新工科背景下應用型土木專業改造升級探索

［摘 要］ 根據新工科背景下應用型土木工程專業人才的培養目標，提出地方高校改造升級土木工程專業的思路和行動路線，探討如何在服務國家戰略、對接產業行業、跨界整合資源、以學生為中心四個理念的指引下，探索土木工程專業轉型、改造和升級的途徑和方式，討論打造新型工科專業建設平臺的要點。從完善模塊化課程體系、制訂動態專業課程方案、建立課程內容更新機制、優化通識教育課程體系等四個方面建立符合新型工科專業要求的課程體系結構，并建設相應的支撐體系，打造校、政、企協同合作機制，優化升級師資隊伍，改變學業評價體系，打造新型工科專業建設匹配的支撐體系，為新工科背景下高素質應用型工程人才培養在實踐層面的落實提供參考。

［關鍵詞］ 新工科；土木工程；改造升級；課程體系

［基金項目］ 2021年度湖南省教育科學“十四五”規劃課題“新工科背景下地方高校應用型土木工程專業改造升級路徑研究”（XJK21CGD040）

［作者簡介］ 孫 明（1985—），男，湖南永州人，計算力學工程碩士，湖南科技學院土木與環境工程學院副院長，副教授，主要從事計算機仿真研究；周 基（1982—），男，湖南道縣人，道路與鐵道工程博士，湖南科技學院土木與環境工程學院院長，教授，主要從事土木工程研究；胡佳星（1989—），男，湖南東安人，土木工程博士，湖南科技學院土木與環境工程學院土木工程系主任，講師，主要從事土木工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）19-0117-04 ［收稿日期］ 2023-05-22

引言

第四次工業革命背景下，新興經濟領域出現了人才供給不足的現象。正值我國高等工程教育適應社會發展探索轉型之際，新工科應運而生，探索工程教育改革之路。受制于以往人才培養的定位、理念、模式與方法，以及地方高校硬件設施的局限性，目前應用型土木工程人才培養與新工科的新要求存在明顯的差距，體現在人才培養目標同質化、教學教師中心化、產教融合地位邊緣化、核心素質能力被弱化等方面。在新工科建設背景下，對土木工程這一傳統工科專業進行升級改造，探索地方高校應用型工科專業改造升級路徑，是應對新業態挑戰，培養新時代應用型人才的重要舉措［1-2］。

目前“雙一流”建設高校的傳統工科改造升級已取得了豐碩成果，但是由于地方高校在師資力量、生源、硬件設施等方面與“雙一流”建設高校存在較大差距，人才培養定位和教學育人的重點都不一樣，專業改造升級無法直接照搬成功經驗，遇到的困難也更大。因此有必要結合地方高校實際，進一步明確新型應用型工科專業的教育理念，更新課程體系機構與教學方法，確定土木工程專業改造升級的實施路徑，以期為地方高校開展應用型工科專業改造升級提供參考借鑒。

一、土木專業改造升級行動路線

（一）確立符合新工科建設思想的教育理念

黨的二十大報告指出，教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐［3］。隨著新一輪科技革命和產業變革，國際競爭走向白熱化，為構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局提供德智體美勞全面發展的人才保障，已成為應用型高校不可推卸的使命任務。土木工程專業要想實現升級轉型，就必須圍繞“十四五”建筑業發展規劃提出的“建筑工業化、數字化、智能化水平大幅提升，建造方式綠色轉型成效顯著”等要求［4］，同時在升級后的土木工程專業內貫徹落實新工科的人才培養要求。

在人口老齡化已成為我國社會發展重要趨勢的背景下，傳統的勞動密集型生產方式已不再具有可持續性，土木工程作為國民經濟建設中不可或缺的重要專業領域，將面臨勞動力不足和建設飽和的雙重壓力。而且我國提出了2030年前碳達峰與2060年前碳中和目標，水泥、鋼材等高能耗高排放建筑材料的生產和供應也逐步受限?！笆奈濉逼陂g，裝配式建筑的比例會進一步增加，一批建筑產業互聯網平臺、建筑機器人標志性產品將得到推廣應用，綠色建造與工程建設智能化、集約化水平持續提升，這為應用型高校的土木工程升級改造提供了具體方向。

新工科建設引發的專業升級，就是要滿足第四次工業革命對人才的需求，以人工智能、清潔能源、無人控制技術、量子信息技術、虛擬現實技術及生物技術為主的技術革命需求［5］。土木工程專業的改造升級，不能只局限于土木專業教師的內部提升［6］，而是需要校內外協同合作，土木工程、建筑學、測繪工程、給排水工程、環境工程、電氣工程、計算機、機械制造與自動化、工程管理等多學科專業知識交叉，產教融合，保障培養方向及內容與就業單位的需求相適應。

“學習”是學生在大腦中建構或重建神經網的過程。“教學”其實就是引導學生產生創造、審辨和整合的思維過程，讓學生在思考中獲得學科知識，提升思維水平，進而獲得應用能力［7］。因此，土木工程專業改造升級的一個重要內容就是讓學生成為學習的主體，以學生為中心，注重培養學生的工程創新能力和應用實踐能力，激發學生的主觀能動性，引導學生自主學習。

（二）探索土木工程專業改造升級的方式

以土木行業數字孿生理念為指引，圍繞建設全過程、全要素、全參與方的數字化、智能化，由學校統一統籌協調，打通不同學科所在二級學院的壁壘，在師資建設、人才培養方案制訂、課程開設、實踐資源分配等方面實現多學科滲透交叉。以項目要求驅動課程教學目標，以企業需求引領人才培養方向，專創融合與產教融合相得益彰，培養出滿足國家發展戰略需求的高素質應用型建設人才。

（三）打造新型工科專業建設平臺

新工科專業建設平臺的目標是在新時代背景下，營造一個矩陣式跨學科人才培養環境，打破傳統學科和院系組織的平臺邊界，優化資源配置，在跨學科研究中心、實驗室和研究院的基礎上，以優勢學科和優秀教師為骨干，以校企合作實踐平臺為抓手，根據新業態和新經濟要求，建立一個新技術支撐的產學研用一體化平臺。

二、建立符合新型工科專業要求的課程體系結構

（一）完善模塊化課程體系

采用模塊化課程體系，根據模塊建立教研室，發揮應用型高校的辦學特色和優勢，給學生提供不同方向的模塊。升級后的土木工程專業課程體系包括力學、混凝土、鋼結構、基礎工程、BIM、智能建造、智能測繪、智慧管理、建筑自動化等多個模塊，每個模塊的課程都包括聚焦某一方向的專業基礎與核心課程，以及對應實驗、實訓、實習和校企合作課程等的實踐教學課程。學生可以根據自己的發展規劃，通過選擇不同模塊的課程確定專業方向。

（二）制訂動態的專業課程方案

基于工程教育認證的目標要求，分解出達成畢業培養目標所需的課程教學目標，結合國家戰略發展的人才需求和企業的用人要求，在模塊化課程體系的基礎上設置專業課程，將教學的目標點、知識點、難點和重點進行組合，課程的教學點與企業實際項目的工作要點相對應，保障課程所學內容能夠解決應用問題。

（三）建立課程內容更新機制

以教學系部為單位，通過參加學術會議、走訪業內高新企業和定期內部研討的形式，分析土木工程行業的最新發展趨勢，以及新材料、新技術、新工藝等方面的發展。在教學過程中采用問卷調查、課堂討論、個人訪談和回訪校友等形式，全面收集學生對課程的反饋信息，及時了解學生對課程內容的理解程度和思想動態，動態調整教學的側重方向與進度安排。

根據校內外調研結果，在每學期期末制訂課程內容更新計劃，教師利用假期時間挖掘新的教學資源、修改教材內容、調整實踐項目，并由教研室進行內部審核與協調，避免教學資源重復建設，確保課程有效銜接，清理教學盲區，讓教學的時效性和實用性都得到保證。

（四）優化通識教育課程體系

通識教育既要考慮數學、英語、思政、體育、創新創業等基礎課程與力學、結構設計、工程管理等專業課的聯系，也要突出與人工智能、大數據、物聯網等新興領域的對接，在德智體美勞的“五育”需求指引下，實現教育的連續性。教學形式同樣需要改造升級，減少大班制課題講授，增加專家講座、技術工作坊、校內實驗實訓和校外實習實踐體驗的比例，讓學生在教學的潛移默化中實現德智體美勞全面發展。

三、建立新型工科專業建設匹配的支撐體系

（一）建立校、政、企協同合作機制

建立一個有效的協同合作機制，學校、政府和企業三方明確各自的角色和職責，設置聯絡代表，以學校為中樞，進行定期溝通與協作。合作機制的重心是為學生提供多樣化的學習和發展機會。學校的跨學科課程和實踐課程對接企業實習、就業崗位，政府為校企合作提供創新創業支持和優惠政策。

依托新工科建設平臺，學校、政府和企業信息共享，使校內信息管理系統、政府的政策信息庫和企業的技術資料庫在平臺上無縫對接，三方可以及時了解彼此的需求和動態，推動學術研究與產業應用深度融合，有力促進科技成果的轉化和推廣。學校不但可以與企業合作開展科研項目和技術轉化，還可以基于科技成果轉化應用的項目開發教學資源。教學資源又可以用于培訓企業專業技術人員，提升整體競爭力，實現新時代的新工科人才與新技術高新企業共同進步。

（二）實現新工科背景下師資隊伍升級進化

新工科強調跨學科、綜合性和應用性，因此需要具備較強的學科交叉和綜合能力的師資隊伍，需要深入開展不同學科之間的合作與交流，培養具有跨學科視野和綜合能力的教師。土木工程專業教師對教學內容的掌握不能局限于一個學科或幾門專業課知識，必須根據行業發展和社會需求，拓展個人專業知識面，吸取多學科知識。

尤其是培養應用型人才的專業教師，需要打破業界前沿科研成果與工程實踐之間的壁壘，以新技術在新業態中帶來的新變革為契機，讓理論教學和實踐教學成為技術進步的傳播紐帶。因此教師必須持續學習，堅持與時俱進，走在土木行業發展前沿，才能有效實現教書育人。

（三）建立對接新型工科專業的學業評價體系

根據新工科專業建設要求，土木工程專業改造升級需要讓學業評價體系適應新時代發展要求。擺脫過去評價體系聚焦知識掌握和技能運用兩個方面的局限性，尊重學生個體差異，凸顯學生主體地位，以促進學生德智體美勞全面發展。以提升學生綜合素質和創新能力為指引，從學生畢業后要面對的工作任務出發，體現學業評價體系的風向標作用。

土木工程專業作為一個應用型工科專業，培養應用型人才更加需要注重實踐能力的培養，課程設計、實驗、實訓、實習的效果需要進行量化評價，納入學業評價中。同時在課堂教學中推廣項目驅動、小組完成的模式，以便考查學生的創新能力、團隊合作能力、領導力等綜合素質。將課程評價的重點由期末考試和論文的一次性評價，轉移到課堂匯報、日常作業和項目成果等全過程學習效果評價，通過超星學習通等在線學習平臺記錄學生的學習進度和成績，利用大數據分析技術，對學生的學習效率進行深入分析和綜合評估。

學業評價除了自我評價、同學評價、教師評價以外，還需要引入校內督導、校外專家評價和畢業生評價，通過邀請具有豐富教育經驗的高校教師和具有豐富工程應用實踐經驗的企業專家對學生的課程學習情況、實踐成果進行評價，得到更加科學客觀的評價結果。邀請畢業時間在五年內的畢業生對在讀學生的學習成效進行評價，他們對于大學課堂與工程一線之間的差異有更加直接和深入的體會，能夠明確指出課堂理論與實際應用中脫節的部分，增強評價的時效性。

結語

新工科建設是應對新一輪科技革命和產業變革的重要舉措，土木工程專業作為國民經濟建設中非常重要的一個傳統工科專業，亟須積極主動地與國家發展戰略和產業發展布局對接，開拓創新，銳意進取，在校內廣泛開展跨學科跨專業教學改革，在校外與政府、企業緊密聯系，為地方經濟發展培養具有扎實理論基礎、創新意識和實踐能力的應用型復合技術人才。

參考文獻

［1］李萬潤，韓建平，杜永峰.以智慧建造為引領的地方院校傳統土木工程專業改造升級探索與思考［J］.高等建筑教育，2022（4）：31-40.

［2］劉建平，賈致榮，王春光，等.基于裝配式建筑和BIM技術的土木工程專業升級改造探索［J］.中國現代教育裝備，2022（7）：93-96.

［3］習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗：在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告［EB/OL］.（2022-10-25）［2023-03-25］.http：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm.

［4］住房和城鄉建設部.關于印發“十四五”建筑業發展規劃的通知：建市〔2022〕11號［A/OL］.（2022-01-19）［2023-03-25］.https：//www.mohurd.gov.cn/gongkai/zhengce/zhengcefilelib/202201/20220125_764285.html.

［5］林健.第四次工業革命浪潮下的傳統工科專業轉型升級［J］.高等工程教育研究，2018（4）：1-10+54.

［6］惠存，邊亞東，程學磊.土木工程專業核心課程教學團隊建設與實踐：以中原工學院為例［J］.河南教育（高等教育），2023（1）：85-86.

［7］張娟.新工科背景下基于建構主義的力學基礎課教學改革［J］.大學教育，2022（11）：45-48.

Exploration of Application-oriented Civil Engineering Professional Transformation and Upgrading under the Background of Emerging Engineering Education

SUN Ming， ZHOU Ji， HU Jia-xing

（College of Civil and Environmental Engineering， Hunan University of Science and Engineering， Yongzhou， Hunan 425199， China）

Abstract： According to the talent training objectives of applied civil engineering under the background of Emerging Engineering Education， this paper proposes the ideas and action plans for reforming and upgrading civil engineering in local universities. It explores how to transform， reform and upgrade civil engineering under the guidance of four concepts： serving national strategy， docking industry， cross-border integration of resources， and student-centered. It discusses the key points of building a Emerging Engineering Education professional construction platform. It establishes a curriculum system structure that meets the requirements of Emerging Engineering Education majors from four aspects： improving the modular curriculum system， formulating dynamic professional curriculum plans， establishing a curriculum content update mechanism， and optimizing the general education curriculum system. It also builds a corresponding support system， creates a school-government-enterprise collaborative cooperation mechanism， upgrades the faculty team， changes the academic evaluation system， and builds a support system that matches the Emerging Engineering Education professional construction. It provides a reference for the practical implementation of high-quality applied engineering talent training under the background of Emerging Engineering Education.

Key words： Emerging Engineering Education; civil engineering; reform and upgrading; curriculum system