土木工程研究生實踐創新能力培養模式的探索

邵永健 毛小勇 趙寶成 孫國華

[摘要]在分析蘇州科技大學土木工程專業全日制碩士研究生實踐能力和創新能力不足原因的基礎上，以問題為導向。以科研項目、工程項目、創新項目和學科競賽為四元，構建了校企協同的土木工程研究生實踐能力和創新能力培養模式。經實踐應用，取得了江蘇省研究生培養模式改革成果獎一等獎、江蘇省優秀碩士學位論文、江蘇省優秀研究生工作站、華夏建設科學技術獎一等獎、中國土木工程詹天佑獎、中國建設工程魯班獎、七項國家自然科學基金項目和十五項江蘇省研究生創新計劃項目。

[關鍵詞]校企協同;四元驅動;土木工程研究生;實踐能力;創新能力;培養模式

[中圖分類號]G643

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）03-0161-04

土木工程實踐性、綜合性和發展性的基本屬性決定了土木工程專業研究生除應具有相應的知識結構外，更應具備良好的實踐能力、創新能力和綜合協調能力。隨著“一帶一路”建設、京津冀協同發展、長江經濟帶發展等重大國家戰略的實施，高鐵工程、高速公路工程、海洋建設工程、工業與民用建筑等土木工程不僅建設規模大，而且建筑的高度不斷被刷新（上海中心大廈），橋梁的規模不斷被突破（港珠澳大橋），各種復雜工程不斷出現，需要持續研發工程建設需求的新結構、新技術、新工藝、新材料、新設備，以適應和引領建設事業的發展?？梢?，國家基本建設需要大批實踐能力和創新能力強的土木工程專業研究生，然而現階段蘇州科技大學（以下簡稱“我?！保┩聊竟こ萄芯可膶嵺`能力和創新能力不足。

一、研究生能力不足的原因及其表現

目前，全日制碩士研究生基本上都是獨生子女。他們在讀研之前，從學校到學校，接受的是應試教育，以學習知識、考試過關為主，到了本科階段，其培養方案中雖然設置了實踐教學環節，但理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節等現象普遍存在，大多實踐環節是到學校實驗室和校外工地參觀，這種完成觀摩性的居多，能夠實際動手的實踐環節很少。這種體驗多動手少、更不是實際工程“真刀真槍”的實踐教學，導致學生能力和素質的培養先天不足，當然也就沒有了創新的來源。我校在土木工程碩士研究生培養方案的培養目標中提出了“培養具有創新能力的應用型和復合型人才”;在培養方式中提出了“學科團隊合作培養、校校聯合培養、產學研聯合培養、國際合作培養”等模式;在課程體系中也設置了實踐活動（1學分）作為必修環節，試圖加強研究生實踐能力和創新能力的培養。但與本科階段的情況類似，由于受到資源條件的限制，特別是研究生招生規模擴大導致校內實驗室和校外實踐創新基地的不足，再加之教育慣性的影響，研究生前期的課程仍然是以課程為單元的課堂灌輸式的知識學習為主，對能力素質的培養相對薄弱，借用當下“金課”的概念，即不滿足“高階性”的要求。

在學位論文選題階段，研究生表現出難以從現有土木工程技術和方法中發現問題、盲點和有價值的研究課題。在學位論文試驗階段，研究生表現出實際動手能力、制定和實施試驗方案能力和團隊協調能力不足，許多本來研究生自己可以解決的問題，都要依賴導師和實驗室教師幫助才能解決，這導致論文試驗周期過長。在研究分析和學位論文撰寫階段，研究生表現出研究分析深度不夠，具體表現為“兩難四簡單”，其中“兩難”是指：1.難于解決研究過程中遇到的問題和困難;2.難于基于研究內容提出新方法、建立新理論和發明新技術。“四簡單”是指：1.簡單移植，表現為只是對已有試驗方法、研究方法和分析方法的應用和重復，沒有方法上的創新;2.簡單揭示表面現象，表現為只是簡單地闡述試驗現象和對試驗數據的回歸分析，沒有深入分析結構的受力機理和內在聯系，沒有內容上的創新;3.簡單延伸，表現為只是試驗數量上的增加和進一步證實他人的工作;4.簡單推理，表現為只是采用一定的實驗來證實已有的理論和方法。綜合方面表現為：沒有試驗難寫出論文，有了試驗寫不出高質量的論文，導致撰寫學位論文和期刊論文周期長、質量低。這些都成為直接制約我校土木工程研究生培養質量的瓶頸。

二、解決能力不足的途徑

我校與企業（中億豐建設集團股份有限公司）協同，以問題為導向，以交叉與融合、協同與共享為途徑，在構建了“三位一體”的校內學科平臺和“一地兩站”的校外實踐創新基地的基礎上，整合校內學科平臺和校外實踐創新基地，構建了校企協同的土木工程專業研究生實踐創新綜合平臺，如圖1、表1所示。

在構建了實踐創新綜合平臺的基礎上，創新研究生培養模式，通過不斷地探索和實踐，探尋出了校企協同、四元驅動的土木工程研究生實踐能力和創新能力培養新模式。

三、校企協同、四元驅動的土木工程研究生實踐創新能力培養新模式

基于校企協同的實踐創新綜合平臺，以“科研項目、工程項目、創新項目和學科競賽”為四元，構建了土木工程專業研究生實踐能力和創新能力培養新模式，如圖2所示。

在圖2中，實踐能力和創新能力的培養并不是孤立的，而是相互關聯的，比如：通過重大、復雜工程項目的驅動，在主要培養創新能力的同時，對實踐能力的培養也起到輔助作用;通過學科競賽激發出的創新激情、創新興趣和創新思維又是更加有效地培養創新能力和實踐能力的源動力。

（一）科研項目驅動

科研項目是研究生實踐能力和創新能力培養的主要載體，尤其是高水平項目。研究生實踐創新能力的提升、高質量成果的產出，反過來會為指導教師申報項目提供有效支撐，團隊教師獲得的七項國家自然科學基金項目如表2所示。

國家標準、建設行業標準、中國工程建設標準化協會標準和地方標準是從事工程活動的技術依據，參加標準的研究與編制工作，不僅可以鍛煉研究生的實踐能力和創新能力，而且可以開闊其視野，讓其獲得與行業權威專家接觸和交流的機會，進而了解學科發展前沿和最新成果。團隊成員通過不斷積累，承擔研究工作并參加編制的標準如表3所示。

（二）工程項目驅動

土木工程專業全日制研究生的培養需要理論與實踐相結合，其對實踐環境的要求非常高。通過真刀真槍的工程項目將研究生置身于實際工程環境中，讓其接受真實的工程訓練，這能有效地鍛煉與培養其實踐能力、創新能力和工程素質。

比如，李志國等五位研究生通過參加“一般工程項目（蘇州軌道交通太平車輛段超長混凝土結構設計與施工）”的技術工作，在解決企業需求的“超長結構設縫、預應力張拉控制和大體積混凝土澆筑溫度控制”等技術難題過程中，不僅凝練了學位論文題目，完成了學位論文撰寫，而且助推企業取得江蘇省省級工法一項和實用新型專利一項。陳靜波等十一位研究生通過參加“重大復雜工程項目（蘇州廣播電視總臺現代傳媒廣場設計與施工）”的技術工作，攻克了“大高差懸鏈線狀鋼屋蓋建造技術、跨沉降縫兩端剛接大跨度多層鋼桁架凌空連廊建造技術、巨型空間M形預應力鋼結構天幕建造技術、預應力交叉張弦鋼樓梯建造技術、軟土地區緊鄰地鐵深大基坑分坑建造技術和深基坑支撐拆除技術”等關鍵技術，取得了多項創新成果，助推企業科技取得了突破性進展，相繼獲得建設行業最高獎“華夏建設科學技術獎一等獎（2017年）、第十六屆中國土木工程詹天佑獎（2018年）、2018-2019年度第一批中國建設工程魯班獎”;還助推企業取得了發明專利、實用新型專利、國家級工法和省級工法等成果。

（三）創新項目驅動

通過科研創新項目和實踐創新項目，還可以鍛煉研究生檢索和閱讀科技文獻、凝練科學問題、解決復雜工程問題的能力，提升其實踐能力和創新能力。在多年探索與實踐的基礎上，針對選題、過程、結題三環節，我們構建了研究生創新項目“三加強、三培養”的指導模式。

1.加強選題指導，培養創新意識

江蘇省研究生創新計劃項目要求一年級研究生申報，而一年級研究生基本沒有工程實踐和科研實踐經驗，基本沒有獨立撰寫項目申報書和學術論文的經歷。為此，從入學開始，指導教師結合自己承擔的科研項目和工程項目，將個人的科研經驗和工程經驗與研究生分享，并從“文獻閱讀、探尋有價值的研究課題、篩選研究內容、分析實現研究目標的可行性及其相應的技術路線”等方面，從方法上加強選題指導?！笆谥贼~，不如授之以漁”，之后讓研究生根據自己的基礎、個人專業興趣和學科前沿，去探尋興趣領域和熱點問題，并凝練成創新課題，明確擬解決的科學問題和復雜工程問題，提出創新點和研究內容，撰寫申請書，選題環節重點培養研究生的創新意識。

2.加強過程指導，培養創新思維

項目獲批后，導師制定以科研創新項目和實踐創新項目為中心的科研素質、科研能力、實踐能力和創新能力培養方案，并結合項目研究內容和研究目標，指導研究方法和技術路線，指導研究生創新項目的研究工作，協助研究生解決項目的關鍵科學技術問題。通過科研創新項目和實踐創新項目的實施過程，全面培養研究生的科研能力及科研思維，著重培養研究生的創新思維、實踐能力和創新能力。

3.加強結題指導，培養創新能力

江蘇省研究生創新計劃項目結題一般需要有兩篇學術論文及其相應的成果。導師重點指導研究生分析試驗和模擬獲得數據的方法，揭示受力機理的方法和撰寫學術論文的方法，闡明學術論文是隨著研究深入自然而然的產物。之后由研究生自己進行系統歸納分析、深入研究，進而撰寫學術論文和結題報告，在這過程中研究生的創新能力得到培養。

基于研究生科研創新項目和實踐創新項目，自形成“三加強、三培養”的指導模式后，研究生創新項目的獲批率和結題質量得到顯著改善（表4僅列出邵永健指導研究生的創新項目情況），研究生的學位論文質量明顯提升（表5僅列出邵永健指導的研究生獲優秀碩士學位論文情況）。

（四）學科競賽驅動

創新能力培養需要強烈的主動進取精神和創造精神，而主動進取精神和創造精神的培養離不開個性的充分發展。創新與興趣是緊密聯系在一起的，興趣的力量是極其巨大的，有了興趣就會有想象力，想像力孕育創新成果。學科競賽能發展研究生的個性，培養研究生的進取精神和創造精神，驅動研究生的創新激情、創新興趣和創新思維。

我校通過校企協同，因地制宜地開展學科競賽，除每年舉辦“中億豐杯”結構創新競賽（如圖3所示）外，還通過“在校內專門舉行研究生結構設計大賽（如圖4所示）、研究生組隊參加大學生結構創新競賽、研究生參與指導本科生結構創新競賽”三種方式來培養研究生的創新能力、實踐能力和協調能力，并取得了“2014年度全國大學生結構設計競賽一等獎，2014年度江蘇省結構設計競賽一等獎，2016年度全國大學生結構設計競賽二等獎，2016-2018年連續三年江蘇省結構設計競賽二等獎”等成績。

可見，學科競賽極大地提高了研究生的創新激情和創新興趣，同時這也培養了其奉獻精神、服務意識、團隊協作精神、實踐動手能力和創新能力;這些取得的業績同時助力了江蘇高校品牌專業（土木工程）建設和國家級大學生校外實踐教育基地建設。

四、結語

基于校企協同實踐創新綜合平臺，構建的“校企協同、四元驅動”的土木工程研究生實踐創新能力培養新模式實施后：我校土木工程學科的江蘇省研究生創新項目獲批率和結題質量明顯提升;研究生撰寫的學位論文和期刊論文質量顯著提升;江蘇省優秀碩士學位論文不僅實現了零的突破，而且從2016年到2019年連續四年獲得江蘇省優秀碩士學位論文。同時，該培養模式獲得江蘇省研究生培養模式改革成果獎一等獎（2015年），綜合平臺中的研究生工作站獲江蘇省優秀研究生工作站（2018年），助推企業相繼獲得“華夏建設科學技術獎一等獎（2017年）”“第十六屆中國土木工程詹天佑獎（2018年）”“2018～2019年度第一批中國建設工程魯班獎”，助力指導教師獲得七項國家自然科學基金項目和中國工程建設標準化協會的標準科技創新獎二等獎（2018年）。

[責任編輯：陳明]