新工科背景下應用型高校土木工程專業卓越 工程師培養計劃的探索與實踐

徐中秋 楊揚

【摘要】針對土木工程專業的特點，根據新工科和卓越工程師培養計劃的培養要求，分析應用型高校土木工程專業卓越工程師的培養現狀，結合行業新發展，人才培養新要求，提出“一個目標、兩個素質、三個能力”的培養建議，供其他同類兄弟院校借鑒參考。

【關鍵詞】應用型高校;土木工程;卓越工程師培養

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.02.005

引言：

為適應和引領第四次工業革命的需求和挑戰，世界各發達國家紛紛致力于工程教育的改革。[1]教育部、工業和信息化部、中國工程院共同發布關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見，培養和造就一大批適應經濟社會發展需要的高素質人才，迎接新工業革命，增強國力。[2]高等教育改革勢在必行。本文針對新工科背景下土木工程專業的發展，對應用型高校卓越工程師培養進行探討和實踐，為應用型高校卓越工程師的培養提出對策。

1、土木工程專業卓越工程師培養計劃現狀和存在的困境

目前，應用型高校土木工程專業卓越工程師培養計劃存在的問題，主要體現在以下幾個方面：

1.1培養方案目標不明確

現在的培養方案，還是注重理論知識的傳授，對于應用沒有并重。即便在應用型高校，以應用型人才為培養目標的角度，也只是增加了校內的實踐環節。校內實踐環節大多以典型案例和操作型實驗為主，實驗大多屬于驗證型實驗，基本無法跟得上企業和社會需求。

1.2對學生能力和素質的培養不夠全面

目前，大多學校屬于傳統教育，教授基本知識，完成教學大綱對應的內容。學生按部就班完成老師布置的任務并且通過考試。在此過程中，忽視了全面的能力和素質的全面培養。

1.3專業課教學缺少“課程思政”建設

目前，國內很多高校的思政教育與專業課教育出現了分層的現象，沒有把握好“課程思政”和“思政課程”兩者之間的關系。根據調查研究顯示，大部分學生選擇土木工程專業的目的是掌握一項專業技能，找到一份工作。老師們雖都擁有較為扎實的土木工程專業基礎和熟練的專業知識，但對于思想政治方面的教育就比較薄弱。他們在進行課程授課的時候往往注重的是培養大學生的土木工程專業素質，對學生的“三觀”建設往往忽略。專業老師也認為他們的本職工作就是教授學生土木知識，對于學生出現的思想問題經常忽視。

2、針對以上問題，提出土木工程專業卓越工程師培養建議

概括為“一個目標、兩個素質、三個能力”。一個目標，即將學生培養成為卓越土木工程師。兩個素質，即綜合素質和專業素質。三個能力即知識運用能力、終身學習能力、勇于創新能力。土木工程專業卓越工程師培養內容見下圖。

2.1應用型高校土木工程專業卓越工程師培養計劃要明確具體目標，即培養素質硬、能力強，實踐與創新并重，著眼于國家發展和地方建設，敢于放眼未來的應用型卓越土木工程師。

（1）應用型高校卓越工程師培養目標要在應用型高校的定位層次上，踐行工程教育的新理念和學科專業的新結構，綜合考慮行業標準、地方現狀和國家的發展。要以國家發展為導向，根據土木工程行業的需求，充分考慮服務于地方建設，培養具有愛國主義情操、具備一定的專業能力和終生學習能力的應用型人才。

（2）企業工程師和校內專業教師需要協同合作，探索人才培養的新模式、教育教學的新質量和分類發展的新體系，完成卓越工程師人才培養目標的制定工作。既能為學生提供沉浸式體驗的校內實習基地，又要有校外企業的身臨其境實踐基地。校內的實踐基地給理論教學增加色彩，企業實踐基地能將書本上的知識靈活顯現。

（3）土木工程專業卓越工程師培養計劃要聚焦行業新發展。對接產業需求，適應行業的發展動態，多學科融合。傳統的專業人才培養大多考慮本專業及相關知識，并沒有考慮跨專業的融合。土木工程專業要打破單一學科的限制，將人工智能和專業的智能人才要恰當結合，將適用于各學科的智能合理應用到土木工程行業，形成學科之間的相互利用。構建土木工程專業新結構，真正培養土木工程行業需要的人才。

（4）把握技術發展，土木工程專業正在經歷一次巨大變革，人工智能已經和土木工程專業完美結合，誕生了智能建造。只有更新工程人才知識體系，培養計算機知識與土木工程專業知識兼備的人才才會適應現代土木工程行業，推動行業的向前發展，才能被認為是有效的人才培養。

2.2應用型高校土木工程專業卓越工程師應具備兩個素質，即綜合素質和專業素質

二者內容和關系如圖2。

（1）綜合素質

綜合素質包括思想道德素質、身體素質、美育、勞技素質和心理健康素質。卓越工程師培養的是德智體美勞全面發展的人才。綜合素質通過通識教育培養。用思想道德來規范行為，身心健康，辨別真正的美丑善惡，掌握必備的勞動技能，樹立正確的人生觀。

（2）專業素質

專業素質包括理論素質、實踐應用素質和現場操作素質。理論素質通過基礎教育和專業教育培養。實踐應用素質校內可以在實驗、實習、課程設計和畢業設計仿真環節中培養，校外則是可以在生產實習和畢業實習環節中現場培養。

理論素質是實踐的基石，是應用的基礎。理論學習中，教師可以豐富教學手段，提升學生學習的興趣，可以利用思維導圖到教學方法為學生系統建立專業知識框架，教學生學習方法。實踐應用校內模塊里，老師盡可能的鼓勵學生創新，選取能激發同學創造力，開放型答案的測試項目，對同學進行考核。考核指標設置要充分體現創新所占的比重。實踐應用校外模塊則是體現針對性操作訓練，多角色體驗專業實踐，如土建過程中的建筑工人、施工的管理者、工程的設計者等。理論素質可以對實踐應用素質提供指導，實踐應用素質又可以充實理論素質。

（3）“課程思政”對兩個素質的培養起到了畫龍點睛的作用

“課程思政”是高校落實黨的十九大精神和習近平新時代中國特色社會主義思想的重要舉措，也是立德樹人的人才培養導向的歷史使命[3]。土木工程專業作為大多數應用型高校的主要設置專業，不僅具有為行業培養人才的育人功能，還有重要的政治功能，擔任建設祖國。在人才培養過程中要挖掘土木工程專業中蘊含的家國情懷、科學精神、職業道德和規范、社會責任感、全球視野、創新精神和實踐能力等思政元素，探討土木工程專業的思政內涵、教學設計和教學開展方式等。建立知識體系，發揮高校課堂教學功能，將思政元素融入高校課程之中，通過課程思政將知識傳授、技能培養和價值觀培養有機結合，形成系統化的育人長效機制。將“育人功能”“德育元素”以“潤物細無聲”的形式融入到課堂中去。

2.3三個能力

筆者認為，新工科卓越土木工程師需要具備知識運用能力、終身學習能力和勇于創新能力。以知識運用能力為基礎，終身學習能力為補給，達到不斷創新的目的。三者關系如圖3。

（1）知識運用能力

卓越工程師的培養要培養學生能學習、會學習，歸根結底還是培養學生的對知識運用的能力。知識運用能力包括兩個方面，把已學知識運用到新知識學習中的能力和把所學知識運用到工程實踐中，解決實際問題、開拓創新的能力。

1）利用已學知識學習新知識能力。知識有承接關系，已學的基礎知識的結論與方法可以用到后續專業基礎知識的學習。專業基礎知識的學習方法和總結的結論可以用到后續專業課的學習中。

2）已學知識運用到實踐的能力。在校掌握的理論知識和學習方法也要充分用到生產和生活中，解決各種問題，并且在解決問題的過程中，激發創新思維。

3）知識運用能力歸根結底是學習“方法”。書本上的知識也會隨著行業的發展不斷更新。例如，2010版的《混凝土結構設計規范》對比前一版規范極限狀態的表述，鋼筋和混凝土材料強度的選用等方面就發生了改變。只學習知識內容本身就失去了學習的靈魂，學習的本質應該是學習“方法”。正所謂，“授人以魚不如授人以漁”。知識運用能力最重要在于在長期的學習中探索學習的方法，用靈活多變的方法去敲開日益更新的知識寶庫大門。

（2）終身學習能力

終身學習能力是本科生的畢業要求之一，是國家富強、整體國民素質提高的重要體現，也是開拓創新的助推器。筆者認為終身學習的內涵有二個方面。

1）終身學習的能力在于自我道德修養的提高，無論面對挫折或勝利，都可以成為自己的規劃師，指引自己前進的方向。

2）終身學習的能力是創新思維的必備要素之一。知識的內容本身也在不斷的進步和發展，只有終身學習、不斷注入新鮮血液才能參與甚至推到土木工程行業的發展。

（3）勇于創新能力

培養型創新型人才是社會飛速發展的需求，是當今國力日益增強的需求。培養創新型人才才能適應社會的發展。

1）創新能力的培養要從體現在課程上。調整課程設置，培養方案中要盡可能多的體現對學生創新型培養的要求。課堂上留給學生充分展示想象力的機會，布置作業形式靈活多樣。

2）創新教學形式，在日常學習中培養創新思維，在實踐環節和各類學校活動中提供給學生創新平臺。學生在社會實踐中才能敢于創新，用創新的思維來服務社會。例如：土木工程專業核心課程鋼筋混凝土結構課程就比較典型。鋼筋混凝土課程分為理論課、實驗課、課程設計，這門課還有后續課程，混凝土與砌體課程、結構抗震以及畢業設計等內容。理論課程和實驗課程聯系起來，可以在實驗操作的過程中深入了解構件的破壞過程和特點，建立出基本公式。實驗課中，學生可以自己設計實驗，親手預制混凝土構件并進行加載。創新思維的培養需要深入實踐，融入其中，校內實驗是很好的機會。課程設計無疑是理論的總結和升華。

3）學校結合學生志趣變方法，創新工程教育方式與手段，積極組織各類創新活動，如結構設計大賽，制作大賽等，激發同學們對專業的熱愛、創新熱情。活動覆蓋面要廣，要能調動所有同學的積極性。在活動過程中，引導同學們崇尚并追求“專注、標準、精準、創新、完美、人本的工匠精神”。

結束語：

培養應用型土木工程卓越人才，目標要明確，內容要周詳，方法要得當。理論與實踐并重，拓寬專業知識，突出創新發展，達到與人才培養層次相適應的人才培養質量，彰顯應用型高校人才培養特色。真正做到面向工業界、面向世界、面向未來，主動應對新一輪科技革命和產業變革挑戰，服務制造強國等國家戰略，緊密對接經濟帶、城市群、產業鏈布局，以加入國際工程教育《華盛頓協議》組織為契機，以新工科建設為重要抓手，在持續深化工程教育改革，加快培養適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才，打造世界工程創新中心和人才高地，提升國家硬實力和國際競爭力。

參考文獻：

[1]謝曉鵬.基于土木工程卓越工程師的培養方案體系探索[J].課程教育研究，2019（46）：6-7.

[2]馬魁，許立強，付明琴.基于卓越工程師需求的土木工程專業層次化實踐教學體系探索[J].教育現代化，2019，6（26）：122-124+132.

[3]王軍，賈致榮，張璐.基于卓越工程師培養的土木工程本科畢業設計改革與實踐[J].教育現代化，2018，5（53）：101-102.

[4]彭苗.地方高校應用型土木工程專業“卓越計劃”的實踐與思考[J].高等建筑教育，2018，27（04）：34-38.

基金項目：

2020年安徽省質量工程，課程思政示范課程《鋼筋混凝土結構》，編號：2020szsfkc0877