基于“項目+導師團隊制”的土木水利專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式研究

許有俊，林洪澤，張旭

（內(nèi)蒙古科技大學 土木工程學院，內(nèi)蒙古包頭 014010）

高技能人才是國家人力資源的重要組成部分，也是我國現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐[1]。2022 年10 月,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強新時代高技能人才隊伍建設(shè)的意見》，提出力爭到2035 年，技能人才規(guī)模持續(xù)擴大、素質(zhì)大幅提高，高技能人才數(shù)量、結(jié)構(gòu)與基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化的要求相適應。研究生教育是國家培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和自主創(chuàng)新能力的高水平人才的重要途徑[2-3]。專業(yè)型研究生畢業(yè)后將更多地從事技術(shù)或管理工作。高校主要通過引入工程實際問題，培養(yǎng)學生解決工程實踐問題的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)專業(yè)學位高層次應用型人才的培養(yǎng)[4-5]。隨著土木工程學科與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等學科的交叉融和，傳統(tǒng)研究生的培養(yǎng)模式弊端凸顯。單一導師培養(yǎng)模式存在專業(yè)領(lǐng)域過窄、思維方式局限等問題，“校內(nèi)導師+企業(yè)導師”的雙導師培養(yǎng)模式則存在校內(nèi)導師與企業(yè)導師缺少實質(zhì)性的項目合作在指導研究生方面脫節(jié)的現(xiàn)象，這不利于研究生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。

為此，針對土木水利專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式存在的問題，本文提出“項目+導師團隊制”研究生培養(yǎng)模式?！绊椖?導師團隊制”是將項目驅(qū)動學習和導師指導相結(jié)合，以研究項目為紐帶，構(gòu)建分工明確、學科背景優(yōu)勢互補、知識結(jié)構(gòu)不同的校企導師團隊，以團隊形式對研究生進行多對一指導，協(xié)助學生制定項目計劃，提供技術(shù)支持和建議，監(jiān)督項目進展，并在項目完成后提供反饋和評估。讓學生在實際項目中獲得經(jīng)驗，提高他們的實踐能力和解決問題的能力。通過導師的指導和支持，學生可以獲得專業(yè)的指導和建議，有助于提高項目質(zhì)量和效率。通過這種方式，能夠拓寬研究生的科研視野，豐富研究生專業(yè)技能的多樣性，滿足行業(yè)發(fā)展對專業(yè)人才的需求。

1 土木水利專業(yè)學位研究生培養(yǎng)現(xiàn)狀

為了滿足現(xiàn)代企業(yè)創(chuàng)新性發(fā)展的要求，培養(yǎng)具有較強實踐能力的高層次應用型人才，各高校對土木水利專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)越來越重視，許多高校已經(jīng)建立了完善的教學體系和管理體系，制定了專門的培養(yǎng)方案，并組織了一系列的教學、科研和實踐活動[6-8]。一些高校也加強了對學生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，鼓勵學生參加各種實踐活動，提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。

然而，傳統(tǒng)的單一導師培養(yǎng)模式和校企雙導師培養(yǎng)模式依舊存在實踐環(huán)節(jié)不完善、學生學術(shù)研究創(chuàng)新意識不足、師資隊伍建設(shè)不完善、學術(shù)交流平臺不足等問題。在單一導師制下，研究生往往只能接觸自己導師的研究領(lǐng)域，難免會出現(xiàn)學習知識不全面、技能發(fā)展不多樣的問題，導致研究生考慮問題時存在一定的片面性與局限性。同時，在這種“一對一模式”下，因受到其他因素的影響，導致導師的精力和時間不足時，難以給予研究生充分的指導，研究生的科研進度會受到影響。此外，單一導師由于研究領(lǐng)域及學科背景的局限性，往往很難對研究生進行跨學科的交叉培養(yǎng)，培養(yǎng)研究生科研能力的方法比較單一，此外，有些導師偏重基礎(chǔ)理論研究，在研究生培養(yǎng)過程中未能給予研究生很好的實踐指導，難以適應時代快速發(fā)展對研究生能力的多樣性要求[9]。在單一導師培養(yǎng)制下，研究生的學習往往缺少團隊協(xié)同工作的背景，不利于培養(yǎng)研究生的團隊精神及溝通合作能力。

在校企雙導師制下，學術(shù)導師與企業(yè)導師往往在學術(shù)水平、學術(shù)重心方面存在差異，且雙方在指導研究生時存在一定的脫節(jié)。由于校企雙方導師在同一研究項目中的側(cè)重點不同，就研究生選題方向會產(chǎn)生分歧，這就導致了研究生在學習過程中會出現(xiàn)研究中心不明確、研究方向不清晰等問題。此外，由于學術(shù)導師與企業(yè)導師所從事的工作不同，一方更專注于科學研究，另一方更專注于現(xiàn)場工程，導致校企雙方導師對研究生的評價標準及培養(yǎng)目標產(chǎn)生分歧，影響人才培養(yǎng)目標的達成[10]。此外，傳統(tǒng)的校企雙導師培養(yǎng)模式存在聯(lián)合培養(yǎng)機制不健全和企業(yè)實踐平臺不完善等問題，很多研究生進入企業(yè)實習接觸的工作內(nèi)容較少，未能真正了解企業(yè)的核心技術(shù)和管理理念[11]。

2 基于“項目+導師團隊制”的學位研究生培養(yǎng)策略

2.1 建立健全“項目+導師團隊制”管理機制

管理機制是“項目+導師團隊制”研究生培養(yǎng)模式能夠成功的重要保障。健全的管理機制可保證導師團隊的協(xié)作效率、溝通效率和研究生的培養(yǎng)質(zhì)量?？紤]導師的學歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、工程經(jīng)驗等并不完全相同，構(gòu)建導師團隊的遴選制度與組織結(jié)構(gòu)，明確各位導師的職責和分工，調(diào)動團隊內(nèi)導師的積極性與創(chuàng)造性，建立導師團隊溝通交流機制、例會制度、團隊評價和激勵機制。制定研究生階段達標條件，對于科研進程完成效果良好的研究生培養(yǎng)方法進行總結(jié)，對于未達到條件的研究生由團隊導師共同“問診”，對于科研項目開展順利的導師及研究生給予一定獎勵，同時邀請其就成功的科研方法及培養(yǎng)策略做匯報，號召全團隊進行學習。

2.2 完善研究生課程體系建設(shè)

根據(jù)專業(yè)學位研究生實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，考慮行業(yè)技術(shù)發(fā)展特點，由校內(nèi)導師團隊與企業(yè)導師共同商討，聯(lián)合開展專業(yè)學位案例庫課程體系建設(shè)，基于具體工程問題，結(jié)合教材章節(jié)構(gòu)建教學案例庫，并且由導師團隊與企業(yè)導師共同制定案例庫課程體系的標準與課程計劃，提高研究生課程質(zhì)量。土木與水利工程專業(yè)的實踐性非常強，更需要重點關(guān)注以理論結(jié)合實踐為特點的培養(yǎng)方式[12]。針對這種情況，“項目+導師團隊制”培養(yǎng)模式通過采取理論課程與實踐課程一一對應的方法，由校內(nèi)授課導師及企業(yè)導師共同帶隊前往工程現(xiàn)場，以實際工程問題對標理論授課。同時建立校企導師雙向培訓機制，校企導師在協(xié)助培養(yǎng)研究生的同時，定期開展線上線下課程研討，學校導師根據(jù)企業(yè)需求調(diào)整授課重點，企業(yè)導師根據(jù)科研需求總結(jié)課程案例，加強校企導師溝通，共同制定課程任務(wù)與考核目標。

2.3 創(chuàng)新協(xié)同育人模式

首先，在項目選擇上，應該充分考慮導師團隊的研究方向和研究成果，以便與導師團隊的研究方向相協(xié)調(diào)，使項目更加符合實際需求，并且按導師團隊分配研究生，校內(nèi)導師與企業(yè)導師共同承擔科技研發(fā)項目，研究生深度參與各項目研究，完成現(xiàn)場試驗及實踐活動，以具體工程項目為基礎(chǔ)，以現(xiàn)場實際工程問題為導向，結(jié)合行業(yè)發(fā)展及相關(guān)企業(yè)的技術(shù)需求，由校內(nèi)導師團隊與企業(yè)導師共同指導完成研究生選題、中期檢查、論文評閱以及答辯工作。其次，在培養(yǎng)過程中，及時根據(jù)企業(yè)需求調(diào)整科研重心，利用各階段科研成果切實解決現(xiàn)場工程問題，做到科研產(chǎn)出及時應用、科研成果應用結(jié)果及時反饋，導師團隊要為研究生提供具體的建議和指導，幫助研究生提高學術(shù)水平和研究能力，為其提供必要的資源和支持。高?？筛鶕?jù)新出現(xiàn)的問題鼓勵導師探索新的科研方向，為導師團隊創(chuàng)造有活力的科研環(huán)境。

2.4 建立“項目+導師團隊制”評價機制

高校應采用定量與定性評價相結(jié)合的方法，構(gòu)建協(xié)同育人模式的評價機制，采用培養(yǎng)項目一線科研情況調(diào)研、已畢業(yè)研究生發(fā)展情況調(diào)查、校企開展座談會等方法對協(xié)同育人效果進行評價，對研究生的項目成果進行全面評價，包括研究題目選取、研究方法設(shè)計、試驗結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和研究結(jié)論等方面。評價內(nèi)容應該包括研究生的學術(shù)水平、創(chuàng)新能力、實踐能力、科研合作精神等方面。根據(jù)評價結(jié)果，為協(xié)同育人模式的持續(xù)改進提供重要依據(jù)，同時將團隊培養(yǎng)結(jié)果與學院科研團隊年底考核相統(tǒng)一。

3 “項目+導師團隊制”模式的應用

3.1 “項目+導師團隊制”模式培養(yǎng)平臺搭建

內(nèi)蒙古科技大學土木工程學院設(shè)有土木水利專業(yè)學位，導師團隊結(jié)合項目需求，考慮各導師學科背景及研究領(lǐng)域，基于土木工程隧道與地下工程專業(yè)，交叉融合力學、數(shù)學、安全科學、機械工程等學科，建立管廊及頂管隧道工程培養(yǎng)項目、城市淺埋暗挖隧道工程培養(yǎng)項目、蓋挖逆作地鐵車站工程培養(yǎng)項目、山嶺地區(qū)連拱隧道工程培養(yǎng)項目等多個培養(yǎng)項目平臺。各個培養(yǎng)項目的導師研究領(lǐng)域有所不同但又相互交叉，根據(jù)研究生本科所學專業(yè)特點及個人興趣方向進行分配，同時實行不同項目間不定期交流，保證研究生可在完成科研任務(wù)的同時多接觸不同領(lǐng)域的不同項目。

3.2 “項目+導師團隊制”模式應用案例

3.2.1 管廊以及頂管隧道工程項目

基于內(nèi)蒙古自治區(qū)地下綜合管廊和矩形頂管隧道工程項目，針對管廊以及頂管隧道工程在實際運營中遇到的接頭結(jié)構(gòu)破壞和防水失效等問題，開展綜合管廊和矩形頂管隧道承插接頭力學性能、變形機制和防水失效機理等方面的研究，并構(gòu)建F 型承插接頭剪力—錯臺及彎矩—相對轉(zhuǎn)角理論模型[13]。

在項目科研實踐中，參考具體工程尺寸確定頂管試驗構(gòu)件配筋及接頭構(gòu)造，結(jié)合工程現(xiàn)場實際穿越地層情況開展多種工況承插接頭室內(nèi)抗彎及抗剪試驗。在試驗過程中，不同尺寸、不同類型的結(jié)構(gòu)試件制作及試驗室加卸載方案和量測方案，皆由導師團隊結(jié)合工程實際情況指導研究生設(shè)計完成，這使得研究生初步具備了對于管廊以及頂管隧道的基礎(chǔ)設(shè)計能力。在進行試驗研究的同時開展三維精細化數(shù)值模型模擬，根據(jù)試驗結(jié)果驗證其數(shù)值模型的準確性，并且憑借數(shù)值模擬的經(jīng)濟性與便利性，開展多工況復雜條件下管廊及矩形頂管接頭沉降破壞模擬，根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)不斷修正其模擬準確性，最后得出這種承插接頭的接頭變形機理與失效模式。研究成果完善了接頭設(shè)計標準及規(guī)范，提供了對于其工程施工的先行預測與沉降控制標準。在導師團隊的指導下，結(jié)合工程項目及多種研究方法，研究生理解了管廊及矩形頂管隧道接頭結(jié)構(gòu)變形及破壞原理，并初步具備了管廊及矩形頂管隧道全過程施工的專業(yè)素養(yǎng)。

與此同時，工程的不斷推進也驗證了研究生研究成果的準確性。導師團隊及研究生通過對運營矩形頂管隧道病害調(diào)研以及對本項目研究過程的深入思考，發(fā)現(xiàn)了矩形頂管隧道F 型承插接頭剛度不足、整體性差等問題，并且針對這一新問題，開展在矩形頂管隧道管節(jié)間設(shè)置縱向連接件、對矩形頂管隧道F 型承插接頭剛度與整體性性能的研究，指導研究生明確了下一步的研究方向。

3.2.2 城市淺埋暗挖隧道工程項目

基于呼和浩特地鐵淺埋暗挖實際工程，針對淺埋暗挖隧道出現(xiàn)的單、雙洞隧道襯砌變形與漸進破壞及施工引起的既有隧道的結(jié)構(gòu)變形等情況，研究既有箱涵的結(jié)構(gòu)變形規(guī)律、地鐵站后工程管線安裝進度的精細化管控及地表沉降控制等問題。

城市淺埋暗挖隧道工程項目通過結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，指導研究生完成了暗挖隧道在施工中的技術(shù)控制要點及地表沉降控制標準制定。研究生參與了具體工程的施工控制工作，加深了對于淺埋暗挖隧道技術(shù)控制要點的理解。結(jié)合工程需要，導師團隊指導研究生進行基于BIM 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地鐵站后工程管線安裝進度精細化管控研究，對研究生進行了土木工程學科與其他學科的交叉融合培養(yǎng)；又通過現(xiàn)場監(jiān)測，對采用Midas GTS NX 模擬分析的不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的結(jié)構(gòu)變形規(guī)律進行了驗證，保證了研究生科研成果的準確性與實用性。導師團隊還基于工程實際開展了不同情況下淺埋暗挖隧道開挖對地層變形影響的模型試驗，讓具體工程問題從現(xiàn)場“走向”試驗室，培養(yǎng)了研究生的科研操作能力及對工程問題的軟件還原能力。完成了“項目—科研—項目”的正反饋調(diào)節(jié)循環(huán)，使研究生加深了對淺埋暗挖法的理解，增強了研究生發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力。

3.2.3 蓋挖逆作地鐵車站工程項目

基于蓋挖逆作法地鐵車站工程實際，導師團隊指導研究生參與完成了深基坑土方快速施工技術(shù)、后壓漿AM 樁抗拔承載性能及其影響因素分析等方面的研究，開展了針對新華廣場站、中山路站和大學西街站設(shè)計采用的新型明、暗雙牛腿節(jié)點的模型試驗，研究了鋼管混凝土柱—鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)雙牛腿互相協(xié)作過程。試驗結(jié)果為設(shè)計院設(shè)計方案提供了重要參考依據(jù)，使研究生能夠在學習過程中參與真實工程構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，培養(yǎng)了研究生結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本素養(yǎng)。導師團隊還結(jié)合新華廣場地鐵換乘車站及北京上清橋站深基坑現(xiàn)場試驗監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導研究生分別建立了相關(guān)的ABAQUS 有限元模型與Midas GTS NX 數(shù)值模型，培養(yǎng)了研究生數(shù)值模擬方法的多樣性，避免了傳統(tǒng)單一導師培養(yǎng)模式下的專業(yè)技能單一、思維方式局限的問題。

3.2.4 山嶺地區(qū)連拱隧道工程項目

針對山嶺地區(qū)連拱隧道襯砌背后空洞病害及襯砌厚度不足而誘發(fā)的連拱隧道結(jié)構(gòu)破壞問題，導師團隊指導研究生應用有限元數(shù)值模擬、相似模型試驗及擴展有限元等方法開展研究[14]。首先，基于連拱隧道工程案例，參考相關(guān)設(shè)計規(guī)范，開展不同配比試驗，確定相似試驗所需的相似材料；其次，根據(jù)現(xiàn)場情況及試驗室條件選定試驗加載系統(tǒng)及量測系統(tǒng)，并進行試驗方案的設(shè)計；最后，結(jié)合有限元數(shù)值模擬結(jié)果確定試驗終止條件及加載方案。相似試驗前期的相似材料配比試驗的開展幫助研究生理解了定性及定量試驗的基本原則，主體相似試驗方案的設(shè)計幫助研究生建立了基于現(xiàn)場實際情況設(shè)計仿真模擬試驗的科研思想與科研意識，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果設(shè)定試驗終止條件及加載方式的試驗要求讓研究生理解了數(shù)值模擬與試驗之間的科研聯(lián)系，幫助研究生建立了綜合數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗、理論分析的科研思維方式，有效避免了其研究方法的單一化與極端化。研究生全程參與整個試驗過程，大大提升了操作能力及基于實際問題的思辨能力。項目研究成果揭示了連拱隧道結(jié)構(gòu)破壞過程及結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，為連拱隧道襯砌裂縫的防治與加固修復提供了參考依據(jù)，并且基于研究成果可進一步開展對于連拱隧道襯砌背后空洞病害機制等方面的研究。該項目的開展成功培養(yǎng)出一批符合隧道工程行業(yè)需求的專業(yè)技術(shù)人才。

3.3 “項目+導師團隊制”模式應用成果

實踐證明：“項目+導師團隊制”模式在土木水利專業(yè)學位研究生培養(yǎng)中取得了良好的效果。在“項目 +導師團隊制”模式下，在具有交叉專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的導師的指導下，研究生不拘泥于某個研究領(lǐng)域，而是具備了從不同領(lǐng)域或者相近領(lǐng)域出發(fā)思考問題和解決問題的多維度科研視角，激發(fā)了創(chuàng)新思維能力?！绊椖?導師團隊制”以具體項目為核心，在實踐過程中，會面臨各種難題和挑戰(zhàn)，研究生在不斷嘗試解決方案的同時也啟發(fā)了其新的科研方向，大大提升了科研創(chuàng)新能力。

在“項目+導師團隊制”培養(yǎng)模式下，成功完成了各項縱向課題及橫向課題科研任務(wù)，且基于此模式在項目完成過程中進行了工程問題啟發(fā)，促進了研究的日益深入，實現(xiàn)了產(chǎn)學研有機融合。團隊將著手進一步開展近接穿越工程項目、小轉(zhuǎn)彎半徑盾構(gòu)隧道施工工程等培養(yǎng)項目，為研究生提供更多樣的選擇及更廣闊的發(fā)展前景。

4 “項目+導師團隊制”模式實施意義

4.1 有效提升師生團隊科研創(chuàng)新能力

通過將課程教學、科研項目與工程項目實踐相融合開展研究生全過程培養(yǎng)，使研究生既可以在課堂上學習到各自領(lǐng)域的前沿性知識，也能夠讓研究生參與工程實際中問題發(fā)現(xiàn)與解決的過程，從而鍛煉了研究生的實踐能力，使其積累了實踐經(jīng)驗，使得研究生可以更加深入地了解所學專業(yè)領(lǐng)域?！绊椖?導師團隊制”培養(yǎng)模式構(gòu)成了一個“項目—科研—項目”的正向反饋循環(huán)機制。對于科研成果及研究生技能素質(zhì)的嚴格把關(guān)，能夠使培養(yǎng)項目隨著科研的深入開展而逐漸增加，科研課題又會隨著科研項目的逐漸豐富而日益多樣化和深入化，最終實現(xiàn)更多優(yōu)秀導師加盟、更多研究生加入的“滾雪球”式發(fā)展。

4.2 教學效果適應行業(yè)發(fā)展需求

通過“項目+導師團隊制”課程知識與實踐項目相結(jié)合的教學方式，研究生能夠在項目實踐中更好地掌握理論知識的基本原理及其實際運用，這種“課堂+現(xiàn)場”的教學方式使得研究生的學習過程更加生動與具象化，讓研究生更好地了解行業(yè)發(fā)展趨勢和工作流程。這種對標實際工程的培養(yǎng)方式使研究生更加符合行業(yè)的發(fā)展需求。在具體工程項目的實踐經(jīng)歷，也讓研究生明確了自己今后的發(fā)展方向，提升了研究生的就業(yè)競爭力。

4.3 對研究生技能的培養(yǎng)實現(xiàn)了復合化、多樣化

“項目+導師團隊制”培養(yǎng)模式旨在全面培養(yǎng)研究生的綜合專業(yè)素質(zhì)，由于是導師團隊培養(yǎng)，故研究生可同時接受多個導師的共同指導，這極大豐富了研究生專業(yè)技能的多樣性，使研究生能接觸多領(lǐng)域的行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)。此外，研究生在保證自身科研進度的前提下，還可不定期在各個工程項目之間輪轉(zhuǎn)交流，亦可根據(jù)自己研究方向借鑒不同工程項目研究經(jīng)驗，提升了自身的專業(yè)技能。導師可從數(shù)值模擬、理論分析、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場監(jiān)測等多個層次培養(yǎng)研究生的素質(zhì)，最終培養(yǎng)出擁有多方向?qū)I(yè)技能的復合型高層次技術(shù)人才。

5 結(jié)語

“項目+導師團隊制”的土木水利專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式，通過結(jié)合具體工程項目，采取導師團隊共同培養(yǎng)的模式，培養(yǎng)出了具有較強工程實踐能力和創(chuàng)新能力的土木水利專業(yè)學位研究生，從而實現(xiàn)了高校前沿理論技術(shù)融入工程現(xiàn)場一線。以項目為載體的培養(yǎng)模式能夠讓研究生的科研成果有效轉(zhuǎn)化為工程技術(shù)，也保證了研究生研究成果的準確性與實用性。而在研究生不斷跟進工程項目的過程中，暴露出的實際工程問題也為研究生提供了新的研究視角，啟發(fā)研究生進行有實際根據(jù)的科研創(chuàng)新，形成了平臺項目越做越多、研究生研究越做越深的正向反饋，有利于研究生以解決辦法為目標、以工程問題為導向，明確具體研究方向。導師團隊共同培養(yǎng)的指導模式可為研究生提供多元化的科研視野，使得研究生可以接觸到不同領(lǐng)域的前沿技術(shù)，有效避免研究生專業(yè)素養(yǎng)的單一化與解決問題的局限性，也開闊了研究生的視野，能夠讓研究生接觸到更多的就業(yè)機會。