新工科背景下土木工程专业建设探究

郅伦海 周康

摘  要：近年来，新工科理念的提出大大推动我国土木工程专业教育的改革，该文围绕新工科背景下土木工程专业建设进行深入探究。首先分析新工科的背景及其内涵，强调跨学科融合与创新人才培养的重要性。其次，阐述土木工程专业的现状，揭示在新工科背景下进行教育改革的紧迫性和必要性。在此基础上，该文明确新工科背景下土木工程专业建设的具体目标，并提出一系列相应的具体建设举措，包括课程体系的优化、师资队伍的强化、教学方法的创新、校企合作的深化以及思政教育的融合，为土木工程专业的改进和发展提供有益的参考。

关键词：新工科；土木工程；专业建设；教育改革；人才培养

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）10-0039-04

Abstract： In recent years， the proposal of the New Engineering Education （NEE） has significantly propelled the reform of civil engineering education in China. This paper delves into the development of civil engineering major under the background of the NEE. First， an analysis of the NEE background and its essence is presented， emphasizing the importance of interdisciplinary integration and innovative talent cultivation. Subsequently， the current status of the civil engineering major is elucidated， unveiling the urgency and necessity of educational reform in the NEE context. Based on this， the paper delineates the specific objectives of developing a civil engineering major under the NEE paradigm， and proposes a series of pertinent construction measures. These include the optimization of the curriculum system， reinforcement of the faculty team， innovation in teaching methods， deepening of school-enterprise collaboration， and integration of ideological and political education. This paper aims to provide beneficial references for the improvement and development of civil engineering major.

Keywords： new engineering education; civil engineering; specialty construction; educational reform; talent cultivation

在全球范围内，新一轮的科技革命和产业变革正在紧锣密鼓地进行，其与中国加速转型升级的经济发展正处于历史性的交汇点。随着中国经济步入新常态，社会经济发展也进入了一个关键的转型期。在此背景下，为了实现国家战略目标和新经济的快速发展，急需一批新型的工科人才以提供强力支撑，这对工程教育模式也提出了新的改革要求。

为了积极应对新一轮的科技革命与产业变革的挑战，“新工科”这一理念在2016年得以提出，教育部对新工科建设进行积极推动，先后发布了一系列的方案和通知，如“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，以及《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》等[1]，旨在全力探索和发展具有中国特色的全球领先的工程教育模式和经验，以推动我国高等工科教育的新发展，助力建设教育强国。

新工科的理念是基于国家战略的新需求及国际竞争的新形势而提出的，旨在推动我国工程教育改革，以适应全球产业升级和科技革命的新需求。特别是在数字化、网络化和智能化快速发展的今天，传统的工科教育模式已经难以满足社会和产业发展的多方面需求。因此，新工科教育不仅强调了跨学科的融合与创新，而且更注重对学生创新思维、综合素质和社会责任感的培养，旨在培育能够适应未来社会发展需求的高素质工程技术人才。

一  土木工程专业在新工科背景下改革的必要性

（一）  土木工程专业教育现状及存在的问题

土木工程作为一门传统工科，与我国的工业化进程和城市化发展紧密相连。然而，在现阶段，土木工程专业的教育体系面临着多方面的挑战[2-3]。第一，在教学模式及教学方法方面，理论教学与实践应用脱节严重，缺乏有效的工程项目实践训练，使得学生在理论知识和实践技能之间存在较大的鸿沟。此外，传统的教学过于依赖教材和课件，缺乏现代教育技术的应用，使得课堂教学变得枯燥无味，无法激发学生的学习兴趣和工程创新能力。第二，在课程体系设计方面，过于偏重于基础理论知识的教授，缺乏对新技术、新方法和新工具的教学，不能满足现代工程建设的需求。课程设置缺乏交叉性和综合性，难以适应现代土木工程领域多学科交叉的特点，制约了学生的综合素质和创新能力的培养。第三，在师资队伍方面，“双师型”教师比例较低，當前土木工程专业教师队伍建设过于重视科研而忽视实践教学，普遍缺乏具有实际工程背景的教师，不能为学生提供丰富的实践经验和工程案例，致使教学内容与实际工程技术和产业需求之间存在较大的差距。第四，在思政教育方面，工程伦理教育缺失及对工程职业精神和社会责任感培养的不足，功利主义和浮躁的学风影响了学生健康的职业态度和职业价值观的形成。第五，在培养模式方面，缺乏有效的校企合作机制，导致教学内容与产业实际需求存在偏差，学生在校期间缺乏足够的实际工程项目参与经验，难以快速适应未来的工作需求。

（二）  新工科背景下改革的必要性

随着新工科理念的提出和推广，以及生态建筑、智能建筑、绿色建筑和建筑信息模型（BIM）等新技术的快速发展，土木工程专业面临着新的发展机遇和挑战[4]。新工科强调跨学科的整合与创新，以及工程技术与实践能力的培养，为土木工程专业的改革提供了新的方向和思路。新工科背景下，土木工程专业的改革不仅仅是必要的，而且具有迫切性。随着数字化、网络化和智能化的快速发展，新技术和新产业不断涌现，新技术和新产业的发展对土木工程专业人才提出了新的要求，不仅需要具备坚实的基础知识，而且需要具备良好的实践能力、创新思维和跨学科的协作能力[5]。值得一提的是，2016年我国正式加入《华盛顿协议》，这标志着我国工程教育质量一定程度上得到了国际的认可，与此同时，这也促使我国需要深化高等工程教育的改革以实现与国际接轨[6]。土木工程教育作为我国工科教育的重要一环，其在新工科背景下的改革不容缓延，以适应国家的战略需求和国际社会的发展趋势，培养更多符合未来建筑行业发展需求的高素质工程技术人才。

二  新工科背景下土木工程专业建设目标

（一）  培养学生的创新能力与保证教育的前沿性

在新工科背景下，土木工程专业的一个重要建设目标是培养学生的创新能力，并确保学生接受前沿教育。随着社会的发展和科技的进步，土木工程领域正面临着许多前所未有的挑战和机遇。创新能力不仅仅体现在技术创新上，更包括在思维方式、解决问题的策略以及跨学科合作的能力上。为了应对这些挑战，学生需要具备强烈的创新意识和创新能力。同时，创新也是推动土木工程科学发展的重要动力。此外，為保证教育的前沿性，土木工程教育需要紧跟时代的步伐，不断更新教育内容和教学方法。新的技术、新的理论、新的方法不断涌现，这些新的内容需要及时地融入到教育体系中，以确保学生能够掌握最前沿、最实用的知识和技能。创新能力的培养和教育前沿性的保证是相辅相成的：创新能力的培养需要以教育内容的前沿性作为支撑，而教育前沿性的保证也需要通过创新的培养来实现。

（二）  培养学生的行业实践能力

新工科背景下，土木工程专业的另一个重要目标是强化学生的行业实践能力。行业实践能力是指学生能够将所学的理论知识应用于实际工程项目中，解决实际问题。通过实践，学生能够更好地理解和掌握土木工程的基本理论和技术，同时也能培养他们的团队协作能力、沟通能力和解决实际问题的能力。在未来的工作中，具备良好的实践能力将极大地帮助他们适应不断变化的工作环境，满足行业和社会的需求。

（三）  培养学生的综合能力

新工科背景下，土木工程专业建设的另一个重要目标是培养学生的综合能力。综合能力是指学生在具备土木工程专业知识的同时，还能够理解和掌握相关领域的知识，具备跨学科的思考和解决问题的能力。随着社会的发展和科技的进步，土木工程领域的问题变得越来越复杂，很多问题已经不再是单一学科能够解决的。因此，培养学生的综合能力至关重要，这使他们在面对复杂问题时，能够跨学科地思考和解决问题。

三  新工科背景下土木工程专业建设举措

新工科背景下土木工程的专业建设不是完全摒弃传统专业，而是在新的形势下对传统专业进行改造和升级，以推动学科的交叉、整合及发展以满足新工科背景下土木工程专业建设目标。本文从课程体系建设、师资队伍建设、教学方法改革创新、校企联合协同培养模式建立及思政教育五个方面就新工科背景下土木工程专业建设的具体举措进行探讨。

（一）  课程体系建设

新工科背景下，土木工程专业的课程体系建设变得尤为重要。其不仅要满足传统土木工程学科的基本要求，还需要紧跟时代的步伐，将新技术、新理念和多学科知识融入到课程体系中，以培养学生的创新能力、实践能力和综合能力。在这个前提下，提出以下关于课程体系建设的具体措施。

1）传统课程的系统梳理及优化：以新工科教育理念为指导，对现有的土木工程专业课程进行系统的梳理、评估和筛选。目的是在确保课程体系的完整性和系统性的前提下精简传统课程，同时确保课程内容的实用性和前瞻性。

2）增设智能建造相关课程：为了反映目前行业的发展趋势及国家政策导向，合理增设智能化设计、智能化施工和智能化运维及管理等方面的理论模块，通过设置建筑环境智能化系统、智能机器与机器人、BIM与虚拟现实技术，建筑工业化与装配式技术，大数据与人工智能等专业课程使学生掌握智能建造相关专业知识；通过增设智能建造选修课程，减少必修课程学分，丰富选修课资源。

3）实践教学内容改革：围绕人才培养目标，以学生为主体，对原有的试验课程、课程设计、毕业设计等实践教学内容进行改革，融入更多与智能建造相关的实践活动。例如，通过增设与建筑机器人和智能测绘装备操作、建筑信息化设计等相关的实践课程，来加强学生对智能建造相关专业知识的掌握。

4）聘请外部专家进行评估和论证：聘请行业专家与其他院校的资深教师对课程体系和人才培养方案进行评估和论证，以确保课程体系的科学性和先进性。通过这种方式，可以在课程体系和授课内容中充分体现新工科专业多学科交叉融合的特征，同时也为学生提供了更为广泛和深入的学习资源和学习机会。

（二）  师资队伍建设

新工科建设背景下， 优秀的师资是推动土木工程专业发展的基石力量。土木工程专业的师资队伍建设需注重多方面的改革和提升，并且要兼具前瞻性，以确保教学质量和培养目标的达成。首先，教师队伍的引进应以新工科建设的需要为指导，特别是在专业及实践教学课程体系的规划方面，需要针对新增教学内容所需的专业能力，补足现有教师队伍的短板，以确保教学内容的更新和实践指导[7]。同时，为适应现代化科技的发展，引进师资还需要具备数据化、信息化、自动化和智能化发展能力，以确保师资队伍能够满足新工科背景下土木工程专业教学和研究的多元需求。通过这样的方式，不仅能促进土木工程专业教师队伍的多学科背景和实践经验的积累，还能为持续优化教学质量和推动土木工程专业的持续发展提供坚实的人才支持。

（三）  教学方法改革创新

传统的土木工程教学方法需经历必要的改革与创新以适应于新工科背景下土木工程专业的教育理念和培养目标，在此分别针对理论教学创新、实践教学创新及现代教育技术应用三方面进行探讨。

1）理论教学创新主要包括引入案例教学法及多学科交叉的理论教学[8]。案例教学法能够将理论知识与实际工程案例相结合，使学生能更好地理解和掌握智能建造所需的知识及技能。另外，新工科背景下土木工程不仅仅是一个单一学科的学习，还需要与人工智能、智能化装备和智能化防灾等多学科的知识结合。多学科交叉的理论教学可以拓宽学生的知识视野，为后续的实践教学打下坚实的理论基础。

2）实践教学创新主要包括项目驱动教学法的应用及多学科交叉创新训练课程的设计[9]。项目驱动教学法是通过实际工程项目驱动，利用“项目驱动”带动学生参与到不同建筑的智能设计、智能施工和智能运维中，不仅能提高学生的实践积极性，还能提升学生的实操能力。另外，通过增设人工智能、智能化装备、智能化防灾和智能化施工等多学科交叉创新训练课程，拓宽学生的知识视野，为他们在未来的工作中解决实际问题提供有力的支持。

3）现代教育技术的应用主要是利用现代教育技术提升教学效率和学生学习体验，例如，利用在线教学平台、虚拟现实（VR）技术、模拟软件等，可以使教学活动更为生动、直观和高效，同时也能为学生提供更为丰富和多元的学习体验。

（四）  校企联合协同培养模式建立

新工科背景下，校企联合协同培养模式的建立显得尤为重要，其不仅能够让学生更好地理解行业的实际需求，为学生提供实践机会，而且也为企业提供了人才支持。关于校企联合协同培养模式的具体举措主要包括以下两个部分。

1）建立产教研基地：新工科背景下，与智能建造高新企业的合作成为了推动土木工程专业发展的重要途径。通过建立产、教、研基地，学校与企业可以共同修订并实时更新人才培养方案，以满足行业最新的需求。同時，结合新工科人才能力培养目标，学校和企业可以发挥各自的优势，为学生提供以实际工程为案例的实训和实践锻炼机会。这种基于实际工程案例的实训和实践，能够让学生在实际工作环境中应用所学知识，极大地提高其实践能力和解决实际问题的能力。

2）校企“双导师”新机制：创新的校企“双导师”新机制可以充分利用校企的智力资源、技术资源和产业资源，同时为学生提供更多元的学习和实践机会。通过聘任企业的高层次人才作为校外导师，学校可以为学生提供多元化的学习和实践机会。同时，这种新机制也为企业的发展提供了有力的人才支持。企业的高层次人才不仅能为学生提供宝贵的实践经验和指导，还能为学校带来最前沿的行业知识和技术，有助于提升学校教育的实践性和社会服务能力。通过校企“双导师”新机制，可以有效地推动新工科背景下的土木工程专业建设，实现校企协同育人新模式的实践。

（五）  思政建设

思政教育不仅是培养学生全面发展的重要组成部分，而且是为他们未来的职业生涯打下坚实基础的重要环节。对于新工科背景下土木工程专业而言，将思政教育与专业课程和实践活动相结合，对于培养具有社会责任感和职业道德的土木工程人才具有重要意义。这种整合可以通过将社会主义核心价值观教育全面落实到课堂教学和实践教学中来实现，使得学生在学习专业知识的过程中，能够潜移默化地了解国家的发展和个人的价值是有机统一的，从而树立远大的抱负。关于思政建设的具体举措主要包括以下三个部分。

1）强化专业教师的思政意识：为了解决当前专业知识讲授和思政育人部分的脱节问题，应强化新工科专业教师的思政意识。通过深挖学科专业中的思政资源，有机地融合到专业教育与思政教育，可以为土木工程专业教师提供一个清晰的逻辑内涵，帮助他们更好地在课程中整合思政教育内容。

2）“四全覆盖”新模式的构建[10]：借鉴“四全覆盖”新模式，即将课程思政建设覆盖到全部学科专业建设与人才培养计划、全部课程教材、全部课程课堂教学和全部专任教师，可以为土木工程专业的思政教育提供一个全面而有效的框架。通过这种模式，可以确保思政教育在土木工程专业的各个层面得到有效的实施和落实，从而提高思政教育的精准度和有效性。

3）以专业技能传授为载体加强思政教育：在土木工程专业的教学过程中，可以通过以专业技能传授为载体加强大学生的思想政治教育。通过探索多样化的课程组织形式，为学生提供精细化和针对性的指导，帮助他们在掌握土木工程技术和工程建设领域相关专业知识的同时，培养其符合社会主义核心价值观的思想理念和工程思维，为学生未来的全面发展打下坚实的基础。

四  结束语

本文深入探讨了新工科背景下的土木工程专业建设，提出了相对完备的建设举措（包括：课程体系的完善、师资队伍的强化、教学方法的创新、校企联合协同培养模式的建立及深化思政教育的实施），旨在为土木工程专业的持续改进和发展提供有益的参考。总体而言，新工科背景下的土木工程专业建设是一个长期且艰巨的任务。只有通过全面的改革和创新，才能培养出能够适应社会发展需求、具备创新思维和实践能力的土木工程人才，从而为国家的经济建设和社会发展贡献力量。

参考文献：

[1] 勾红叶，蒲黔辉，洪彧，等.新工科背景下土木工程专业研究生交叉创新能力培养及导师团队建设探索[J].高等建筑教育，2021，30（5）：54-60.

[2] 苑连霞.“新工科”背景下土木工程专业建设的重要路径[J].科技资讯，2019，17（24）：254，256.

[3] 闫长斌，杨建中，梁岩.新工科建设背景下工程意识与工匠精神的培养——以土木工程类专业为例[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2019，32（6）：152-160.

[4] 武鹤，孙绪杰，魏建军.面向新工科的土木工程专业改造升级路径探索与实践[J].高等建筑教育，2018，27（6）：12-16.

[5] PAN C， CHEN K， SHEN X. Research on teaching reform of civil engineering construction course under the background of new engineering[J]. In IOP Conference Series： Earth and Environmental Science， 2020，510（6）：062011.

[6] 别敦荣，李家新.高等教育发展的中国道路[J].高等教育研究，2018（12）：9-17.

[7] 佟瑞鹏，张艳伟，杨云云，等.新工科背景下安全工程学科建设发展研究[J].中国安全科学学报，2019，29（7）：150-155.

[8] 王岩，王娜，师燕君，等.新工科背景下土木工程专业建设法规类课程建设实践与探索[J].高等建筑教育，2020，29（1）：60-67.

[9] 金亮星，郑国勇.基于土木工程专业创新型人才培养的土力学课程教学改革与实践[J].高等建筑教育，2019，28（2）：53-57.

[10] 彭立威，施晓蓉.“新工科”背景下课程思政建设“四全覆盖”模式的探索[J].国家教育行政学院学报，2022（11）：63-70.