道路工程專業工程能力培養體系研究與實踐

摘要：針對道路工程專業特點，為適應綜合應用型人才的社會需求，長沙理工大學構建了“課堂教學—實踐教學—第二課堂”三位一體、特色鮮明的道路工程專業綜合應用型人才工程能力培養體系。以“三模塊”課堂教學為基石，“三階段”實踐教學、“三層次”第二課堂為雙翼，全面提升學生工程素質與工程能力。

關鍵詞：道路工程；應用型人才；課堂教學；實踐教學

中圖分類號：G6420 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）02-0032-04

所謂工程能力，其內涵包括創新能力、實踐能力、研究能力、自學能力、管理能力、溝通能力、團隊能力、經濟能力和道德能力^[1]。

中國高等工程教育的規模目前位居世界第一。截至2010年，開設工科專業的本科高校有1 003所，占本科高校總數的90%。高等工程教育本科在校生約371萬人，研究生約47萬人^[2]。培養的大批工程技術人才在一大批舉世矚目的重大工程中發揮了核心作用。但是，作為全球制造業大國，中國很多企業卻經常面臨工程師短缺的窘境。道路工程領域更是如此。由于公路路網的大規模建設，截至2010年，中國公路總里程已達370萬公里，其中高速公路總里程6.5萬公里，居世界第二位^[3]。在“十二五”末，中國高速公路通車總里程預計將達到10.8萬公里，通車總里程將超過500萬公里。大規模的公路建設與養護，亟需一大批可以勝任的現代工程師。可見，建立道路工程應用型人才工程能力培養體系，是交通行業對高等院校輸送道路工程應用型人才的必然要求。

縱觀國際工程教育現狀與發展趨勢，結合長沙理工大學道路工程“鋪路石”精神的特色，道路工程綜合應用型人才培養目標定位為適應新世紀經濟建設和社會發展需要，培養具有良好自然科學素養，掌握道路工程專業基本理論、專業知識和實踐技能，主要從事道路等相關專業領域的規劃、設計、施工、管理等工作，具有創新精神和實踐能力的應用型高級工程技術人才和管理人才。

一、工程能力培養體系構建

課題組經過長期研究與實踐，在道路工程專業構建了以課堂教學為基石、實踐教學環節和第二課堂為雙翼的綜合應用型人才工程能力培養體系（圖1）。

貫徹工程教育先進理念，在課堂教學中，通過優化課程設置、采用工程案例教學、重視科研促進教學全面培養學生的工程能力。

“實驗、實習、設計”是提高學生工程實踐能力的“三駕馬車”，在項目研究與實踐過程中，將實驗分為課堂實驗、獨立開課實驗和研究探索實驗，實習分為認識實習、

課程實習和專業實習，設計分為課程設計、畢業設計和專題設計。

在實驗實踐教學環節，選擇與道路工程領域聯系密切的項目進行課堂實驗，學生通過在實驗室勤學苦練，提高其分析和解決工程實際問題的能力。在此基礎上，通過增加實驗儀器、實驗用房面積、運行經費等，為獨立開設實驗課程創造條件。目前，道路專業獨立開設實驗課程的主要有土木工程材料實驗（16學時）、測量學實驗（16學時）、路基路面實驗檢測技術（32學時）。在課堂實驗和獨立開設實驗課程的基礎上，針對工程實際問題，開展探索、研究性實驗，進一步提高學生對工程技術的理解和運用能力。

實習環節共計15.5周，其中認識實習1周，課程實習包括工程地質實習（1周）、測量實習（2周）、橋涵水文實習（0.5周）、道路勘測設計實習（2周）共計5.5周，道路工程專業實習為9周。通過“三階段”實習教學，學生工程實踐能力逐步提高。

課程設計共9周，包括道路勘測設計課程設計（1周）、公路工程經濟評價與決策分析課程設計（1周）、基礎工程課程設計（1周）、路基路面工程課程設計（1周）、邊坡工程課程設計（1周）、民用建筑課程設計（1周）、橋梁工程課程設計（1周）、隧道工程課程設計（1周）、施工組織與概預算課程設計（1周）。道路工程畢業設計共14周，全面訓練學生綜合運用專業知識分析、解決工程實際問題的能力。圍繞某一道路工程具體科學問題開展專題設計和研究（1周），進一步提高學生的工程應用能力。

開設了豐富多彩的第二課堂，以訓練其工程能力，共160學時。通過舉辦專業培訓（如測量工培訓、建材試驗工培訓、計算機等級證培訓、英語等級證培訓等）、技能競賽（測繪技能大賽、建材試驗技能大賽、地質知識競賽、讀圖制圖競賽、結構模型競賽等），深化學生對工程問題的理解，促使學生掌握現代道路工程相關技術和理論。在此基礎上，通過大學生創新實訓基地開展科技立項、創新實驗活動，進一步鞏固、提升學生對工程技術問題的理解和認識。不僅如此，鼓勵學生參與教師科研項目，參與“長沙理工大公路工程試驗檢測中心”“華罡設計研究院”等校辦企業和部門的社會服務活動，促使學生在實踐中

檢驗將所掌握的工程技術知識和技能，提升工程能力。

二、聚焦工程能力培養

重新修訂道路工程方向本科生培養計劃，針對理論教學、實驗教學、實習、課程設計、畢業設計、第二課堂等環節，強化對工程能力的培養。

多年來，長沙理工大學道路工程專業聚焦工程能力培養，在師資隊伍建設、工程能力平臺建設等方面均取得了快速發展。2007年，一般本科院校土木大類高素質應用型人才培養模式創新實驗區獲得

“教育部、財政部國家級人才培養模式創新實驗區”稱號，并在道路工程等專業率先啟動。2011年，道路工程專業成為長沙理工大學首批獲得教育部“卓越工程師培養計劃”資格的專業之一，為培養卓越工程師創造了良好條件。

三、打造工程能力基石

根據麻省理工大學（MIT）的研究，高等工程教育發展經歷了工程經驗、工程科學、工程實踐三個螺旋式上升階段^[4]。最初的工程教育主要以機械還原論為指導思想，主要憑借經驗；第2個階段是引導工程向科學發展，促使工程科學化；目前高等工程教育正處于第3個發展階段，這個階段認為除了科學之外，工程實踐與實驗是發展新技術的溫床，是培育合格工程師的搖籃。根據國際高等工程教育的發展趨勢，針對中國道路工程畢業生工程能力訓練不足的弊端，結合長沙理工大學道路工程的優勢與特色，對道路工程教學體系從課程設置、工程案例教學、科研輔助教學等方面進行了調整和優化。

（一）優化課程設置

課題組通過問卷調查、座談會、走訪用人單位等方式，發現以往課程設置過于強調基礎課的作用，專業基礎課、專業課學時明顯不足，導致學生工程意識薄弱。課題組向學院和學校相關部門提交了研究成果和建議，對課程設置進行了調整，強調了專業基礎課、基礎課在課程體系中的作用，調整后的專業基礎課、專業課所占學時約為87.8%，

避免了以往“專業訓練不足”造成的尷尬。2006年，道路專業開設的重要專業基礎課程測量學獲得“省級精品課程”建設資格；2009年，重要專業基礎課程土木工程材料獲得“校級精品課程”建設資格；2009年，核心專業課程路基路面工程獲得“國家級精品課程”建設資格；2010年核心專業基礎課程工程經濟與管理獲得“省級精品課程”建設資格。

（二）密切聯系工程實際進行教學

對傳統理論課程的教學模式進行深入研究和探索，在理論教學中引入大量工程案例。如在講授公路工程養護技術課時，大量引用主持和參與過的工程案例進行教學，將抽象的理論具體化、可視化，受到學生高度評價。在講解建筑材料時，常常使用承擔過的工程實際案例進行教學，取得了顯著成效，受到學生好評。

（三）注重科研促進教學

將交通行業最新科研成果與先進技術及時引進課堂，及時更新教學內容，通過講授新理論、新方法、新技術、新材料、新工藝和新設備，開闊學生視野。保留課程的知識結構與基本理論，刪除陳舊過時和重復的教學內容，拓寬主干課程的專業知識面，突出應用、實踐和創新，本著知識點集中、連貫的原則，有效整合關聯課程內容。如：在建筑材料與路基路面工程知識模塊教學中，通過模塊化教學首先剔除兩門課程之間的重復內容；然后，將建筑材料和路基路面工程的理論與實踐教學相結合，運用案例教學使其融合成一個整體；最后，通過建筑材料實驗，公路工程試驗檢測技術實習、路基路面實習、課程設計以及畢業設計等環節的訓練，進一步鞏固和深化所學理論知識，提高知識的運用能力和水平。

四、工程能力培養可持續發展的保障措施與條件

為保障道路工程專業綜合應用型人才工程能力培養實現可持續發展，學校在師資隊伍建設、平臺與實驗室建設、實習基地建設以及經費投入等方面制定了相應計劃與政策。

（一）師資隊伍

要培養學生的工程能力，教師自身的工程素質尤為重要。交通運輸工程學院優先安排具有工程施工、工程監理、工程設計、工程管理、工程造價等經驗的教師承擔道路工程方向學生的教學工作。鼓勵相關教師通過繼續教育、學院內部培訓等方式，取得試驗檢測工程師、結構工程師、巖土工程師、造價工程師等相關資格。為了培養工程型教師，對擔任道路工程專業課、專業基礎課理論教學和實踐教學任務的教師，要求具有工程實踐、科技服務、科學研究、實踐教學方面的經驗，上課前至少進行1年以上的相關技能培訓。這些舉措對建設一支工程素質過硬、掌握現代工程教育技術的教師隊伍發揮了良好的帶動作用。

（二）平臺與實驗室建設

經過多年研究與實踐，打造了五大校內實踐教學平臺，建成了一個國家級土木工程教學實驗中心、兩個基礎課湖南省示范實驗室，初步構建了以校內實踐教學平臺為基礎，以校外實習基地為重要補充，以道路相關企業為終端的全過程、全方位實踐教學體系。

實踐教學平臺是組織和實施全過程實踐教學的關鍵。以實驗課程、課程實習為內核，以課外科技活動、課外創新實驗項目為載體，以學科競賽為表達舞臺，初步建成了基礎類實踐教學平臺、專業基礎類實踐教學平臺、專業類實踐教學平臺、網絡虛擬類實踐教學平臺和創新型實踐教學平臺等五大實踐教學平臺。

基礎類課程教學內容較為抽象，教學效果欠佳。通過建設基礎類實踐教學平臺，如通過定期舉辦讀圖制圖大賽、計算機技術大賽等學科競賽，深化學生對

公共基礎課的認識，也使得長沙理工大學道路工程專業保持了“強基礎”這一優勢。

專業基礎類實踐教學平臺主要依托一個“土木工程國家級實驗教學中心”和兩個“湖南省普通基礎課示范實驗室”（測量實驗室、建材實驗室）。通過舉辦測繪技能大賽（已連續舉辦9屆）、建筑材料試驗技能大賽（已連續舉辦6屆）、工程地質大賽等省級、校級學科技能競賽，使學生的動手能力得到大大增強。用人單位普遍反映長沙理工大學道路工程專業畢業生具有較好的測繪技能和試驗技能，同時也表明專業基礎類實踐教學平臺在培養人才專業基礎方面已基本發揮了作用。

網絡虛擬實踐教學平臺包括虛擬實驗模塊、虛擬實習模塊、虛擬課程設計模塊、虛擬畢業設計模塊。虛擬實驗模塊涵蓋力學實驗、建筑材料實驗、結構實驗、巖土實驗、路基路面實驗。

創新型實踐教學平臺以交通運輸工程學院“大學生創新實訓基地”為依托，學校下撥專項建設經費5萬元，購置了多媒體投影設備、電腦、辦公座椅、會議桌等，學院下撥專項經費20余萬元，購置了相關工程技能培訓軟件和系統（分為6大模塊），基本實現了實驗時間開放、內容開放、儀器設備開放。學生依托基礎類、專業基礎類、專業類實踐教學平臺的訓練，其“工程硬能力”得到顯著提升。在此基礎上，通過網絡虛擬類實踐教學平臺和創新型實踐教學平臺的培訓，其“工程軟能力”也得到了良好訓練。

（三）校外實習基地建設

加強了對原有17個校外實習基地的建設力度，新增“湖南云中瀝青有限責任公司”“常德海賽瀝青經營有限公司”“湖南省湘潭公路橋梁建設有限責任公司”等14個校外實習基地。工程實踐過程中利用校外實習基地，將社會實踐活動與工程實踐結合，學生通過到重大工程項目進行綜合性專業實習（路基路面、橋梁工程、隧道工程、施工管理等）或見習，進一步加強實踐鍛煉。通過不同項目的工程技術特色訓練實現了專業人才的特色培養和專長培養。

五、結語

第一，道路工程是長沙理工大學的優勢學科，項目的研究與實踐，旨在進一步強化學生的工程能力培養。團隊在建設過程中與時俱進、不斷探索，構建了以工程能力為靈魂的“課堂教學—實踐教學—第二課堂”三位一體的道路工程綜合應用型人才工程能力培養體系。

第二，通過優化培養計劃，聚焦工程能力培養，打造道路工程應用型人才核心競爭力。優化課程設置，建立了“三層次”“四模塊”道路工程課程群。

第三，注重教師隊伍的工程素質鍛煉與提高，要求青年教師上課之前先過工程實踐關、實驗技能關、技術服務關、科學研究關。道路工程教學團隊90%以上具有工程設計、工程施工、工程監理、工程管理、工程造價等方面的實際經驗，70%以上持有相應資格證書。

第四，建成了“土木工程國家級教學實驗中心”“測量實驗室”和“建材實驗室”省級基礎課示范實驗室，打造了校內5大實踐教學平臺與31個校外實習基地，道路工程專業學生的工程實踐能力顯著提升。

參考文獻：

[1]吳鳴，熊光晶.基于工程能力培養的橋梁工程教學改革探索與實踐[J].長沙鐵道學院學報：社會科學版，2010，11（1）：109-113.

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[3]李九蘇，曹勇，唐勇斌.水泥混凝土路面多功能快速修補材料試驗研究[J].混凝土，2012（08）：137-139.

[4]秦志強.論工程教育的科學主導與工程回歸[J].高等工程教育研究，2005（05）：87-90.

Research and practice of engineering capability training system of road engineering specialty

LI Jiusu， DAI Lingchun

（School of Traffic and Transportation， Changsha University of Science Technology， Changsha 410004， P. R. China）

Abstract：

Training system characterized by integration of classroom teaching， practice teaching and second class has been built to meet the requirements of the comprehensive talents and adapt to the features of road engineering specialty. Based on tri-modular classroom teaching， with the three-staged practical teaching and the three layered second class， the students’ engineering capabilities have been radically enhanced.

Keywords：road engineering； application-oriented talents； classroom teaching； practical teaching