“新工科”背景下土木工程概論課程建設與實踐研究

楊俊 石憲 夏志遠 陳鑫

摘?要：土木工程概論是闡述土木工程領域的整體概況與基本概念的專業基礎課程?！靶鹿た啤北尘跋峦聊竟こ淘谌斯ぶ悄?、裝配工業化、信息化、智能化等方面迎來了新的發展和挑戰。土木工程概論課程建設與實踐應積極適應和融合“新時代”土木工程發展的新技術、新體系、新材料等學科前沿。同時，在教學過程中充分調動學生的積極性和自主性，為后續的學習、工作、深造奠定基礎，用好課堂教學這個主渠道積極開展思政教育，培養愛專業、肯吃苦、有責任心、有創新意識、有愛國精神的“新時代”的土木人。

關鍵詞：新工科；土木工程概論；課程建設與實踐；思政教育；人才培養

土木工程概論課程是一門專業必修的基礎課，其開設目的就是讓剛進入土木工程專業學習的學生通過該課程的學習，對土木工程的工作對象、工作內容、工作性質、研究對象以及專業發展有概略且完整的了解，從而幫助學生結合自身特點來對本科四年的學習進行規劃［1］?！靶鹿た啤钡奶岢鍪菫榱酥鲃討獙π乱惠喛萍几锩c產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略［2］。因此，需要在“新工科”背景下開展土木工程概論課程建設與實踐研究，探索“新工科”背景下“新理念”“新模式”“新結構”“新理念”［3］的課程實踐及人才培養模式。

一、課程培養計劃

土木工程概論課程主要闡述土木工程領域的整體概況與基本概念，并介紹該學科的國內外先進技術成就和信息。本課程的學習可以使土木工程專業各個方向的學生對土木工程學科的廣闊領域有一個總體的概念，并了解土木工程結構的基本分析方法，為今后掌握土木工程學科的知識打基礎。該課程要求學生掌握工程結構與構造、工程設計、規劃與建筑文化、工程設備與工程施工，了解中外建筑學科與工程技術發展概況、工程設計、規劃與建筑文化以及工程材料與工程技術等。同時，明晰工程與人、社會和自然的關系，培養具有以人為本、和諧發展、可持續發展和綠色發展理念，具有社會責任感、家國情懷、工程倫理和工匠精神的高素質土木工程應用型創新人才。

二、傳統教學模式存在的問題

（一）教學手段滯后

土木工程概論課程傳統教學采用“教師單向灌輸，學生被動接受”的方式［4］，同時教學過程更側重于整體概況與基本概念的傳授。一方面，傳統教師單方面講授的教學手段較為容易導致與學生互動不足；另一方面，容易導致學生形成固定、單純的聽課的思維定式，而忽略自己在整個教學過程和專業素養培養過程中的主體地位。土木工程概論這門課往往設置于土木工程專業大一學生的課程中，因此，傳統的針對整體概況與基本概念的“填鴨式”式教學很難引起學生的同頻共振，很容易造成學生失去對于這門課的興趣。

（二）教學資源時代性不足

隨著“新工科”的推進，土木工程行業的實踐性、系統性、科學性等特點日益突出，越來越多的復雜工程不斷涌現。同時，交叉領域以及未知風險也越來越多地出現在土木工程行業中?，F今，土木工程概論課程教學主要的教學資源還是教材，而教材往往出版數年，新變化、新問題無法利用現有的傳統技術和材料進行解決［5］。因此，考慮到教材的使用周期，往往會出現教材與現行規范、行業標準不匹配的現象。土木工程專業的學習并不能脫離時代發展與社會而生存，這就要求教師要充分重視教學資源的時代性并及時更新教學資源。

（三）教學與實踐聯系不足

目前，土木工程概論課程教學更多闡述土木工程領域的整體概況與基本概念，這樣的教學方式往往導致學生無法聯系實際，無法更為清晰地認識學科是要做什么和具體怎么做?！靶鹿た啤北尘跋聦τ谕聊竟こ谈咝．厴I生提出了新的更高的要求，這也就要求我們在類似土木工程概論這類的專業基礎課中更加緊密地聯系專業實踐，在學生心中埋下專業求知的種子，讓學生明確地、帶著目的地開展專業學習和人生規劃。

（四）課程實踐及人才培養模式滯后

傳統土木工程概論的教學及育人目標更注重單一的土木工程專業的整體概況與基本概念，而忽略了“新工科”背景下多學科交叉、應對“新時代”國家戰略的需求。同時，培養過程中過于注重理論知識的傳授，而忽略了培養學生理論聯系實際的能力以及學習廣度的提高。這不利于發展“新工科”背景下“新理念”“新模式”“新結構”“新理念”的課程實踐及人才培養模式的要求。同時，在課程實踐和人才培養過程中缺乏課程思政的融入；在培養計劃和教學大綱的制定過程中，更多強調了專業知識的學習要求，而對立德樹人的要求體現不明確；課程講授與課程思政元素結合融合方式不夠靈活；課程實踐及人才培養中對學生德育方面重視程度不夠［6］。

（五）課程體系規劃科學性不足

傳統的土木工程概論課程體系主要包括工程結構與構造、工程設計、規劃與建筑文化、工程設備與工程施工，以及了解中外建筑學科與工程技術發展概況、工程設計、規劃與建筑文化以及工程材料與工程技術等內容。針對這些教學內容主要開展相關整體概況與基本概念的教授，而忽略了學生對于學科實踐能力的培養。同時，對于國內外針對土木工程行業發展的新技術、新體系、新材料等學科前沿以及“新工科”背景下多學科交叉在課程體系中的融入明顯存在不足。

（六）考核方式單一

土木工程概論屬于考查課或者選修課，總成績多由平時成績和期末成績組成。平時成績由出勤、課堂交流以及課后作業組成，其中課后作業多由章節給出的簡答題目組成，期末考試一般采用課程綜述或試卷組成。而這些方式過于單一，無法全面反映學生對該課程的掌握程度，同時不利于教師與學生的溝通，效率較低。

三、“新工科”背景下的課程建設與實踐

（一）教學手段靈活多樣

傳統教學采用“教師單向灌輸，學生被動接受”的方式，難以引起學生的興趣和共鳴。為此，面對“新工科”背景下土木工程概論課程的新需求，教師需要更加多樣化地安排教學內容，如采用任務式翻轉課堂教學、對分課堂教學法、對分課堂教學法、話題式教學法、微格教學法等［7］多樣化的教學手段。通過多樣化的教學手段，充分調動學生學習的積極性和參與性。

土木工程概論課程涉及眾多的專業整體概況與基本概念，同時授課對象大多是大一剛接觸專業學習的“新生”，單純的教師講授較難引起學生的關注和興趣。因而，在教學過程中應該充分重視教學過程中“討論”這一環節，讓學生充分、主動地參與教學過程。一方面總結、歸納一些內容，另一方面通過討論手段探討課程相關的問題。教師應盡可能在教學過程中采用多維互動式的教學理念，使學生處于積極的學習狀態。例如，當進行土木工程材料及建筑工程相關的教學內容時，教師可結合港珠澳大

橋的建設過程及相關圖片進行講解，通過該工程案例讓學生系統地了解到大橋從設計到交工是如何完成的。同時，學習所涉及的土木工程材料、建筑結構、施工設備以及工程管理等知識。通過這樣的案例教學與討論，讓學生在學習到土木工程概論相關知識的同時，建立學生對專業的認同感和榮譽感。

（二）課程建設與實踐突出時代性與思政性

“新工科”背景下，土木工程概論的教學應充分體現“新時代”土木工程發展建設的新問題、新方向。在教授傳統土木工程概論相關知識的同時，應該體現應對新一輪科技革命與產業變革、支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略需求中土木人的付出與收獲。例如，我們在學習傳統混凝土、瀝青、鋼材、石材、砌塊等材料的同時，我們也應教授學生關于光導材料、壓電材料、光纖維材料、記憶合金等具備自感知、自驅動、自反饋、自調節的新型土木工程智能材料，使土木工程概論課程在教授傳統知識的同時，突出課程建設的時代性，使課程內容緊跟時代發展。

土木工程概論作為總體系統了解土木工程專業的課程，在教學過程中應充分體現課程思政建設。在教學過程中對當代大學生進行思政教育，在引導他們學習專業知識的同時，更要培養他們的專業認同感、責任感和自豪感。在教學過程中，應充分利用國家大型工程案例以及專家學者的先進事跡。例如，三峽工程、青藏鐵路、京滬高鐵、港珠澳大橋等一個個世界級工程中我們土木人的奉獻和努力；又例如，錢七虎院士為我國防護工程各個時期的建設發展作出的杰出貢獻等?！靶鹿た啤北尘跋峦聊竟こ谈耪撜n程建設與實踐過程中，我們應該充分介紹這樣的案例以及先進事跡，不但要在講授過程中講授相關的專業知識、專業技能以及專業挑戰，更要將我們土木人的家國情懷貫穿課程始終，引導學生對國家發展的認同，朝著又紅又專的方向奮斗。

（三）加強“新工科”背景下人才培養模式建設

“新工科”背景下，土木工程在人工智能、裝配工業化、信息化（BIM技術、大數據）、智能化（智能化材料、自主式修復）等方面迎來了新的發展和挑戰。為此，高校土木工程人才培養也應該主動面對“新工科”背景下土木工程面臨的問題和挑戰，主動適應行業快速發展對人才的需求。土木工程概論作為全面了解土木工程專業的基礎課程，教學體系應配合行業新技術、新工藝、新理論，做到及時更新，將先進的BIM技術、裝配式建筑、新型結構監測和人工智能等運用在人才培養過程中。同時，在人才培養過程中，對于“新時代”土木工程面臨的問題和挑戰（如碳中和、氣候變化、資源緊缺、智能材料、精細化設計等）要和學生進行交流討論，讓學生在學習基本專業知識的基礎上，在心中埋下解決問題和挑戰的種子，突出理論聯系的重要性，培養學生自我思考和解決問題的能力。

2019年3月18日，在北京召開的學校思想政治理論課教師座談會上強調，辦好思政課，就是要開展馬克思主義理論教育，用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人，引導學生增強中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，厚植愛國主義情懷，把愛國情、強國志、報國行自覺融入堅持和發展中國特色社會主義、建設社會主義現代化強國、實現中華民族偉大復興的奮斗之中。作為土木工程專業的專業基礎課，在人才培養過程中更要重視課程思政建設。中國作為四大文明古國，土木工程在古代就有過輝煌的成就，例如都江堰工程、長城、隋唐大運河、秦國時期北上的“直道、馳道”、趙州橋等，這些都展示了我國古代土木人的勤勞和智慧。建國初期，我國建成了紅旗渠、南京長江大橋、人民大會堂、沱江大橋（沱江一橋）、武漢長江大橋等偉大工程，這些工程“巨輪撞不垮、地震震不塌，炸藥炸不毀”，充分體現了先輩們吃苦耐勞、樂于奉獻的專業精神、愛國精神和高超的專業技能。進入現代，青藏鐵路、港珠澳大橋、大興國際機場、矮寨特大懸索橋、上海中心大廈、三峽大壩等大國工程的建設體現了我國現代土木人的勇于攀登和奮斗。中國輝煌的發展歷程伴隨著一代代土木人的艱苦奮斗和勇于創新的精神，在“新工科”背景下土木工程概論課程人才培養過程中應積極融入課程思政，加強學生對專業的熱情，培養他們從事土木工程專業的認同感和自豪感，更要培養他們的文化認同，學習先輩們的工匠精神、奉獻精神和愛國精神。

（四）完善考核體系

簡單的課程綜述或試卷難以充分表達學生對土木工程專業的個人想法和獨到見解，也難以培養學生的綜合素質。而采用撰寫論文的形式對學生學習成果進行檢驗［8］，則可以更好地檢驗學生的學習成果以及專業見解，從而充分了解和鍛煉學生的綜合素養以及思考問題的能力。教師在分配論文方向的同時，應允許學生進行不同方向的選擇以及擴展和發揮，讓學生可以自由地發表自己的見解，充分調動學生的熱情和積極性。同時，可配合論文匯報這一環節，讓學生進行匯報和討論，極大地發揮學生的自主性和積極性，教師可以從論文的嚴謹性、準確性、科學性、思想性以及格式等方面進行綜合考評。

結語

土木工程概論是闡述土木工程領域的整體概況與基本概念的專業基礎課程?！靶鹿た啤北尘跋?，土木工程概論課程建設與實踐在教授傳統知識的同時，應注重多學科交叉，應對“新時代”國家戰略的需求。教學過程中應采用多樣化的教學手段充分調動學生的積極性和自主性，加強課程實踐過程中的課程思政，在學習專業知識的同時，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。

參考文獻：

［1］沈祖炎.土木工程概論［M］.北京：中國建筑工業出版社，2018.

［2］古天龍，魏銀霞.以新工科理念推動地方高校建設一流本科教育［J］.中國大學教育，2018（2）：3235.

［3］鄧小芳，李治，錢凱.新工科背景下應用型土木工程人才培養研究［J］.創新創業理論研究與實踐，2022（15）：101103.

［4］張大利，寧作君，何斌，等.土木工程專業推進課程思政建設的探索與實踐——以土木工程概論課程為例［J］.沈陽建筑大學學報（社會科學版），2022，24（1）：103108.

［5］于玥.新工科背景下工科高校倫理教育研究［D］.天津：天津大學，2019.

［6］蔡麗朋，王麗.應用型本科高校土木工程專業課程思政建設與研究［J］.洛陽理工學院學報（自然科學版），2022，32（03）：9396.

［7］賈福萍，王玥.建構土木工程專業翻轉課堂教學模式促進創新人才培養［J］.高等建筑教育，2018，27（04）：5157.

［8］張明月.基于認識實習的土木工程概論課程教學改革探討［J］.創新創業理論研究與實踐，2022，5（13）：4648.

基金項目：江蘇省高等教育教學改革研究重點課題（2021JSJG120）；江蘇省研究生教育教學改革課題重點課題（JGKT22_B046）；國建設勞動學會“住房和建設領域高質量發展要素和人才支撐”科研項目（CCLI2021R0032）

作者簡介：楊?。?991—?），男，漢族，河南洛陽人，博士，講師，研究方向：鋼筋混凝土結構全壽命設計理論；石憲（1992—?），女，漢族，河南洛陽人，博士，講師，研究方向：碳納米材料、納米改性水泥基材料、納米尺度材料模擬；夏志遠（1988—?），男，漢族，江蘇鎮江人，博士，副教授，研究方向：新型抗震/減振工程結構體系與工程結構多災害安全評估；陳鑫（1983—?），男，漢族，江蘇鹽城人，博士，教授，研究方向：結構振動控制、結構多災害性能評估、既有建筑性能提升。