新工科背景下应用型高校土木工程专业卓越 工程师培养计划的探索与实践

徐中秋 杨扬

【摘要】针对土木工程专业的特点，根据新工科和卓越工程师培养计划的培养要求，分析应用型高校土木工程专业卓越工程师的培养现状，结合行业新发展，人才培养新要求，提出“一个目标、两个素质、三个能力”的培养建议，供其他同类兄弟院校借鉴参考。

【关键词】应用型高校;土木工程;卓越工程师培养

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.02.005

引言：

为适应和引领第四次工业革命的需求和挑战，世界各发达国家纷纷致力于工程教育的改革。[1]教育部、工业和信息化部、中国工程院共同发布关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见，培养和造就一大批适应经济社会发展需要的高素质人才，迎接新工业革命，增强国力。[2]高等教育改革势在必行。本文针对新工科背景下土木工程专业的发展，对应用型高校卓越工程师培养进行探讨和实践，为应用型高校卓越工程师的培养提出对策。

1、土木工程专业卓越工程师培养计划现状和存在的困境

目前，应用型高校土木工程专业卓越工程师培养计划存在的问题，主要体现在以下几个方面：

1.1培养方案目标不明确

现在的培养方案，还是注重理论知识的传授，对于应用没有并重。即便在应用型高校，以应用型人才为培养目标的角度，也只是增加了校内的实践环节。校内实践环节大多以典型案例和操作型实验为主，实验大多属于验证型实验，基本无法跟得上企业和社会需求。

1.2对学生能力和素质的培养不够全面

目前，大多学校属于传统教育，教授基本知识，完成教学大纲对应的内容。学生按部就班完成老师布置的任务并且通过考试。在此过程中，忽视了全面的能力和素质的全面培养。

1.3专业课教学缺少“课程思政”建设

目前，国内很多高校的思政教育与专业课教育出现了分层的现象，没有把握好“课程思政”和“思政课程”两者之间的关系。根据调查研究显示，大部分学生选择土木工程专业的目的是掌握一项专业技能，找到一份工作。老师们虽都拥有较为扎实的土木工程专业基础和熟练的专业知识，但对于思想政治方面的教育就比较薄弱。他们在进行课程授课的时候往往注重的是培养大学生的土木工程专业素质，对学生的“三观”建设往往忽略。专业老师也认为他们的本职工作就是教授学生土木知识，对于学生出现的思想问题经常忽视。

2、针对以上问题，提出土木工程专业卓越工程师培养建议

概括为“一个目标、两个素质、三个能力”。一个目标，即将学生培养成为卓越土木工程师。两个素质，即综合素质和专业素质。三个能力即知识运用能力、终身学习能力、勇于创新能力。土木工程专业卓越工程师培养内容见下图。

2.1应用型高校土木工程专业卓越工程师培养计划要明确具体目标，即培养素质硬、能力强，实践与创新并重，着眼于国家发展和地方建设，敢于放眼未来的应用型卓越土木工程师。

（1）应用型高校卓越工程师培养目标要在应用型高校的定位层次上，践行工程教育的新理念和学科专业的新结构，综合考虑行业标准、地方现状和国家的发展。要以国家发展为导向，根据土木工程行业的需求，充分考虑服务于地方建设，培养具有爱国主义情操、具备一定的专业能力和终生学习能力的应用型人才。

（2）企业工程师和校内专业教师需要协同合作，探索人才培养的新模式、教育教学的新质量和分类发展的新体系，完成卓越工程师人才培养目标的制定工作。既能为学生提供沉浸式体验的校内实习基地，又要有校外企业的身临其境实践基地。校内的实践基地给理论教学增加色彩，企业实践基地能将书本上的知识灵活显现。

（3）土木工程专业卓越工程师培养计划要聚焦行业新发展。对接产业需求，适应行业的发展动态，多学科融合。传统的专业人才培养大多考虑本专业及相关知识，并没有考虑跨专业的融合。土木工程专业要打破单一学科的限制，将人工智能和专业的智能人才要恰当结合，将适用于各学科的智能合理应用到土木工程行业，形成学科之间的相互利用。构建土木工程专业新结构，真正培养土木工程行业需要的人才。

（4）把握技术发展，土木工程专业正在经历一次巨大变革，人工智能已经和土木工程专业完美结合，诞生了智能建造。只有更新工程人才知识体系，培养计算机知识与土木工程专业知识兼备的人才才会适应现代土木工程行业，推动行业的向前发展，才能被认为是有效的人才培养。

2.2应用型高校土木工程专业卓越工程师应具备两个素质，即综合素质和专业素质

二者内容和关系如图2。

（1）综合素质

综合素质包括思想道德素质、身体素质、美育、劳技素质和心理健康素质。卓越工程师培养的是德智体美劳全面发展的人才。综合素质通过通识教育培养。用思想道德来规范行为，身心健康，辨别真正的美丑善恶，掌握必备的劳动技能，树立正确的人生观。

（2）专业素质

专业素质包括理论素质、实践应用素质和现场操作素质。理论素质通过基础教育和专业教育培養。实践应用素质校内可以在实验、实习、课程设计和毕业设计仿真环节中培养，校外则是可以在生产实习和毕业实习环节中现场培养。

理论素质是实践的基石，是应用的基础。理论学习中，教师可以丰富教学手段，提升学生学习的兴趣，可以利用思维导图到教学方法为学生系统建立专业知识框架，教学生学习方法。实践应用校内模块里，老师尽可能的鼓励学生创新，选取能激发同学创造力，开放型答案的测试项目，对同学进行考核。考核指标设置要充分体现创新所占的比重。实践应用校外模块则是体现针对性操作训练，多角色体验专业实践，如土建过程中的建筑工人、施工的管理者、工程的设计者等。理论素质可以对实践应用素质提供指导，实践应用素质又可以充实理论素质。

（3）“课程思政”对两个素质的培养起到了画龙点睛的作用

“课程思政”是高校落实党的十九大精神和习近平新时代中国特色社会主义思想的重要举措，也是立德树人的人才培养导向的历史使命[3]。土木工程专业作为大多数应用型高校的主要设置专业，不仅具有为行业培养人才的育人功能，还有重要的政治功能，担任建设祖国。在人才培养过程中要挖掘土木工程专业中蕴含的家国情怀、科学精神、职业道德和规范、社会责任感、全球视野、创新精神和实践能力等思政元素，探讨土木工程专业的思政内涵、教学设计和教学开展方式等。建立知识体系，发挥高校课堂教学功能，将思政元素融入高校课程之中，通过课程思政将知识传授、技能培养和价值观培养有机结合，形成系统化的育人长效机制。将“育人功能”“德育元素”以“润物细无声”的形式融入到课堂中去。

2.3三个能力

笔者认为，新工科卓越土木工程师需要具备知识运用能力、终身学习能力和勇于创新能力。以知识运用能力为基础，终身学习能力为补给，达到不断创新的目的。三者关系如图3。

（1）知识运用能力

卓越工程师的培养要培养学生能学习、会学习，归根结底还是培养学生的对知识运用的能力。知识运用能力包括两个方面，把已学知识运用到新知识学习中的能力和把所学知识运用到工程实践中，解决实际问题、开拓创新的能力。

1）利用已学知识学习新知识能力。知识有承接关系，已学的基础知识的结论与方法可以用到后续专业基础知识的学习。专业基础知识的学习方法和总结的结论可以用到后续专业课的学习中。

2）已学知识运用到实践的能力。在校掌握的理论知识和学习方法也要充分用到生产和生活中，解决各种问题，并且在解决问题的过程中，激发创新思维。

3）知识运用能力归根结底是学习“方法”。书本上的知识也会随着行业的发展不断更新。例如，2010版的《混凝土结构设计规范》对比前一版规范极限状态的表述，钢筋和混凝土材料强度的选用等方面就发生了改变。只学习知识内容本身就失去了学习的灵魂，学习的本质应该是学习“方法”。正所谓，“授人以鱼不如授人以渔”。知识运用能力最重要在于在长期的学习中探索学习的方法，用灵活多变的方法去敲开日益更新的知识宝库大门。

（2）终身学习能力

终身学习能力是本科生的毕业要求之一，是国家富强、整体国民素质提高的重要体现，也是开拓创新的助推器。笔者认为终身学习的内涵有二个方面。

1）终身学习的能力在于自我道德修养的提高，无论面对挫折或胜利，都可以成为自己的规划师，指引自己前进的方向。

2）终身学习的能力是创新思维的必备要素之一。知识的内容本身也在不断的进步和发展，只有终身学习、不断注入新鲜血液才能参与甚至推到土木工程行业的发展。

（3）勇于创新能力

培养型创新型人才是社会飞速发展的需求，是當今国力日益增强的需求。培养创新型人才才能适应社会的发展。

1）创新能力的培养要从体现在课程上。调整课程设置，培养方案中要尽可能多的体现对学生创新型培养的要求。课堂上留给学生充分展示想象力的机会，布置作业形式灵活多样。

2）创新教学形式，在日常学习中培养创新思维，在实践环节和各类学校活动中提供给学生创新平台。学生在社会实践中才能敢于创新，用创新的思维来服务社会。例如：土木工程专业核心课程钢筋混凝土结构课程就比较典型。钢筋混凝土课程分为理论课、实验课、课程设计，这门课还有后续课程，混凝土与砌体课程、结构抗震以及毕业设计等内容。理论课程和实验课程联系起来，可以在实验操作的过程中深入了解构件的破坏过程和特点，建立出基本公式。实验课中，学生可以自己设计实验，亲手预制混凝土构件并进行加载。创新思维的培养需要深入实践，融入其中，校内实验是很好的机会。课程设计无疑是理论的总结和升华。

3）学校结合学生志趣变方法，创新工程教育方式与手段，积极组织各类创新活动，如结构设计大赛，制作大赛等，激发同学们对专业的热爱、创新热情。活动覆盖面要广，要能调动所有同学的积极性。在活动过程中，引导同学们崇尚并追求“专注、标准、精准、创新、完美、人本的工匠精神”。

结束语：

培养应用型土木工程卓越人才，目标要明确，内容要周详，方法要得当。理论与实践并重，拓宽专业知识，突出创新发展，达到与人才培养层次相适应的人才培养质量，彰显应用型高校人才培养特色。真正做到面向工业界、面向世界、面向未来，主动应对新一轮科技革命和产业变革挑战，服务制造强国等国家战略，紧密对接经济带、城市群、产业链布局，以加入国际工程教育《华盛顿协议》组织为契机，以新工科建设为重要抓手，在持续深化工程教育改革，加快培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才，打造世界工程创新中心和人才高地，提升国家硬实力和国际竞争力。

参考文献：

[1]谢晓鹏.基于土木工程卓越工程师的培养方案体系探索[J].课程教育研究，2019（46）：6-7.

[2]马魁，许立强，付明琴.基于卓越工程师需求的土木工程专业层次化实践教学体系探索[J].教育现代化，2019，6（26）：122-124+132.

[3]王军，贾致荣，张璐.基于卓越工程师培养的土木工程本科毕业设计改革与实践[J].教育现代化，2018，5（53）：101-102.

[4]彭苗.地方高校应用型土木工程专业“卓越计划”的实践与思考[J].高等建筑教育，2018，27（04）：34-38.

基金项目：

2020年安徽省质量工程，课程思政示范课程《钢筋混凝土结构》，编号：2020szsfkc0877