“321”培养模式下的土木工程递进式实践教学体系

周广盼，张于晔，范 进，蒋冬启，张 宁

（南京理工大学 理学院，江苏 南京 210094）

引言

当今，高等教育面临着新科技革命与产业变革、大国博弈和新冠肺炎疫情影响三大变局，亟待开展面向未来的人才培养模式改革，面向国家和国防需求的拔尖人才培养，以及面向新形势、新要求的课程教学改革［1］。国家提出了“四新”“双万计划”、工程教育改革试点、卓越工程师教育培养计划2.0等新战略［2］。本科人才培养方案是改革的破局点，南京理工大学为培养创新型精英人才，构建了“321”人才培养模式，即开展通识、学科、专业3个培养阶段，培养目标依次为强基础、促融通和重选择；培养行业精英和学术领军两种类型人才，前者注重复合交叉和工程实际技能训练，培养学生解决复杂工程问题的能力，后者注重本研贯通衔接，着力提升学生学术创新思维；最后，一人一方案，建立基于本科生导师制的导学机制，逐一帮助学生找准发展方向、设计实现途径。

实践教学是土木工程专业本科人才培养链条上至关重要的一环，但高校实验课程、实践环节种类繁多，相互之间较为独立，关联性不强，如何将教学内容有机整合，构建多层次、递进式实践教学体系，值得深入探讨和研究。

一、土木工程专业实践教学环节存在的问题

根据习近平总书记关于教育的重要论述［3］，教育改革必须更加注重改革的系统性、整体性、协同性，以改革激活力、增动力，这为教育改革发展提供了科学的方法论。目前，高校土木工程专业实践教学存在的问题包括：（1）实践教学主线不清晰，未体现层次性和递进式，不能满足学生的不同发展需求［4］；（2）对思政元素挖掘不够深入，或可有可无，或突兀插入，没有做到有机融入［5］；（3）各实践环节对培养目标、毕业要求的支撑关系不够清晰，教师不能有的放矢地开展相关教学活动［6］；（4）考核方式过于单一，未遵循“两性一度”标准［7］；（5）部分实践环节的教学内容重复陈旧，没有做到与时俱进［8］；（6）校企合作不够深入，受新冠疫情影响，不能充分利用已建立的实习基地，线上实习效果大打折扣［9］；（7）青年教师工程实践经验需要增加，没有相关机制保障和促进教师参加生产实践［10］。

二、实践教学体系改革探讨——以南京理工大学土木工程专业为例

（一）四层次递进式实践教学体系

基于南京理工大学“321”人才培养模式，结合2022版本科人才培养方案修订工作，土木工程专业构建了“基础—专业—综合—创新”四层次递进式实践教学体系，打通实验课程、课程设计、项目实习、科研训练、毕业设计（论文）、研究生课题间的壁垒，主要环节（如表1所示）。

表1 土木工程专业“基础—专业—综合—创新”四层次递进式实践教学体系

另外，面向行业精英和学术领军两种类型人才设计内涵和要求，打造不同的实践实训培养路径。根据学生能力，在进行科研训练和毕业设计（论文）拟题时注重层次性，鼓励早拟题、早双选、早发布，并与前期综合实践项目衔接，鼓励和吸引学生早进实验室、早入科研团队，保证项目的延续性。针对学术领军型学生，侧重于学科前沿项目和跨学科创新项目训练，逐级提升项目挑战度；针对行业精英型学生，侧重于强化工程实践和专业拓展训练，将企业行业的尖端前沿项目转化为综合实践教学内容。科研训练实行中期分流，难以完成课题研究的学生通过选修开放性实验等补足学时，将科研训练的进展情况作为推荐免试研究生资格的重要参考条件。

（二）明确各环节德育目标和课程思政融入点

随着“一带一路”倡议的不断深入，土木工程专业依托南京理工大学军工、国防方面的背景和学科优势，秉承“军民融合”“理工融合”的新工科办学理念，强化忠诚报国教育，传承军工匠心，培养学生形成“顾大局、甘奉献、有担当”的特质，着力培养学生“中国工程师”责任意识。组织各实践环节教师重新撰写大纲，明确各环节德育目标和课程思政融入点。

（三）建立各环节支撑毕业要求的对应关系矩阵

基于OBE教育模式，结合《工程教育认证标准》中对于12条毕业要求的规范［11］，建立了各实践环节支撑毕业要求的对应关系矩阵（如表2所示），其中，H、M、L分别表示高、中、低相关度，并在课程大纲予以明确。

表2 各实践环节支撑毕业要求的对应关系

（四）改革考核方式，提升学业挑战度

根据教育部“两性一度”要求，教学方式需要呈现互动性，合理提升学业挑战度，因此，各教学团队使用翻转课堂教学模式，增加生讲生评、生问生答和小组讨论等环节。此外，根据各实践环节支撑毕业要求对应的指标点在教学大纲中明确相关知识点、考核形式及成绩比例，包括考勤、随堂测验、习题、大作业、报告、分组汇报、口试、笔试等，并建立优秀、良好、中等、合格所对应的评判标准。

（五）更新实验课程、实践环节教学内容

在2022版培养方案中，实验课程、实践环节内容总体更新率达到30%，实践学分比例达到专业总学时（必修）的30%，减少演示性、操作性实验，设计性、综合性实验达85%。在“综合”和“创新”层次，重点加强实践教学的跨学科交叉，注重利用学校建立的“力学与土木工程创新工作室”等30余个X·Space品牌高水平创客空间、250余项开阔学生学术视野的综合性、创新性开放实验项目及校外合作实践基地（见表3），将教师科研项目、全国大学生结构设计竞赛、结构设计信息技术大赛、岩土工程竞赛、BIM竞赛等学科竞赛题目转化为科研训练和毕业设计（论文）题目。此外，通过3D场景制作、平台搭建、VR设备购置，新建“混凝土板爆炸荷载下的破坏过程虚拟仿真”实验项目1项。

表3 土木工程专业校外合作实习、实践、实训基地

（六）建立线上线下混合式实习平台

在新冠肺炎疫情常态化防控的背景下，针对认识实习、工程地质实习、生产实习等校外实习环节，本专业建立了线上线下混合式实习平台，可根据疫情发展情况，调整各实践环节课时安排。通过增加线上考勤、线上互动、专家讲座、优秀视频资源库等措施，保证线上实习不缩水。

（七）建立青年教师工程实践保障机制，鼓励教学与科研相结合

本专业成立了土木工程专业教学委员会，制定了《南京理工大学理学院关于提升土木工程专业青年教师工程实践能力的若干措施（2019）》，规定了青年教师参与工程实践研究的年度最低要求，以保证教师的工程背景能满足实践教学的需要。此外，土木工程专业促进实践教学与理论教学深度融合，推进项目引导式实践教学改革，支持大学学术团队开展项目引导式改革试点。本专业教师将科研与教学相结合，指导学生参加竞赛所获部分奖项如表4所示。

表4 土木工程专业学生竞赛获奖

结语

南京理工大学土木工程专业基于学校“321”本科人才培养模式，结合国家一流本科专业建设和2022版本科人才培养方案修订工作，构建了“基础—专业—综合—创新”四层次递进式实践教学体系，明确了各实践环节德育目标、课程思政融入点、支撑毕业要求的对应关系。通过改革考核方式，提升了学业挑战度，更新了实验课程、实践环节教学内容，建立了线上线下混合式实习平台和青年教师工程实践保障机制，鼓励教学与科研相结合，大大提高了学生的参与度和获得感，培养了学生“中国工程师”责任意识。学生获得了挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、“创青春”全国大学生创业大赛金奖、全国大学生结构设计信息技术大赛特等奖、江苏省高校创新创业“金种子”孵育活动五星级项目等多项奖励，为今后成为行业精英、学术领军人才打下了坚实基础。