“新工科”背景下土木工程专业人才创新能力培养探索——以新疆理工学院为例

张震 张灵通

新疆理工学院 新疆阿克苏 843000

我校土木工程专业以“面向现代化、面向工业界、面向未来”为指导思想，以培养应用型、具有创新精神和实践能力人才为总体目标，具有极强的工程实践性。改进土木工程专业人才创新能力培养模式，推进人才创新能力培养探索、建设，是现在比较急迫、重要的教育任务之一。本文以新疆理工学院土木工程专业为例，针对如何提高土木工程专业人才创新能力培养进行了探讨。

1 现状分析

作为应用型本科院校，土木工程专业当前人才创新培养体系已呈现出不足之处，具体体现在以下四点：

一是创新培养综合性不足，能力培养重视不够。主要反映在教法单一上，重理论知识讲授育，轻创新能力培育，无法实现分类别、多维度的创新教育，阻碍了学生创新意识的拓展，不利于培养创新型人才。

二是知识和能力更新滞后，供给不足。主要反映在实践育人模式上，人才培养过程中，往往局限于本校的资源，协同育人不足、实践知识和理论更新不及时，发展滞后于企业实践，不符合企业的需求，知识和能力供给无法完成土木工程专业高素质应用型人才培养任务。

三是培养体系守旧，内容缺乏创新。主要反映在实验教学环节上，实验教学内容陈旧、教学方法不创新、组织形式守旧等现象突出，未体现学生为中心的教学理念。

四是创新培养的条件局限，开放性不足。主要反映在实验室开放度不够，学生将理论转化为实践的动手机会不多，主动的创新能力不能得到激发，本就不足的实践创新想法不能发挥、拓展。

2 “新工科”背景下人才创新能力培养的探索

从目前存在的四种突出问题出发，以提升学生的自主创新能力为目的，通过培养体系的创新、育人模式的拓展、实践教学体系的完善、开放实验室机制的建立等，深入探索人才创新能力的培养新模式。

2.1 培养体系的创新

针对“创新培养综合性不足，能力培养重视不够”的问题，从培养要求出发，丰富第一、第二、第三、第四课堂的内容，建立模块，增强四课堂的融合。根据教学质量国家标准及应用型人才培养目标的需要，通过“学习、研究、实践、创新、拓展”等多样化教学内容设计，从知识体系建构、工程知识及工程能力培养、科研及创新能力培养、人文底蕴及国际视野培育、服务能力提升、社会责任及国家情怀培养等培养内容出发，以强化人才培养的综合素质为目的，构建矩阵式“四课堂”融合培养体系(见图1)。

图1 “四课堂”融合培养体系

2.2 育人模式的拓展

针对“实践教学知识和能力滞后，供给不足”的问题，通过加强与其他高校、相关企业的沟通交流，建立长效合作育人机制，增强产学研结合，使得人才创新培养拥有强大的后盾资源。实施“产学研协同”育人模式，校校协同，通过师资共享、学生交流、课题协助、学科前沿资源共享等方式，加强与南疆其他高校的沟通交流，促进学研互动，保障本专业人才创新能力培养的资源供给；校企协同，创建校内外实践创新教学基地，协同制订实习方案，采取“双导师制”育人模式，以企业实际工程项目驱动，按照企业标准管理学生，建立校企合作长效机制，破解土木工程人才培养滞后于实践的困局。两者结合，构建“产学研协同”育人模式，保证学生知识和能力供给。

2.3 实践教学体系的完善

针对“实践教学体系守旧，内容缺乏创新”的问题，对实践教学环节中的实验教学进行改革。加强对传统实验教学体系的比较研究、案例分析，深入了解、系统掌握实验教学各环节中的不足之处，以学生为中心，以提升学生实践能力为目的，对实验教学的各环节进一步充实、改革、创新。坚持以学生为中心的原则，创新实验教学的内容、方法、组织形式及考核方式，构建“四环一中心”教学体系(见图2)，创新实验教学的内容、方法、组织形式及考核方式，学生由“被动”变“主动”，由“灌输式”变“启发式”，由“教师主导”变“学生主导”，激发学生的学习积极性和主观能动性，以此提高学生的综合素质和创新能力。

图2 “四环一中心”教学体系

2.4 开放式实验室机制的建立

针对“创新培养的条件局限，开放性不足”的问题，通过建立“四位一体”开放式实验室机制(见图3)，开放本专业的实验室，增加学生的创新实践机会，提升创新本领。一是整合各课程的实验资源，建立实验课题库、开放实验室，学生在扎实学习理论知识的基础上，自行组成科研团队，选择实验课题，开展试验前主动查阅资料、制定试验手册，遇到无法解决的问题时主动找老师解答，从而循序渐进地提升科研、创新能力，增强自主创新意识；二是以开放式实验室为根据地，以教师科研课题为依托，鼓励学生参与到相关的科研课题研究中，同时定期开展交流探讨沙龙，营造积极向上的创新氛围，使学生能够主动地开展创新工作；三是学生可以提前联系导师，拟定自己的论文选题，做好论文的各项准备工作，查阅资料，利用开放实验室提前做好选题所需的试验，并收集处理各项数据，这样既有利于学生完善自己的毕业论文，又能使学生学会规划自己的科研工作、提升撰写科研论文的水平，展开创新性、前瞻性、高阶性的学习，提高分析、探究、解决科研问题的能力，提升学生的创新精神，为后期进入更高层次的学习打下坚实的基础；四是吸纳学生积极参与实验室的建设、管理、完善、服务等各项工作，本专业实验室多、试验设备杂、科研任务重，部分试验设备需定期检修，实验室管理工作量繁重，若是仅仅靠老师来进行处理，较为困难，通过开放实验室对参与进来的学生进行专业性培训，合理安排辅助工作，其一可减轻教师的压力，其二可让学生产生主人翁的意识，其三可为学生开展实验研究提供便利。

图3 “四位一体”开放式实验室机制

3 实施成果

通过构建矩阵式“四课堂”融合培养体系、“产学研协同”育人模式、“四环一中心”教学体系，实施“四位一体”开放式实验室机制，土木工程专业培养体系得到优化，学生创新意识和创新能力得到提升。

一是以“新工科”为背景，结合理论与实践，通过调研、座谈、交流研讨，最终形成了一套符合我校发展的土木工程专业人才创新能力培养方案，积极发挥创新机制对人才培养和学科建设的带动作用，加快教育教学成果向现实生产力的转化，促进土木工程专业人才创新能力的培养。

二是校校合作、校企合作力度加强，创新教学平台基本搭建完成，全方位协同育人机制基本建成。比如，和南疆部分高校建立了战略合作伙伴关系，与阿克苏青松建化、四方设计院、辽宁市政设计院等企业建立了校企合作关系，搭建了校外实训基地。

三是进一步优化了本专业的教学组织、教学方法，制定课题小组式研究选题库，改进教学环节，使得“四课堂”融合培养体系得以实施，课堂生态良好。

四是吸纳了本专业2%以上的学生参与到教师的科研课题或科研小组，积极开展研究性学习，提升学生理解、探究、化解问题的能力；学生积极参与“全国大学生BIM设计大赛”“鲁班杯”全国高校BIM毕业设计大赛、“挑战杯”等各类竞赛，竞赛参与度及获奖情况大幅提升，如指导学生获得第二届全国大学生智能建造与管理创新竞赛“优胜奖”、2022年“鲁班杯”BIM结构设计大赛中获得全国“三等奖”；指导学生申报“互联网+大赛”项目五项，申报小计创新创业大赛项目三项并已顺利结题。

五是学生提前选题，校企共同指导，学生利用开放式实验室开展相关试验。聘请了部分企业工程师直接担任导师，在学生开展开放式试验时进行指导，同校内老师共同承担学生的创新能力培养任务，从而使培养的毕业生有韧性、有创新性，毕业后可以适应企业需求。

结语

不断提升学生创新能力是一个复杂且重要的课题，本文提到的改革探索虽能较好地提高学生的创新能力，也获得了一定的成果，但投入较大，涉及的学生多为优秀学生且数量较少，效果还没有真正显现开来，培养学生的创新能力非一日之功，需要不断地努力和探索，持续地付出和投入，必将获得理想的结果。