土木工程创新性人才的培养研究

范小平

（湖北工业大学）

一、引言

随着经济全球化的加剧，国与国之间的竞争日趋激烈，这归根到底还是人才的竞争，这在教育界已形成共识。培养人才的源头在于教育，高等院校的根本任务就是为国家培养人才，然而当下我国还不是一个创新型国家，国家的整体科技水平不高，原因可归咎于大学所培养的创新性人才不足。曾有一位科学家指出，我国高等教育的短板就是没能按照创新人才培养模式去培养人才，因此出不了特别卓越的人才、在科学技术上创新的拔尖人才[1]。他指出了阻碍我国经济发展的瓶颈问题，同时也强调创新人才培养的重要性和紧迫感。因此，怎样才能培养出创新性人才，是我国高等院校特别是一些工科院校所面临的一项重要课题。文章根据土木工程专业的特点，探讨了如何培养创新性人才问题。

二、什么是创新人才

培养创新人才，首先要弄清楚什么是创新人才，创新人才具有什么特质。所谓创新人才，简单地解释，就是指哪些本身有创造能力，即具备创造素质，通过不断地创新探索而获得一定创新成果的人[2]。具体来说，创新人才通常具备丰富的理论基础知识，且知识面涉猎十分广泛，人格完善，具有开放、灵活、想象力丰富、对任何事物充满好奇的个性，表现出不安于现状、乐于冒险、勇于探索未知世界的精神。他们往往观察能力敏锐，善于在实践中发现问题，有自己的真知灼见，并能用所掌握的知识灵活完美解决问题，进而获得创新性的成果。像牛顿、爱因斯坦，还有当代的诺贝尔物理奖获得者杨振宁博士等，就是创新创造性人才的典范。进一步提高我国高校的教学质量，培养创新型人才，对建设创新型国家具有十分重要的战略意义。

三、土木工程创新人才培养存在的问题

（一）传统的教学方法制约着对学生创造能力的培养

传统的教学方法关注的是知识的传承和知识的灌输，以教师的讲授为主，它被形象地称为“填鸭式”教学，这种教学方法比较单一，教师在讲台上，学生在下面听，其实质是以教师为中心、课堂为中心、教材为中心的教学理念。这种教学方法在我国一定历史时期进行知识的传播发挥过巨大的作用，但在大力提倡创新人才培养的今天，逐渐暴露出许多问题。主要体现在以下几点：第一，这种以教师为中心的教学方式，造成学生只是知识的学习者，而不去思考问题本质，限制了学生学习的主观能动性和想象力的发挥。这种“填鸭式”的教学过程片面地强调以教师为中心，而忽视了接受知识的主体对象是学生，学生的思维活动只能听从教师的指挥，没有自己的思考空间，长期下去，会极大地扼杀学生的创新意识，泯灭了学生的创新激情，这也是现代教学不愿意见到的效果。第二，这种以课堂为中心的封闭的教学方式，造成学生学而不用，导致缺少创新的土壤。学生不能接触社会这个创新的土壤，就不能去发现现实中的问题，也就不能够提出问题，更谈不上解决问题，创新创造能力也得不到锻炼。第三，这种以教材为中心的教学方式，导致学生学而不研，会极大地限制学生独立思考问题的能力，教师把教材当作圣旨，学生紧跟教师走，不敢对教材中的内容提出任何异议。耶鲁大学校长雷文曾就中国学生发表过自己的看法，他认为，中国学生普遍学习刻苦，但就是太“听话”了，不敢向老师挑战，不敢同老师争论[1]。这说明我们的传统的教学方式存在弊端，阻碍了对创新人才的培养。

（二）实践教学环节薄弱，限制了学生创新能力的培养

土木工程是一个实践性很强的工科专业，实践对于该专业来说是一个很重要的环节。实践作为课堂理论教学的一个补充，它通常包括以下几个形式：实验、实习、课程设计、毕业设计等，虽然课时量在总课时量中的占比较以前有所增加，但实践教学仍然是一个薄弱环节，教学效果不尽如人意，如实验教学中，实验课开设的多是一些验证性实验、演示性实验，设计性和专业性实验较少，这样的实验课怎能激发学生的创造性思维和研究兴趣？[3]再如课程设计内容陈旧，与实际工程项目脱钩，联系不够紧密，学生又怎能提出问题，而且有创造性地加以解决？实践教学暴露出诸多问题，而这些问题制约了对学生创新能力的培养。

四、土木工程创新人才培养的对策

（一）采取科学的教学模式

教学模式要做到与时俱进，随着时代的发展作一些变革和调整。

（1）在教学方式上，必须变革传统的“填鸭式”的教学方式，根据课程特点和课程内容，可以灵活采用适宜的教学方式，如启发式、案例式、问题讨论式等。例如在给学生讲授房屋建筑学课程中屋顶构造的时候，教师可以先设问屋顶构造的关键问题是什么？如何去实现？可以采用哪些方法？要求学生围绕屋顶构造这个专题展开讨论，教师仅仅起引导作用，学生成为整个教学的中心，从而激发了学生的求知欲望，调动了学生的学习的积极性和主动性，培养了他们独立思考问题、发现问题、分析问题、解决问题的能力。总之，在教学方式上要彻底改变传统的“以教师为中心”的局面，而变为“以学生为中心”，实现教学角色中心的转换，才能更好地培养学生的思维方式，使学生会学习，并遇到类似问题时能触类旁通。

（2）在教学内容上，要重视教材的选择和课程结构体系的设置。因为教材和课程体系直接决定了学生能获得怎样的知识结构，这对于人才的培养有着深远的影响。教材和课程体系结构也应随着科学技术水平的进步作相应的调整和变革。在教材的选择上，应该保持其先进性，应该能够反映本专业最前沿的科学技术成就，体现创新教育。课程体系结构的设置上，应该是开放和动态的，要紧跟当前的科技发展趋势。如土木工程中，随着BIM技术的兴起，我院就建立了BIM研究中心，课程体系中就加入了BIM技术应用课程。课程体系设置中要加强基础课程的教育，如美国加州大学伯克利分校把熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学作为本科生毕业生必须具备的素质之一[4]。另一方面，当前学科之间的交叉渗透现象随着科技的发展越来越显著，因此课程体系的设置应推崇跨学科教育、文理科渗透，增加选修课程的比重。这些有利于拓宽学生的基础、扩大专业的视野和增强适应能力，这也是创新能力培养所必须具备的素质。

（二）加强实践教学

土木工程是与实践结合非常紧密的一个专业，实践是对理论教学的补充和拓展，实践也是检验真理的唯一标准，只有将课本上的理论知识与实践结合起来，才会渐渐变得具体生动，学生才会加深对理论知识的理解。

（1）关于实习。土木工程的实习一般到工地进行，包括认识实习、生产实习和毕业实习，但由于受到实习经费的限制，以及施工单位考虑到自己安全生产的需要，他们对学生的各种实习都不愿意接受，即便同意学生实习也非常勉强。这导致学生无论进行哪种实习都是“走马观花”式，无法参与到施工过程实践当中去，无法完成学校制订的实习内容，实习效果欠佳。要想改变这种局面，必须实现学校和企业的实质性长期合作，建立足够多的校企合作实习培训基地。土建学院非常重视大学生素质的全面发展，我院的土木工程专业在北京、大连、深圳、苏州等地设有80余个教学实习基地，与中建三局、中铁大桥局等大型企业深度合作，开展课题研究，与东方雨虹防水公司开展校企合作，成立的“东方雨虹班”，成为校企合作培养创新型应用人才的典范，缩短了学生从学校走向社会的适应时间。

（2）关于实验。高校实验室在人才培养中一直占据着重要地位，为了更好地发挥实验平台的教学作用，必须对当前的实验教学状况作一些调整，比如尽量减少演示性实验、验证性实验的课时，增加设计性实验和专业性实验的教学学时，比如增加钢结构球形节点连接实验，钢筋混凝土简支梁力学性能实验等，在实验中，要求学生亲自动手制备试件，自己操作，记录数据和处理数据等，也就是实验的整个过程尽量亲力而为。经过训练，同学们的动手能力和处理问题的能力可以得到质的飞跃。另外，针对土木工程专业的实验特点，许多实验占据时间较长，为了确保实验质量，应加大实验室对外开放力度。另外，为了适应土木工程行业发展的需要，培养社会急需的BIM各方面人才，实验室应建设BIM教学与实训中心，增设BIM相关实验课程，实现BIM的本科教学[5]。

（三）搭建科研创新平台

科研是综合运用所学理论知识，采用科学的方法去探索某一学科上的未知问题或解决生产过程中的难点、问题，可见科研就是要创新，创新是科研的灵魂。为了实现学生的创新能力培养与教师的科研项目的结合，我校开启了“凌云计划”科研项目，鼓励大学本科生参与到教师的科研项目中，以获得基本的科研训练，旨在培养优秀科研人才。“凌云计划”具有探索性和创新性强、研究过程时间长的特点，大学生通过该科研过程的训练，其动手能力、数据处理能力、试验分析能力、论文撰写能力明显提高，并且取得了一系列科研成果。受训学生在教师指导下完成了EI检索论文2篇、核心期刊论文多篇。这段经历对受训学生来讲，是他们人生中的一笔财富，培养了创新思维能力，为他们未来就业或进一步深造打下了坚实的基础。此外，学生在科研实践中还相互协作、相互配合，因此对他们的协调能力、沟通能力、交际能力、组织能力等的培养也起到一定作用。

（四）构建课外创新竞赛活动体系

竞赛活动作为课堂教学的延伸，是培养土木工程创新人才的有效手段之一。土木工程专业可以构建的创新竞赛体系包括：“互联网”+大学生创新创业大赛、结构设计竞赛、测量竞赛、数学建模大赛、结构设计信息技术竞赛、力学竞赛等。通过参加学科竞赛可以提高教学质量，促进学科的发展。湖北工业大学土木与环境学院非常重视各学科的竞赛，并且取得突出的成绩，特别是结构竞赛更是成绩显著，自2013年以来获得全国大学生结构竞赛二等奖3项、三等奖3项，受到兄弟院校的一致好评。在2020年全国“互联网+”大学生创新创业大赛中也取得了不错的成绩。通过组织学生参与这些课外竞赛活动，激发了学生对专业的学习兴趣，加强了学生的理论知识结构体系，增强了他们的动手能力，显著提高了他们的创新能力。

（五）加强师资队伍建设

培养创新人才必须要有一支高质量的师资队伍作为支撑。当前，我院为了提高教师教学科研水平，采取了如下措施：（1）加强建设“生态环境岩土与河湖生态修复学科引智创新示范基地”，从一些著名的国内外大学和科研院所引进知名的专家学者开展学术讲座，以提高教师的科研水平。（2）考虑加强与相关企业的合作。我校采用聘评职称的时候给予一定政策倾斜，鼓励青年教师到工地现场挂职锻炼，提高实际解决问题的能力，同时也鼓励教师积极开展实用性横向科研课题的研究，以掌握行业的最新发展动态，提升教师的工程素质和专业素养，提高教学质量。另一方面，聘请行业专家和企业的高级工程师到学校给学生讲座，与教师交流。在学生毕业设计的时候，聘请了设计院的一线工程师给学生做兼职导师，指导学生做设计，合作培养学生。

总之，教师有了创新能力才有可能培养出有潜力的创新学生。

（六）加大创新经费的投入力度

培养创新人才的活动过程中需要充足的经费支持,如建立各种学生竞赛平台，组织学生到相关企业进行各种实习实践、实验室的建设和改造升级等，然而高校用于创新的经费不足，可以说经费问题已成为制约高校创新人才培养的一个瓶颈。学生创新经费的来源可以来自以下几个方面：一方面，作为创新人才培养的主体单位也就是高校，本身应该建立国家大学生创新教育培训专项基金，这是创新资金来源的主要部分；另一方面，可以争取地方政府每年从财政支出中抽出一定比例的经费用于支持大学生创新活动；第三，高校争取社会成功人士特别是出色校友进行捐赠来扩展经费的来源。当然创新基金的来源也可以来自与高校合作的一些企业。高校的创新经费充足了，创新人才的培养才有可靠的保障。

（七）推动创新人才的国际视野培养

随着国家综合实力、技术装备水平的迅猛发展，参与国际竞争力的日益增强，我国的交通土建承包项目在国际工程承包市场的份额不断增长，承担的国际工程项目遍及所有发展中国家，涉及建筑、铁路、港口码头、桥梁等众多领域，急切需要大量的具备国际视野的高素质创新型土木人才。培养的国际化土木工程创新型人才，既要掌握好专业知识，又要有良好的外语沟通能力。为此，学生应要加强外语的学习力度，教师在授课时可以采用双语教学等手段来提升学生的专业和外语综合能力。再者还应提高学生运用法律法规的能力去应对纷繁复杂的经济活动，这要求培养的土木工程创新型人才还需要懂得必要的经济法规。因此，要加强“工程经济学”“工程招标与投标”“工程项目管理”及“建设工程法律法规”等课程的学习，使学生具有一定的法律和管理知识，为学生日后工作中洽谈国际合作项目及熟悉合作方所在国的法律法规打下坚实的基础。

五、结束语

当下，我国正在实行产业的转型和升级，正在建设一个创新型国家。创新是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是一个国家和民族进步的灵魂，增强经济竞争力的关键在于科技创新，一个没有创新力的民族难以屹立世界民族之林。创新人才的培养，是我国教育，特别是高等教育所要承担的重要责任。然而创新人才的培养绝不是一件容易的事情，俗话说，“十年树木，百年树人”，可见人才的培养要经历漫长的过程，需要国人不懈的努力和探索。对于土木工程创新人才的培养，高校要结合自身实际情况,根据专业的特点,坚持实践出真知，勇于创新教学策略，土木工程才会迎来更加灿烂辉煌的明天。