新工科背景下土木工程专业创新型人才培养模式研究

李艳艳 乔金丽 薛桂香

（1.河北工业大学土木与交通学院 天津 300401；2.河北工业大学人工智能与数据科学学院 天津 300401）

“新工科”是在新的时代背景下，对传统工科的一次突破和创新。自2017年以来，教育部积极地推进新工科建设，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设[1]。

新工科的重点在于“新”，一方面代表对原有工科的继承，另一方面代表学科新技术的探索，需要建立在理论发展的层面上来创造新的学科，建立新的教育理念，培养出能创新、会实践、讲基础、促发展的新型工科人才[2]。本文主要介绍河北工业大学土木工程专业在新工科背景下，通过调整专业培养目标、课程体系建设、教学模式、师资队伍及平台建设等方面，加强土木工程专业工程创新能力的培养，进而满足当今社会对土木工程专业的人才需求。

1 新工科背景下土木工程专业人才培养新模式

新工科对本科生的实践能力要求较高，要求学生在实践活动中能有主动发现问题并解决问题的能力。目前许多土木工程专业的课程以及校内实验都过于形式化，学生学习的积极主动性不高，解决工程问题的能力不足，且缺乏责任担当和团队合作意识。在这种情况下，如何激发学生学习热情，增强勇于担当的责任意识，培养创新能力，提升解决复杂工程问题的综合能力，是新时代土木工程专业人才培养的重要目标。

新工科要求土木工程人才的培养要面向未来，要和产业结合。土木工程专业是一门发展中的学科，书本上知识的更新速度远远赶不上实际工程中新技术、新材料、新设备的更新速度。因此，学生想要了解实际工程中最新的技术、材料等，必须重视外出实习，多去有特色的工地进行实习。因此，新工科背景下对本科生培养模式革新的目标之一便是增加有效的实践活动。除了校内要理论联系实践，还要重视校外实践环节。

新时代“新工科”以教育改革为契机，结合社会、产业发展需求、对传统的土木工程专业进行适应“新”工科需求的学科建设及改革，进而更新土木工程专业本科生培养模式，将培养学生的家国情怀作为人才培养的首要任务，打造新时代具有工程能力、创新能力以及解决工程实际问题能力的综合性人才培养新模式。

2 打造符合新工科发展的优质课程

根据土木工程人才培养目标，进一步优化本科生的课程体系，形成与时代发展相适应的课程体系，重点打造符合新工科发展的优质课程，以我校《建设项目管理》为例。

2.1 线上优质课程资源建设

《建设项目管理》是我校打造的金课，旨在实现大学优势学科的资源共享。课程以工程建设项目管理活动为对象，面向土木工程、工程管理相关专业的学生及社会学习者。

课程将新时代新工科的产、学、研、用密切结合，将企业大师请进课堂，讲授工程前沿知识。把青年教师送到企业，参与工程建设，解决工程问题。通过案例教学和服务企业，解决工程需求。本课程共邀请13位项目管理方面的名师讲述工程实例30余项，4位青年教师将实际参与的工程项目有机融入，形成展示时代前沿，拓展工程视野的线上课程。课程于2018年4月在学堂在线上线，共开设8期，累计选课量逾2万人次。国际在线课程《Construction ProjectManagement》也于2020年4月在学堂在线上线，具有一定的国际影响力。

2.2 线上线下混合式课程建设

将学术研究、科技发展前沿成果引入课程，进一步提升课程的创新性，加大课程的广度和深度，重在培养学生解决复杂问题的综合能力和创新思维。充分利用自有在线课程资源，打造线上线下相结合的混合式教学课程，成功在校内开展翻转课堂。采用以下三步骤完成。

线上预习：利用在线课程，教师布置学习任务，让学生自主学习。包括以下环节：学生观看视频，学生收集学习资料，学生完成线上检测，学生分析并总结存在的问题。

课堂教与学：教师讲授重点难点，学生课堂提问，教师总结答疑；结合工程案例广泛开展课堂讨论，以学生为主导，老师为辅完成课堂各种专项案例分析，在应用中反思、探讨新知识与新技能，达到融会贯通的效果。

课后检测：课后学生登录在线课堂网站，完成所学章节的知识检测，将线上线下所学内容相结合，达到融会贯通的效果。

通过课程学习，注重培养学生的创新思维，以及解决工程问题的能力。

3 教学模式改革

3.1 理论教育与情感教育相结合

基于土木发展前沿和国家发展战略，将情感教育融入理论课程中[3]，线上设置专项讨论帖，线下挖掘各种实践活动，引发学生家国情怀的共鸣。开展师生互动、生生互动，线上设有“温故知新”及“案例讨论”等专帖，设置“综合讨论”“课程改进建议”等专栏，总计发帖6000余帖。线下开展专题案例分享，打造“以学生为中心”的对话课堂，提升学生的积极性，“零距离交流”让课程充满生机。

3.2 信息技术手段和传统教学模式相融合

课程组优化课程内容，采用信息技术手段和传统教学模式相融合的方式带动教学改革，辅以雨课堂等多种智慧教学工具成功地在校内开展混合式教学。

课程教学贯彻“以学生为中心、成果导向、持续改进”的理念，针对不同的内容模块，设置不同教学方法，注重培养学生的审辩思维能力。采用四种类型的教学模式：对于技能的培养，采用行为教学模式。对于知识获取、记忆及理解的，采用认知教学模式。对于以问题为导向的，采用探究式教学模式。对于工程建设管理各方角色扮演的，采用虚拟情境教学模式。

3.3 寻找学生的闪光点，因材施教

同时课堂教学以尊重学生个性、正视学生差异为基点，根据学生的认知水平、学习能力和岗位取向等差异，寻找学生的闪光点，因材施教，选择不同的教学方法，深入开展以学生为中心的互动式教学，以实现技术应用型、创新科研型等人才培养。

4 加强教学师资队伍建设

鼓励青年教师“走”出去，服务企业，增强教师工程能力。鼓励学科交叉，培养学科带头人、中青年骨干教师、优秀青年教师，完善双师型师资团队建设，以适应新工科背景下土木工程专业交叉学科教学的需求。

新工科背景下，推进产教融合既能增强本科生的综合能力，也能提高师资队伍的水平。在推进产教融合的过程中，教师的观念由重理论转变为重实践，由重模式转变为重创新。高校教师必须具备一定的实践能力来指导学生在校内的实践活动，但是由于高校中的年轻教师大多是其他高等院校的毕业生，刚毕业不久，其工程实践经验和能力较为缺乏，无法对学生进行很好的指导。因此，安排青年教师去施工现场或施工单位实习，进行一段时间的锻炼，积累实践经验，可以为指导学生的实践活动奠定基础。

5 新时代新工科，产教融合，开展平台建设

产教融合，体现新时代新工科产、学、研、用相结合，建立设计院、施工企业及科研院等多层次实践平台，将企业老总请进课堂，讲述国际前沿实例；鼓励学生“走出去”，参与实际工程，指导学生用工程理论解决实际问题，勇于探索，着重提高学生创新能力以及国际竞争力。

在新工科背景下，既要注重学生的实践能力与创新能力，同时要求学校搭建多方面多样化的校企合作平台，为学生提供更多、更好的实践机会，让学生在实践中提高创新能力，了解产业发展。在校企合作模式下，企业比学校更了解实际工程的具体情况，由企业高管和教师共同决定学生的实践活动有利于增加实践活动与产业发展的结合度。由于企业的参与，增加了学生深入施工现场学习和与实际工程中的技术人员直接交流的机会，还可在允许范围内观摩每一道工序的具体操作。这有助于学生积累实际经验，为日后参与工作奠定基础。由此可见搭建多方面多样化的校企合作平台的重要性和必要性。

6 结论

新工科背景下，通过开展金课建设、完善教师团队、创新实践平台建设等方面开展教学改革，让传统的土木工程专业发挥出更加强大的效应，进而提升教学质量。培养面向未来国家建设需要和社会发展需求，基础理论扎实、专业知识宽广、实践能力突出，具有爱国主义情怀、创新能力、国际视野和领导才能的专业人才，以适应新时代“新工科”的发展需求。