土木工程研究生“四位一體化”創新能力培養模式探析

摘 要 研究生創新能力的培養對我國創新型高層次人才培養具有重要意義。為培養土木工程研究生的創新能力，高校應重視學生創新意識的激發與獨立思考能力的培育，對此，文章提出了“學―思―踐―悟”一體化培養體系，圍繞“基礎知識、工程實踐、假設創新、總結提煉”的基本培養框架，以“豐富學生綜合理論知識、學習工程實踐經驗、激發工程創新活力、理解工程現象本質”為目標，配合專業教師的積極引導，最終實現培養土木工程研究生創新能力的目標。

關鍵詞 土木工程；研究生教育；創新能力；四位一體化

中圖分類號：G643 " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.6.014

Exploration of the \"Four in one\" Innovation Ability Training Model for

Civil Engineering Graduate Students

HUANG Xianwen1， JIANG Pengming1， SHI Wenhao1，2

（1. School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011;

2. Tianping College of Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215009）

Abstract The cultivation of graduate innovation ability is of great significance for the cultivation of innovative high-level talents in China. In order to cultivate the innovation ability of civil engineering graduate students， universities should attach importance to stimulating their innovation consciousness and cultivating their independent thinking ability. In this regard， the article proposes an integrated training system of \"learning thinking practice understanding\"， focusing on the basic training framework of \"basic knowledge， engineering practice， hypothesis innovation， summary and extraction\"， With the goal of enriching students' comprehensive theoretical knowledge， learning engineering practical experience， stimulating engineering innovation vitality， and understanding the essence of engineering phenomena， and with the active guidance of professional teachers， the goal of cultivating the innovation ability of civil engineering graduate students is ultimately achieved.

Keywords civil engineering; graduate education; innovation capability; four in one

研究生教育在創新人才培養、服務經濟社會、國家治理現代化方面有著獨特作用，是國民高等教育的重要組成部分，是教育強國戰略的引擎，在培養高層次人才方面具有基礎性的重要意義[1-2]。當今世界的科技競爭逐漸演變為人才競爭，誰擁有創新型的高質量人才，誰就會在日趨激烈的國際競爭中占據主導地位。研究生作為高層次人才的中流砥柱，其創新能力的培養、教育教學質量的提高，對我國實施創新驅動發展戰略、建設創新型國家、提高國際地位具有重要的戰略意義。在這個創新者進、創新者強、創新者勝利的新時代，研究生教育的重要性日趨顯著。研究生教育是培養創新型人才的“高峰”，是聚集創新型技術人才的“高地”，是孕育新思想、提出新創意、獲得新成果、研發新技術的搖籃，是創新創造的階段，是推動社會進步的新動力。創新型研究生人才涌現，對提高我國創新創造能力、推動國家質量體系及治理能力現代化發展、提升國際地位具有重要作用。因而，現今社會必須重視研究生創新能力培養，推動新時代研究生教育健康發展。

為培養研究生的創新能力，國內眾多學者結合我國教育現狀，開展了廣泛研究。于有偉等針對食品專業研究生，以社會需求為導向，通過市場調研、同行參照、理論學習、會議研討、科學試驗等方式，提出了“悉學思用”四位一體的研究生人才培養模式[3] ；唐漢等針對農林專業研究生，提出了“科教融合+產教融合”聯合培養模式，通過學科競賽激發學生創新潛力，有效調動了學生的學習積極性[4]。

上述研究成果有力推動了研究生創新能力的培養，然而，尚無針對土木工程類研究生創新能力培養的相關研究。土木工程學科與食品、農林、機械等專業不同，對學生的基礎知識和實踐能力有更高的要求，不僅需要學生具備管理學、材料學、力學等多個學科的知識，而且需要學生具備從工程實踐中發現問題和解決問題的能力，具有顯著的工程依賴性。為此，基于土木工程教育教學特點，文章提出了“學―思―踐―悟”四位一體的土木類研究生創新能力培養方法，為土木類研究生創新能力培養提供有益參考和借鑒。

1 "學習能力培養多樣化

1.1 "學習方式可視化

如今得益于互聯網技術的發展，研究生的學習方式正朝著可視化、多樣化、專業化的方向發生改變。以巖土方向的基坑支護工程為例，研究生可以通過不同資料查閱基坑支護工程，其獲得的內容包括：解釋性的文字、典型的工程案例、介紹性的PPT和文檔，以及一些科普性的視頻介紹等。其中，文字描述從概念上解釋了基坑支護工程的概念、意義和方法，研究生可以從中了解什么是基坑支護工程；典型的工程案例通常以圖片和文字的方式進行闡述，一般描述的是具有特色的基坑支護工程案例，例如：綠色支護、新型工藝、模塊化等，或者災害性的工程事故，例如：基坑坍塌、支護失效、經濟損失等，研究生從中可以學習到基坑支護工程的總體研究內容以及失效后的災害損失；PPT和文檔等格式的資料文件，會較為系統地介紹基坑支護工程的一些概念、案例、意義、施工單位以及設計方法等，研究生從中可以對基坑支護工程具有較為系統的認識；科普性的視頻，一般通過短片的方式，對典型的基坑支護工程案例進行動畫放映，研究生可以從中深刻了解到基坑支護工程的具體實施過程，明確基坑支護工程的主要內容，該類方法近年來被廣泛地應用于研究生教學中。

1.2 "學習方式專業化

除了利用網絡學習，閱讀專業教材、項目咨詢等學習方式也不容忽略。不同于互聯網檢索中表現的“廣度”，教學教材更加側重于對基礎知識的講解。研究生可以從教材中直接了解基坑支護工程的定義、案例、方法等概念。此外，由于研究生教材是針對研究生階段學習而編寫的，配合專業教師的認真講解，其對研究生具有更為廣泛的適用性，相較于駁雜的互聯網知識，表現出更好的專業性、系統性。不同于其他專業，土木工程專業研究生具有顯著的問題導向性和經驗性。通過工程咨詢，研究生可以充分了解土木工程現階段的進展情況以及常見的設計、施工、監測問題，這些問題的產生往往具有特異性，即特定的項目在某個特定的環境或條件下才會產生，這些知識在書本上很難汲取。只有深刻學習工程項目中出現的設計、管理、施工、運營知識，才能建立較為系統的土木工程基礎知識體系。

2 "思考能力培養體系化

2.1 "積極引導創新思考能力

研究生課程與傳統大學課程不同，不僅需要學生具有較為深厚的基礎理論功底，同時需要有“研究”精神，即具備深入思考的能力。以上述研中提及的基坑支護工程為例，在研究生充分認識、了解基坑支護工程的前提下，需要自主提出和思考基坑支護工程中涉及的一些問題，例如：為什么要進行基坑支護、基坑支護的選型是怎么確定的、有沒有更好的基坑支護形式等。通過對這些問題的思考，學生可以更好地理解基坑支護工程的設計目標、施工方法及優化措施。對于自主能力較強的研究生，可以通過資料查閱、教師咨詢、工程了解的方式尋求答案，并提出自己的合理猜想；對于自主能力較為薄弱的研究生，專業課教師需要在課程教學和項目實踐過程中多加引導，激發學生的自主創新能力，開展頭腦風暴，大膽假設一些工程情況，而后，在學生充分進行思考后，教師通過理論分析或者工程經驗總結等方式，圍繞可行性、合理性、經濟性、安全性等多角度向學生講解問題。

2.2 "強調大膽假設、細心求證

“大膽假設”是研究生創新能力培養的重要步驟，“細心求證”是其創新能力培養的必要過程。前者可以充分調動研究生的積極性，培養學生的初步創新能力；后者可以保障創新想法的充分落實。在基坑支護工程學習過程中，研究生會提出各種新型的基坑支護體系，例如：懸臂梁支撐、鋼結構支撐、魚腹梁支撐等。然而這些支撐形式是否真的切實可行需要經過嚴格的理論和工程論證。在猜想的研究和論證過程中，研究生會查閱相關文獻，汲取對應的理論知識，進一步豐富相關理論知識，加深對基坑支護工程的認識，并有可能提出更為新穎的基坑支護方案。“細心求證”是學生思考的重要環節，一旦“假設”脫離了實際，就會變成“空想”，這對于學生創新能力的培養是非常不利的。因此，土木工程研究生教學工作中應重視“假設”的論證工作，做到“大膽假設，細心求證”的有機協調。

3 "實踐能力培養規范化

土木工程研究生與機械工程、管理工程等類別的研究生不同，具有更強的工程屬性和變通特性。以巖土工程樁基施工為例，其流程具體包括：鉆孔取樣、室內測試、長徑設計、現場施工。受鉆孔間距的影響，鉆孔取樣結果往往存在一定的“缺陷”，即鉆孔取樣的點可能不具備該區域的代表性，忽略了地下暗河、局部軟土的顯著的薄弱地質特征，這就要求研究生在工程中學會總結地質特點，依據臨近點、地質年鑒、臨近工程等情況，合理選擇對應鉆孔取樣點，保障該點的代表性；室內測試過程中，研究生應學會測試設備的測試原理，明白測試條件、測試環境、測試過程與真實巖土工程施工的對應關系，深入理解巖土工程測試；長徑設計環節，應著重培養研究生的創新能力，即在規范允許的范圍內，讓研究生“自由發揮”，并通過多人方案對比的方式對方案的合理性進行討論，充分激發學生的積極性，培養學生的創新能力；現場施工環節，研究生應該深入工程現場，通過現場觀摩、與工程師交流等方式，了解樁基施工過程及一些現場突發問題的處理措施。通過對樁基工程的現場實踐，充分了解樁基工程的施工流程、設計目標、潛在風險、現有技術等諸多方面，而后可以在這些認識的基礎上，提出合理的優化方案。

目前，諸多高校均有安排土木工程研究生的工程實踐活動，然而真正落實的較少，其原因主要包括三個方面： ①土木工程施工現場較為臟亂，研究生實習過程中可能存在一定的安全問題，企業、高校、學生對于工程實踐方面的態度較為消極；②相較于工程臟亂、灰塵、簡陋的現場條件，研究生更加傾向于條件較好的室內研究；③一個工程項目的施工周期往往需要幾個月甚至幾年的時間，而工程實習的時間僅有幾周，研究生很難在有限的時間內學習到足夠的工程知識，因此，在時間有限的前提下，研究生需要更加用心與專注，配合現場工程師的講解與教師的積極引導，才能真實了解土木工程。

4 "領悟總結能力培養深度化

對于土木工程研究生而言，工程項目本身、地質條件、施工設備、管理措施等諸多因素存在顯著特異性，因此需要研究生具備“舉一反三”的能力，具體表現在對現有工程問題的總結和提煉。以蘇州市某樁基工程為例，研究生實習工地上，由于基巖層的非均勻性，導致某鉆孔灌注樁施工存在問題。項目現場提出了兩種解決方案，一種是繼續使用鉆機進行鉆孔，但鉆孔速度較慢，且存在損傷鉆機的可能性；另一種是繼續鉆孔，但無須鉆孔至預定深度，保證樁身嵌入巖層的長度即可。通過與勘察單位、設計單位的聯合討論，最終采用方案2，該方案在保證樁基安全的前提下，可以保障施工進度的正常進行。研究生通過現場實習，需要自行感悟和體會這個工程中涉及的理念、流程、原則。而后，當遇到類似工程項目問題時，例如：樁基施工過程中，發現地質條件與施工說明中存在顯著差異（按照密實砂土設計，實際是軟弱黏土），研究生應當能夠提出一系列符合工程現場條件、切實可行的處理方案，并報有關部門或機構進行批準。通過樁基工程的實踐，研究生應該學會處理類似的工程實踐問題。

5 "結語

土木工程作為一門基礎性學科，隨著社會進步與人民環保意識增強，需要與時俱進朝向綠色、智能、韌性角度發展。土木工程研究生作為該行業的高層次人才，培養其創新能力不僅有利于土木工程專業的發展，而且有利于促進我國社會進步，提升國際地位。

為培養土木工程研究生的創新能力，應注重研究生創新意識的激發以及獨立思考和探索能力的提高。以“學—思—踐—悟”一體化體系培養研究生，圍繞基礎知識、工程實踐、假設創新、總結提煉的基本培養框架，豐富學生的綜合理論知識、學習工程實踐經驗、激發工程創新活力、理解工程現象本質；專業教師應當做好研究生創新能力培養的引路人，通過課堂教學、案例分析、頭腦風暴、小組討論等多種方式，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，并不斷提高學生的自主創新意識和獨立思考的能力，最終達到培養土木工程研究生創新能力的目的。

基金項目：蘇州科技大學天平學院教育教學改革研究項目（2022TJGB-03）；江蘇教育廳江蘇高校品牌專業建設工程項目“土木工程”（PPZY2015B143）；江蘇省人民政府江蘇高校優勢學科建設工程三期項目“土木工程”（167-0814-C）。

參考文獻

[1] 劉義，劉繼為，周愛兆.研究生教育工程類課程“四維立體化”課堂教學模式探析[J].高教論壇，2022（11）：87-90.

[2] 熊玲，盧開聰，許勇，等.以服務國家重大需求為導向的工程類專業學位研究生課程建設的探索與實踐[J].學位與研究生教育，2023， （8）：13-21.

[3] 于有偉，張少穎，徐建國，等.“悉學思用”四位一體協同培養食品類專業學位碩士研究生應用創新能力研究[J].高教學刊，2023，9（26）：43-46.

[4] 唐漢，王金武，關睿，等.面向鄉村振興的涉農高校農業工程類研究生創新能力培養探索[J].安徽農業科學，2023，51（17）：276-279.