基于“项目+导师团队制”的土木水利专业学位研究生培养模式研究

许有俊，林洪泽，张旭

（内蒙古科技大学 土木工程学院，内蒙古包头 014010）

高技能人才是国家人力资源的重要组成部分，也是我国现代化建设的基础性、战略性支撑[1]。2022 年10 月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于加强新时代高技能人才队伍建设的意见》，提出力争到2035 年，技能人才规模持续扩大、素质大幅提高，高技能人才数量、结构与基本实现社会主义现代化的要求相适应。研究生教育是国家培养具有创新意识和自主创新能力的高水平人才的重要途径[2-3]。专业型研究生毕业后将更多地从事技术或管理工作。高校主要通过引入工程实际问题，培养学生解决工程实践问题的创新能力，实现专业学位高层次应用型人才的培养[4-5]。随着土木工程学科与人工智能、物联网、大数据等学科的交叉融和，传统研究生的培养模式弊端凸显。单一导师培养模式存在专业领域过窄、思维方式局限等问题，“校内导师+企业导师”的双导师培养模式则存在校内导师与企业导师缺少实质性的项目合作在指导研究生方面脱节的现象，这不利于研究生创新能力和实践能力的培养。

为此，针对土木水利专业学位研究生培养模式存在的问题，本文提出“项目+导师团队制”研究生培养模式。“项目+导师团队制”是将项目驱动学习和导师指导相结合，以研究项目为纽带，构建分工明确、学科背景优势互补、知识结构不同的校企导师团队，以团队形式对研究生进行多对一指导，协助学生制定项目计划，提供技术支持和建议，监督项目进展，并在项目完成后提供反馈和评估。让学生在实际项目中获得经验，提高他们的实践能力和解决问题的能力。通过导师的指导和支持，学生可以获得专业的指导和建议，有助于提高项目质量和效率。通过这种方式，能够拓宽研究生的科研视野，丰富研究生专业技能的多样性，满足行业发展对专业人才的需求。

1 土木水利专业学位研究生培养现状

为了满足现代企业创新性发展的要求，培养具有较强实践能力的高层次应用型人才，各高校对土木水利专业学位研究生的培养越来越重视，许多高校已经建立了完善的教学体系和管理体系，制定了专门的培养方案，并组织了一系列的教学、科研和实践活动[6-8]。一些高校也加强了对学生职业素质的培养，鼓励学生参加各种实践活动，提高学生的实践能力和综合素质。

然而，传统的单一导师培养模式和校企双导师培养模式依旧存在实践环节不完善、学生学术研究创新意识不足、师资队伍建设不完善、学术交流平台不足等问题。在单一导师制下，研究生往往只能接触自己导师的研究领域，难免会出现学习知识不全面、技能发展不多样的问题，导致研究生考虑问题时存在一定的片面性与局限性。同时，在这种“一对一模式”下，因受到其他因素的影响，导致导师的精力和时间不足时，难以给予研究生充分的指导，研究生的科研进度会受到影响。此外，单一导师由于研究领域及学科背景的局限性，往往很难对研究生进行跨学科的交叉培养，培养研究生科研能力的方法比较单一，此外，有些导师偏重基础理论研究，在研究生培养过程中未能给予研究生很好的实践指导，难以适应时代快速发展对研究生能力的多样性要求[9]。在单一导师培养制下，研究生的学习往往缺少团队协同工作的背景，不利于培养研究生的团队精神及沟通合作能力。

在校企双导师制下，学术导师与企业导师往往在学术水平、学术重心方面存在差异，且双方在指导研究生时存在一定的脱节。由于校企双方导师在同一研究项目中的侧重点不同，就研究生选题方向会产生分歧，这就导致了研究生在学习过程中会出现研究中心不明确、研究方向不清晰等问题。此外，由于学术导师与企业导师所从事的工作不同，一方更专注于科学研究，另一方更专注于现场工程，导致校企双方导师对研究生的评价标准及培养目标产生分歧，影响人才培养目标的达成[10]。此外，传统的校企双导师培养模式存在联合培养机制不健全和企业实践平台不完善等问题，很多研究生进入企业实习接触的工作内容较少，未能真正了解企业的核心技术和管理理念[11]。

2 基于“项目+导师团队制”的学位研究生培养策略

2.1 建立健全“项目+导师团队制”管理机制

管理机制是“项目+导师团队制”研究生培养模式能够成功的重要保障。健全的管理机制可保证导师团队的协作效率、沟通效率和研究生的培养质量。考虑导师的学历结构、职称结构、年龄结构、工程经验等并不完全相同，构建导师团队的遴选制度与组织结构，明确各位导师的职责和分工，调动团队内导师的积极性与创造性，建立导师团队沟通交流机制、例会制度、团队评价和激励机制。制定研究生阶段达标条件，对于科研进程完成效果良好的研究生培养方法进行总结，对于未达到条件的研究生由团队导师共同“问诊”，对于科研项目开展顺利的导师及研究生给予一定奖励，同时邀请其就成功的科研方法及培养策略做汇报，号召全团队进行学习。

2.2 完善研究生课程体系建设

根据专业学位研究生实践能力与创新能力培养的需求，考虑行业技术发展特点，由校内导师团队与企业导师共同商讨，联合开展专业学位案例库课程体系建设，基于具体工程问题，结合教材章节构建教学案例库，并且由导师团队与企业导师共同制定案例库课程体系的标准与课程计划，提高研究生课程质量。土木与水利工程专业的实践性非常强，更需要重点关注以理论结合实践为特点的培养方式[12]。针对这种情况，“项目+导师团队制”培养模式通过采取理论课程与实践课程一一对应的方法，由校内授课导师及企业导师共同带队前往工程现场，以实际工程问题对标理论授课。同时建立校企导师双向培训机制，校企导师在协助培养研究生的同时，定期开展线上线下课程研讨，学校导师根据企业需求调整授课重点，企业导师根据科研需求总结课程案例，加强校企导师沟通，共同制定课程任务与考核目标。

2.3 创新协同育人模式

首先，在项目选择上，应该充分考虑导师团队的研究方向和研究成果，以便与导师团队的研究方向相协调，使项目更加符合实际需求，并且按导师团队分配研究生，校内导师与企业导师共同承担科技研发项目，研究生深度参与各项目研究，完成现场试验及实践活动，以具体工程项目为基础，以现场实际工程问题为导向，结合行业发展及相关企业的技术需求，由校内导师团队与企业导师共同指导完成研究生选题、中期检查、论文评阅以及答辩工作。其次，在培养过程中，及时根据企业需求调整科研重心，利用各阶段科研成果切实解决现场工程问题，做到科研产出及时应用、科研成果应用结果及时反馈，导师团队要为研究生提供具体的建议和指导，帮助研究生提高学术水平和研究能力，为其提供必要的资源和支持。高校可根据新出现的问题鼓励导师探索新的科研方向，为导师团队创造有活力的科研环境。

2.4 建立“项目+导师团队制”评价机制

高校应采用定量与定性评价相结合的方法，构建协同育人模式的评价机制，采用培养项目一线科研情况调研、已毕业研究生发展情况调查、校企开展座谈会等方法对协同育人效果进行评价，对研究生的项目成果进行全面评价，包括研究题目选取、研究方法设计、试验结果、数据分析和研究结论等方面。评价内容应该包括研究生的学术水平、创新能力、实践能力、科研合作精神等方面。根据评价结果，为协同育人模式的持续改进提供重要依据，同时将团队培养结果与学院科研团队年底考核相统一。

3 “项目+导师团队制”模式的应用

3.1 “项目+导师团队制”模式培养平台搭建

内蒙古科技大学土木工程学院设有土木水利专业学位，导师团队结合项目需求，考虑各导师学科背景及研究领域，基于土木工程隧道与地下工程专业，交叉融合力学、数学、安全科学、机械工程等学科，建立管廊及顶管隧道工程培养项目、城市浅埋暗挖隧道工程培养项目、盖挖逆作地铁车站工程培养项目、山岭地区连拱隧道工程培养项目等多个培养项目平台。各个培养项目的导师研究领域有所不同但又相互交叉，根据研究生本科所学专业特点及个人兴趣方向进行分配，同时实行不同项目间不定期交流，保证研究生可在完成科研任务的同时多接触不同领域的不同项目。

3.2 “项目+导师团队制”模式应用案例

3.2.1 管廊以及顶管隧道工程项目

基于内蒙古自治区地下综合管廊和矩形顶管隧道工程项目，针对管廊以及顶管隧道工程在实际运营中遇到的接头结构破坏和防水失效等问题，开展综合管廊和矩形顶管隧道承插接头力学性能、变形机制和防水失效机理等方面的研究，并构建F 型承插接头剪力—错台及弯矩—相对转角理论模型[13]。

在项目科研实践中，参考具体工程尺寸确定顶管试验构件配筋及接头构造，结合工程现场实际穿越地层情况开展多种工况承插接头室内抗弯及抗剪试验。在试验过程中，不同尺寸、不同类型的结构试件制作及试验室加卸载方案和量测方案，皆由导师团队结合工程实际情况指导研究生设计完成，这使得研究生初步具备了对于管廊以及顶管隧道的基础设计能力。在进行试验研究的同时开展三维精细化数值模型模拟，根据试验结果验证其数值模型的准确性，并且凭借数值模拟的经济性与便利性，开展多工况复杂条件下管廊及矩形顶管接头沉降破坏模拟，根据现场实测数据不断修正其模拟准确性，最后得出这种承插接头的接头变形机理与失效模式。研究成果完善了接头设计标准及规范，提供了对于其工程施工的先行预测与沉降控制标准。在导师团队的指导下，结合工程项目及多种研究方法，研究生理解了管廊及矩形顶管隧道接头结构变形及破坏原理，并初步具备了管廊及矩形顶管隧道全过程施工的专业素养。

与此同时，工程的不断推进也验证了研究生研究成果的准确性。导师团队及研究生通过对运营矩形顶管隧道病害调研以及对本项目研究过程的深入思考，发现了矩形顶管隧道F 型承插接头刚度不足、整体性差等问题，并且针对这一新问题，开展在矩形顶管隧道管节间设置纵向连接件、对矩形顶管隧道F 型承插接头刚度与整体性性能的研究，指导研究生明确了下一步的研究方向。

3.2.2 城市浅埋暗挖隧道工程项目

基于呼和浩特地铁浅埋暗挖实际工程，针对浅埋暗挖隧道出现的单、双洞隧道衬砌变形与渐进破坏及施工引起的既有隧道的结构变形等情况，研究既有箱涵的结构变形规律、地铁站后工程管线安装进度的精细化管控及地表沉降控制等问题。

城市浅埋暗挖隧道工程项目通过结合现场实测数据，指导研究生完成了暗挖隧道在施工中的技术控制要点及地表沉降控制标准制定。研究生参与了具体工程的施工控制工作，加深了对于浅埋暗挖隧道技术控制要点的理解。结合工程需要，导师团队指导研究生进行基于BIM 技术和物联网技术的地铁站后工程管线安装进度精细化管控研究，对研究生进行了土木工程学科与其他学科的交叉融合培养；又通过现场监测，对采用Midas GTS NX 模拟分析的不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的结构变形规律进行了验证，保证了研究生科研成果的准确性与实用性。导师团队还基于工程实际开展了不同情况下浅埋暗挖隧道开挖对地层变形影响的模型试验，让具体工程问题从现场“走向”试验室，培养了研究生的科研操作能力及对工程问题的软件还原能力。完成了“项目—科研—项目”的正反馈调节循环，使研究生加深了对浅埋暗挖法的理解，增强了研究生发现、解决问题的能力。

3.2.3 盖挖逆作地铁车站工程项目

基于盖挖逆作法地铁车站工程实际，导师团队指导研究生参与完成了深基坑土方快速施工技术、后压浆AM 桩抗拔承载性能及其影响因素分析等方面的研究，开展了针对新华广场站、中山路站和大学西街站设计采用的新型明、暗双牛腿节点的模型试验，研究了钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁结构双牛腿互相协作过程。试验结果为设计院设计方案提供了重要参考依据，使研究生能够在学习过程中参与真实工程构件的结构设计，培养了研究生结构设计的基本素养。导师团队还结合新华广场地铁换乘车站及北京上清桥站深基坑现场试验监测数据，指导研究生分别建立了相关的ABAQUS 有限元模型与Midas GTS NX 数值模型，培养了研究生数值模拟方法的多样性，避免了传统单一导师培养模式下的专业技能单一、思维方式局限的问题。

3.2.4 山岭地区连拱隧道工程项目

针对山岭地区连拱隧道衬砌背后空洞病害及衬砌厚度不足而诱发的连拱隧道结构破坏问题，导师团队指导研究生应用有限元数值模拟、相似模型试验及扩展有限元等方法开展研究[14]。首先，基于连拱隧道工程案例，参考相关设计规范，开展不同配比试验，确定相似试验所需的相似材料；其次，根据现场情况及试验室条件选定试验加载系统及量测系统，并进行试验方案的设计；最后，结合有限元数值模拟结果确定试验终止条件及加载方案。相似试验前期的相似材料配比试验的开展帮助研究生理解了定性及定量试验的基本原则，主体相似试验方案的设计帮助研究生建立了基于现场实际情况设计仿真模拟试验的科研思想与科研意识，根据数值模拟结果设定试验终止条件及加载方式的试验要求让研究生理解了数值模拟与试验之间的科研联系，帮助研究生建立了综合数值模拟、室内试验、理论分析的科研思维方式，有效避免了其研究方法的单一化与极端化。研究生全程参与整个试验过程，大大提升了操作能力及基于实际问题的思辨能力。项目研究成果揭示了连拱隧道结构破坏过程及结构受力状态，为连拱隧道衬砌裂缝的防治与加固修复提供了参考依据，并且基于研究成果可进一步开展对于连拱隧道衬砌背后空洞病害机制等方面的研究。该项目的开展成功培养出一批符合隧道工程行业需求的专业技术人才。

3.3 “项目+导师团队制”模式应用成果

实践证明：“项目+导师团队制”模式在土木水利专业学位研究生培养中取得了良好的效果。在“项目 +导师团队制”模式下，在具有交叉专业知识结构的导师的指导下，研究生不拘泥于某个研究领域，而是具备了从不同领域或者相近领域出发思考问题和解决问题的多维度科研视角，激发了创新思维能力。“项目+导师团队制”以具体项目为核心，在实践过程中，会面临各种难题和挑战，研究生在不断尝试解决方案的同时也启发了其新的科研方向，大大提升了科研创新能力。

在“项目+导师团队制”培养模式下，成功完成了各项纵向课题及横向课题科研任务，且基于此模式在项目完成过程中进行了工程问题启发，促进了研究的日益深入，实现了产学研有机融合。团队将着手进一步开展近接穿越工程项目、小转弯半径盾构隧道施工工程等培养项目，为研究生提供更多样的选择及更广阔的发展前景。

4 “项目+导师团队制”模式实施意义

4.1 有效提升师生团队科研创新能力

通过将课程教学、科研项目与工程项目实践相融合开展研究生全过程培养，使研究生既可以在课堂上学习到各自领域的前沿性知识，也能够让研究生参与工程实际中问题发现与解决的过程，从而锻炼了研究生的实践能力，使其积累了实践经验，使得研究生可以更加深入地了解所学专业领域。“项目+导师团队制”培养模式构成了一个“项目—科研—项目”的正向反馈循环机制。对于科研成果及研究生技能素质的严格把关，能够使培养项目随着科研的深入开展而逐渐增加，科研课题又会随着科研项目的逐渐丰富而日益多样化和深入化，最终实现更多优秀导师加盟、更多研究生加入的“滚雪球”式发展。

4.2 教学效果适应行业发展需求

通过“项目+导师团队制”课程知识与实践项目相结合的教学方式，研究生能够在项目实践中更好地掌握理论知识的基本原理及其实际运用，这种“课堂+现场”的教学方式使得研究生的学习过程更加生动与具象化，让研究生更好地了解行业发展趋势和工作流程。这种对标实际工程的培养方式使研究生更加符合行业的发展需求。在具体工程项目的实践经历，也让研究生明确了自己今后的发展方向，提升了研究生的就业竞争力。

4.3 对研究生技能的培养实现了复合化、多样化

“项目+导师团队制”培养模式旨在全面培养研究生的综合专业素质，由于是导师团队培养，故研究生可同时接受多个导师的共同指导，这极大丰富了研究生专业技能的多样性，使研究生能接触多领域的行业最新发展动态。此外，研究生在保证自身科研进度的前提下，还可不定期在各个工程项目之间轮转交流，亦可根据自己研究方向借鉴不同工程项目研究经验，提升了自身的专业技能。导师可从数值模拟、理论分析、室内试验、现场监测等多个层次培养研究生的素质，最终培养出拥有多方向专业技能的复合型高层次技术人才。

5 结语

“项目+导师团队制”的土木水利专业学位研究生培养模式，通过结合具体工程项目，采取导师团队共同培养的模式，培养出了具有较强工程实践能力和创新能力的土木水利专业学位研究生，从而实现了高校前沿理论技术融入工程现场一线。以项目为载体的培养模式能够让研究生的科研成果有效转化为工程技术，也保证了研究生研究成果的准确性与实用性。而在研究生不断跟进工程项目的过程中，暴露出的实际工程问题也为研究生提供了新的研究视角，启发研究生进行有实际根据的科研创新，形成了平台项目越做越多、研究生研究越做越深的正向反馈，有利于研究生以解决办法为目标、以工程问题为导向，明确具体研究方向。导师团队共同培养的指导模式可为研究生提供多元化的科研视野，使得研究生可以接触到不同领域的前沿技术，有效避免研究生专业素养的单一化与解决问题的局限性，也开阔了研究生的视野，能够让研究生接触到更多的就业机会。