新工科背景下土木工程专业实践教学体系的构建

郭国梁 杨楠 王洪志 张学元 吕春 屈恩相 丁晓雅

(齐齐哈尔大学建筑与土木工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

为适应新一轮科技革命和产业变革的新趋势，支撑服务创新驱动发展，更好地配合“转型升级”、“中国制造2025”“互联网+”、“一带一路”等一系列国家战略的实施，2017年以来教育部便以加入国际工程教育《华盛顿协议》组织为契机，积极推进新工科建设，并发布了一系列重要文件，明确了新工科的研究和实践要围绕工程教育改革的“新理念、新结构、新模式、新质量、新体系”开展。目前全国各高校也在紧抓契机主动布局新工科背景下的教学改革，努力提高学生的实践能力与工程创新能力，确保学生能够运用新的技术解决工程实际问题。

中国是世界上最大的土木工程大国，土木工程是国家的支柱性行业和产业，而当下土木工程行业正面临前所未有的新机遇和新挑战，大量新理念、新技术的推广与应用，迫切需要培养大量新兴工科技术型人才作为支撑，也迫切需要构建与完善能够满足新工科需求的实践教学体系。

1 地方高校土木工程专业实践教学中存在的问题

1.1 实践教学体系不够完善

实践教学涉及到多方的切身利益。从学生层面来讲，他们迫切希望通过实践教学能够学以致用，并学习到一些实用的行业技能，从而进一步提升自身实力，增强核心竞争力。从学校层面来讲，既希望学生进入施工现场进行实习学习本领，同时又特别担心实习的安全问题。从企业层面来说，一方面希望学生能够实习较长的时间，另一方面也希望学生实习完毕后能够在本单位就业。除此之外，生产实习与毕业实习采用分散实习方式的比例较高，学生分布在全国各地，指导教师难以到现场指导与检查，学生到岗情况、实习任务完成情况缺乏监督，甚至存在学生假实习的现象。如何使实践教学形成一个完整的体系，通过行之有效的制度切实维护各方的利益，提升实践教学质量，目前做的还远远不够。

1.2 实践教学师资力量不足

目前，中国地方性高校的教师大部分都是从研究生或博士毕业后就直接进入校园，从事教师行业，理论知识非常丰富，但普遍缺乏实践经验。而进入校园后，又忙于教学与科研，缺乏与工程实际的联系，实践能力不能与时俱进、逐步提升，导致“双师型”教师比例偏低，不仅不能满足实践教学的需要，而且还在一定程度上制约着实践教学质量的提高。

1.3 实践教学基地不能满足实践教学的需求

对于土木工程专业而言，实践教学的主要场所就是实践教学基地，其能否满足实践教学的需求，直接关系到实践教学与人才培养的效果。目前，对于地方高校而言，无论是实践教学基地的数量还是质量均存在跟不上实践教学需求的现象。其原因主要有以下几方面：一是由于高校不断扩招，学生数量越来越多，导致实践教学基地的数量不能满足实践教学的需求；二是随着经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，学生希望能够到更高质量的甚至是能够直接就业的单位实习，而现有的实践教学基地大多都位于省内，不能满足学生对实践教学基地质量的要求；三是学校与企业对于共建实践教学基地认知与侧重点各有不同，实践教学基地的建设存在较多的困难。

1.4 实习与就业不能相辅相成，相互促进

当下在大学生就业难的背景下，实习又被赋予了促进学生就业的新职责，学校希望通过实习，增强学生与用人单位之间的相互了解，帮助学生尽早就业。但从历年就业情况可以看出，只有很少数的同学就业于所实习的单位，实习与就业还不能达到相辅相成，相互促进的效果。其原因是多方面的，但主要还是实习单位不能满足学生薪资待遇以及职业发展空间等方面的需求。

2 齐齐哈尔大学土木工程专业实践教学体系的构建与完善

作为地方高校的齐齐哈尔大学，其土木工程专业实践教学同样也遇到了一些地方高校的共性问题，为了满足新工科的培养需求，扎实提高实践教学质量，近年来针对专业自身特色与地域优势进行了一系列的改革与探索，逐渐形成了“一个中心，五个支撑”的实践教学体系，如图1所示。其中： “一个中心”既是实践教学的核心，也是最终目标，即提高学生实践能力与工程创新能力；而“五个支撑”则是以人才培养方案为出发点，以就业落脚点，本着一切为了学生的初衷，依托虚实结合、产教融合协同育人、学科竞赛等环节，分层次、逐步培养学生的实践能力与工程创新能力。

图1 “一个中心，五个支撑”的实践教学体系示意图

2.1 结合人才培养方案修订构建与完善实践教学体系

紧密围绕新工科型人才的培养目标，土木工程专业在2019年修订了人才培养方案，制定了更加符合新工科理念以及专业认证标准的培养目标与毕业要求，重点突出创新创业教育，以创新教育为基础，以创业教育为载体，深入开展以培养学生社会责任感、创新创业精神和实践能力为导向的创新创业教育，构建由创新创业理论课程和创新创业实践活动有机结合的“开放型、实践型、创新型”的人才培养模式，促进学生创新精神、创业意识和创新创业能力培养。

表1列出了齐齐哈尔大学土木工程专业人才培养方案中实践教学的开设情况。由表1可以看出，人才培养方案中的实践教学紧密围绕新工科人才培养要求，从大一入学一直贯穿到大四毕业，注重学生工程实践与工程创新能力的培养。其中集中实践教学占16学时+22周，以各类实习为主，各类课程设计为辅；创新创业教育占72学时+2周，以各类职业技能教学课程为主，创新综合实践为辅。

表1 土木工程专业集中实践教学与创新创业教育的开设情况

2.2 虚实结合构建与完善实践教学体系

“虚实结合”的实践教学体系由真实设备实践教学和虚拟环境实践教学组成。“实”是指在实验室、实习基地、工地等实际环境中进行真实的实践操作，“虚”是利用虚拟仿真技术等信息化技术手段进行仿真性、重复性、多层次的实践教学。在实践教学体系中引入先进的虚拟仿真技术，构建虚实结合的实践教学体系，有助于提升实践教学的质量，提高学生的综合素质。

土木工程专业传统的实践教学主要包括土力学实验室、材料实验室、结构实验室、流体力学实验室等各类实验室以及与省内多家建筑施工企业共建的实习基地。土木工程虚拟实践教学主要依托学院的仿真实训中心（图2），采购了施工虚拟仿真实训软件、BIM软件、工程造价软件、PKPM结构设计软件等。将行业新技术和新工艺融入实践教学过程中，并合理分配虚实学时，以实为主，以虚为辅，二者相辅相成，通过多类型不同形式的操作和训练来达到实践教学的目的。

图2 仿真实训中心全景图

2.3 产教融合协同育人构建与完善实践教学体系

2.3.1 搭建产教融合协同育人平台

围绕专业定位，以产业需求为导向，以企业为主体，专业和企业、行业专家协同制定培养方案，专业依托企业项目推进实施产教融合、协同育人，用实境育人。在具体实施过程中，依托认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节，通过派遣学生在企业参观、顶岗实习或完成校外毕业设计，使学生深度参与到企业的项目中，进一步加强学生工程实践能力、创新能力和创业意识的培养，使毕业生后能够获得从事本专业领域工程设计和科学研究的初步能力，实现了人才培养与产业需求的紧密衔接。

2.3.2 加强产教融合协同育人的师资队伍建设

作为参与者与引导者，高校教师在产教融合协同育人实践教学体系中发挥着极其重要的作用，应高度重视高校实践教学师资队伍建设，努力提升高校教师的实践教学能力，使其更适应于产教融合、协同育人的实践教学体系。为此，专业坚持开展青年教师社会实践和创新能力培养工程，按照专业建设需要和拟派教师的专业背景，确定培训目的、培训内容、考核指标和方式；以实习基地和研发基地为依托，面向工厂、科研院所等单位进行社会实践、工程训练、科技服务、科研合作。从而适应了新时代我国高等教育改革和发展的新形势，打造了一支能够满足实践教学需要的高水平“双师双能型”教师队伍，提高了本科实践教学质量，更好的满足了应用型人才培养的需要。

2.4 依托学科竞赛构建与完善实践教学体系

学科竞赛具有显著的实践性，实践教学体系的构建与完善必须以提高学生实践创新能力为中心，促进学生全面参与学科竞赛，有效开展大学生学科竞赛活动，从而进一步提高人才培养质量。齐齐哈尔大学建筑与土木工程专业从成立以来一直鼓励和支持学生与老师参加各类学科竞赛，并将学科竞赛获奖作为学生评优与教师评职的量化考核标准之一，构建了院级、校级、（省）市级和国家级竞赛的层层选拔机制，把学科竞赛融入到日常实践教学活动中，将学科竞赛与课程设计、开放实验、各类实习有机融合，形成以学科竞赛为依托，以培养应用型创新人才为目标，以赛促教、以赛促学、以赛促训的实践教学体系，并取得了优异的成绩，如2020年我专业学生获得了第十四届全国大学生结构设计竞赛黑龙江省级一等奖、国家级三等奖。

2.5 以提升就业为导向构建与完善实践教学体系

实践教学与就业之间有着密不可分的联系，构建与完善以就业为导向的实践教学体系，一方面，可以让学生充分了解就业环境、社会职业岗位和社会现状，增强就业积极性；另一方面，可以使学生掌握最新的技术和技能，提高自身竞争力，增加就业的成功率。我专业始终坚持以提升就业为导向构建与完善实践教学体系，积极推进以实习促就业、以校外毕业设计促就业等工作，努力培养能够适应市场需求的人才，极大地促进了学生的就业，近3年就业率均超过95%。

3 结语

在大力推行“新工科”的背景下，地方本科院校土木工程专业应以就业为导向，依托各类学科竞赛，采用虚实结合、产教融合、协同育人的教学方式，并积极修订人才培养方案，努力构建与完善其实践教学体系。这有助于增强学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力，并促使学生积极就业，使学生成为引领未来技术和产业发展的高素质复合型人才，为未来祖国社会发展做出更多的贡献。