新工科背景下复合型卓越工程师人才培养探索

严涛 赵菊梅

[关键词]需求调研;课程设置;顶岗实习;卓越工程师培养;毕业生追踪

进入21世纪以来，为探索新型工业化道路、建设创新型国家、实现人力资源强国战略，培养优秀的工程科技人才至关重要。优秀人才的涌现需要高质量的教育培养环境，需要国家从顶层设计再逐级实施。教育部实施“卓越工程师培养计划”，就是以强化学生的工程实践能力和创新能力为目标，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。从以清华大学、哈尔滨工业大学为首的高水平工科研究性大学，一直到各类专业技术高职院校均积极行动起来，响应国家的卓越工程师培养计划，纷纷依托各自学校的优势专业培养各种层次的卓越工程师，取得了显著的成绩，为国家的建设贡献了各自的力量。高校在培养卓越工程师的过程中，积累了众多丰富的有益经验[1-7]。笔者所在学校是一所以交通运输类专业为主的211及“双一流”工科高校，学校传统优势学科为土木、机械及电气等专业，特别是大土木工程专业里面下设的二级学科，诸如桥梁与隧道工程、铁道工程、岩土工程等专业具有较强的竞争力，有“百年交大、百年土木”的美誉。为配合教育部卓越工程师培养计划，学校设置专门机构，配备相应的专家团队，积极打造交通土建类的“卓越工程师”品牌。为了适应新工科建设，培养具有卓越工程师能力的工科人才，全面提高本科生创新实践能力、提高学生综合实力勢在必行。其中，涉及学生在校的课程学习、工程实践以及综合素质的培养尤为重要。笔者根据多年的从教经验，以所在学校培养卓越土木工程师的经验进行了如下思考总结。

一、培养经验

（一）了解用人单位需求

首先广泛走访了相关高等院校及企事业单位，在走访同济大学、中南大学、北京交通大学等兄弟院校时，通过同教学负责人座谈、教师课堂讨论以及与学生交流的形式，实地了解了国内相关一流高校在课程设置、线上线下教学方式、实习安排以及毕业设计等方面的培养经验。在与中铁二局、中铁五局及中铁八局等施工单位以及上海市政设计院、南京地铁及成都地铁等设计及运营单位交流的过程中，实地了解用人单位对该专业毕业生的具体要求。从调研结果综合反馈的共性信息包括：城市交通土建的日新月异对交通土木类毕业生的需求量巨大，城市交通土建涉及的面极广，一个专业主体负责人需要掌握的知识绝不能仅局限于土建设计及施工，还要了解市政管线施工标准、运营列车用电设计，此外，还要协调施工区域与围挡结构外市政区域各种事宜，掌握建设法规等，这对毕业生的综合素质要求较高。新形势下，学生不仅要有过硬的专业素质，也要有良好的沟通能力、团队协作能力、领导能力以及吃苦耐劳的精神。调研单位也对我校毕业生沟通能力欠佳的问题提出了一定的改进建议。调研同时提到，学校应结合国家重大战略需求，调整专业课程设置，积极响应国家号召。

（二）课程修订

土木工程隧道工程方向，具有鲜明的行业特色，同时也极富有时代色彩。国内的隧道工程大发展是从20世纪六七十年代修建宝成铁路以及成昆铁路开始，截至目前，我们国家已经成为隧道大国。随着经济的发展，目前我国正从隧道大国向隧道强国迈进。与此同时，相关高校对其课程的修订也应该与时俱进。在教育部对学制、学分有所调整，特别是学分由原来的183学分大幅调整为160学分的大背景下，根据用人单位专业建设调研结果，专业负责人多次召集开会研讨，积极响应用人单位需求，反复修改课程设置。特别是在其中加入用人单位对我校毕业生全方位能力培养要求，这部分能力既包括专业能力，也包括沟通、协调、团队、领导能力，以及新形势下国家相关职能部门对土木交通内行业的政策法规要求。基于此，最终在专业方案定稿过程中，形成如下原则：在保留核心竞争力课程诸如理论力学、材料力学以及结构力学，隧道工程、勘察设计、监理、施工、运营及维护等全过程专业课程规划外，在有限的学分里面拿出10个学分，开设部分课程以适应现代交通土建需求，诸如建设法规、土木工程外语（海外工程）、工程经济等必修课程，开设人际沟通学、领导力培养等课程。这一系列的做法目的在于培养我校的毕业生从单一技术性人才转变为适应社会需要的综合性高级人才。

（三）学生顶岗实习

当前的大学毕业生对自身的规划略显不足，进入大学后感到迷茫，大学毕业后进入社会同样感到迷茫，大学辅导员、班导师以及专业课教师除了对其进行传道授业解惑外，并未对其职业规划进行有效引导。此外，学生感到迷茫的原因更多的还是自身对面临的新问题、新形势、新困难准备不足。特别是到了大三大四，学生对自己未来从事的行业了解不够，道听途说者居多。这时，很多土木类学生便开始盲目选择自己的未来，诸如跟风考研，随意签约一个自己都不了解的单位。而我校的校企合作机制为卓越工程师班（以下简称“卓班”）学生的顶岗实习搭建了平台。卓班学生的选拔按照“自愿、平等、尊重、共赢”的原则在大二阶段展开，经过大学专业的系统学习，在大四期间学生进入企业高精尖的工程进行现场顶岗实习。大四顶岗期间，学生既培养了自己的现场实践能力，又了解了工地的工作环境，明确了自己的定位。同时，这也加强了用人单位与毕业生之间的沟通，促其尽快完成从学生到工程师之间的身份转变。对于经过实习愿意留下的学生，用人单位更加愿意重点培养，有些单位对优秀学生的顶岗期即算实习期，毕业后即是正式职工，直观的收入提升以及未来跟同等学力的学生相比其职称晋升时间减少一年，这对于刚踏入社会的工科毕业生来说是极大的肯定。留下的毕业生更多的是选择脚踏实地，企业对应的是提供一切平台促其快速成长，如培训机会、职称晋升、参与重点工程等。时至今日，卓班出品的优秀人才已然硕果累累，大多已经在各个相关单位已经成为能够独当一面的技术拔尖人才。

（四）科研型卓越工程师培养

笔者所在高校作为国内交通类土木工程师的摇篮，培养诸如科研、勘察设计、监理、施工及管理类等各个层次的工程师，形成了完善的本科—硕士—博士培养体系。有30%～40%的本科毕业生会选择继续攻读硕士甚至博士，这部分学生将来主要从事交通土建类专业的科研工作，属于科研型卓越工程师培养系列。对于这部分学生来说，不管是本科阶段还是研究生阶段，主要是对其科研基本能力进行培养。

当学生学完三大力学课程，即理论力学、材料力学以及结构力学后，学生已初步具备解决实际工程问题的力学基础。此时相关专业课导师应该大力鼓励有志于继续深造的学生，积极申请学校针对优秀大学生开展的科研项目SRTP（Student Research Training Program，大学生科研训练计划），进行基本科研能力锻炼。科研项目立项后，指导教师定期（一般是1周1次）对学生进行科研基本能力指导。同时要求学生定期（一般是1个月1次）向指导教师汇报项目进展情况，遇到的重难点问题，拟采取的解决问题的办法。有志于深造的学生应该精读与研究内容相关的前沿文献，篇数至少在50篇以上。同时，这部分学生还要掌握科学研究所需要的手段，诸如资料调研，运用数学及力学知识进行研究内容的理论推导，在实验室进行相似模型试验，以及掌握科学研究最常用的研究手段数值计算，土木工程师需要掌握尽可能多的力学分析软件，诸如ANSYS、FLAC、ABAQUS等。以研究内容为导向，掌握基本科研手段，定期组织汇报，快速提升科研能力。

事实证明，一项重要工作的完成大多是一个优秀的团队科学分工、齐心协力、团结协作的结果。对科研型卓越工程师进行培养，另外一个关键点就是对其团队配合能力进行培养。指导教师可组织2～3名学生组成科研项目攻关小组，设定一名组长，共同完成一个具体科研小项目。考虑到学生的实际学习情况及解决问题能力，让小组成员各自负责其中的一个点，根据学生的特长进行任务分解。以笔者所带的厦门某过江管廊施工关键技术项目为例，该科研项目安排了3位准备保研深造的优秀学生协同完成。其中，考虑张同学大学前三年所学三大力学（理力、材力及结力）课程成绩均在95分以上，让该同学承担过江管廊隧道围岩压力计算方法理论推导部分;牟同学大一参加过数学建模大赛、大三参加过全国结构设计大赛，均取得过优异的成绩，因此让其负责该项目砂卵石地层力学参数室内试验;而李同学从大一开始，就对各种学习计算软件感兴趣，除了课堂设计需要的Word、Excel及CAD等常用软件，还自学了部分土木类常用力学计算软件，根据其软件学習能力较强的优点，安排其进行该项目所有的力学计算数值分析。明确了研究内容后，指导教师应定期检查研究进展，答疑解惑并指明可行性研究方向。大四保研学生一般来说其学习习惯很好，主观能动性很强，很愿意花时间及精力去完成教师布置的任务，但是其工程经验及所学专业知识有限，解决问题及创新能力一般。指导教师应尽量将定期指导的时间缩短，笔者是一周指导一次，效果较为明显。从最终结果看，各位学生人尽其才，很好地完成了该项目规定的所有研究内容，研究成果得到相关单位的高度认可，学生也在科研海洋里面进一步提升了自身科研能力，这对其自信心的提升有极大的促进作用，对这些优秀学生的团队意识提升也有一定的帮助作用。

（五）毕业生追踪制度

毕业生是学校的宝贵财富，学校也是毕业生一生依靠的港湾。一方面，学校要主动关心从学校毕业的学生，回访并追踪毕业生在各个单位的发展情况，对其取得的成绩应予以充分肯定，对其遇到的问题群策群力，助其解决问题，在解决问题中帮助其快速成长。另外，学校还推出一系列积极举措帮助毕业生在毕业后还能进一步发展。如推出校友卡，在学生毕业后还能享受在校生的一切权益，诸如进出学校图书馆学习查阅资料;对毕业生所在工程上遇到的重难点问题，选择对应专业经验丰富的专家教授助其解决问题。另一方面，毕业生应心中有母校，积极主动跟母校定期汇报沟通，包括取得的成绩及遇到的问题。加强毕业生与母校的联系沟通，对学校以及对毕业生本人均有利。目前，大多数毕业生已成为所在单位的中流砥柱，部分毕业生追踪情况如表1所示。

（六）多措并举提高学生综合竞争力

除上述主要措施以外，我校还多措并举，提高学生综合竞争力。首先，为了配合“一带一路”以及“高铁外交”国家政策，学院开设中铁国际班，全面对接国际化工程技术人才，将英语六级成绩纳入每年的评奖评优，同时通过英语六级的学生在保研复试过程中明文规定有加分。其次，学院召集最优秀的教师对学生进行培训，鼓励学生参加各类全国性的比赛，诸如全国结构设计大赛、全国数学建模大赛、全国力学竞赛以及全国英语演讲大赛等全国性的大赛，让学生在比赛中锻炼自己的专业能力以及解决问题能力。再次，鼓励学生积极与国外相关院校开展教学及科研交流，培养一批具有国际性视野的人才。为此，学校开展了“中法4+4”“中日盾构技术年会”“中美短期学术交流”等学生及教师的出国交流项目，大大提升了学生的学习及科研兴趣。同时，本科生一年级进行暑期认知实习，二年级开展测量实习，三年级进行生产实习，到了大四，学生就会比较明确未来的方向，卓越工程师班的学生进行定岗实习，考研学生的重点任务是初试及复试，大四下学期均进行本科毕业设计。最后，学校及学院层面在大三大四学生学习专业课期间，不定期邀请一些行业的专家进行讲座，以激发学生对本行业的学习兴趣。

综上，高校应主动适应市场形势，找准差距，明确定位，顺势而为，积极优化调整本科生培养方案，多措并举，保障毕业生的质量。

二、结语

为培养适应新工科背景下的复合型卓越土木工程师，我校土木工程隧道工程方向在专业需求调研、专业课程设置、校企合作学生顶岗实习、科研型卓越工程师培养、毕业生追踪制度等方面采取了多种措施，取得了显著的成果，其培养经验及措施可为类似专业建设提供借鉴。