工程思維能力。引導學生了解專業(yè)發(fā)展態(tài)勢，鼓勵和指導學生參與各種學術講座、學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、科研活動等，開拓學生專業(yè)視野，培養(yǎng)學生的學術思維、創(chuàng)新意識和科學精神。

（4）大四：開設職前培訓課程（TBC， Training Before Career），由土木工程一線專家介紹土木工程領域的先進技術、裝備、管理等動態(tài)，結合專業(yè)實習和畢業(yè)實習，組織學生分享實習體會，引導學生思考實習單位日常技術工作中的“痛點”，鼓勵學生提出創(chuàng)造性的解決方案，幫助學生提升就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，制定職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，當好學生學習深造、就業(yè)創(chuàng)業(yè)的參謀。

學業(yè)導師負責學生學業(yè)規(guī)劃的指導，幫助學生宏觀了解專業(yè)知識框架，開拓學生專業(yè)視野，提高學習興趣和學習能力，培養(yǎng)學生工程思維和創(chuàng)新精神等，應該說學業(yè)導師發(fā)揮了切實有效的作用。但在操作過程中也暴露出一些問題，主要包括師資力量匱乏，學業(yè)導師工作壓力大，缺乏本科生學業(yè)導師相關規(guī)范、制度和評價機制。因此，應加快建設學業(yè)導師專職隊伍，建立獎懲結合的本科生導師考評體系，進一步完善學業(yè)導師制度。

（三）基于“回歸工程”理念的專業(yè)教學和實踐教學改革

土木工程專業(yè)傳統教學方法是按照公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課的順序依次安排的，這種“邏輯嚴密”的課程設置方式雖然符合人類的認知規(guī)律，但過于“科學化、理性化”的課程設置在一定程度上撕裂了“工程的系統性和整體性”，使得初學者無法獲取“感性的工程經驗”和“工程綜合分析能力”，以致“知其然而不知其所以然”。鑒于此，學校土木工程學院依托道路與橋梁國家實驗教學示范中心，開展了基于“回歸工程”理念的專業(yè)和實踐教學改革。

在專業(yè)教學方面，變注入式為以問題為導向的啟發(fā)研討式教學，通過介紹工程技術的發(fā)展過程，引導學生了解土木工程領域前輩的專業(yè)思維路徑，思考“如何利用力學基礎知識和交叉學科知識”推動工程技術的創(chuàng)新發(fā)展;將結構體系的講解重點從“受力行為分析”轉變?yōu)椤敖Y構形成理念”;將工程荷載的講解重點從“如何考慮作用效應”轉變?yōu)椤叭绾位庾饔眯?將工程構造的講解重點從“是什么”轉變?yōu)椤盀槭裁础?將工程計算的講解重點從“如何簡化”轉變?yōu)椤盀楹魏喕?將施工方法的講解重點從介紹“施工工序”轉變?yōu)榻榻B“施工構想和原理”……，從工程視角將枯燥乏味的專業(yè)知識的“注入式”授課過程轉變?yōu)椤吧罱涷炇健钡奶接懯浇虒W過程。

在實踐教學方面，以“工程技術—力學建?！獢祵W建模—數值分析—計算機編程—力學應用—技術協作”的工程能力為主線，提出“科研五進”教學模式[17]，即科研信息進實踐教學課堂、科研成果進教材講義、科研項目進實驗教學、科研選題進畢業(yè)設計以及科研活動進第二課堂，鼓勵學科交叉項目進入課堂，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。同時，積極開展產學研合作培養(yǎng)工程技術人才，通過校企合作構筑“學科鏈對接產業(yè)鏈”的校企戰(zhàn)略聯盟，使工程教育回歸工程實踐，培養(yǎng)學生“獲取知識的能力（自學） 、運用知識的能力（解決問題）、共享知識的能力（團隊合作）、發(fā)現知識的能力（創(chuàng)新）以及傳播知識的能力（交流溝通）”。

（四）豐富課外實踐活動，面向實際工程改革畢業(yè)設計

為豐富學生課外生活，提高學生綜合素養(yǎng)和文化素養(yǎng)，土木工程學院先后開展“土實木華科技月”、創(chuàng)辦院刊《沐途》、開辦“光影逐夢”微電影節(jié)、探索競技秀等文化活動，激發(fā)學生專業(yè)學習的熱情。為提高學生實踐創(chuàng)新能力，學院先后組建橋梁興趣中心、結構興趣中心、BIM興趣中心、隧道協會和測繪與地理信息協會等興趣團體，每年開展10余項以專業(yè)基本能力訓練和創(chuàng)新能力提升為主導的系列學科競賽，2015年獲得大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”，3年來獲得包括全國結構設計大賽一等獎（2015年）、全國大學生交通科技大賽一等獎（2015年）、世界大學生橋梁設計大賽一等獎（2018年、2019年）、全國大學生測繪技能比賽團體一等獎（2018年）在內的數百項競賽獎項。

為培養(yǎng)學生工程實戰(zhàn)能力，學院進行了面向實際工程的畢業(yè)設計改革，開展“校企聯合畢業(yè)設計”和“模擬設計院綜合畢業(yè)設計”。所謂“校企聯合畢業(yè)設計”是將大四畢業(yè)生派到實習基地（一線建設單位），聘請企業(yè)導師，學生在雙導師指導下在項目一線真刀真槍地完成畢業(yè)實習和設計;“模擬設計院綜合畢業(yè)設計”則是模擬設計院模式，以實際工程項目為設計對象，將路、橋、隧、安全、測繪、力學等多專業(yè)學生混編為一組開展畢業(yè)設計，并聘請校外專家組定期提供指導。

經過多年教學改革和探索，重慶交通大學土木工程專業(yè)學生培養(yǎng)質量有了大幅提升，學生的實際工作能力、創(chuàng)新精神和出色的表現受到社會認可及好評，在全國大學生就業(yè)日趨嚴峻的形勢下，土木工程本科生就業(yè)率高達98%以上。值得一提的是，學校分別于2009年和2012年組建“無止橋”團隊和“茅以升公益橋”團隊，在香港無止橋慈善基金會和茅以升基金會的資助下，幫助偏遠貧困地區(qū)修建人行橋。在公益橋的建設過程中，從前期可行性調研、地形勘察到橋梁設計方案擬定，從施工造價預算到原材料購買，從聯系當地政府到工程立項招標都由在校學生自己完成。迄今為止，重慶交通大學先后主持修建云南麗江寶山村“大夢無止橋”（2010年6月）、四川巴中保豐無止橋（2011年6月）、云南阿窩主寨“周大福無止橋”（2014年12月）、重慶萬州彈子鎮(zhèn)插旗村無止橋

（2015年1月）、重慶彭水麻池村無止橋5座（2016年4月），太原鄉(xiāng)茅以升公益橋（2012年6月）、忙丙鄉(xiāng)茅以升公益橋（2014年2月），協助修建6座無止橋。無止橋團隊已逐漸成為學校最有影響力的公益團隊之一。

四、結語

綜上所述，為適應土木工程國際化、信息化、裝配化、智能化的發(fā)展趨勢，土木工程專業(yè)教育應該以工程思維培養(yǎng)和知識本質把握為日常教學訓練重點，著重培養(yǎng)學生的工程思維，提高學生的學習能力。與此同時，以“回歸工程”的教學理念開展教學活動，引導學生構建“厚基礎、寬口徑”的工程知識體系，跳出工程技術本身，更廣泛地掌握相關人文社科和基礎學科知識，關注知識獲取能力、獨立學習能力的培養(yǎng)，注重工程系統的思維訓練，

實現土木工程專業(yè)教育與通識教育的緊密結合，最終達到“強能力、高素質”的人才培養(yǎng)目標。參考文獻：

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Thoughts and explorations of combination mode between general

education and professional education in civil engineering

GUO Zengwei， ZHOU Jianting， HE Xiaobing

（School of Civil Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P. R. China）

Abstract：

The combination of general education and professional education is suitable for the basic national conditions of higher education in China. In order to explore the combination mode of general education and civil engineering education， the future development trend of civil engineering was firstly introduced， and professional capabilities of future civil engineers and training points were also discussed. Subsequently， some teaching reforms conducted by Chongqing Jiaotong University were introduced， such as curriculum reform based on the return to engineering teaching concept， duties of academic instructors， graduation design reform for practical engineering， and extracurricular practice activities.

Key words： general education; civil engineering; engineering education; higher education; teaching reform