“新工科”背景下地方高校传统土木工程专业人才培养模式改革

罗冬梅，刘慧芬，陈 舟，王英涛，陈泽鹏

（佛山科学技术学院 交通与土木建筑学院，广东 佛山 528225）

自2017 年颁布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》以来，“新工科”建设方兴未艾，各高校以“立德树人”为目标，通过开办新专业、修改人才培养方案、创办产业学院、加强产教融合等多种方式培养具有创新意识的应用型人才，取得一定成效［1］。“新工科”建设的内涵包括“新的工科专业、工科的新要求”，旨在着力培养具有创新创业意识、数字化思维和跨界整合能力的前瞻性科技创新领军人才，通过解决“卡脖子”的核心技术问题，推动“中国制造”向“中国创造”转型升级［2-3］。

自改革开放以来，中国的土木工程建设发展迅猛，城市高楼林立、路网四通八达、桥梁纵横交错、港口航道及大型水利工程如雨后春笋、遍地开花，新结构、新体系、新材料、新技术、新工艺不断推陈出新，伴随施工工程的多样化和复杂化，现代土木正朝着工程项目复杂化、工程设施大型化、结构构件工业化、施工工艺装配化方向发展［4-5］，对就业者的理论分析能力、软件使用能力、实践动手能力、机械操作能力及信息化管理能力等提出了更高的要求［6］。如何培养综合素质较高的实践创新型人才是传统土木工程专业面临的严峻挑战。

佛山市是全国装配式建筑示范城市，拥有多个装配式建筑产业基地，对实践创新型人才有较大的需求。佛山科学技术学院是佛山市唯一一所高水平本科高校，自1987 年成立公路与桥梁专业以来，已为地方输送了近4 000 名优秀人才，在地方基础设施的建设和发展过程中发挥了重要作用。近些年土木建筑行业的转型升级对人才需求提出了更高的要求，为更好地适应地方经济发展，土木工程专业对传统的教学模式进行了改革和探索。本文主要结合佛山科学技术学院土木工程专业近几年的发展状况，阐述培养新工科创新型人才的做法，为构建与完善能够满足新工科需求的人才培养模式提供参考。

1 地方高校传统土木工程专业与“新工科”要求的差距

“新工科”与传统教学模式最大的区别在于更加注重学生创新精神、实践能力和综合素质的培养，“新工科”人才除了在某一学科专业领域学业精深，还具有“学科交叉融合”的能力，能够综合运用所掌握的知识解决现有的疑难问题，同时还具备“终身学习提高”的能力，通过不断学习新知识、新技术去解决未来发展出现的新问题，以超群的实践创新能力，兼顾技术、社会、经济和管理的层面引领未来的技术和产业［7-9］。

相对于一流高校，地方高校在学生生源、师资力量、教育资源、就业渠道等方面有一定的特殊性，在“新工科”建设的道路上，主要存在如下几个方面的差异：1.受学校学术地位和地域影响。学生生源较差，入校时的高考成绩相对偏低，理论基础、学习能力相对较弱，主要体现在高等数学、理论力学和材料力学等一些理论性较强的课程学习上问题突出，原理悟不透、思路不清晰，限制了创新思维的发展；2.受学校平台限制。缺乏省级以上平台，导致申报重大科研项目困难，高水平高层次教师难以引进；缺乏综合能力较强、影响力较大的教学名师，导致示范性优秀课堂不够突出、高水平教研成果不够典型，限制了学生的眼界和志向；3.受教育资源限制，不允许脱离人才培养模式灵活设置课程。为紧扣教学大纲，土木工程专业的学分数量、课程内容、上课形式都有较为严格的规定，总的来看，理论教学学时饱满，符合人才培养方案要求，但实践教学学时较少、内容单调，与理论课时不匹配；4.受就业环境限制。佛山地处珠三角腹地，路网发达，基础设施建设项目较多，一线施工企业与基层单位对毕业生的需求量较大、且对学生的实践动手能力有较高的要求。在2020、2021 连续两年国家一流专业申报过程中，由于教研成果、实践成效等方面的差距导致佛山科学技术学院土木工程专业与国家一流专业失之交臂，止步于广东省一流专业。近几年来，土木工程专业，依托广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目实行教学改革，结合地方需求调整人才培养模式，突出“实践、应用和创新”，已取得一定的成效。

2 “新工科”背景下地方高校传统土木工程专业人才培养模式的改革路径

2.1 融入新工科元素优化课堂教学内容

传统的土木工程专业理论学时多，为完成教学内容，大部分课程都采用“填鸭式”授课方法，教师讲授辛苦、学生听课效果不佳，常常是“课上听的似懂非懂、课下作业模棱两可、考试成绩一塌糊涂”，严重打击教和学的积极性。为提高学生理论课内容的学习效率，新的教学大纲在传统的核心课程中融入了一些“新工科”元素，一方面提升学生的学习兴趣，另一方面使课程内容更贴合实际，扭转理论脱离实际的现状。表1 展示了部分核心课程的新加内容。

表1 土木工程专业传统核心课程中的“新工科”元素

2.2 采用双师任课缩短理论与实践距离

传统土木工程专业的一些课程含有许多工程实践内容。早期佛山科学技术学院土木工程专业有许多来自企业、设计院的老教师，他们有丰富的实践经验，近年来，这些教师陆续退休，新引进的青年博士大多刚走出校门，很少去基层一线工作，缺少实践经验。为此，在那些含实践内容的核心课程上，都会安排一位来自与我校签订了实习基地合同的企业高级工程师和博士一起共同完成课程的教学内容。如《土木工程概论》《土木工程施工》《工程地质》及《钢结构设计原理》等课程，课程的理论知识主要由博士教师讲授，课程的实践内容则由高级工程师讲授，授课地点由教室改为现场教学，每门课至少4 学时的现场实践教学。课程内容不再是纸上谈兵，学生在工地上看到和学到一些实实在在的工程知识，有效拉近了理论和实践的距离。

2.3 依托科研项目培养学生的创新创业能力

自2016 年佛山科学技术学院进入高水平理工科大学建设高校以来，迎来老教师退休高峰，土木工程专业的教师亦经历了一次大换血。迄今为止，引进的年青博士百分比已高达98%，新进的博士大多来自985、211 重点高校，在科学研究方面得到过系统的培训和锻炼，科研能力非常强，几乎每位博士都有在研的科研项目，学科带头人根据教师们的专业方向组合了13 个科研团队。学院鼓励本科生从低年级开始就加入科研团队、开展科研活动，学生在与教师共同完成项目的过程中感受到了做科学实验的乐趣，参加科研项目的积极性越来越高，其中绿色建筑材料团队目前有本科学生30 余人、数字建造技术研究团队有19 名本科生，这些学生来自于本科的一年级到四年级，形成了很好的梯队，在发表论文、申请专利、参加“挑战杯”、“互联网+”及各种成果转换“路演”大赛活动中表现不凡，取得了优异的成绩。学生们的亲身体验让他们感觉到创新创业并不那么难，因此在申请大学生创新创业计划、自由探索基金、学术基金、实验室开放基金等方面表现得非常积极和自信，申请书的撰写水平逐年提高，鼓舞了越来越多的学生参与到不同的科研团队，形成了良好的科研氛围。

2.4 联合企业开展设计提升实践认知水平

基于高校人才培养需求和企业技术研发需求，依托校企联合设计中心、校企教学实习基地及产学研基地，建立“需求牵引、合作深入、发展持续”的校企联合培养机制，企业通过工程项目提炼科学问题，学校结合企业技术需求开展课程设计和毕业设计，并根据学校的相关政策，遴选企业中具有高级职称的行业专家作为校外指导教师，与校内导师共同指导学生的课程设计和毕业设计，校内外导师在理论和实践方面也能够知识互补、共同提高。学院对企业导师的权利、义务及责任有明确要求，足以保证校企协同培养学生的质量。近几年，学生的课程设计和毕业设计选题中，有三分之二来自于企业和设计院，学校和基地会定期召开讨论会，共同分析和讨论设计进展，学生设计水平明显提高，有效克服了学生对就业的迷茫和恐惧，缩短了他们的就业适应期。

3 传统土木工程专业人才培养模式改革成效

3.1 学生竞赛成绩斐然

大学生结构模型设计大赛是土木工程专业含金量最高的一项赛事，能够培养学生创新精神、实操能力和合作意识。依托新开设的《土木工程结构实作》课程，佛山科学技术学院交通与土木建筑学院土木工程专业每年举办一次校级结构模型设计大赛，从中推选优秀选手参加省赛、国赛，现已获2018 年广东省大学生结构设计竞赛一等奖和三等奖；包揽2019 年广东省结构模型大赛省赛冠、亚军，分别获特等奖和一等奖；获2019 年第十三届全国大学生结构设计大赛一等奖、2020 年第十四届全国大学生结构设计竞赛（决赛）二等奖及优秀组织奖、2022 年第十五届全国大学生结构设计竞赛广东赛分区赛一等奖两项及国赛一等奖、2023 年第十六届全国大学生结构设计竞赛广东分区赛一等奖及国赛一等奖等。这些见过世面、尝到甜头的获奖学生对专业有了更浓厚的兴趣，后续的学习和工作更加自信，并带动和影响着周边的同学，达到了以赛促教、以赛促学的效果。

3.2 专业影响力得到提升

佛山科学技术学院土木工程专业自2013 年开始举办结构模型大赛，2015 年成立土木工作室，2018年以IEET 工程认证为契机，开设《土木工程结构实作》课程，依托该课程，学生连续参加近6 年的全国结构模型大赛及广东省分赛，均取得优异成绩，在国内、特别是省内土木工程专业领域具有一定的影响力。每年举办一次的结构模型大赛吸引了包括华南理工大学、暨南大学、广东工业大学及广州大学等在内的10 余所省内高校学生前来参赛，是佛山科学技术学院土木工程专业的一项盛事，曾经接受南方日报、珠江时报、广东省科协网和羊城晚报等媒体的采访和报道，并由此获得2024 年全国第十七届结构模型大赛广东省分赛赛区的承办权，有效提升了土木工程专业的影响力。

3.3 教师奋斗目标更加明确

“打铁还需自身硬”，通过双师任课、带领学生深入实践、指导学生参赛，年青教师深刻体会到为保证培养的人才能够适应“新工科”建设要求、顺应现代土木工程发展的个性与综合性特征，必须加强自身创新实践和学科交叉能力的素养。因此，在教学之余会更加积极申报科研项目、主动进入企业挂职、做科技特派员，努力提高自身的实践能力，以科研促教学、在实践中求创新。2022 年有2 位博士、2023年有3 位博士获国家自然科学基金资助。有位博士入校不到3 年就在学校科技产业园创办了高新技术企业，成为科技产业园的创业明星，并为土木工程专业争取到308 万元的单项企业委托项目经费，另有位博士刚入校半年就获得单项210 万元的企业委托项目经费，这些项目为学生们学以致用提供了实践的机会和平台，也极大地鼓舞了其他年青教师们的士气，青年博士你追我赶，成长迅速，有些博士潜心教学，进校时间不长就站稳了讲台，连年荣获学校教学质量优秀奖，一位博士授课仅4 年就获得全校课堂十佳优秀教师荣誉，为学院营造了一个人人奋发上进的良好氛围。

3.4 校企合作关系进一步稳固

近年来，佛山科学技术学院土木工程专业与20 余家企业以校企联合设计中心、科产教融合基地、产业学院等形式签订了校企合作协议。教师们可以通过承接课题项目的形式与企业共同开展科研，学生可以在寒暑假到企业实习，也可以选择企业的项目作为自己的毕业设计内容。通过科研立项解决企业工程中的疑难问题、通过真题实做共同指导毕业设计，发挥企业高级工程师的专业特长，提升学生就业竞争力。同时，企业也通过学生在企业的表现决定学生的就业去留。还有企业已成为学校结构模型大赛的长期赞助商，而在结构模型大赛中获奖的学生又选择毕业后到企业工作，反哺企业，校企之间进入互相支持、共同成长的良性循环。

4 结语

“新工科”背景下，地方高校传统土木工程专业面临种种新挑战，通过融入新工科知识优化课堂教学内容、采用双师任课缩短理论与实践距离、依托科研项目培养创新创业能力、联合企业开展设计提升实践认知水平，有望打破传统教学模式，提升教学质量。但卓越创新人才的培养是一个需要长期探索并不断实践的课题，不能一蹴而就，只要始终坚持以学生为中心，将实践教学穿插于理论教学中、将交叉学科融汇于传统课程中、将综合创新意识贯彻到每一项研究探索中，相信土木工程专业培养的学生距离“新工科”所要求具备的“工程创新实践能力、宽广的国际视野和发现及解决复杂工程问题的能力”的培养目标将会越来越近。