新工科背景下工程類專業導論課教學改革

摘 要：專業導論課程是大學本科生接觸到的第一門專業課，具有啟蒙作用，對大學生的專業學習意義重大。該文基于新工科背景下工程類專業人才培養的特點，以土木工程專業導論課為例，依據人才培養目標，明確導論課程的目標定位，進行有針對性的課程教學設計，調整課程內容，推進系列教學改革，以期達到該導論課程應有的專業導航的作用。

關鍵詞：工程類專業；土木工程；專業導論；教學改革；實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）24-0031-05

Abstract： Introduction to Majors is the first professional course that undergraduates come into contact with， which plays an enlightening role and is of great significance to their professional learning. Based on the characteristics of talent training for engineering majors under the background of new engineering， this paper takes the introduction course of civil engineering majors as an example， and according to the talent training objectives， clarifies the objective positioning of the introduction course， carries out targeted course teaching design， adjusts the course content， and promotes a series of teaching reforms， so as to achieve the role of the introduction course in professional navigation.

Keywords： engineering major; civil engineering; professional introduction; teaching reform; practice

新工科建設是一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃，是通過對課程體系、教學內容和教學模式的改革，完善人才培養機制，其主要目標是培養滿足社會需求、具備工程實踐能力和創新能力的高素質復合型人才[1]。專業導論課是將專業教育、 思政教育、 就業教育等融為一體的課程，成功的專業導論課將會影響學生的一生[2]。歐美教育早在20年前就指出“成功的大學生活取決于新生第一年的體驗”[3-4]。我國已經全面推進國際工程教育認證，設置專業導論課也是國際工程教育認證的要求。國內外教育界對專業導論課程的重要性已達成廣泛共識，國內各大高校均為不同層次、不同專業的學生開設了不同形式、不同特色的導論性課程[5]。很多高校也取得了很好的教學效果[6-8]。

由于大一新生的特點（專業零基礎）、學時的限制（多為16學時，1個學分）、知識的銜接與邏輯（不同知識之間的銜接、知識廣度與深度的銜接、內容的先后和邏輯性等）等客觀問題的存在，決定了專業導論課的定位、內容設置和課堂教學方法等不能與公共課和其他專業課等同視之。專業導論課本質上是一門專業課，不能上成一門公共課；同時，專業導論課作為導入類課程，又不能上得特別專業；否則專業導論的作用就無從發揮[9]。

王建豪等[8]對20所不同層次院校的某專業導論課程進行過調查，發現專業知識體系講解等12個關鍵要素出現頻次的差距明顯，在課程安排上，不同要素所占的課時比重也存在較大差異，部分高校甚至將其“異化”為專業基礎教學，著重于基礎知識的介紹，失去了專業導論應當承擔的全面認知作用。這也說明，現階段各高校在導論課程教育認知上存在較大差異，在課程內容與教學方式上也未達成共識。

目前，全國有100多所高所的土木工程專業通過了專業論證，均開設了土木工程的專業導論課程。對于土木工程專業的導論課程的討論，劉靜[10]老師分析了土木工程專業導論課程對土木工程專業學生的大學學習生活的影響，討論了土木工程專業導論課程的教學方法和考核評價體系中存在的問題，提出了相應的改進措施。其他對土木工程專業導論課的相關討論和研究相對較少，但根據調研分析，國內各大高校對土木工程專業導論課的設計和教學方法安排各有不同，有些高校設專人授課，也有固定的教材，有些高校沒有教材，主要是采用邀請社會行業精英做專題報告的形式授課。綜合分析土木工程導論課程現有的教學狀況，主要存在以下一些問題。①授課內容不夠全面系統，不能滿足專業導論課程的目標定位。現有的教材一般采用的是《土木工程概論》，而大部分《土木工程概論》教材講述的內容主要是土木工程概念和土木工程相關設施，偏重于各類土木工程設施的技術和結構體系介紹，不能滿足專業導論課的課程目標要求。而采用專題報告形式授課的，一般因專題報告相對比較獨立，相互之間缺少關聯和連貫性，很難形成系統性。②缺少系統講述土木工程建設的全生命周期以及與大學課程的邏輯關系。學生不能理解學習各門課的目的和用途，缺乏課程學習興趣，也不能很好規劃大學學習生活。③授課方式不夠多樣，同學專業學習興趣不高。④課程考核方式比較單一，未能結合課程目標要求強化過程考核。⑤引導學生培養綜合能力不夠，未能幫助同學初步構架綜合素質和能力、強化職責擔當。

下面結合新工科背景下人才培養的特點，明確土木工程導論的課程目標定位，重構教學內容，改革教學方法，以期達到專業導論課程的目標定位，適應新形勢下的土木工程人才培養需求，以期為工程類專業導論課程的教學改革做一范例。

一 明確課程定位，科學設計課程目標

土木工程專業本科學生畢業后的去向基本有以下幾種類型：施工單位、設計院、房地產開發管理公司、監理單位以及其他與土木工程有關的單位。新工科背景下社會所需要的土木工程專業人才，最大目標需求不是簡單地掌握書本中的知識，而是能靈活地應用書本中的知識、具備優秀專業素質和綜合能力。各大高校由于定位不同，對人才培養目標也會相應地有所不同，但總體上的土木工程專業人才培養的目標應當包含以下內容：培養理想信念堅定、理論基礎扎實、實踐能力強，富有創新精神、團隊合作精神和國際視野，能在土木工程相關領域從事建設投資、勘察設計、施工建造、項目管理和運營維護等工作的高素質應用型創新型人才；預期學生畢業5年后，能應用工程知識、技術及工程工具，發現、分析、研究和解決土木工程領域關鍵技術和復雜工程問題，在一線工作崗位中承擔骨干（或領導）角色；積極履行社會責任，盡職擔當，在土木工程相關產業、工程或社會中展現出良好的道德品質和職業素養；能從社會、健康、安全和法律及文化等多視角組織、管理土木工程及相關領域工程項目，綜合決策考慮問題；能與同事、團隊成員、社會公眾等保持有效的溝通并開展合作；在全球合作與競爭的工作環境中能持續更新自身的知識及技能，適應技術的發展和社會進步。圖1為土木工程專業人才培養課程體系的設計思路。土木工程專業大一新生初次接觸專業，很多學生對專業的了解比較少，對專業的興趣也不是很強，對專業課程的學習目的和意義不太明確。由此，大一新生面臨著角色轉變，不僅要盡快適應大學生活和人際關系，還要盡快了解專業、培養專業興趣、增加專業認同，盡快掌握大學學習方法，樹立遠大目標和追求，做好學習和職業規劃等[5]。因此，土木工程專業導論課的定位就在于：培養學生的專業興趣、初步涉及專業知識、了解本專業的人才培養目標、初步構架專業的綜合能力、解析專業課程及其關聯性、養成良好的專業學習習慣。因此，土木工程導論課肩負著專業導航的作用。

根據土木工程專業人才培養目標的要求和專業導論課程的性質和定位，明確土木工程導論課的課程目標應當包括以下幾個方面。掌握土木工程的概念，了解土木工程發展各階段的成就和基本特征，掌握土木工程各類設施分類、結構特點；能將數學、自然科學、工程科學及專業知識或語言工具用于土木工程相關問題的表達；理解土木工程專業培養目標，熟悉土木工程專業培養人才的素質和能力要求，熟悉土木工程專業的課程設置和與土木工程全生命周期的關聯性，熟悉土木工程專業的教學方式，了解土木工程的未來；知曉和理解土木工程專業中環境保護、社會和諧，以及經濟可持續、生態可持續、人類社會可持續等問題；使學過具備土木工程專業的社會責任感和責任擔當，增強學生的工程自然觀，培養學生的工匠意識、合作精神和職業倫理。

二 趨于未來形勢，重構課程教學內容

傳統經典的《土木工程概論》教材[11-12]，是以介紹土木工程相關設施為重點，或者以介紹土木工程結構體系為重點，強調的是土木工程專業的技術知識。趨于未來新形勢，根據土木工程導論課程的定位和課程目標要求，在傳統土木工程概論教材的基礎上，進行以下幾個方面的補充和調整：①結合土木工程全生命周期闡述專業各課程的關聯及專業人才需培養的核心知識和能力；②系統講述未來系列職業的工作性質和執業制度；③未來工程師除了掌握應有的知識，還應該承擔的社會責任；④結合未來人生職業規劃，指導學生如何度過大學的四年時光。重新組織后的課程內容由以下篇章組成。

第一章：土木工程概述。闡述土木工程的概念和特性，回答土木工程是什么，講述土木工程的發展史以及土木工程在國民經濟和社會發展中的地位，表明土木工程專業大有作為。

第二章：土木工程設施。分別闡述各類土木工程設施的組成、特點，以及基本的結構類型。

第三章：建設流程。回答土木工程師如何建造的，建設中各環節需要什么樣的知識和能力，大學課程與這些環節有什么樣的關聯，課程之間相互關系又是如何的，同時簡單介紹專業主要核心課程的知識點，以有利于同學對專業核心課程的理解。

第四章：土木工程未來。暢談土木工程未來發展方向，包括特大重大工程的建設，新技術、新材料的應用，智慧建筑和智能建造的發展，土木工程的可持續發展等。

第五章：職業與執業。介紹土木工程專業畢業后工作豐富性，就業面的廣泛性，以及土木工程職業的注冊制度。

第六章：工程師職責擔當。從土木工程的自然災害和責任事故，強調應該做一個有擔當的土木工程師，同時普及土木工程的法律和法規。

第七章：大學學業規劃。強調規劃的重要性，結合工程的特性，闡述土木工程專業大學生應有的知識、素質、能力的構架，給大學生四年學習的提出一些建議。

圖2為土木工程導論課程根據目標定位進行的課程教學設計。

三 因材施教，多種模式授課，提高學生專業學習興趣

專業導論課的授課，既要強調課程的系統性，又要重視豐富多樣性。專業導論課的授課還是需要有一定的系統性，這對于剛接觸專業的大一新生來說很重要，因為他們還沒有能力進行專業性的系統歸納，所以，不建議采用邀請幾個校內外專家專題報告的組成形式。課程為了加強系統性和趣味性，提高學生專業學習的興趣，整體上采用專業專任教師系統授課，穿插一些其他形式的授課進行，主要的幾種授課形式有：①生生互動、師生互動的課堂討論課。交流時間為2學時，由學生4人一組組隊（設有組長一人），選擇匯報交流主題（中國值得驕傲的重大工程設施或者中國值得驕傲的著名工程師），完成PPT，輪流團隊上臺匯報交流，各自間進行提問交流和評價。②業界企業家或者工程大師的專題講座。結合第二章土木工程設施和第六章工程師職責擔當中部分相對獨立，適合單獨請校外專家講座的部分內容，有選擇地安排業界大師進行專題講座，讓學生更好地接觸業界，提高學習興趣。③專業專任教師的系統授課。系統地進行了各類資料、案例、視頻及動畫等資源建設，通過70多個視頻和動畫以及10多個工程案例展示，讓同學直觀了解工程概況、工程技術，剖析力學原理，激發同學專業學習興趣。課程除了課堂討論和專題報告內容之外，其他所有內容均有專業專任教師進行系統的授課，目的是能貫徹課程定位，達成課程目標。

四 立足土木工程全生命周期，解析課程關聯性

人才培養方案中的課程體系是一門獨立的課程組成，大學學生很難理解每門課講述的是什么內容，更難理解各門課程之間是如何關聯的。本課程通過結合土木工程建設流程，從項目決策（可行性分析研究）、工程地質勘察、設計、施工、使用和維護等各個階段的分析講解，闡述各專業課程的學習意義和相互關聯性，其中重點講述了土木工程專業需要學習的三大力學（理論力學、材料力學、結構力學）和三大結構（鋼結構、鋼筋混凝土結構、砌體結構）體系及其之間的關聯。解決了同學們對課程學習的目的性不明確，課程相互關系不清等問題，真正起到了專業導航的作用。

五 融合思政，注重細節，培養學生的綜合能力

通過分析工程特性，梳理土木工程師應有的素質和能力，提出大學生應該具備的素質分為基本素質（身心健康、自信、有理想、講誠信及有毅力）和專業素質（吃苦實干、品行好、思維敏捷、會合作及責任心強），大學生畢業應有的七種專業能力：溝通表達能力、團隊合作能力、實踐動手能力、分析設計能力、管理協調能力、開拓創新能力和領導決策能力等（圖3）。從而闡述土木工程專業人才培養目標和培養方案，并針對大學生應該具備的專業素質和能力構架，注重做事細節，對同學進行初步訓練，培養學生的綜合能力。主要的訓練方法有：①模擬土木工程項目招投標，對同學提出嚴格的作業格式要求和上交時間要求，所有提交的課堂筆記、課后作業、課堂匯報PPT和課程大論文均有非常具體的格式要求和上交截止時間，晚交的一律不給分，培養學生的嚴謹做事態度。②專門設置2學時的課堂專題討論課，承載團隊合作精神、組織協調和溝通表達能力等多種素質能力和愛國情懷的培養。③布置2次主觀題的課后作業，讓同學充分表達專業認知和對社會上存在的正負兩方面現象的看法，以正同學們的社會價值觀。④要求同學上課專心聽講，正確處理和使用手機，勤做課堂筆記，并通過隨堂測試檢驗聽課效果，以培養同學的學習好習慣。⑤布置課程大論文，考察同學們經過導論課的學習對專業的認知和興趣是否提高，讓同學思考大學學習的意義，并做好職業規劃和四年的學業規劃。

圖3 土木工程專業大學生能力構架圖

六 考核多樣化，提升課程目標達成度

針對課程目標要求，建立相對應的考核指標，進行多樣化考核，以檢驗課程目標的達成度情況。本課程除了考核掌握知識以外，更多的環節是考核同學的各種素質和能力，主要的考核點有：①上課點名簽到，考核是否出勤；②上課表現（含上傳課堂筆記），考核是否專心聽講，是否嚴格按老師要求（時間和格式）上傳課堂筆記；③隨堂測試，考核課堂是否認真聽講，考核課程學習知識的掌握程度；④課后作業，均為主觀題，考核同學對專業認知和對相關問題的看法，同時考核是否嚴格按老師格式要求完成，考核做事的能力；⑤課堂專題討論，設置組隊、PPT完成質量、按時提交、隊員不同貢獻、匯報交流水平等多個環節，考核同學的分工合作、溝通表達、組織領導和匯報交流等能力；⑥課程大論文，主要是讓同學暢談對土木工程和土木工程專業的認知，并做好職業規劃和學業規劃，要求同學嚴格按老師的格式在規定時間前上交。根據同學大論文的字數、格式、主題思想、觀點正確性等內容進行考核給分。多方位考核以判斷評價課程目標達成情況。

七 結束語

通過多年的教學改革實踐，根據課程目標達成度分析，每學年所有指標的班級達成度均在80%以上，說明課程目標已經較好地實現，成效明顯。同學們學習態度端正，對任課老師的評價全部為正面評價，有學生表示“老師上課風趣幽默”“內容充實，能結合實際工程”，“老師講解仔細、要求嚴格，學生受益頗多”“老師對作業的要求嚴格細致，專業性強”，“不僅教會我們知識，還教會學生處事原則”，等等。課程也被評為學校優質課堂和示范課程；課程2021年被列入省級一流（線下）課程建設。大學生參加各類學科競賽的人數不斷增加，獲獎人數越來越多（表1為參加結構競賽情況統計），說明學生對專業的學習興趣逐年提升。希望經過多年的實踐和總結，出版相應的教材，在同類高校中交流推廣。

專業導論課在專業培養教學體系中發揮著重要的、獨特的作用。工程類專業在人才培養上存在很多共性，土木工程專業導論課程的改革實踐，針對目前很多高校做法不一致，系統梳理了新工科背景下土木工程專業導論課程的定位和課程目標，闡明了土木工程全生命周期中大學各課程的邏輯關系、面向未來重構了課程的教學內容，建設了豐富的教學資源，融合思政于課程各教學環節之中，提升了課程目標的達成度，能很好滿足專業導論課程的目標定位，為其他工程類專業導論課程的改革實踐提供一個案例。

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DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.24.007

基金項目：浙江省一流（線下）課程建設項目“土木工程導論”（202004）

第一作者簡介：魏新江（1965-），男，漢族，浙江嵊州人，博士，二級教授，工學部主任，博士研究生導師。研究方向為土木工程。

*通信作者：丁智（1983-），男，漢族，安徽銅陵人，博士，教授，教務處處長，博士研究生導師。研究方向為土木工程。