“新工科”背景下土木类大学生创新能力培养研究

陈宗平，陈宇良，吉云鹏，叶培欢

（1.广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁；2.广西科技大学 土木建筑工程学院，广西 柳州）

一 引言

随着城镇化建设的不断推进，建筑行业长期在我国的经济结构中保持支柱型产业的地位，在新冠病毒肺炎疫情肆虐全球的时代背景下，为促进建筑产业升级，刺激行业发展，我国教育部在“卓越工程师培养计划”中重点强调要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，以为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。研究生是诸多具体科研任务的参与者，在“新工科”背景下，培养工程创新能力强、具备国际竞争力的高素质建筑类人才对推进我国国家建设，提高我国建筑业和建筑科学的发展动力具有重要意义。

土木工程作为一项传统专业，因其具有从业条件艰苦且注重实践等行业特点，所以在以往的高等教育中更加重视对学生理论功底、实践能力、社会适应能力的考察和培养。多年来，该教育模式虽然为我国及周边国家建筑行业的稳定发展输送了大批合格的从业人才，但随着我国“一带一路”建设及社会主义现代化建设的不断推进，建筑工程的体量及建设难度也在不断增加（如：中欧高铁、琼州海峡跨海隧道、藏水入疆工程等），这对我国土木类人才的综合能力提出了更为严苛的要求。因此，传统的土木工程人才培养模式也应该与时俱进，紧跟时代发展的步伐，在强调基本从业素质的同时针对性地加强土木类研究生创新能力的培养。

二 土木工程课程体系及行业特点

（一） 知识体量大，学科分支之间壁垒高

土木工程作为各类土地工程建造技术的统称，在研究生教育中，根据研究对象的不同可大致分为结构工程、岩土工程、桥梁与隧道工程和材料工程等诸多分支。在现代建筑功能造型多样化、结构形体复杂化的发展趋势下，国家对土木工程从业人员的专业水平提出了更严苛、更全面的要求，因此，研究生需要在充分掌握本研究领域前沿知识的基础上兼顾其他方向的基础知识及发展动向，而土木工程的研究分支之间存在严重的学科壁垒，导致该类研究生的理论学习压力较大。

（二） 就业环境艰苦，理论落后实践

土木工程专业的首要特点便是工作条件艰苦，许多土木类研究生的就业岗位多处于工程一线，艰苦的工作环境是影响土木类研究生工作积极性的首要因素。此外，土木工程的另一大特点就是理论滞后于实践。在工程建设中，常由于地域、地形、气候、场地设施、施工条件等各种因素的影响遇到各种突发性问题或技术难题，而无论是项目停工还是延期都会造成较大的经济损失，所以有些可以临时通过加大人力、财力投入等方式去解决的问题常常被迫就地解决，有些一时难以解决的技术性难题则是在项目建设的同时组织技术研发人员进行攻克，这些问题中具有较大科研价值的关键性问题会发展为工程领域热点研究对象，并在后续的科研中寻找最优的解决措施。

三 研究生培养过程中存在的问题

（一） 授课方式传统，教学手段单一

目前，国内大多数设有土木工程专业硕士点的地方性高校在给研究生授课时仍以“任课老师讲授+课堂随机考核”的教学方式为主，主要通过课堂签到或随机提问等方式来监督学生正常出勤。该方式虽然在一定程度上保障了教学工作的正常开展，但却未能真正调动学生参与课堂的自主性和积极性。此外，在许多高校中，由于课堂规模较大、授课教师监管不严、授课内容乏味等各种因素，研究生的课堂纪律较差，学生在听课过程中睡觉、玩手机、交头接耳等现象屡见不鲜，因此，研究生的专业水平及创新能力自然达不到国家对高层次专业型人才的要求。随着教育技术的不断发展，以信息化、网络化为主的各类教学及考核手段应运而生，传统的教学方式已无法满足“新工科”背景下的教学要求。

（二） 课程设置不合理

在长期的教学过程中，许多高校一直在按照“大土木”的原则制定培养方案[1]，在该原则的指导下，各类土木工程的专业课程开设较多，课程涉及范围较广，这种覆盖式的教学方式虽然在本科生的教育过程中取得了一定的教学成果，但在研究生的教学过程中却无法实现教学目标与实际效果的高效统一，其主要原因主要包括以下三点。

1.研究生在经历过本科阶段的教育后已具备一定的专业功底，部分课程的重复教学对研究生专业知识的提高意义不大。

2.研究生阶段的教育贵在“专而精”，研究生在不切合自身实际的情况下将大量时间和精力投入到各类非重点课程中会大大增加自身的学习负担，并影响其在所研究领域的研究深度。

3.课程体系调整慢，不能根据科技发展和产业需求及时调整课程体系[2]。

（三） 师资队伍不足

图1给出了近6年来我国硕士研究生的报名及录取人数发展情况，如图可知，近年来我国硕士研究生人数增速迅猛，年平均增速达到了13.66%，依据目前的发展趋势，我国在校研究生数量仍将保持稳定的发展趋势，而我国具备研究生授课资格及可指导研究生从事科研工作的教师人数却受限于各类原因而未能实现同步增长。据新华社报道，目前我国的研究生导师数量约为46万人，较2015年相比仅增加了约10万人。师资力量的不足成为制约研究生能力培养的重要因素。此外，虽然各大高校逐渐加大了对国内外重点高校应届毕业的博士生和硕士生的招聘力度，但这些教师队伍的新生力量由于缺乏教学经验和工程实践经历并不能在短期内达到新工科建设对土木工程专业教师的要求。

图1 历年硕士研究生报名及录取情况

（四） 偏重文化教育，轻视素质教育

土木类研究生作为国家建筑行业发展具体科研任务的直接参与者，在“新工科”背景下，社会对土木类研究生的综合素质提出了更高的要求。然而在目前的研究生教育中，多数高校过度注重研究生的科研产出，片面地将学术成果量化处理并作为衡量研究生是否优秀的唯一准绳，对研究生的素质教育不够重视甚至选择性忽视。新时期要求土木工程在满足工程建造复杂化、系统化的同时，还应符合政治、经济、文化的多元化发展，随着“一带一路”倡议的深入推进，国际化的交流与合作日益增多[3]。因此，新工科背景下的土木类研究生的培养教育不应当仅仅局限于科研成果的产出，而应该以服务社会为导向，重视土木类研究生综合素质的培养。

四 土木工程专业“新工科”建设内容

（一） 优化课程结构，丰富教学手段

针对土木类研究生课程繁多的特点，应适当优化研究生的课程设置，通过设置更加灵活的选课制度和及时根据行业发展现状更新授课内容等方式使课程教学可以更加针对性地服务于研究生的相关课题研究，避免“无效课程”及“无效内容”大量消耗学生的时间和精力。此外，在教学内容方面，由于土木工程的基础理论较多且内容抽象，所以在授课时一方面应当充分利用学校现有的硬件设施，减少教学过程中的文字占比，通过展示PPT的方式将教学内容中较为抽象的部分以图片、视频等可视化的形式展现出来，尽量使学生的学习过程不拘泥于指定时间和地点，可以借助电脑或移动设备等进行学习和互动[4]；另一方面，因为土木工程内容来源于工程实际，且教学目的是为了更好地服务于工程实际，所以应当将教学内容与工程实践紧密结合[5]，通过更为直观的工程问题来辅助理论推导与分析，在加深学生理论掌握水平的同时，激发学生的学习热情和兴趣，从而提高学生解决实际问题的能力和在实际工程中的创新能力。

（二） 优化师资队伍的建设

土木工程作为实践性较强的专业，对高校教师的工程实践经验及理论水平提出了更高的要求。“双师双能型”教师作为“新工科”建设背景下土木工程专业的必然要求[1]，推动科技创新教师队伍建设，对学生科技创新能力培养具有重要意义[6]。但由于目前高校授课教师的招聘对象多为国内外重点高校的优秀博士毕业生，所以多数中青年教师虽然具备一定的理论知识水平，但在教学经验和工程实践经验上却存在较大的短板，因此可通过以下几种方式优化土木工程专业的师资队伍建设。

1.鼓励中青年研究生导师积极参与或主持横向课题，通过横向课题的研究来巩固学术研究并了解专业发展动向，提高科研成果的转化效率，在实践中把握行业的发展动向。

2.以人才培养为目标导向，积极开展高校之间的交流与合作，吸引国内外专家走进来，鼓励中青年教师走出去。定期邀请行业专家、知名教授或资深技术人员来校进行学术及经验交流，鼓励中青年教师继续深造，去国内外知名高校攻读博士学位或博士后进站工作。

3.选派青年教师在企业中挂职，通过校外锻炼丰富青年教师的从业经历，为师资队伍的长期建设积累人才储备。聘请企业中具备高级职称的工程师来校授课，在短时间内提高师资队伍的教学水平。

（三） 加强校企合作，在实践中发展创新

2017年国务院印发的《关于深化产教融合的若干意见》中指出国家鼓励企业依法参与举办职业教育、高等教育，深化“引企入教”改革，支持引导企业深度参与职业学校、高等学校教育教学改革，所以加强校企合作是提高土木工程专业办学质量，促进产学结合，加强土木类研究生创新能力培养的有效途径。其具体合作方式可细化为以下几点：

1.企业与二级学院联合办学。充分凝聚社会力量与企业资源，将企业引入二级学院联合办学，二级学院负责办学资质、主体师资队伍建设、教学场地等主要办学条件的投入，企业直接参与二级学院的运营与管理，并主要负责资金运营、专家引进、设备更新、团队建设等方面的投入。

2.产学结合，联合培养。通过建立科技园区将高校与企业进行捆绑，充分发挥高校的科研优势与企业的市场优势，这样既可以改变高校封闭办学的教学模式又可以为企业提供技术支持。同时，校企联合培养的学生在毕业后可以继续服务于企业，促进企业良性发展。

3.建立校企联合实验室。建立校企联合实验室是我国深化教育领域改革和提高教育质量的新举措[8]，通过合作共建校企联合实验室可以将科研与市场有效整合，促进科研产出更加符合市场需求与导向。

（四） 建立健全学科评价方式

2020年我国教育部与科技部印发的《关于规范高等学校SCI论文相关指标使用 树立正确评价导向的若干意见》中重点指出：不宜以发表SCI论文数量和影响因子等指标作为学生毕业和学位授予的限制性条件。之后，清华大学、北京航空航天大学、华东师范大学、中国政法大学等高校陆续明确宣布发表论文数量不再作为申请博士学位的限制性条件，转而以多种形式的创造性成果来衡量博士生的学业质量。然而，目前国内多数高校仍将论文发表情况作为衡量研究生是否优秀的最主要评判标准，这种唯论文至上，严重偏离实用主义的学科评价方式已与国家科技推动生产的发展方针背道而驰，所以，高校应当尽快建立健全学科评价方式，弱化发表学术论文在文化教育中的占比，突出学术创新的重要性，将学术成果对生产发展的贡献程度作为学生衡量研究生是否优秀的主要评判标准。

（五） 强化研究生素质教育

高校在引导土木类研究生学术创新的同时仍要兼顾研究生的素质教育，创新型人才的主要特征不仅体现在学术创新上，在工程实际中，还要求创新型人才具备解决实际工程问题或应对各类突发情况的能力。因此，高校应当对研究生的素质教育足够重视，通过提高各类人文课程的教学质量、鼓励学生参与企业生产实习、开展各类型学科竞赛[9]等手段来提高研究生沟通思考、吃苦耐劳、临场应变及团结协作的能力。

五 结语

综上所述，“新工科”背景下建筑行业对土木类研究生的综合素质提出了更高的要求，土木类研究生创新能力的培养并不是一蹴而就的事情，需要各高校结合实际情况在丰富教学手段并不断优化土木类研究生课程设置的基础上加强学校同企业之间的交流合作，强化师资队伍建设，建立健全学科评价体系，注重对土木类研究生综合素质的培养。培养出专业功底扎实，创新能力较强的高水平土木工程专业研究生。