“一带一路”背景下土木水利专业硕士实践创新人才培养模式探究
2025-02-13邓祥辉王睿丁潇郭庆军国亮
摘" 要:“一带一路”背景下,土木工程专业人才培养更加注重学生的实践能力和创新思维。产教融合是高校培养应用型人才的着力点和突破口,而实践基地是培养学生实践创新能力的载体和关键环节。因此,有效利用高校和校外企业资源,在实际工程项目中培养专业硕士创新思维和解决实际工程问题的能力就显得尤为重要。该文以西安工业大学土木水利专业硕士产教融合培养模式为例,在充分分析目前实践能力培养存在的问题以及行业高级应用人才需求现状的基础上,提出依托高校和企业双平台,以提升“学生、教师、企业”三个主体能力为目标,实现校企资源的四个融合,构建土木水利专业硕士产教融合实践创新能力培养的新模式。
关键词:一带一路;土木水利专业硕士;产教融合;实践创新能力;培养模式
中图分类号:C961" " " 文献标志码:A" " " " " 文章编号:2096-000X(2025)05-0076-04
Abstract: Under the background of the \"Belt and Road\", the practical abilities and innovative thinking of students are paid more attention to. The integration of industry and education is a focal point and breakthrough for cultivation of applied talents of universities. Thus, practice bases are the carriers and key links for nurturing students'practical and innovative abilities. Therefore, it is especially important to effectively utilize resources from both universities and off-campus enterprises to foster the innovative thinking and problem-solving abilities of professional masters in the engineering projects. Taking the industry-education integration training model of professional masters majored in civil and hydraulic engineering in Xi'an Technology University as an example, this paper fully analyzes the current problems in cultivating practical abilities and the status of industry's demand for high-level applied talents. It proposes a new model for cultivating the practical innovation abilities of rofessional masters majored in civil and hydraulic engineering, based on the dual platform of universities and enterprises, aimed at enhancing the capabilities of the three main bodies: 'students, teachers, and enterprises', and achieving the four integrations of school-enterprise resources.
Keywords: Belt and Road; professional masters majored in civil and hydraulic engineering; industry-education integration; practical innovation abilities; training model
2013年,我国提出了建设“一带一路”的合作倡议,此后我国积极发展与沿线国家的经济合作伙伴关系。通过近十年的发展,“一带一路”倡议取得了很大发展[1-2]。从中老铁路、沙特麦加—麦地那高铁、匈塞铁路,到印度尼西亚雅万高铁、巴基斯坦瓜达尔港口、马尔代夫中马友谊大桥、卡塔尔卢赛尔体育场等重要工程都能看到中国建设者的身影。
在“一带一路”背景下,基础交通建设是实现互联互通、互利共赢的基础,需要大批高层次土木工程应用人才。因此,提升土木水利专业硕士学位研究生的培养质量和实践能力,特别是时间创新能力的培养就显得尤为重要。由于“一带一路”背景下面对更加复杂的外部环境和工程技术难题,对人才的实践能力和创新思维有更高的要求。产教融合是高校培养应用型人才的着力点和突破口,而实践基地是培养学生实践创新能力的载体和关键环节[3-4]。因此,如何利用校外企业资源,在实际工程项目和生产中培养学生创新思维和解决实际工程问题的能力就显得非常重要了。
目前,高校绝大部分教师都是从学校毕业到学校工作,实践经验缺乏。而校内实习与工程实践脱节,校外实习也大多流于形式,师生对企业施工和管理过程难以深入了解。企业方面,一方面人才短缺、科研投入不足,导致难以实现创新和核心竞争力不足;另一方面,由于人才培养和需求出现错位,导致难以招到具有一定实践经验、创新能力强的应用型人才[5-6]。因此,对于土木工程研究生的培养,尤其是专业学位硕士的培养来说,在学校培养期间如何与实际工程和科技项目结合,培养实践创新能力就显得非常重要了。
一" 目前土木工程人才创新实践能力培养的困境
从目前应用型人才培养的情况来看,职业技术学院主要采用各种“参观实习+生产实现+生产单位顶岗实习”相结合的方式。这种方式培养的是工厂化、流程化的实践应用能力,基本上谈不上实践创新能力的培养[7]。而普通高校对于学生实践能力的培养主要是“校内实践+虚拟平台”,结合认识实习、生产实习、毕业实习等环节提升实践能力,这种方式难以深入企业的生产,更不要说介入企业关键技术和难题进行科技攻关了。而目前对研究生实践能力的培养,普遍的做法是依托导师的科研项目进行“导师+研究生”的“点对点”培养,培养的规模小和培养质量缺乏持续性[8-9]。而且在很多情况下与实际工程的技术难题脱节,产生一定程度的人才培养与企业需求错位[10]。从目前国内高校对土木水利专业硕士实践创新能力培养看,主要存在以下几方面的问题:①学生实习流于形式,绝大部分高校实践环节与工程实践脱节,校外实习环节大多流于形式,导致师生对企业施工和管理过程缺乏深入了解。②大部分教师缺乏实践经验,普通高校“双师型”教师不多,而绝大部分教师都是从学校博士毕业直接到高校工作,实践经验缺乏,结合实际工程指导学生存在不小的困难和差距。③企业培养人才成本高昂,由于上述原因导致学生实践能力培养不足,会加大企业后期培养人才的时间成本和经济成本。因此,针对上述问题,有必要完善现有的土木水利专业硕士研究生的实践创新能力培养模式。
二" 西安工业大学土木水利专业硕士产教融合培养模式构建
西安工业大学创建于1955年,是陕西省人民政府与国家国防科技工业局、中国兵器工业集团有限公司、中国兵器装备集团有限公司共建的高水平大学。西安工业大学建筑工程学院成立于1994年,2004年开始从事研究生教育,2010年开始建筑与土木工程专业硕士教育(2018年调整为土木水利专业类别),现有土木工程一级硕士学位点和土木水利专业硕士学位点。西安工业大学土木水利专业硕士在3年学习期限内完成不少于36学分,其中学位课不少于18学分,实践环节(必修)为10学分的学习要求,且实行校内外双导师制。通过近些年的不断摸索,采取以下四方面的具体措施培养土木水利专业硕士的实践创新能力。
(一)" 以培养实践创新能力为目标,不断完善课程体系与培养方案
对于土木水利专业硕士培养来讲,构建系统的理论知识体系是非常重要的。因此,土木水利专业学位硕士培养方案中,理论课程设置是基础,同时结合必要的实践课程和实践环节构成了一个完整的培养方案[11]。西安工业大学水利与土木专业学位硕士培养方案中,首先包括数学、力学、外语和自然辩证法等公共课,同时也设置了弹塑性力学、高等工程地质、工程结构抗震学等基础课和专业基础课。此外,还设置了土木工程技术前沿、土木工程测试技术、土木工程创新实践课程(这些课程根据不同二级学科课程内容不同)等不同类型的课程共计6个学分,对学生的实践能力要素进行交叉培养。在上面课程学习的基础上,设置了专业实践环节12个学分,要求学生实践时间不少于3个月,开展形式可以为在实践基地、导师科研项目、企业实际项目等,较为灵活。为了适应技术的快速发展,实践课程和实践环节会定期与共建基地的企业进行研讨,根据情况对教学内容进行调整。如在隧道工程课程的工程案例方面,与陕西路桥集团有限公司合作,依托银白高速谢家坡隧道的技术难题,共同开发了“千枚岩大变形隧道施工控制技术教学案例”。由于案例结合实际工程技术难题,深入浅出分析了该类工程的技术难点、解决方法,并提出了有针对性的施工技术措施。由于该案例直接采用工程难题进行教学,激发了学生学习的热情,因此受到学生的一致好评。同时,该案例也入选了陕西省工程类专业学位研究生教学案例。
(二)" 以“科研项目”为引领,构建校内、校外实践能力培养双平台
目前,国内高校研究生培养采用的是导师带学生,类似于“学徒制”的方式培养研究生。这种方式的优点在于导师可以手把手教授学生,让学生可以尽快在导师的指导下成长[12]。但缺点也同样明显:一是导师的学识会严重影响学生的理论水平和实践能力,如果导师自身缺乏实践经历和技能,很难培养学生的实践创新能力和解决工程复杂问题的能力。二是导师个人的精力比较有限,很难同时兼顾多个学生在时间能力方面的培养,导致学生间实践能力差异较大。三是单个导师接触的工程类型相对比较有限,而实际工程类型较多,比如工程可以大致分为房建、交通、市政和港口等工程。而且就算是同一种类型的工程,也会由于工程地质条件、气候环境条件、实际施工条件等情况不同而采取不同的设计标准和施工方法,如平原地区与高海拔寒冷地区混凝土工程的施工就差异很大。因此,培养土木水利专业硕士的实践能力,仅靠导师的培养,很难兼顾多个学生的研究兴趣、能力提高,也很难拓展学生研究的视野。
鉴于上述问题,西安工业大学土木水利专业硕士学位点采用以重大工程的科研项目为引领,利用校内教学科研平台和企业生产测试平台,将课堂搬进虚拟仿真试验室、导师团队试验室和实际工程项目,在实际工程项目和科学研究试验中培养学生创新思维和解决实际工程问题的能力(图1、图2)。如西安工业大学与中国水电建设集团十五工程局有限公司联合建立了实践基地,依托甘南王格尔塘—夏河高速项目,对高海拔寒冷地区混凝土箱梁施工技术进行了技术攻坚,在学校进行理论分析和数值模拟、在现场实验室进行试验、在工地现场进行测试和验证。经过四年半的努力,攻克了相关技术,研究成果荣获陕西省建设工程科学技术进步奖一等奖。类似的例子还有很多,都是利用校内教学科研平台和企业生产测试平台实现了学生、企业、学校和教师的多赢。
(三)" 以校企共建实践基地为抓手,实现资源的四个融合
通过多年的实践和摸索,西安工业大学土木水利专业硕士培养形成了一套行之有效的做法,特别是校企共建实践基地的建立解决了培养学生规模不大、学生解决复杂工程问题能力弱的问题。具体做法如下:首先通过教授团队与企业科研合作,建立良好的校企关系。然后引入企业力量,搭建校企合作实践基地,实现校内校外资源整合和共享,并聘请企业管理骨干和工程技术人员作为实践基地的企业方导致。同时,邀请企业导师参与学生实践能力过程培养(如培养方案修订、课程体系调整、实践能力和生产测试等)。在充分利用校内教学科研平台和企业生产测试平台,助力了师生教学科研活动,提升学生、教师、企业技术人员实践创新能力。经过近20年的努力,先后与中铁十八局集团有限公司、中交一公局集团有限公司、中国水电建设集团十五工程局有限公司(简称“中水十五局”)、中国有色金属工业西安勘察设计研究院、陕西高速公路工程试验检测有限公司、陕西路桥集团有限公司和中铁十四局集团有限公司(简称“中铁十四局”)等30多家行业内重点企业进行了科研合作(图3、图4),并与中国水电建设集团十五工程局有限公司、中国有色金属工业西安勘察设计研究院和陕西高速公路工程试验检测有限公司等8家单位企业建立了长期的研究生实践创新基地。
从多年的实践效果看,要实现与生产企业的深度合作,首先要建立科研合作,才能为后期建立实践基地打下坚实基础和建立长期合作关系。如我们目前建立的8个实践创新基地,都跟相关企业有多年的科研合作。然后依托实际工程项目中的技术难题进行科技攻关,实现工程与科研深度融合。在联合攻关的过程中,校内主要进行理论分析和试验,而现场进行测试和验证。由于工程项目距离较远,通常还会采用线上和线下讨论、分析和总结,并进一步指导学生研究、完善学生培养方案、提升企业技术,从而实现“工程与科研、校内与校外、线上与线下、专业与学科”四个融合。
(四)" 建立创新实践基地运行机制,完善实践过程评价方式
西安工业大学与企业实践创新基地建立了成套的安全保障、学生和导师考核、试验室管理、导师进入和退出制度,以及企业导师的聘任和退出制度。首先,对研究生进入实习基地进行事前培训、过程管理、事后考评,对研究生进入实践创新基地进行全过程管理和评价。同时,对学校导师和企业导师在创新实践基地的进入、退出以及职责等方面进行了规范和要求,并建立了相关制度,定期考核。在学生实践创新能力评价方面,实践基地以人才培养和实践创新能力提升为目标,注重培养学生实践操作能力、解决工程实际问题能力和科技创新能力,提出了“创新优先、注重实践”的产教融合考核体系。同时引入PDCA管理思想,通过企业回访、学生反馈及第三方评价等方式,及时调整、完善合作模式及培养环节,进行全过程持续改进,保证产教融合实践基地有效运行,稳步提升人才的培养质量。到目前为止,已经形成了实践基地建立与运行,导师聘任、考核与退出,学生实践能力培养与评价的完整体系。
三" 产教融合实践创新能力培养模式的特色
经过多年的实践,西安工业大学在土木水利专业硕士实践创新能力培养方面,形成了自己的特色。为了不使校企合作流于形式,首先应该有稳固的合作基础。我们的合作基础是建立在科研项目的合作上,即以“科研项目”为引领。然后利用高校和企业的试验和测试平台,结合实际工程难题进行联合攻关,共同攻克工程技术难题。因此,构建“校内教学科研平台+企业生产测试平台”的双平台,这是关键。当然解决工程难题只是一方面,提升“学生、教师、企业”三个主体能力才是双方真正的目标。此外,在这个过程中必须整合学校和企业的相关资源,做到“工程与科研、校内与校外、线上与线下、专业与学科”四个方面的融合才能实现上述目标。
从上述分析可以看出,西安工业大学在土木水利专业硕士实践创新能力培养方面形成了一定的特色,构建了“一个引领、两个平台、三个提升、四个融合”的产教深度融合实践创新能力培养模式,并取得了显著效果。截止到目前,累计已有300余名本科生,60多名专硕和学硕在实践基地完成实习、测试和试验,其中结合科研课题完成硕士学位论文30余篇,毕业生受到中国铁道科学研究院集团有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司、陕西交通控股集团有限公司和浙江省交通运输科学研究院等行业龙头企业欢迎。2018年以来,基地向中国矿业大学、北京科技大学等高水平大学输送10余名博士研究生。此外,对50余位企业技术人员进行了相关技术培训。
四" 结束语
随着我国基础设施的快速完善,国内建筑企业逐渐参与到“一带一路”的基础建设中,这对于我国建筑企业可持续发展、消化我国过剩产能以及扩大就业是非常有必要的。因此,在“一带一路”背景下,如何培养和提高土木水利专业学位研究生的实践创新能力,关乎“一带一路”国家战略的顺利实施和建筑业的可持续发展。因此,深入研究培养和提升土木水利专业学位研究生的实践创新能力是非常重要和必要的。本文以西安工业大学为例,分析了土木水利专业学位研究生在实践创新能力培养中存在的问题。以“学生、教师、企业”三个主体能力提升为目标,从课程体系设置、校企平台建设、校企资源融合等方面进行了分析,并结合西安工业大学的实践总结了产教融合实践创新能力培养模式,以期为土木水利专业硕士以及类似工科专业硕士实践创新能力培养提供一个可行的思路。
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基金项目:2022年陕西教师发展研究计划项目“核心素养导向下,基于‘3+1’工程的地方行业特色高校专业学位研究生培养模式探索与实践”(YJSZG2023104);2023年西安工业大学研究生教育教学改革重点项目“基于实践基地产教融合的土木工程应用型人才培养模式研究”(XAGDYJ230105);2021年西安工业大学本科教学改革研究一般项目“军民融合背景下城市地下空间专业人才培养体系研究”(21JGY014)
第一作者简介:邓祥辉(1976-),男,汉族,四川德阳人,博士,教授,博士研究生导师。研究方向为土木工程教学与科研。