基于“項目+導師團隊制”的土木水利專業學位研究生培養模式研究

許有俊，林洪澤，張旭

（內蒙古科技大學 土木工程學院，內蒙古包頭 014010）

高技能人才是國家人力資源的重要組成部分，也是我國現代化建設的基礎性、戰略性支撐[1]。2022 年10 月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于加強新時代高技能人才隊伍建設的意見》，提出力爭到2035 年，技能人才規模持續擴大、素質大幅提高，高技能人才數量、結構與基本實現社會主義現代化的要求相適應。研究生教育是國家培養具有創新意識和自主創新能力的高水平人才的重要途徑[2-3]。專業型研究生畢業后將更多地從事技術或管理工作。高校主要通過引入工程實際問題，培養學生解決工程實踐問題的創新能力，實現專業學位高層次應用型人才的培養[4-5]。隨著土木工程學科與人工智能、物聯網、大數據等學科的交叉融和，傳統研究生的培養模式弊端凸顯。單一導師培養模式存在專業領域過窄、思維方式局限等問題，“校內導師+企業導師”的雙導師培養模式則存在校內導師與企業導師缺少實質性的項目合作在指導研究生方面脫節的現象，這不利于研究生創新能力和實踐能力的培養。

為此，針對土木水利專業學位研究生培養模式存在的問題，本文提出“項目+導師團隊制”研究生培養模式。“項目+導師團隊制”是將項目驅動學習和導師指導相結合，以研究項目為紐帶，構建分工明確、學科背景優勢互補、知識結構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，協助學生制定項目計劃，提供技術支持和建議，監督項目進展，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，學生可以獲得專業的指導和建議，有助于提高項目質量和效率。通過這種方式，能夠拓寬研究生的科研視野，豐富研究生專業技能的多樣性，滿足行業發展對專業人才的需求。

1 土木水利專業學位研究生培養現狀

為了滿足現代企業創新性發展的要求，培養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學位研究生的培養越來越重視，許多高校已經建立了完善的教學體系和管理體系，制定了專門的培養方案，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素質的培養，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。

然而，傳統的單一導師培養模式和校企雙導師培養模式依舊存在實踐環節不完善、學生學術研究創新意識不足、師資隊伍建設不完善、學術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域，難免會出現學習知識不全面、技能發展不多樣的問題，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，培養研究生科研能力的方法比較單一，此外，有些導師偏重基礎理論研究，在研究生培養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展對研究生能力的多樣性要求[9]。在單一導師培養制下，研究生的學習往往缺少團隊協同工作的背景，不利于培養研究生的團隊精神及溝通合作能力。

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

2 基于“項目+導師團隊制”的學位研究生培養策略

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作效率、溝通效率和研究生的培養質量。考慮導師的學歷結構、職稱結構、年齡結構、工程經驗等并不完全相同，構建導師團隊的遴選制度與組織結構，明確各位導師的職責和分工，調動團隊內導師的積極性與創造性，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方法進行總結，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

根據專業學位研究生實踐能力與創新能力培養的需求，考慮行業技術發展特點，由校內導師團隊與企業導師共同商討，聯合開展專業學位案例庫課程體系建設，基于具體工程問題，結合教材章節構建教學案例庫，并且由導師團隊與企業導師共同制定案例庫課程體系的標準與課程計劃，提高研究生課程質量。土木與水利工程專業的實踐性非常強，更需要重點關注以理論結合實踐為特點的培養方式[12]。針對這種情況，“項目+導師團隊制”培養模式通過采取理論課程與實踐課程一一對應的方法，由校內授課導師及企業導師共同帶隊前往工程現場，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，校企導師在協助培養研究生的同時，定期開展線上線下課程研討，學校導師根據企業需求調整授課重點，企業導師根據科研需求總結課程案例，加強校企導師溝通，共同制定課程任務與考核目標。

2.3 創新協同育人模式

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調，使項目更加符合實際需求，并且按導師團隊分配研究生，校內導師與企業導師共同承擔科技研發項目，研究生深度參與各項目研究，完成現場試驗及實踐活動，以具體工程項目為基礎，以現場實際工程問題為導向，結合行業發展及相關企業的技術需求，由校內導師團隊與企業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，在培養過程中，及時根據企業需求調整科研重心，利用各階段科研成果切實解決現場工程問題，做到科研產出及時應用、科研成果應用結果及時反饋，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水平和研究能力，為其提供必要的資源和支持。高校可根據新出現的問題鼓勵導師探索新的科研方向，為導師團隊創造有活力的科研環境。

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合的方法，構建協同育人模式的評價機制，采用培養項目一線科研情況調研、已畢業研究生發展情況調查、校企開展座談會等方法對協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、研究方法設計、試驗結果、數據分析和研究結論等方面。評價內容應該包括研究生的學術水平、創新能力、實踐能力、科研合作精神等方面。根據評價結果，為協同育人模式的持續改進提供重要依據，同時將團隊培養結果與學院科研團隊年底考核相統一。

3 “項目+導師團隊制”模式的應用

3.1 “項目+導師團隊制”模式培養平臺搭建

內蒙古科技大學土木工程學院設有土木水利專業學位，導師團隊結合項目需求，考慮各導師學科背景及研究領域，基于土木工程隧道與地下工程專業，交叉融合力學、數學、安全科學、機械工程等學科，建立管廊及頂管隧道工程培養項目、城市淺埋暗挖隧道工程培養項目、蓋挖逆作地鐵車站工程培養項目、山嶺地區連拱隧道工程培養項目等多個培養項目平臺。各個培養項目的導師研究領域有所不同但又相互交叉，根據研究生本科所學專業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的同時多接觸不同領域的不同項目。

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

基于內蒙古自治區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構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，并構建F 型承插接頭剪力—錯臺及彎矩—相對轉角理論模型[13]。

在項目科研實踐中，參考具體工程尺寸確定頂管試驗構件配筋及接頭構造，結合工程現場實際穿越地層情況開展多種工況承插接頭室內抗彎及抗剪試驗。在試驗過程中，不同尺寸、不同類型的結構試件制作及試驗室加卸載方案和量測方案，皆由導師團隊結合工程實際情況指導研究生設計完成，這使得研究生初步具備了對于管廊以及頂管隧道的基礎設計能力。在進行試驗研究的同時開展三維精細化數值模型模擬，根據試驗結果驗證其數值模型的準確性，并且憑借數值模擬的經濟性與便利性，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，根據現場實測數據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計標準及規范，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構變形及破壞原理，并初步具備了管廊及矩形頂管隧道全過程施工的專業素養。

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研以及對本項目研究過程的深入思考，發現了矩形頂管隧道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間設置縱向連接件、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構變形等情況，研究既有箱涵的結構變形規律、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合現場實測數據，指導研究生完成了暗挖隧道在施工中的技術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控制要點的理解。結合工程需要，導師團隊指導研究生進行基于BIM 技術和物聯網技術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；又通過現場監測，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構變形規律進行了驗證，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場“走向”試驗室，培養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”的正反饋調節循環，使研究生加深了對淺埋暗挖法的理解，增強了研究生發現、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、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計采用的新型明、暗雙牛腿節點的模型試驗，研究了鋼管混凝土柱—鋼筋混凝土梁結構雙牛腿互相協作過程。試驗結果為設計院設計方案提供了重要參考依據，使研究生能夠在學習過程中參與真實工程構件的結構設計，培養了研究生結構設計的基本素養。導師團隊還結合新華廣場地鐵換乘車站及北京上清橋站深基坑現場試驗監測數據，指導研究生分別建立了相關的ABAQUS 有限元模型與Midas GTS NX 數值模型，培養了研究生數值模擬方法的多樣性，避免了傳統單一導師培養模式下的專業技能單一、思維方式局限的問題。

3.2.4 山嶺地區連拱隧道工程項目

針對山嶺地區連拱隧道襯砌背后空洞病害及襯砌厚度不足而誘發的連拱隧道結構破壞問題，導師團隊指導研究生應用有限元數值模擬、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，參考相關設計規范，開展不同配比試驗，確定相似試驗所需的相似材料；其次，根據現場情況及試驗室條件選定試驗加載系統及量測系統，并進行試驗方案的設計；最后，結合有限元數值模擬結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計幫助研究生建立了基于現場實際情況設計仿真模擬試驗的科研思想與科研意識，根據數值模擬結果設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值模擬與試驗之間的科研聯系，幫助研究生建立了綜合數值模擬、室內試驗、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構破壞過程及結構受力狀態，為連拱隧道襯砌裂縫的防治與加固修復提供了參考依據，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出一批符合隧道工程行業需求的專業技術人才。

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學位研究生培養中取得了良好的效果。在“項目 +導師團隊制”模式下，在具有交叉專業知識結構的導師的指導下，研究生不拘泥于某個研究領域，而是具備了從不同領域或者相近領域出發思考問題和解決問題的多維度科研視角，激發了創新思維能力。“項目+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，研究生在不斷嘗試解決方案的同時也啟發了其新的科研方向，大大提升了科研創新能力。

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

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，使研究生既可以在課堂上學習到各自領域的前沿性知識，也能夠讓研究生參與工程實際中問題發現與解決的過程，從而鍛煉了研究生的實踐能力，使其積累了實踐經驗，使得研究生可以更加深入地了解所學專業領域。“項目+導師團隊制”培養模式構成了一個“項目—科研—項目”的正向反饋循環機制。對于科研成果及研究生技能素質的嚴格把關，能夠使培養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，最終實現更多優秀導師加盟、更多研究生加入的“滾雪球”式發展。

4.2 教學效果適應行業發展需求

通過“項目+導師團隊制”課程知識與實踐項目相結合的教學方式，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發展趨勢和工作流程。這種對標實際工程的培養方式使研究生更加符合行業的發展需求。在具體工程項目的實踐經歷，也讓研究生明確了自己今后的發展方向，提升了研究生的就業競爭力。

4.3 對研究生技能的培養實現了復合化、多樣化

“項目+導師團隊制”培養模式旨在全面培養研究生的綜合專業素質，由于是導師團隊培養，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技能的多樣性，使研究生能接觸多領域的行業最新發展動態。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交流，亦可根據自己研究方向借鑒不同工程項目研究經驗，提升了自身的專業技能。導師可從數值模擬、理論分析、室內試驗、現場監測等多個層次培養研究生的素質，最終培養出擁有多方向專業技能的復合型高層次技術人才。

5 結語

“項目+導師團隊制”的土木水利專業學位研究生培養模式，通過結合具體工程項目，采取導師團隊共同培養的模式，培養出了具有較強工程實踐能力和創新能力的土木水利專業學位研究生，從而實現了高校前沿理論技術融入工程現場一線。以項目為載體的培養模式能夠讓研究生的科研成果有效轉化為工程技術，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，啟發研究生進行有實際根據的科研創新，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域的前沿技術，有效避免研究生專業素養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機會。