土木-水利拔尖创新人才培养模式探索——以广西大学为例

刘 莹,庞慧慧,李 艳,肖 良,刘宗辉

(1.广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁 530004;2.桂林理工大学 南宁分校,广西 崇左 532100〗

0 引 言

“双一流”建设是国家为了推动高等教育改革发展提出的重大战略决策,包括一流大学、一流学科和一流本科教育的建设,拔尖创新人才的培养是其核心任务[1]。“新工科”建设则是为应对新一轮科技革命和产业变革的挑战提出的深化教育改革的重大行动计划,其目标是培养具有创新和实践能力、跨界整合能力和动态适应能力的高素质复合型工程科技人才。

拔尖创新人才的培养是教育发展现代化的核心和关键要素。拔尖创新人才是以创新意识和能力为内核素养,以品德修养等非智力因素为基础素养,以知识、专业等综合要素为核心素养,并对社会、科技进步做出重大贡献且得到一致认可的人才[2]。拔尖创新人才的培养质量受选拔模式、师资力量、课程设置、学校平台等各种因素的影响[3,4]。从“钱学森之问”提出,到“新工科”与“双一流”建设,针对土木工程专业,国内众多学者对拔尖创新人才的培养模式进行了探索与研究。花蕾[5]提出“双一流”土木工程人才培养应采取学科与专业并举、相促相融的建设策略,形成多元化协同的人才培养模式;孟宪强等[6]通过“工程+”教育理念对土木工程专业培养模式的改革进行探索;王美宽等[7]结合土木工程的专业特点和人才培养需求,提出了土木工程专业高技能人才培养模式改革与创新的思路;王一鸣等[8]提出将工程检测与人工智能结合而生的智能检测技术融入土木工程教学的应用型人才培养模式;郝丽娜等[9]以齐齐哈尔工程学院土木工程专业为例,基于“新工科”理念提出从课程体系、专业结构、教学模式和方式、教学质量保障措施四方面进行改革与探索;唐站站和孙华怀[10]从教学模式、师资建设以及培养模式评价方面提出了“互联网+”时代的土木工程复合型人才培养机制。

各高校通过“实验班”形式进行人才培养,如湖南大学的“李达”实验班,河南大学土木建筑学院的“卓越工程师计划”实验班,太原理工大学的工程科技创新实验班,同济大学的“土木与环境类”试验班,中国矿业大学的土木工程专业实验班,以及广西大学的土木工程拔尖创新人才茅以升实验班等。广西大学作为“双一流”学科和“新工科”建设高校,应深化教学改革,以“双一流”为导向,加强“新工科”的建设,培养有思想、有技术、有能力的新型工科人才。以广西大学土木-水利创培班为例,基于“双一流”与“新工科”背景下,从运行机制、存在问题、改革建议这几方面,对拔尖创新人才培养模式进行探索,以进一步提升人才培养的质量。

1 广西大学土木-水利创培班的运行机制

2018年成立的广西大学土木水利创新人才培养实验班(创培班)遵循分模块培养的方法,实行“3+1(本科)”或“3+3(本硕衔接)”培养模式。新生入校时进行选拔,考核通过的学生进入创培班学习。第一至三学年(“3”)在本实验班学习本科课程,第三年末由学院对学生进行考核。考核通过学生走“3+3(本硕衔接)”模式,即可在三年级期末提前本科毕业,第四至六年(“3”),进行研究生阶段学习;未通过学生按照“3+1(本科)”模式,即第四学年(“1”)按照选定的专业继续修读,取得基本学分(150 学分),正常毕业。创培班的毕业生优先推荐免试研究生,可在土木工程和水利水电工程两个专业中任选一个专业毕业。此外,创培班实行优胜劣汰制度,前三学年课程学习中若有任何一门课程期评未及格,则从创培班退出,进入下一年级的土木工程或水利工程专业普通班学习,或者自愿提出申请退出。广西大学土木-水利创培班“3+1(本科)”或“3+3(本硕衔接)”培养模式体系如图1所示。

图1 创培班“3+1(本科)”或“3+3(本硕衔接)”培养模式体系

选拔采用“考试+面试”的方式,由学校组织进行数学科目笔试,导师团队进行专业知识和外语考核,结合高考成绩、数学和面试成绩,综合评价,择优录取。创培班的培养以学生为主体,采取导师制,单独编班开展课程教学。课程内容包括通识教育课程、学门与学类核心课程、专业核心课程和实践课程四个部分。如图2所示,学门与学类核心课程学分要求所占比例为54.00%,与普通班相比,更注重数学、力学基础的培养,是典型的“厚基础”形式课程教学。扎实的专业理论知识,是培养学生科研能力、独立创新能力的有利保障。

图2 各类课程学分所占比 图3 18级实验班学生情况人数(57人)

从2018年的初步探索,到2022年的成效反馈,第一届实验班的人才培养已运行了一个完整的历程。18级土木水利创培班实验班是一个综合型培养的班级,包括了道桥、建工、岩土和水电四个专业方向,其中道桥和岩土方向人数最多,分别为24、16人,总学生57人。学生的培养质量是衡量一个体系的培养要求是否达到预期效果、培养模式是否可行的最直观的表现。如图3所示。在2022年土木学院土木水利专业推荐免试研究生中实验班有17人,占班级的人数的29.82%,占整个年级总推免人数的43.49%,是实现拔尖创新人才培养目标的主力军。同时,在学科竞赛和科研方面也获得了很多成果,获英语、数学、力学等学科竞赛奖项26次,互联网+、大创、挑战杯等创新创业大赛奖项20余次,优秀学生、奖学金等个人荣誉累计47次,此外在论文、专利、软著方面也取得了不错的成绩。与其说实验班是优质学生的重要来源,不如说这是广西大学面对“双一流”和“新工科”新形势,在人才培养模式的探索中寻找出的符合自身发展特色的培养方案,在实践中探索,在探索中前进,不断打磨。

广西大学土木工程专业创办于 1932年,水利工程专业创办于 1950 年,分别是是广西首批精品专业和国家特色专业,具有雄厚的师资力量和高水平的学科平台,是广西优势特色专业。创培班优势特色就是以一系列高水平学科平台为依托,以土木建筑工程国家实验教学示范中心为实验创新基地,以高水平师资队伍为引领,调动学生学习的积极性、创造性和主动性,激发学生的创新思维和创新意识,培养面向科学研究和高层次研究型人才。

2 广西大学土木水利创培班存在问题

经过四年的探索和实践,土木水利创新人才实验班的培养模式目前存在以下问题:

(1)传统工科人才培养方案体系单一。培养方案是人才培养过程的基础性文件,是达到专业人才培养目标和要求的具体实施方案,决定了人才培养规格。传统拔尖人才培养方案重理论知识传授,轻学生实验实践能力培养。实验班的实践课程设置占总课程的13%,专业核心课程占总课程的11%,忽视了学生实践能力和专业化能力的培养。且专业课知识体系单一,仅是土木工程专业和水利工程专业“1+1=2”的简单叠加,无法实现“1+1=1”多学科的深度交叉融合的新专业方向。此外,培养方案以封闭的校内教学体系建设为主,忽视学生工程服务能力的培养,缺乏对学生引领行业发展能力的塑造,与新工科继承与创新、交叉与融合的人才培养路径不符。

(2)学生创新实践意识与创新能力薄弱。新工科教育理念要求重视学生的创新实践意识和工程应用能力的培养,提高学生的动手能力,培养学生解决实际问题的创新思维意识。传统拔尖人才培养注重课堂理论教学,创新实践教学仅通过课程、试验、课程设计、实习等形式开展,实践平台匮乏。“研”“教”“产”分离,优势学科科研对人才培养反哺不足,科研训练课程流于形式,使得学生学生创新实践意识与创新能力薄弱,无法实现多元协同育人。

(3)教学机制与培养模式有待优化。实验班的课程体系主要以理论教学为主,采用“系统知识传授”的方法,学生自主选课程度不高,且教学内容与方式滞后,学生反馈得不到有效利用,因材施教效果不突出,个性化培养特色不能充分发挥。此外,优胜劣汰的模式虽保证人才培养质量,但“只出不进”的退出机制可能会导致普通班人才的流失。

针对目前在土木水利跨学科创培班中已经凸显出来的问题,亟需我们在培养模式上进行大胆改革和创新,探索在“新工科”与“双一流”背景下土木水利跨学科创新拔尖人才有效的育人机制。

3 改革建议与效果评价机制

(1)优化课程资源,完善课程教学体系。课程体系是实现创新人才培养目标的关键,文书生和田如男[11]提出“理论-实践-创新”三级教学模式,刘炎等[12]以“厚基础、重实践、强能力”理念,构建“知识、能力、素质协调发展”的课程体系。“纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行”,课程设置要突出专业核心课程体系建设,重视理论与实践相结合的教学,加大实践教学的比例,以实践实习对专业知识进行梳理、总结,培养学生分析解决问题能力、创新协作能力。工程教育就是创新创业教育的具体应用,学校应创造条件为学生提供真实企业环境下工程实践,鼓励学生积极参与实践,体验实践。由点到线、线到面的发展,由单线到多维的转变,使学生各方面能力显著进一步达到工程教育的要求,满足地方和社会经济对具有多学科背景及人文素养拔尖人才的需求[13]。“新工科”与“双一流”背景下,要理论与实践并重,充分利用雨课堂、慕课等数字化课程为学生提供智能化、移动化的学习资源,优化教学设计。对课程实施情况进行实时课程反馈与调整更新,确保教育课程的科学实施,打造富有区域特色、学校传统和时代特色的教学内容体系。

(2)坚持科教融合,强化师资力量建设。创培班导师制的培养方式要坚持科教融合,教学与科研两者相辅相成。导师将科研成果转化为课程教学资源,根据大学生个性化、差异化的特点,以自身的科研经历感染学生,引导学生独立思考,培养学生科研主动性,形成“科、教、产”共同体。“师者,所以传道受业解惑也”,高水平教师队伍是培养高质量拔尖创新人才的必要条件,是进行“新工科”和“双一流”建设的重要支撑。采用引进和培养相结合方式,注重学科领军人物和青年教师的培养,建设教学水平与科研能力双强的教师队伍[14]。

(3)构建学习平台,加强学术交流与合作。要坚持“开放、共享”的办学理念,与国内外名校、企业开展联合人才培养,深化国际交流与合作,为学生搭建交流的平台和机会,让学生体验多样文化,拓宽国际视野。弥合课堂、学校、企业、社会等各要素之间独立的状态,采取“一去三来”的教育方法,构建新型工科创新人才培养方案,提高拔尖创新人才培养质量[15]。鼓励学生积极参与“双创”比赛项目、科研经验交流会、科研项目、学术会议等多重实践活动,帮助学生融入学术圈,了解学术前言,锻炼学生解决复杂性、综合性问题的能力。注重综合能力的跨学科培养,通过知识整合与各学科相关作用,打破学科间壁垒,实现跨学科技术与知识的交叉融合[16,17]。不同学科之间的碰撞,激发学生主观能动性和创新性思维。

(4)调整培养方案,形成动态机制。将只出不进的制度调整为灵活的“基地班滚动制”[18],优胜劣汰、及时调整、适时补充,既保证人才培养质量,又减少普通班优秀学生的流失,激发学生学习动力,增强危机感,使本硕一体化的培养模式更加具有动态性和灵活性。针对效果评价考核机制,不唯分数论,按照“软硬结合”的方式进行,对学生综合素质进行评估[18]。将学情分析融入教育教学全过程,通过学情分析,掌握学生的学习基础与学习状态[19]。“学情调查-结果分析-教学调整” 三者依次执行,不断循环,形成一个正反馈的闭环。学情调查是结果分析的主要来源,鼓励学生积极反馈学习上的困难、现状、期望等信息,可以以定期展开问卷调查和不定期走访、打通线上线下反馈渠道来收集信息。结果分析是教学调整的主要依据,以学情调查信息为主体,对社会需求、当下学术热点等多方面进行综合分析;以会议、报告等形式展开,各老师进行参与讨论分析,形成合力,得到更优质的结论。教学调整是对课程体系、教学方式等进行优化和改进,形成更加完善的培养方案。培养方案不是一成不变的,而是具有弹性的动态机制。同时,“新工科”和“双一流”背景下,要重视管理制度对整个教学过程的作用[20]。拔尖创新人才培养的各环节,由学校和学院组织进行教学督导,实行中期检查、学生评教等制度,对学生反馈进行实时跟踪,根据反馈意见和建议及时调整教学方法,促进拔尖创新人才培养效果不断提升[21,22]。