新工科视域下土木类研究生课程教学改革探索

摘 要 文章面向“新工科”建设的内涵和发展要求，对土木类研究生课程教学改革展开了初步探索。首先，从教学内容、教学模式、考核方式等方面分析了当前研究生课程教学中存在的主要问题，进而结合新工科建设要求，提出从加强学科交叉、改进教学模式、建立反馈机制、丰富考核方式等多个维度进行教学改革的具体措施与路径，构建适应土木类研究生课程教学特点的创新人才培养改革方案，旨在提升土木人才的创新意识和实践能力，使其更好地适应未来工程领域的需求。

关键词 新工科；土木工程；研究生教育

中图分类号：G643 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.27.018

Exploration on Teaching Reform of Civil Engineering Postgraduate Courses

from the Perspective of Emerging Engineering Education

DONG Shuai， MA Jia， CHEN Hui

（School of Civil Engineering， Changsha University of Science and Technology， Changsha， Hunan 410114）

Abstract In response to the connotations and developmental demands of the "Emerging Engineering Education"， this paper initiates a preliminary exploration into the reform of teaching methodologies within civil engineering graduate programs. Firstly， it conducts an analysis of the primary issues existing in current graduate-level teaching， encompassing areas such as curriculum content， instructional modalities， and assessment methods. Subsequently， aligning with the imperatives of emerging engineering education construction， this paper proposes specific measures and pathways for multidimensional teaching reform， including enhancing interdisciplinary collaboration， refining instructional models， establishing feedback mechanisms， and diversifying assessment approaches. It endeavors to construct an innovative talent cultivation reform plan tailored to the characteristics of teaching within civil engineering graduate programs. The overarching objective is to enhance the innovative consciousness and practical capabilities of civil engineering professionals， empowering them to address the future demands of engineering more effectively.

Keywords emerging engineering education； civil engineering； graduate education

新工科建设是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、创新人才培养新要求而提出的工程教育改革方向。自2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，旨在培养一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的学科交叉复合型卓越工程科技人才。“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等新工科建设指南的相继颁布，为我国高等工程教育的改革指明了方向、开拓了路径，也进一步加快了新工科建设的步伐。

在数字时代与新工科背景下，土木工程作为传统的应用型工程专业，正面临着许多新的挑战与机遇。传统土木工程具有较强的理论性，一直是国家基础设施建设的重要支撑，尤其与当前的新基建息息相关。近年来，随着绿色智能建筑、现代智慧城市、智能建造与智慧运维等新理念的提出，对土木工程领域的人才培养提出了新的要求[1]。现代社会对土木工程师的要求不仅仅只是停留在掌握传统工程知识和技能上，而是更加强调跨学科的综合能力。当前，土木工程领域亟须拥有先进技术知识、良好工程实践能力，以及创新创业精神的新型科技人才。因此，在新工科背景下，土木工程专业人才培养应结合建筑现代化、工业化、信息化和智能化等需求[2]，注重创新思维的培养与训练，以适应未来社会新技术、新产业、新经济发展趋势。

研究生教育作为高等教育中的重要组成部分，是培养高素质人才的关键。课程教学作为保障研究生培养质量的必备环节，在研究生成长成才过程中具有全面、综合和基础性作用。目前，建立学校教育和实践锻炼相结合的创新人才培养模式，探索并推行创新型教育方式方法，致力培养创新研究型人才，已成为当今高校研究生课程教学改革实践的重点方向之一[3]。在新工科背景下，高素质人才培养的重点在于创新能力的发展。特别是对于土木类研究生而言，提高其培养质量、助力其成为卓越科技人才的关键也在于创新能力的培养[4]。因此，要提高研究生的创新能力，首要任务在于培养其创新思维。这意味着教师需要采取创新的教学方法，引导学生独立思考，并鼓励其在学术研究和工程实践中寻找创新的可能性，以更好地适应未来科技发展的需要。以长沙理工大学土木工程学院为例，当前土木类研究生培养过程中尚存在如下问题：未将创新思维培养系统性地纳入低年级研究生的课堂；传统的教学模式和枯燥难懂的教学内容往往难以吸引学生的学习兴趣，且课堂缺乏与本科生教学的差异性，导致学生缺乏自主性思考，无法起到培养创新思维的作用。因此，探索适应土木类研究生课程教学特点的创新人才培养改革方案，提升学生的创新意识和实践能力，是新时代土木类研究生课程教学改革的重要目标。为此，本文对土木类研究生课程教学问题进行了分析，并给出了相应的改革思路。

1 新工科背景下土木类研究生培养存在的问题

1.1 教学内容难以适应学科发展前沿及学术视野拓宽需求

目前土木类研究生课程教学中，教学内容中缺少与当下学科研究热点相关的案例，与学科发展前沿不匹配。由于研究生课程的课时量限制，教师在授课时很少结合专业背景将理论知识与实践、科研相结合进行知识的适当扩展和外延。即使有少量的经典案例引入，又由于年代久远，长期未进行实质性更新，已经脱离学科前沿动态[5]，并非土木领域的研究热点。学生可能因此对所学内容产生怀疑和厌倦，加深对土木工程专业过于古老陈旧的负面印象，难以激发其学习兴趣和动力。此外，教学内容的不足还会对学生的学术视野和创新能力造成限制。当前教学大多侧重于课本知识点的讲解，其局限性虽然短期内可能不会在学生的期末成绩上有明显的反应，但是，缺乏与时俱进的教学内容，将使得学生难以了解学科的最新发展趋势和研究动态，无法有效拓宽其学术视野，形成前瞻性的学术思维和创新意识。学生可能陷入对传统理论的死记硬背中，而缺乏对问题的深刻理解和解决能力。这对于研究生后续从事科学研究埋下了潜在隐患，难以达到新工科人才培养目标。

1.2 传统教学模式无法激发学习动力和实现师生互动要求

土木工程专业课程涵盖的知识点繁多，一些主讲教师为了顺利完成教学任务，仍采用本科生的教学模式给研究生上课。教学形式仍以教师讲授为主，并不是以学生为中心。在教学过程中，过于强调知识的传授，单方面将理论知识灌输给学生，而学生只能单方面被动吸收。这种知识灌输型的教学方法虽然也能够传授知识，但存在内容枯燥陈旧、重理论轻实践等诸多问题，导致研究生学习积极性不高，难以掌握先进的科学理论与科学技能。同时，这种教学方法也不能有效地实现师生之间、生生之间的互动和交流，学生很难得到教师的及时反馈和指导，也无法通过讨论和思辨来加深对知识的理解和运用，很难激发研究生新的思维方式，严重影响其创新意识和实践能力的培养[6]。此外，过于强调理论知识的讲授，忽略了实践技能的培养，也会导致研究生在应用知识解决实际工程问题时显得力不从心。这种教学模式下，虽然教师能够完成既定的教学任务，但却无法激发研究生的学习兴趣和动力，导致学习效果不佳。

1.3 单一课程考核方式无法实现新工科人才培养目标

传统的研究生课程考核方式多侧重于期末笔试或课程论文，对于研究生学习效果的评价形式单一，未能实现过程考核[7]。一方面，过于偏重期末成绩容易导致学生学习积极性不高，缺乏对课程的深入理解和掌握。期末笔试考核虽然能够督促学生复习所学知识，但却有一定的局限性，难以全面评价学生的学习效果和能力。这种考试方式更多地测试了学生的记忆能力，而缺乏对其深层次思维和分析能力的考查，无法真正反映学生的学术水平和创新能力。另一方面，课程论文考核模式虽然有利于培养学生的写作能力和独立思考能力，但也存在问题。很多学生只是应付论文要求，而并没有进行深入思考和分析，导致论文质量参差不齐，难以发挥培养学生创新思维和创新能力的作用。传统考核模式下，研究生对专业知识的学习兴趣和热情相对较低，学习积极性较差，教学效果不尽如人意。问题的根源在于当前的考核评价体系过于注重期末成绩，而忽略了学生平时的课堂表现及动手实践能力。这使得许多学生在学习过程中缺乏主动投入，只关注如何通过期末临时突击来获取课程学分。

2 面向新工科需求的土木类研究生课程建设思路与教学改革策略

2.1 探索加强科学思维训练与提升学科交叉能力的人才培养新范式

近几十年来，各学科都在经历着快速的发展和变化，涌现出了大量高水平的科研成果。这些科研成果不仅推动着学科的进步，也为培养研究生的创新意识与能力提供了宝贵的素材。在新工科学科交叉的理念下，教师不仅应当密切关注本学科的发展前沿，还应同时具备跨界融合的能力，不断更新和丰富教学内容，将最新的科研成果和发展动态融入课堂教学。这种做法有助于开阔学生的学术视野，极大激发学生的学习兴趣，从而达到科教融合的目标，提升教学效果。此外，还需重视基础知识与工程实际问题的结合，强化研究生对基本理论的理解，帮助研究生建立完整的基础理论知识体系，从而提高研究生课堂教学质量；最后，为了拓宽研究生的学术视野，促进其科学思维和学科交叉能力的培养，还应尽可能地创造条件，开设各类线上线下跨学科学术讲座。通过这些讲座，研究生可以了解相关领域的最新发展动态，与来自不同研究背景和领域的专家进行交流和互动，进一步提升自身的学术水平和综合能力，为其后续的科学研究奠定坚实的基础。

2.2 发展融合实时反馈机制与创新思维培养需求的新型教学模式

针对传统授课模式的局限性，结合土木类课程的特点，教师应以目标导向教育（OBE）为指导思想，以信息化教学手段为基础，引入多种课程资源，打造“传统课堂―在线课堂―翻转课堂―讨论课堂”四堂融合式新型教学模式，为传统课堂注入活力。在新型教学模式中，教师可以通过确定合适的选题，让研究生以团队的形式汇报学习成果，并设置讨论环节，让研究生参与科研观点讨论。通过教学设计来有效激发学生探寻科研问题的能力，提升学生的思辨能力，培养学生的创造性思维和科研素养。相比于传统的教学模式，四堂融合式教学更加强调“以学生为中心”，注重师生互动、生生互动，以及学生创新思维的培养与提升。通过引入课堂实时反馈与过程化评价机制，可以客观地促进学生自主学习意识的觉醒和学习能力的提升，激发学生主动学习和自我驱动的求知欲，实现“教”与“学”有机融合的目标。

2.3 建立注重过程实践与高阶思维能力培养的多样化考核方式

目前的研究生课程考核方式单一，往往侧重期末测试而忽略过程考核，难以保证教学效果，也无法有效培养学生的高阶思维能力。因此，在研究生课程教学过程中，应引入过程监督与考核评价，探索“无标准答案”的考核方式，建立融合“平时表现―知识拓展（翻转课堂、讨论课堂）―期末测试（传统课堂）”多元化考核方式的综合评价体系，从而更全面地评估学生的学习效果，提升研究生的应用与高阶思维能力。平时成绩的评价包括课后作业、实验报告等方面，而知识拓展部分则包括课后知识检索、课堂分享汇报、科研观点讨论等。既可以有效地反映学生在学习过程中的表现，又可以鼓励学生广泛参与学科讨论和深度思考。期末测试可以采用笔试考试或课程论文等形式，以全面地考核学生对课程知识的掌握与理解。引入课程论文的写作，可以帮助研究生更好地了解科技论文的写作要求，并掌握写作技巧，有利于其更早地在高水平期刊上发表学术论文。这种多元化的考核方式有助于全面评价学生的学业表现，激发其学术兴趣，并培养他们在研究过程中的高阶思维能力。

3 结语

新工科对土木类研究生教育提出了新的要求，需要在现有的教学模式上进行深入改革，不断促进专业交叉融合与创新，完善考核方式与评价体系。本文详细剖析了当前土木类研究生课程教学中存在的问题，同时从课程内容、教学模式和考核方式等方面提出了改革思路，旨在形成一种适应新工科背景的先进课程教学模式，提高研究生培养质量，培养出满足未来社会需求的高质量土木人才。

基金项目：长沙理工大学2022年度学位与研究生教育教学改革课题；长沙理工大学2024年度学位与研究生教育教学改革课题（CLYJSJG24020）；长沙理工大学2024年度研究生教学成果培育项目；湖南省普通高等学校教学改革研究项目（HNJG-2021-1374，HNJG-2022-0613）。

参考文献

[1] 王明生，宋玉香，曹立辉.新工科理念下土木工程专业大实践教学体系构建研究与实践[J].中国建设教育，2019（4）：54-56.

[2] 赵淑丽，孙建恒，王军林.新工科土木工程专业实践教学改革研究[J].河北农业大学学报（农林教育版），2018，20（2）：31-34.

[3] 黄华，叶艳霞，吴涛，等.“新工科”视域下土木工程人才培养改革与实践[J].西部素质教育，2022，8（1）：10-12.

[4] 李香萍，孙佳石，李磊，等.理工科研究生课程教学改革[J].西部素质教育，2020，6（11）：149-150.

[5] 张梁.建筑与土木工程领域专业学位研究生课程教学改革探索[J].产业与科技论坛，2019，18（19）：196-197.

[6] 李炎锋，李俊梅，乔雅心.地方院校新工科建设思路的探索与研究——以土木类专业为例[J].教育教学论坛，2022（8）：85-88.

[7] 周围，苏宛筠，孙凌宇，等.新工科背景下工科研究生课程教学改革思路[J].科技视界，2021（35）：18-19.