新工科背景下土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

李艷艷 喬金麗 薛桂香

（1.河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院 天津 300401；2.河北工業(yè)大學(xué)人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院 天津 300401）

“新工科”是在新的時(shí)代背景下，對(duì)傳統(tǒng)工科的一次突破和創(chuàng)新。自2017年以來，教育部積極地推進(jìn)新工科建設(shè)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)[1]。

新工科的重點(diǎn)在于“新”，一方面代表對(duì)原有工科的繼承，另一方面代表學(xué)科新技術(shù)的探索，需要建立在理論發(fā)展的層面上來創(chuàng)造新的學(xué)科，建立新的教育理念，培養(yǎng)出能創(chuàng)新、會(huì)實(shí)踐、講基礎(chǔ)、促發(fā)展的新型工科人才[2]。本文主要介紹河北工業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)在新工科背景下，通過調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系建設(shè)、教學(xué)模式、師資隊(duì)伍及平臺(tái)建設(shè)等方面，加強(qiáng)土木工程專業(yè)工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)而滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)土木工程專業(yè)的人才需求。

1 新工科背景下土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式

新工科對(duì)本科生的實(shí)踐能力要求較高，要求學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中能有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。目前許多土木工程專業(yè)的課程以及校內(nèi)實(shí)驗(yàn)都過于形式化，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性不高，解決工程問題的能力不足，且缺乏責(zé)任擔(dān)當(dāng)和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在這種情況下，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)勇于擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提升解決復(fù)雜工程問題的綜合能力，是新時(shí)代土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)。

新工科要求土木工程人才的培養(yǎng)要面向未來，要和產(chǎn)業(yè)結(jié)合。土木工程專業(yè)是一門發(fā)展中的學(xué)科，書本上知識(shí)的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上實(shí)際工程中新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的更新速度。因此，學(xué)生想要了解實(shí)際工程中最新的技術(shù)、材料等，必須重視外出實(shí)習(xí)，多去有特色的工地進(jìn)行實(shí)習(xí)。因此，新工科背景下對(duì)本科生培養(yǎng)模式革新的目標(biāo)之一便是增加有效的實(shí)踐活動(dòng)。除了校內(nèi)要理論聯(lián)系實(shí)踐，還要重視校外實(shí)踐環(huán)節(jié)。

新時(shí)代“新工科”以教育改革為契機(jī)，結(jié)合社會(huì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、對(duì)傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)進(jìn)行適應(yīng)“新”工科需求的學(xué)科建設(shè)及改革，進(jìn)而更新土木工程專業(yè)本科生培養(yǎng)模式，將培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷作為人才培養(yǎng)的首要任務(wù)，打造新時(shí)代具有工程能力、創(chuàng)新能力以及解決工程實(shí)際問題能力的綜合性人才培養(yǎng)新模式。

2 打造符合新工科發(fā)展的優(yōu)質(zhì)課程

根據(jù)土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化本科生的課程體系，形成與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的課程體系，重點(diǎn)打造符合新工科發(fā)展的優(yōu)質(zhì)課程，以我?！督ㄔO(shè)項(xiàng)目管理》為例。

2.1 線上優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)

《建設(shè)項(xiàng)目管理》是我校打造的金課，旨在實(shí)現(xiàn)大學(xué)優(yōu)勢(shì)學(xué)科的資源共享。課程以工程建設(shè)項(xiàng)目管理活動(dòng)為對(duì)象，面向土木工程、工程管理相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及社會(huì)學(xué)習(xí)者。

課程將新時(shí)代新工科的產(chǎn)、學(xué)、研、用密切結(jié)合，將企業(yè)大師請(qǐng)進(jìn)課堂，講授工程前沿知識(shí)。把青年教師送到企業(yè)，參與工程建設(shè)，解決工程問題。通過案例教學(xué)和服務(wù)企業(yè)，解決工程需求。本課程共邀請(qǐng)13位項(xiàng)目管理方面的名師講述工程實(shí)例30余項(xiàng)，4位青年教師將實(shí)際參與的工程項(xiàng)目有機(jī)融入，形成展示時(shí)代前沿，拓展工程視野的線上課程。課程于2018年4月在學(xué)堂在線上線，共開設(shè)8期，累計(jì)選課量逾2萬人次。國(guó)際在線課程《Construction ProjectManagement》也于2020年4月在學(xué)堂在線上線，具有一定的國(guó)際影響力。

2.2 線上線下混合式課程建設(shè)

將學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展前沿成果引入課程，進(jìn)一步提升課程的創(chuàng)新性，加大課程的廣度和深度，重在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和創(chuàng)新思維。充分利用自有在線課程資源，打造線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)課程，成功在校內(nèi)開展翻轉(zhuǎn)課堂。采用以下三步驟完成。

線上預(yù)習(xí)：利用在線課程，教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。包括以下環(huán)節(jié)：學(xué)生觀看視頻，學(xué)生收集學(xué)習(xí)資料，學(xué)生完成線上檢測(cè)，學(xué)生分析并總結(jié)存在的問題。

課堂教與學(xué)：教師講授重點(diǎn)難點(diǎn)，學(xué)生課堂提問，教師總結(jié)答疑；結(jié)合工程案例廣泛開展課堂討論，以學(xué)生為主導(dǎo)，老師為輔完成課堂各種專項(xiàng)案例分析，在應(yīng)用中反思、探討新知識(shí)與新技能，達(dá)到融會(huì)貫通的效果。

課后檢測(cè)：課后學(xué)生登錄在線課堂網(wǎng)站，完成所學(xué)章節(jié)的知識(shí)檢測(cè)，將線上線下所學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，達(dá)到融會(huì)貫通的效果。

通過課程學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，以及解決工程問題的能力。

3 教學(xué)模式改革

3.1 理論教育與情感教育相結(jié)合

基于土木發(fā)展前沿和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，將情感教育融入理論課程中[3]，線上設(shè)置專項(xiàng)討論帖，線下挖掘各種實(shí)踐活動(dòng)，引發(fā)學(xué)生家國(guó)情懷的共鳴。開展師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，線上設(shè)有“溫故知新”及“案例討論”等專帖，設(shè)置“綜合討論”“課程改進(jìn)建議”等專欄，總計(jì)發(fā)帖6000余帖。線下開展專題案例分享，打造“以學(xué)生為中心”的對(duì)話課堂，提升學(xué)生的積極性，“零距離交流”讓課程充滿生機(jī)。

3.2 信息技術(shù)手段和傳統(tǒng)教學(xué)模式相融合

課程組優(yōu)化課程內(nèi)容，采用信息技術(shù)手段和傳統(tǒng)教學(xué)模式相融合的方式帶動(dòng)教學(xué)改革，輔以雨課堂等多種智慧教學(xué)工具成功地在校內(nèi)開展混合式教學(xué)。

課程教學(xué)貫徹“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，針對(duì)不同的內(nèi)容模塊，設(shè)置不同教學(xué)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的審辯思維能力。采用四種類型的教學(xué)模式：對(duì)于技能的培養(yǎng)，采用行為教學(xué)模式。對(duì)于知識(shí)獲取、記憶及理解的，采用認(rèn)知教學(xué)模式。對(duì)于以問題為導(dǎo)向的，采用探究式教學(xué)模式。對(duì)于工程建設(shè)管理各方角色扮演的，采用虛擬情境教學(xué)模式。

3.3 尋找學(xué)生的閃光點(diǎn)，因材施教

同時(shí)課堂教學(xué)以尊重學(xué)生個(gè)性、正視學(xué)生差異為基點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力和崗位取向等差異，尋找學(xué)生的閃光點(diǎn)，因材施教，選擇不同的教學(xué)方法，深入開展以學(xué)生為中心的互動(dòng)式教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用型、創(chuàng)新科研型等人才培養(yǎng)。

4 加強(qiáng)教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)

鼓勵(lì)青年教師“走”出去，服務(wù)企業(yè)，增強(qiáng)教師工程能力。鼓勵(lì)學(xué)科交叉，培養(yǎng)學(xué)科帶頭人、中青年骨干教師、優(yōu)秀青年教師，完善雙師型師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)，以適應(yīng)新工科背景下土木工程專業(yè)交叉學(xué)科教學(xué)的需求。

新工科背景下，推進(jìn)產(chǎn)教融合既能增強(qiáng)本科生的綜合能力，也能提高師資隊(duì)伍的水平。在推進(jìn)產(chǎn)教融合的過程中，教師的觀念由重理論轉(zhuǎn)變?yōu)橹貙?shí)踐，由重模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹貏?chuàng)新。高校教師必須具備一定的實(shí)踐能力來指導(dǎo)學(xué)生在校內(nèi)的實(shí)踐活動(dòng)，但是由于高校中的年輕教師大多是其他高等院校的畢業(yè)生，剛畢業(yè)不久，其工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力較為缺乏，無法對(duì)學(xué)生進(jìn)行很好的指導(dǎo)。因此，安排青年教師去施工現(xiàn)場(chǎng)或施工單位實(shí)習(xí)，進(jìn)行一段時(shí)間的鍛煉，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以為指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

5 新時(shí)代新工科，產(chǎn)教融合，開展平臺(tái)建設(shè)

產(chǎn)教融合，體現(xiàn)新時(shí)代新工科產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合，建立設(shè)計(jì)院、施工企業(yè)及科研院等多層次實(shí)踐平臺(tái)，將企業(yè)老總請(qǐng)進(jìn)課堂，講述國(guó)際前沿實(shí)例；鼓勵(lì)學(xué)生“走出去”，參與實(shí)際工程，指導(dǎo)學(xué)生用工程理論解決實(shí)際問題，勇于探索，著重提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

在新工科背景下，既要注重學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，同時(shí)要求學(xué)校搭建多方面多樣化的校企合作平臺(tái)，為學(xué)生提供更多、更好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力，了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在校企合作模式下，企業(yè)比學(xué)校更了解實(shí)際工程的具體情況，由企業(yè)高管和教師共同決定學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)有利于增加實(shí)踐活動(dòng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)合度。由于企業(yè)的參與，增加了學(xué)生深入施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)和與實(shí)際工程中的技術(shù)人員直接交流的機(jī)會(huì)，還可在允許范圍內(nèi)觀摩每一道工序的具體操作。這有助于學(xué)生積累實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為日后參與工作奠定基礎(chǔ)。由此可見搭建多方面多樣化的校企合作平臺(tái)的重要性和必要性。

6 結(jié)論

新工科背景下，通過開展金課建設(shè)、完善教師團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)等方面開展教學(xué)改革，讓傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)發(fā)揮出更加強(qiáng)大的效應(yīng)，進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。培養(yǎng)面向未來國(guó)家建設(shè)需要和社會(huì)發(fā)展需求，基礎(chǔ)理論扎實(shí)、專業(yè)知識(shí)寬廣、實(shí)踐能力突出，具有愛國(guó)主義情懷、創(chuàng)新能力、國(guó)際視野和領(lǐng)導(dǎo)才能的專業(yè)人才，以適應(yīng)新時(shí)代“新工科”的發(fā)展需求。