土木工程新工科人才培养探索与实践

王红红

摘要：世界经济论坛主席Schwab在《第四次工业革命》一书中谈到，第四次工业革命的速度进程之快、波及范围之广、改革程度之深是前所未有的。数学、物理、化学、生物等基础学科与工科专业跨界融合，使得人工智能、自动化机器人、纳米材料等一系列新兴技术领域不断突破其瓶颈，从而刷新人类传统的认知，甚至颠覆了人类已经固化上百年的生产生活模式。在这一大背景下，本研究以土木类新工科建设为例，分析新工科人才培养的知识理论体系并探索相关实践经验，为更快、更好、更全面地建设新工科提供有效途径。

关键词：土木工程;新工科;人才培养

引言

基于用人单位对人才需求的分析，土木工程领域的学生应具备“活学活用”与“技术革新”的能力，如解决工程疑难问题、统筹协调和与时俱进的能力。近年来，随着我国城乡建设政策的推进，该领域不仅对人才的需求量与日俱增，而且对人才的要求也不断提高，主要体现在从单一的技术型、管理型、研究型人才逐步转向应用型、复合型和创新型高素质人才。土木工程材料作为土木工程专业中最重要的基础课程之一，课程内容偏理论化，尤其体现在材料组成、结构、制备方法与性能的关系上。因此，该课程主要以讲授的形式为主，较少培养学生关于材料应用与材料创新等方面的能力。由此可知，开展土木工程材料的教学改革是土木工程专业革新的重要组成部分，也是适应新工科建设要求的必然选择。

一、第四次产业革命下土木工程新工科建设

早在2013年，德国就在其汉诺威工业博览会上提出了“工业4.0”的概念，随后欧美等发达国家面向这次工业革命开始了国家层面上的制造业转型升级之路。值得注意的是，在这一系列国家层面的战略实施的背后，欧美国家还重点对其工程教育做出了重要安排。加之欧美等发达国家就有十分成熟的应用型工科教育体系，因此他们在近几年的“工业4.0”等工业发展战略实施中，已初步形成并建立了与之相适应的本科教育体系和办学模式。发达国家的办学经验表明，第四次工业革命的到来，使得科技、经济、社会环境等发生了急剧变化，这要求具有滞后效应的高等教育做出切实改变，实现超前发展与主动创新。严峻的国内外形势要求我国高等教育必须加快改革步伐，以大教育观为统领，以新工科建设为主线，以改革创新为抓手，不断丰富新工科建设方面的知识理论体系与实践经验，为我国工程技术的基础创新和经济产业的飞跃式发展提供源源不断的动力。

二、土木工程材料课程教学存在的问题

（一）教学内容陈旧，知识拓展不够

传统的土木工程材料教学内容往往缺乏对土木工程材料课程的前瞻性与系统性的考虑，没有结合新型建材和新型建筑等发展动态，没有阐述材料与施工、结构之间的关系以及土木工程材料的创新性研究热点等。而新工科建设的要点之一是“面向未来发展”。因此，我国高等学校需充分发挥科学研究的引领作用，将土木工程材料方面的前沿内容带入课题。同时，高等学校还需将最新的国家政策与行业发展趋势融入课堂，如“十四五”规划对建筑行业在低碳环保方面提出了更高的要求，提出“加快推动绿色低碳发展”;建筑行业针对我国最新的发展规划，将降低碳排放量、生态保护及智能建造等作为近五年的發展重点。通过让学生了解行业的未来发展方向，从而引领学生探索、启发学生思考，培养具有推动行业发展的综合性卓越人才。

（二）人才培养目标不明确

在工科型、实干型人才不断受到重视的背景下，应合理制订人才培养目标，促进专业教学的改进升级。然而通过对近年来的实际情况的分析了解到，工程人才培养目标的制订过程还是呈现不合理性，没有从综合角度进行考虑，丰富学生专业理论储备，提高学生专业能力，并在相关工作中只是考虑学生对专业知识的了解，没有从烦琐架构设计和专业能力发展的角度实行教学，导致学生专业能力和专业素养无从提升。

三、土木类新工科人才培养模式探讨

（一）以大教育观为统领的新工科人才培养

目标的制定土木工程类新工科人才不仅需要培养的学生具有较强行业背景知识和工程实践能力，还需要具有严谨科学的理科素养与奉献祖国、服务人民的人文意识。因此，与传统的土木工程人才培养不同，新工科人才培养方案不仅需要培养学生具有发现问题、解决问题的独创思维，还需要以大教育观为统领，实现学生从工学、理学、文学等多个方面进行培养。在培养目标的设定上，不仅需要培养德智体全面发展，掌握土木工程学科的基本原理和基本知识，具备沟通能力、创新意识与国际视野，能够在建筑工程、道路与桥梁工程等领域从事规划、设计、施工、管理、教育和研究工作，在城市地下空间工程、生命线工程的智能建筑与超期服役结构的健康诊断等某一新型专业领域具有扎实的基础理论和先进的专业知识，还需要在新工科人才培养目标中，明确学生兼具严谨科学的理科素养与奉献祖国、服务人民等人文意识，进而培养具有大教育观的新工科复合人才。

（二）专业教育与通识教育相融合

通识教育是培养高素质人才和创意思维的教育基础，是高等院校素质教育的重要组成部分。通识教育是培养学生“做人”的素质教育，专业教育是培养学生“做事”的素质教育，要将做人和做事有机结合起来，真正学会“做人”“做事”，使通识教育和专业教育相辅相成、相互促进。将基础通识教育+专业教育+拓展教育（个性化）贯穿于本科教育的全过程，其中通识教育为1～1.5年，专业教育为1.5～2年，拓展教育为1年。通识教育旨在提高学生的基础及跨学科能力，使其适应未来全方位发展的需要。中国矿业大学在通识教育阶段，主要设置通识教育课程，人文、创新创业及美誉类课程;在专业教育阶段，设置专业大类基础必修课程、专业主干课程及专业选修课程;在拓展教育阶段，设置拓展课组、科研训练课组及本硕一体化课组。通过三大模块的有效衔接，着力培养具有健全人格、人文情怀、社会责任感、扎实基础、科学素养、国际视野、求是创新精神的一流建环专业人才。

（三）完善人才培养的课程资源

在工科型人才愈加得到重视的新时期，学校应以新工科理念为指导，精简教育教学项目，提高人才培养质量成效。在教学项目简化方面，邀请专业人士向学生讲授土木工程专业理论，并通过创新活动提升学生的专业技能和核心素养。此外，在教学资源的创新环节，促进学生在竞争气氛中建立创新思维，同时，学校还能借助网络教学的开展，给学生提供更加丰富的学习素材。另外，还可借助知识探究、情境导入等模式，增加教育教学项目。

结束语

根据以上研究内容可知，为了适应经济发展与科技进步，开展土木工程材料课程的教学改革是培养新工科背景下土木工程专业高素质人才的重要组成部分。因此，探索教学改革机制，进而提高学生“活学活用”与“自主创新”的能力是高校须关注的核心问题。本文通过分析土木工程材料课程传统教学模式中存在的不足，提出通过提高教师的综合素质、推行多元信息化与模块式教学、开展探索性实验课程、实施“组内组外”评价考核体系与课程思政等方式，帮助学生建立完整的知识体系，从而培养出具有较高职业素养与创新意识的复合型新工科人才。

参考文献

[1]涂劲松，李瑞霞，周明，汪万芬.“新工科”背景下建筑信息化课程体系建设与思考[J].武夷学院学报，2019，38（12）：88-93.

[2]王展亮，张丽花.新工科背景下人才培养目标与社会机构需求的衔接——以土木工程专业为例[J].教育现代化，2019，6（A0）：21-22.