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工程教育认证背景下民族地区地方高校土木工程专业改革探索与实践

2021-06-15卓德兵庹清陈国平

高教学刊 2021年13期
关键词:办学专业课程

卓德兵 庹清 陈国平

摘  要:工程教育认证是检验高校办学实力和教育质量的尺子。在认证背景下民族地方高校如何有效地开展土木工程专业建设,深化专业综合改革,提高本科教育质量是一个值得关注的研究课题。文章通过剖析土木工程专业认证相关规范和文件要求,认真研究影响地方高校专业办学的关键因素与环节,以专业认证为导向,以实践能力培养为重点,以产学结合为途径,从人才培养模式、协同育人、师资队伍、教学条件、信息化课程建设、创新实践活动等方面进行改革,最终实现地方本科院校土木工程专业办学水平和人才培养质量的全面提升。

关键词:工程教育认证;地方高校;土木工程;探索实践

中图分类号:G642        文献标志码:A         文章编号:2096-000X(2021)13-0007-06

Abstract: Engineering education certification is a ruler to test the strength and quality of higher education. Under the background of certification, how to effectively carry out the construction of civil engineering specialty, deepen the comprehensive reform of specialty, and improve the quality of undergraduate education is a research topic worthy of attention. Through the analysis of the relevant standards and document requirements of civil engineering professional certification, this paper seriously studies the key factors and links that affect the professional running of local colleges and universities, taking professional certification as the guidance, focusing on the cultivation of practical ability, and taking the combination of production and learning as the way. The reform is carried out from the aspects of talent training mode, collaborative education, teaching staff, teaching conditions, information-based curriculum construction and innovative practice activities, so as to realize the overall improvement of the school running level and talent training quality of civil engineering major in local undergraduate colleges.

Keywords: engineering education certification; local colleges and universities; civil engineering; exploration and practice

工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证,是我国高等教育五位一体评估制度的重要组成部分(图1所示),是伴随着高等教育大众化的步伐,社会对高等教育质量高度关注的必然结果。通过对工程教育专业认证,可为人才培养提供有力保障条件。《华盛顿协议》成立于1989年,是最有国际影响力的工程教育本科专业学位互认协议。2013年6月,我国成为《华盛顿协议》的预备会员。2015年10月,中国工程教育专业认证协会成立。2016年6月,我国正式加入《华盛顿协议》。通过工程教育专业认证的专业,可以实现工程学位互认和工程技术人员的国际流动[1-4]。截至2019年底,全国已经有241所普通高校1353个专业通过了认证,涉及机械、仪器等21个工科专业类。

工程教育专业认证的理念主要包括产出导向的教育取向(Outcome Based Education),以学生为中心的教育理念(Student Centered)和持续改进的质量保障机制(Continuous Quality Insurance)3个方面。工程教育专业评估(认证)标准由全国工程教育专业认证通用标准和本专业补充标准两部分组成(图2所示)。通用标准包括学生、培养目标、毕业要求等7方面的详细规定。而专业补充标准针对具体特定专业做进一步的详细规定。

土木工程专业评估(认证)属于工程教育认证的一种。我国自加入《华盛顿协议》之后,原有“土木工程专业评估”将逐步过渡到“土木工程专业认证”[5]。2011年,高等学校土木工程学科专业指导委员会为规范土木工程专业办学,出版了《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[6];2018年,教育部又进一步发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》[7],该规范和标准对土木工程专业的培养目标、培養规格、教学内容、课程体系、师资队伍、教学条件等做了详细的规定;2017年,住建部土木专业评估委员会发布了《全国高等学校土木工程专业评估(认证)文件》(第六版),该文件对专业评估委员会章程、专业评估(认证)标准、程序与办法、专家组工作指南、学校工作指南等做了详细规定。以上规范和文件为各校开展土木工程专业评估(认证)提供了重要依据,同时也为各地方高校进行专业建设,深化专业综合改革指明了方向。

目前,全国已有102所高校通过了土木工程专业认证(评估)。湖南省内土木工程专业办学实力雄厚的湖南大学和中南大学早在1995年和1997年就通过了认证(评估),而同类高校如中南林业科技大学和湖南科技大学也先后于2014年和2018年通过了认证(评估),如表1所示。

吉首大学地处武陵山连片特困区,是国家扶贫攻坚的主战场。近年来,随着 “武陵山经济协作区”“武陵山片区区域发展与扶贫攻坚”等国家重大战略先后实施[8],该地区土建类人才的需求越来越大。秉承学校“平民大学”的办学理念,立足于服务武陵山区乃至中西部地区中小城镇发展和基础设施建设。在充分认识新形势下民族地区社会经济发展战略目标的基础上,探寻地方高校土木工程专业的发展机遇、发展空间和发展前景,深入剖析土木工程专业认证相关规范和文件要求,找差距,补短板,认真研究影响专业办学的关键因素与环节,以专业认证为导向,以实践能力培养为重点,以产学结合为途径,从人才培养方案、协同育人模式、师资队伍、教学条件、信息化课程、创新实践活动等方面进行改革探索,以实现民族地区地方本科院校土木工程专业办学水平和人才培养质量的全面提升(如图3所示)。

一、改革举措及成效

(一)对接标准、瞄准需求、突出特色,科学制定人才培养方案

据统计,截止到2020年,国内有超过500所高校开设土木工程专业,在这些高校中绝大部分为地方高校。2011年,为填补大湘西地区土建类人才培养的长期空白,吉首大学正式开办土木工程专业,在短短几年时间内迅速发展,并取得了不错的成绩。但由于学校地处国家连片特困地区,专业办学时间不长,基础相对薄弱,更没有相关专业的办学积淀和办学经验,在专业办学过程中难免会遇到如专业办学模式照搬其他高校,办学定位不准确,办学思路不清晰,办学特色不鲜明,培养目标与课程体系脱节,课程设置不合理,学生重理论而轻实践,动手能力差等其他地方高校在专业办学过程中普遍存在的问题[9-11]。

综合考虑卓越工程师教育培养计划及综合改革试点等专项改革的要求,在适应土木工程专业质量国家标准的基础上,融会教育部专业人才培养规范、工程教育认证标准、国内外专业认证标准、行业最新从业标准等重要规范和标准,瞄准国家和武陵山片区地方需求,围绕学校“立足大湘西、服务大武陵、做出大贡献”的办学定位,明确以培养具有知识结构复合型、专业能力执业化、综合素质具有强烈的创新创业特质,能在房屋建筑、道路、桥梁等专业领域从事设计、施工、管理等工作“下得去、留得住、用得上、干得好”的高级应用型技术人才为培养目标,采取“大类培养,灵活分流”的培养方式,将课程体系划分为公共基础、专业基础和专业方向三大模块,并构建“工程设计、工程施工、工程管理”三个专业核心课程群,专业方向模块分为建筑工程和道桥工程两个子方向,学生在修完前四学期的公共基础课和专业基础课后,在第五学期可根据本人意愿选择主修一个方向,同时辅修另外一个方向。为强化学生工程实践能力培养,建立以基本技能训练、专业技能训练、综合技能训练和创新创业技能训练为主线的完整实践教学体系,并对生产实习、毕业实习和毕业设计等核心实践教学环节进行深度整合,将实践教学环节贯穿于本科四年整个过程之中。除此之外,为适应新工科建设、社会经济发展需要以及综合考虑专业办学特色和学生个性化发展,开设了建筑结构模型制作、工程施工仿真、BIM技术、装配式建筑、python程序设计基础、机器学习概述等形式多样的专业选修课程。

(二)校企合作、产教融合、互利共赢,创新协同育人模式

为有效解决地方高校在本科办学过程中普遍存在的办学资源不足,模式单一、与行(企)业需求严重脱节等问题。通过打造校企合作、产教融合的良好生态,凝聚育人合力,构建多方协同育人的新格局。采取企业深度参与人才培养和校企互利共赢的合作运行模式,与企业签订协议,打造实习实训见习基地群,让学生在基地能“真刀真枪”的参与设计、施工、监理、造价和管理等各种实践操作训练。同时通过引进大型企事业单位的高级工程技术人员为人才培养贡献力量,实现人才培养目标与行(企)业需求标准、课程设置与职业规范、教学过程与执业经历等方面的深度融合。

近年来,学校先后与国内数十家大中型企业签订实习基地协议。2015年,学院与省内建筑龙头企业湖南建工签署战略合作框架协议,达成合作共建吉首大学土木工程及相关土建类专业的共识,双方就学生实习见习、专业教师挂职锻炼、毕业生招聘等多方面展开广泛合作,并开展了卓有成效的工作。学校先后安排近300名学生去公司承建的張家界荷花国际机场等重大工程项目开展实习实训,并且选派多名教师赴公司进行BIM技术培训,聘请了公司教授级高工张明亮博士等作为客座教授,邀请其多次来校就一线工程问题开展学术交流讲座,并与其共同建设《混凝土结构基本原理》等信息化课程,共同以学校名义在核心期刊上发表学术论文多篇。集团每年定期率领旗下子公司来校开展大型招聘会,先后有多名学生到公司工作,实现就业。同时,学校与南方测绘集团就人才培养、学科竞赛、资源共享、学生就业等展开广泛合作,共同打造“吉首大学-南方测绘集团土木类校企合作人才培养示范基地”省级平台。双方共同在学校建立地理数据收集处理实验中心,由学校提供场地,企业提供软硬件设施和派出培训师,为实现学校和企业产学研一体开拓平台。除此之外,还与远大住工、华邦集团等大型企业签订校企深度合作协议,在高年级共同打造定制班,实现校企在人才培养、科学研究、社会服务、创新创业等领域互利互惠、互补互促、长期共赢。

(三)专兼结合、内培外引、双师双能,打造优质师资队伍

师资队伍建设是专业建设的核心问题之一,而这往往是民族地区地方高校新办专业建设的难点和痛点。近几年,学校抓住了这个“牛鼻子”,努力营造良好的引人、育人、用人、留人环境,按照专兼结合、内培外引、双师双能的原则,打造了一支规模适度、素质优良、结构优化的教学团队,从而使得师资队伍在数量和质量上都有了显著提高。

一是努力争取学校政策支持,加大一线教学急需人才和高层次人才的引进力度,不断优化和提高教师队伍的结构和整体素质。近年来,根据专业学科发展需要,先后从同济大学、湖南大学、东北大学等国内985高校引进具有硕士及以上学位的土木专业教师8名,博士及以上学位的教师6名。二是通过创造适度宽松的环境,鼓励支持教师在职提高学位和进修,先后选派7名骨干教师到国内外土木名校如重庆大学、中南大学、美国华盛顿大学等高校攻读博士学位或进修。三是重视“双师双能”队伍建设,大力实施教师实践能力提升工程,通过职业技能培训与考证、挂职锻炼、校企联合培养、企业顶岗实习、技能竞赛等方式,提升教师的双师素质。目前专业教师中具有注册结构工程师、注册岩土师、注册建造师等相應职业资格证书的教师15人,双师型教师比例达80%以上。加强对新进青年教师教学能力的培养,实施师徒结对“传帮带”,帮助青年教师尽快从“新手”过渡到“能手”。近年来,涌现出了一批综合素质高、专业技能强、发展后劲足的教师,获得包括湖南省教师课堂教学竞赛一等奖在内的各类奖项10余项。四是着力打造一支实践经验丰富企业导师队伍,聘请30余名校企合作企业高级工程师作为兼职教师,充分发挥其掌握最新生产工艺和操作技能、熟悉行业发展动态的优势,参与人才培养方案的制定、课程建设、教学改革、生产实习、毕业实习、毕业设计指导等环节。

(四)广泛调研、科学论证、分步实施,稳步推进教学设施建设

相对于其他专业,土木工程专业办学门槛较高,教学设施尤其是专业实验室的一次性投入较大。最新发布的土木类专业教学质量国家标准对土木工程专业办学的教学设施如实验室种类、实验场地、设备台套、实验设备维护、实验教师队伍、实验分组等提出了明确的要求[12]。地方高校在基础薄弱、经验缺乏、经费紧张等不利因素下要办好土木工程专业,离不开广泛深入的调研,以汲取其他高校的经验教训,更离不开科学细致的论证,将有限的资金用在“刀刃”上。

在专业开办初期,学校先后赴省内的中南大学、长沙理工大学、湘潭大学、湖南城市学院、湖南工业大学、南华大学,以及省外的同济大学、重庆大学、长安大学等10余所高校进行专业交流考察,学习各校在专业办学尤其是在实验室建设过程中的宝贵经验。在此基础之上,结合学校自身的财政状况,按照轻重缓急,制定分期分阶段建设的策略。2011年,学校利用自有资金建设了土木工程基础实验室,购置了一批急需教学设备以满足低年级物理、化学等公共课及部分专业基础课的教学需要,紧接着在2012年通过申请中央财政专项资金建设了土木工程结构与力学及虚拟现实与模型制作实验室,依照教学大纲,购置了一批力学、材料设备及虚拟仿真软件,极大缓解了低年级学生专业基础课实验教学的压力。

结构实验室是土木工程专业高年级学生开设专业课和专业方向课的实践场地,同时也是开展学科竞赛和创新创业训练的重要场所,更是将来专业认证、学科平台打造和社会服务的重要依托。结构实验室建设更要进行科学论证,实验室厂房、反力台座与反力墙造价较高,要综合考虑功能性和经济性两项指标进行合理选型。结构实验室设备建设经费如反力架、作动器、信号采集设备等投入经费往往也比较大,可采取先虚后实、分步实施的策略。2016年,与西安三好、上海曼恒等企业共同开发了钢筋混凝土静载破坏过程虚拟仿真、结构施工过程虚拟仿真等教学软件,申报立项了湖南省力学与工程虚拟仿真实验教学中心,临时解决了部分大型破坏性实验项目的开设问题。2017年利用中央财政专项资金建设了工程结构与设计大学生创新实践基地项目,购置了结构实验室常用的信号采集设备和部分结构实验模型。2020年又利用中央财政专项资金建设了道路与桥梁工程实验室,购置了四通道MTS电液伺服加载系统及相应的反力架等大型设备。截止到2020年,实验仪器设备总投入1200余万元,实验室及专业教室面积达7000m2,教学条件得到了极大改善,为专业办学和将来学科发展奠定了良好的基础。

(五)学生中心、兴趣导向、共建共享,打造高质量信息化课程

土木工程专业的核心课程一般包括设计类、施工类和管理类课程[13],这些课程普遍存在课程内容多、综合性强、覆盖面广的特点,从而使得教师难讲授,学生难学习[14]。改革总体思路是以学生为中心,深入推进信息技术与教育教学的深度融合,探索互联网+、虚拟现实等新兴技术促进教与学的方法与路径,着力打造高质量信息化课程。以激发学生的兴趣,调动学生的学习积极性,达到提高教学效果的目的。

一是构建基于“互联网+”技术的线上线下混合式教学模式。运用现代信息技术手段,基于网络教学平台,系统整合各类教学资源,搭建混合式网络教学平台,运用工程案例、思维导图、项目驱动等教学手段,构建线上学习与线下学习相结合、课内学习与课外学习相结合、理论学习与工程实践相结合、教师演示与学生动手相结合的教学模式。以打破传统课堂教与学的时空限制,提升教学实效性,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主动性,真正实现以学生为中心的教学理念。二是搭建虚拟仿真实验教学平台[15-16]。本着“虚实结合、相互补充”的总体原则,针对试验成本高,具有安全隐患,试验过程短暂并无法再现的大型或综合性实验,以及现有实验实训条件不足的情况,构建具有贴近工程、高度仿真的虚拟仿真实验教学资源。三是校企合作,共建共享课程。对于实践性很强的土建类课程如土木工程施工、BIM技术、装配式建筑等,校企双方从课程标准设计、教学内容设计、师资队伍建设、教学环境和教学资源建设,以及教学成果培育等多方面合作,共建共享课程。

近年来,在学校大力推动信息技术与教育教学深度融合的背景下,专业教师积极参加一流课程建设、信息化教学、虚拟仿真教学等各类继续教育培训,充分利用慕课、微课、视频公开课、资源共享课等资源服务课程教学,改革课程教学的组织形式,构建混合式课程教学模式以提高课程教学质量。新修订的人才培养方案,在专业核心课程中明确了不少于8门信息化课程的建设任务。目前《混凝土结构基本原理》《土木工程施工》《材料力学》等课程已成功立项为校级信息化课程,其中《混凝土结构基本原理》信息化课程已经完整服务三届学生,教学效果良好,获得学生的一致好评,2019年,该课程成功立项为吉首大学精品在线课程,并被认定为湖南省首批线上线下混合式一流课程。

(六)完善体系、健全机制、搭建平台,深入开展创新实践活动

为了培养大学生的创新实践能力,倡导和鼓励大学生积极参与科学研究、技术开发、学科竞赛及各类社会实践活动,学校进一步完善了创新实践培养体系,颁布实施了“吉首大学本科生创新实践学分认定与管理办

法”,要求本科生在校期间每生必须修满4学分,其中学科竞赛学分不得低于0.5学分[17]。为促进大学生科技创新实践活动与学科竞赛蓬勃开展并形成长效机制,学校专门成立了“吉首大学大学生科技实践创新中心”,为各类创新实践活动的开展保驾护航[18]。同时,学院层面为学生参与科技创新活动搭建了有效平台,成立了“工程设计与管理创新工作室”,为大学生科技创新活动和学科竞赛的开展提供场地、设备与专业技术支持。自工作室成立以来,先后承办了大学生结构设计竞赛、大学生力学竞赛、混凝土设计竞赛等各类学科竞赛的校级、省级、国家级赛事的筹划、组织、选拔、培训及指导工作。

通过开展各种类型的创新实践活动,学生的创新实践能力得到了极大培养和提高。近年来,学生在各类学科竞赛中屡获大奖,共获得省级以上学科竞赛奖励20余项,尤其是三次代表湖南省出征第八届、第十届和第十二届全国大学生结构设计大赛均取得了一等奖的好成绩。同时,学生还积极申报大学生研究性学习与创新性实验计划项目,其中“防爆抗冲击仿生混凝土材料的研发”等2项大学生创新性研究项目获得国家级立项,“基于系统动力学的中小城市装配式建筑企业人工成本控制研究”等6项大学生创新性研究项目获得省级立项。除此之外,学生还积极参加专业相关的各类职业技能培训、社会调查、“三下乡”、科技创意活动30余项。

二、结束语

通过多年的改革实践,土木工程专业在人才培养模式、协同育人、师资队伍建设、学科竞赛、教学条件建设等方面取得了显著的成效,得到教育界同行和用人单位的广泛认同,并引起了社会的强烈反响。中国土木工程学会、湖南红网、湖南教育网、湖南省建设人力资源网、中国建设教育、高等建筑教育等多家媒体和杂志进行了长篇报道。2013年以来,先后有湖北民族学院、湖南文理学院、怀化学院等数十所兄弟院校慕名来校就土木工程专业改革经验等进行交流学习。2014年湖南省第五届建设类高等学校院长论坛首次在吉首大学召开,省内13所建设类普通高等院校院长、书记,以及相关专家、学者参会,我校分享了土木工程专业综合改革的经验,受到与会同行的高度关注和好评。每年中铁、中建、湖南建工、湖南路桥等大中型企业都会来校上演“抢人”大戏,历年毕业生就业率高达100%。2019年,“能力导向、特色发展:西部地方高校土建类专业应用创新型人才培养改革与实践”获得国家民委教学成果二等奖。

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基金项目:教育部产学合作协同育人项目“基于虚伪仿真的‘混凝土结构基本原理本科实验教学系统建设”(编号:201801098010);湖南省普通高等学校教学改革研究课题“新工科背景下民族地区地方大学创新创业教育实践研究——以吉首大学为例”(编号:2018HNSJGA410);吉首大学教学改革重点项目“基于工程教育认证民族地区高校土木工程专业改革研究”(编号:2017JSUJGA16)

作者简介:卓德兵(1985-),男,土家族,湖南张家界人,在讀博士,讲师,院长助理,研究方向:混凝土结构教学与研究;庹清(1964-),男,土家族,湖南永定人,博士,教授,教务处处长,研究方向:高等教育研究与管理;陈国平(1964-),男,汉族,湖南邵阳人,博士,教授,院长,研究方向:高等教育研究与管理。

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