從德國高等教育看工程認證下的土木工程專業培養方式及評價體系

谷音　羅素蓉　張挺

摘要： 隨著科技發展，人才的競爭愈加激烈，而高等教育作為人才輸送的關鍵環節，其重要性不言而喻。文章介紹了德國高等工程教育現狀，詳細闡述了德國土木工程專業培養目標、專業課程設置、學習模擬與評價體系，并與中國工程認證下的土木工程教育現狀進行了比較，探討中國土木工程人才培養與國際工程認證目標的差距，并提出培養方案及評價體系改革建議。

關鍵詞：高等工程教育;土木工程專業;培養方案;評價體系

中圖分類號：G642.0;TU-4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2020）02-0089-06

近年來，中國基礎建設飛速發展，土木工程行業迎來了前所未有的挑戰，社會需要大批基礎好、創新能力強、綜合素質高的多層次復合應用型土木工程專業人才[1]。雖然中國高等工程教育經過多年改革，已經為生產一線輸送了大量人才，然而業界仍然認為畢業生普遍缺乏工程實踐背景，創新意識薄弱，理論與實踐嚴重脫節，動手能力較差[2]，在進入企業工作后多數還需要重新進行工程學習。歐美一些發達國家高等教育課程設置所體現的工程實踐特點及對工科學生技術能力的要求和非技術能力的要求都是比較合理的[3]。因此，通過對外合作與交流，借鑒發達國家的人才培養模式，吸取國外成熟的教學理論及方法，對培養優秀的土木工程專業人才具有相當重要的作用。

通過比較德國和中國在高等教育上的不同，借鑒德國教育的優點，將其教學法等內容應用到中國課程改革之中。對于土木工程專業而言，急需將新型的高素質人才與現代化的建設理念和工藝相結合，推動基礎建設與經濟發展相適應。近二十年來，高層建筑、大跨橋梁及地下結構等土木工程建設，特別是港珠澳大橋等超級工程的建設，已使中國成為世界上的土木工程大國，然而，由于技術上仍存在諸多不足，還不能稱為土木工程強國。當今世界科技和人才的競爭在國家發展中愈發重要，因此，如何改革中國高等工程教育，使工程技術人才的培養適應加速發展中的經濟和科技是目前面對的主要問題。

一、培養目標和模式

德國大學土木工程專業的教學目標和中國基本相同。例如，德累斯頓工業大學土木工程專業教學目標：使學生成為受過學術教育的土木工程師，畢業生可在工程、管理、研究、培訓和繼續教育中工作，具有經濟、社會和環境責任。德國高校在科學和技術科目的課程中有強制性和選修模塊，包括環保、科技評估、工程倫理、能源和原材料節約、業務管理和語言的基本知識等領域，學生

可獲得高度的通識教育，成為具有社會責任的人，為職業發展和繼續教育奠定基礎。在培養目標上，德國土木專業培養目標與中國土木專業工程認證的目標基本一致。

近年來，國際上很多高校在課程設置中加入了社會發展需要的相關課程，特別是可持續性問題，信息科學、生態與環保等課程也越來越受到重視。國際中，政府和公眾越來越期望土木工程師能提供可持續的基礎設施建設和技術解決方案，設計具有彈性、可持續的基礎設施，可在災害后保留功能和結構能力，并在遇險事件后支持相互關聯的交通、能源和其他社會系統[4]。在德國高校的目標中也提到了培養學生社會責任感、關注生態環境等可持續發展問題。

雖然德國培養模式與中國大部分高校的設置基本相同，但德國的培養年限卻有很大不同。德國高校大多是本碩連讀，標準學習期間為10個學期，如果是遠程學習，則為20個學期。大部分德國高校學生畢業時，頒發的是和中國碩士等同的研究生文憑，培養年限在5年以上。第 5 到 6 學期為專業基礎課階段，第 6 到 7 學期為專業主干課階段，第8 或第 9 學期為學位論文階段。近年來德國增加了學士學位，學位生演變成3年或3.5年的學士+2年的碩士，形式上被分為兩段，但實際上是完全相連的，和原來一樣（但學士部分學完也會頒發學士學位）。而在應用技術型大學，學士讀完就可以工作。德國已實現大眾化教育，實行寬進嚴出的制度。大學學習期間學生必須通過中期考試，畢業以前還要參加學位考試。由于入學申請較為容易，在德國大學基礎課上時常有千人教室的場景，但在第4學期基礎課程完成時，需要進行綜合考試，一旦在基礎考試中出現3次不及格的情況，就會被取消繼續在大學攻讀學位的資格，被淘汰的學生可以選擇工程技術學校或其他工程職業類學校繼續學習。雖然入學容易，但畢業較難，德國大學本科實施淘汰制度，畢業率普遍較低，比較好的大學每年基本上穩定在50%的畢業率。以土木工程專業為例，考試的內容多、 題目難，既有筆試，也有口試， 還要考察讀書報告、實習成績和平時作業。 學生考試的及格率大大低于中國高校， 因此，德國大學生的實際就讀時間平均超過 13 個學期。

二、 專業課程設置

以德國老牌工科學校——德累斯頓工業大學的土木工程專業培養方案及課程設置情況為例進行介紹。專業課程采用模塊化結構，通過完成模塊學習授予學分。德國高校的基本培養模式分為基礎課階段和專業課階段[5]。基礎課階段一般延續4個學期，通過文憑預檢考試才能進入下一階段，這一過程中會有較多學生被淘汰，轉入技術學校繼續學習，通過考試的學生進入專業課階段。專業課階段分為專業基礎學科和專業研究，專業研究階段有6個選修專業，包括結構工程、建設管理、城市和交通、水和環境、計算工程、深化建筑能源管理，最后進行文憑考試。

可以看出，德國土木專業劃分除了計算工程外，其他課程都與目前國內大多高校土木專業的劃分類似。各個學校同樣根據自己的專業特色自行設置課程。國內許多高校實施的是大土木專業，大學前 4 個學期的課程相同， 到3～4學期才根據學生相關科目的成績以及個人的興趣愛好再重點選擇專業課， 完成專業定向。這樣使學生在前兩年的學習中能根據社會發展和需求調整自己的專業方向。在德國高校的專業課程說明中提到：在專業化研究中，傳授先進的工程知識，重點是使用有條理和創造性的方法解決問題，通過經濟、生態及社會的相關問題來解決復雜的工程任務，同時促進表達能力的發展，以及跨學科合作和領導能力。可以看出，德國的課程設置以技術教育為主的同時，重視培養學生的創新、表達及領導能力。

德國高校在專業設置和課程上和中國大學有一些不同，選修課程相對較多，專業知識面寬，注重社會發展需要，并可根據社會發展隨時調整

專業方向。教授開課也基本不受限制，每年都可以自行開設選修課程，及時調整和補充知識結構。目前，中國高校教師較難隨意開設課程，必修課占比過大，難以適應社會快速發展和就業市場的需求。

三、教學方法

國際先進的教育理念認為工科學習最重要的是自主學習能力。德國大學的教育多樣化，除課堂授課外，還設置占有較多課時的練習課和討論課等，許多課程以論文及項目匯報形式進行考核。

教師側重講授示范性的科學方法，沒有指定的教材， 學生聽講、記筆記，教師通常只講解一般理論，大量內容要求學生自學掌握。德國的課堂講授并不重視灌輸知識，但在課后作業和考試中對學生有較高要求。

德國的教授必須擔任上課的教學任務，但具有較高的教學自由度，可以根據州定的教育法，自行制定上課的內容，這也是保證高校具有各自特點的主要原因。在教與學中，中國總是特別注重教。《三字經》中有言：“教不嚴，師之惰。”然而用于大學卻并不合適。縱觀國內高校教育現狀，都是過于強調教師教學的部分，反而忽視了對學生學習能力的培養。由于在中學的傳統學習中習慣了“教師講，學生聽”的上課模式，許多剛升入大學的學生并不具有自學能力。學生應盡快了解大學學習規律，掌握針對大學課程的學習方法，從而具有一定自學能力。大學教育，不僅使學生擁有一定的基礎知識，更為重要的是獲得學習知識的能力。大部分學生在以后的工作中，尤其是畢業后的五年內，需要繼續學習崗位實踐知識，因此，學生未來的成長，并不是教師勤奮灌輸知識的結果，而在于教師是否能充分挖掘學生的學習能力。在教學方法上，雖然各大高校在慕課、教改等方面做了較多工作，但在學生能力培養上并沒有突破性進展，還是以灌輸知識為主要教學方式，大多數都沒有看清工程認證中“以學生為本”的真正涵義。

教材方面，由于德國對出版要求非常高，通常德國教授很少編制教材，上課的內容取自大量的專業書籍。德國強調啟發式教學，不使用統一教材，針對不同學生采取不同的教育方式，隨時加入最新的學術研究成果，通過開列參考書目， 要求學生自己鉆研。國內通常對教材要求較高，反復強調形式上的內容，一門課程許多高校采用了部頒或者重點教材，并不能根據各自學生的特點因材施教。因此，在以學生為本，培養與工程實踐結合的教學方法方面，依然需要更進一步的改革。

德國高校具有較多的練習課程，多數工科課程包括土木，作業較為繁重，對學生的要求總體比中國高，許多高校設置通宵圖書館，經常有學生在圖書館通宵達旦。國外在練習課和討論課中，主要依靠學生助教，如本科高年級學生、碩士及博士生，緩解了教師的壓力，使教師從一些相對簡單和重復性的問題中解脫出來，有更多的精力投入科研，從而惠及學生。通常平時成績也十分重要，練習課成績帶入最后的考試成績，教師和助教共同批改學生的卷子。這樣能調動各年級學生的積極性，增強學習的動力，加強各年級學生的交流。德國高校的研討會可以各種形式舉行，通常由學生小組準備并提出一個將在之后討論的主題。這就要求學生事先對某一專題深入鉆研，閱讀大量書籍資料，才有可能在課堂上發表見解，并相互提問或補充。在這種研討課上，教師只起到主持和引導的作用。近年來，國內許多高校也加入了練習及研討課，但國內教師通常把講課輔導甚至考試的教學任務集于一身，反而難以保證教學和科研的精力，批改作業及課后輔導所消耗的時間較多。國內應借鑒國外完善的助教制度，提高教師教學自由度，增強學生自主學習能力。

德國高校非常重視教學與實踐的結合，教師在教學的同時必須進行科研，普遍還有社會兼職，不斷調整和補充知識結構。在工程科學領域，大學里的基礎性研究和應用研究并重， 教學內容和實例都緊密結合生產實踐。另外， 德國高校聘請較多的科研單位或企業技術人才到校兼職授課，充分利用社會力量，又可緊密聯系實際。

德國實踐環節中的項目設計也值得學習，類似于國內高校的課程設計環節，但德國的項目環節耗時較多，項目工作中獲得的理論知識和方法技能用于解決與實踐相關的具體任務，并以書面形式呈現結果。目的是使學生掌握執行項目的方法，獲得以實踐為導向的技能。國內大部分高校土木專業的課程設計，還是傾向于一個大作業，缺少思考和創新。

德國高校培養方案的特點是注重獨立工作能力培養，在課程設置上比較靈活，實踐性環節多，注重與學生的交流，并設有討論環節，教學時注重講授示范性的科學方法[5]。和西方其他國家相比，德國的實踐環節十分突出，土木工程專業學生必須到生產第一線實習 13 周， 實習單位可由學生自行選擇， 也可由學校聯系安排，對實習內容和要求有明確的規定。

高年級學生還要完成實驗設計， 自己安排時間到實驗室做實驗，采集數據和分析數據， 完成實驗報告。

四、學習模式及評價體系

目前，國內工程認證如火如荼，工程認證理念反復強調教學應以學生為本，國內一些高校已在這方面進行改革，加入練習課和討論課環節，如湖南大學和東南大學。加強學生的自學環節，減少教學環節的灌輸量，是土木工程培養方案中大量縮減學時的原因之一，但減少課時并不是目的，在減少學時的同時，應增加對學生的自學要求，否則將導致培養質量下降。大部分高校的土木工程專業在近年來的培養方案調整中，將原有的180學分改為165學分甚至更少，東南大學土木工程交通土建方向縮減到150學分。縮減學分的同時要保證學生對應學知識的掌握，發揮學生自主性，在教學內容中加入更多的練習、作業和討論。練習課和分組項目的成績加入最后總成績，多方面考察學生能力。特別要重視課程設計類等實踐環節，分組及小組討論的方式可加強學生的團隊合作能力。

德國的設計作業，如果學生最后給出的產品設計是錯誤的，也可能得到高分，因為教師注重的是設計能力的體現;如果做出來的產品是完美的，也不一定得到高分，因為沒有討論改進的可能。教師注重的是對學生能力的評價。可以借鑒德國的能力培養模式，改善國內以最終考試結果為成績評價的模式。德國的閉卷考試較為嚴格，對考試題目加以分類，死記硬背類的題目幾乎沒有。德國大學考試難度從1到5級，5級為最高級，分數從1到5分，1分為最高分。獲得最高分的學生需要靈活解決問題，對知識掌握要求程度也較高，考題中必須包含2—5所有等級的難度。通常工科考試中沒有等級1，也就是直接背誦的題目。德國學生通常避免在一學期修多門課程，因此，通常德國拿到學位的時間超過5年。德國大學沒有學制的限制，通常只有一個規定學期數。

五、 工程實踐環節

重視工科發展的高等學校，對土木工程培養的共識是將學習過程中獲得的理論知識與專業工作所需技能聯系起來，將實踐納入課程[6]。德國工程類專業很顯著的特點是與企業和建筑公司建立長期合作關系，企業和公司為學生安排短期實習、工作場所學習、職業日等，為畢業生提供臨時和永久性工作[7]。德國本科學位要求并不高，只要與企業合作完成論文即可，并不需要答辯，但對工程實踐十分重視，本科畢業前到企業實習時間為3個月左右。德國大學對實踐環節中的實驗等也要求較高，在實驗課程之前需要考試，考試通過才能進入實驗課程的學習。

國內的土木工程專業也非常重視實踐環節，各高校廣泛開展的工程認證及土木本科指導性專業規范都要求本科課程實踐占全部課程的40%以上，也提出了企業參與制定培養計劃、校企聯合建立實習基地、工程技術人員參與實踐教學及加強校企雙方人員交流等方法[8]，課程設計、四大實習及畢業設計都占了較大比重。

然而，由于土木工程的特殊性，考慮到安全等因素，大多數國內高校都難以真正做到和工程界相互學習、融合，大四的學生通常按照培養大綱要求完成4周的生產實習，多數學生很難在如此短的時間內真正參與企業工作并被分配任務。

由于學生數量過多，難以實現較為完整的企業實習，但現在國內的一些企業開始重視與高校合作，例如，學生可申請參加夏令營或競賽，獲得錄取資格的學員跟著最好的工程師學習，公司為其提供最好的數據應用場景，幫助他們通過實踐創造獨立的項目。土木工程專業有較多的競賽，特別是力學競賽、建模競賽和高校參與度最高的全國結構大賽，在人才培養中也起到了重要作用

。中交設計院和中國公路協會2016年提出世界橋梁大賽，參賽高校從一開始的十幾個增加到上百所，橋梁博士軟件公司2018年也提出了橋梁畢業設計大賽。企業對人才培養逐漸重視，并開始參與人才培養環節。土木工程作為傳統學科，如何在本科培養中推動和業界的交流一直是各大高校努力的方向。

六、對培養方式及評價體系的建議

中國改革開放以來教育改革卓有成效，工程教育為國家基礎建設提供了支撐，同時也應借鑒國外先進的教育理念，取長補短，繼續開展工程教育的教學研究，并應用于實際課程建設，以適應日益激烈的國際競爭環境。通過與德國土木工程高等教育體系的比較，對培養方案和評價體系的改革如下：

（1）教育指導原則需要改變，給予教師在教學上更多自由，給予學生學習上更多自由。著重發揮教師指導作用，允許教師在教學上具有更高的自由度。中國土木基礎建設發展迅速，各種新材料和新結構層出不窮，教材通常落后于行業的發展，因此，對于教學和科研經驗豐富的教師，不必過于強調統一規劃教材，讓教師隨時把科研和實踐心得融于教學，讓學生脫離刻板的教學。

（2）實行以學生為中心的教學原則，充分發揮學生的主動性，推行真正的學分制。增加選修的自由度，對于高年級的學生，允許適當延長學習年限。例如，在學習混凝土時，存在困難的學生可以把其他課程轉移到下一年修習。

（3）教學方法需要改革，注重培養學生的自學能力。雖然教學已采用多種方法，以及MOOC等各種教學手段，但是依然以灌輸為主，沒有開發學生探索問題的能力。對于土木類高年級專業課程，應以培養學生的自學能力為主，改革傳統教學方法，可開設啟發式教學實驗班，對學生分層次教學。土木類的專業基礎課程和專業課都較難，相對于90年代的課程，目前課程的課時大幅度縮減，因此，對于大部分的核心課程，應設立小班教學或探討班，可增加研究生助教，對于需要綜合性訓練的課程開設課后輔導班，提高學生自學的信心，必要時可在低年級開設培養自學能力的課程。

（4）專業課程的考察和評價應以學生多方面能力考察為主，而不僅僅考察知識掌握情況。可以借鑒德國的過程評價方法，提高學生對現有工程問題的思考能力。專業核心課程增加中間考核環節，如課堂匯報、小測、中期考試及課后作業。此外，借鑒工程執業資格考試，在高年級專業課程的考試中增加開卷考試的比重，設置考察學生解決復雜問題能力的題目，減少強制性記憶的內容。

（5）加強工程學科和企業實踐的聯系，課程設計、畢業設計、畢業論文均以項目主導。有條件的可以和企業合作，在二年級或三年級開設創新課程，激發學生的學習積極性。在大三下或四上開設大課程設計或聯合設計等課程，使學生提前將主干課程融會貫通。而畢業設計時間相對較長，采用與企業共同培養的方式，真題真做，較難的項目可由多位學生共同完成。由于土木工程是實踐性非常強的學科，學習的內容應不斷更新并與實踐緊密結合，這也對教師提出了更高的要求，教師不僅教授知識，還需要帶領學生了解未來專業領域的發展方向。

（6）加強導師制建設、增加導師數量，

讓低年級學生早日和專業教師接觸，提高專業認識和社會責任感，提高學生學習興趣。強調概論等課程的重要性，增加環保、法律法規等培養學生社會責任感的課程，提高學生對人類健康、環境、經濟、生態和社會需求的認識。

參考文獻：

[1]龔志起，陳柏昆，劉連新.國內外土木工程專業實踐教學模式比較[J].高等建筑教育，2009，18（1）：12-15.

[2]張敏霞，徐平，王有凱.提高土木工程專業實踐教學質量的思考與探索[J].中國現代教育裝備，2012，12（21）：60-61.

[3]崔軍.我國高等工程教育課程改革研究[D].南京：南京大學，2011.

[4]Crofton F S.Educating for sustainability： Opportunities in undergraduate engineering[J].Clean. Prod.， 2000，8（5）： 397-405.

[5]朱健敏，萬鳳華，胡夏閩.德國土木工程教育的發展趨勢及啟示[J].高等建筑教育， 2003，12（4）：21-23.

[6]Eva Vítková a， Jana Korytárová b， Vít Hromádka . Support work experience of students in civil engineering[J]. Procedia - Social and Behavioral Sciences， 2013，93：1940-1944.

[7]Gamayunova， Olga. The civil engineering institute as a leader in training of specialists in the field of civil engineering[J]. Procedia Engineering，2015，117：1043-1050.

[8]劉少東，鄭 鑫，張兆強.土木工程專業校企聯合人才培養機制探索與實踐[J]. 高等建筑教育， 2016，25（2）： 32-35.

Abstract： With the growth of science and technology， the competition for talents has become increasingly fierce. The higher education is an important key to talent development. The status of higher engineering education in Germany is introduced. The training objectives， professional curriculum setting， learning simulation and evaluation system of civil engineering specialty in Germany are elaborated. The civil engineering education under the engineering certification in China is compared with the system in Germany. The gap between the international engineering certification targets is proposed. The suggestions for training mode and evaluation system are proposed.

Key words： higher engineering education; civil engineering specialty; training program; evaluation system

（責任編輯 周 沫）