土木-水利拔尖創新人才培養模式探索
——以廣西大學為例

劉 瑩,龐慧慧,李 艷,肖 良,劉宗輝

(1.廣西大學 土木建筑工程學院,廣西 南寧 530004;2.桂林理工大學 南寧分校,廣西 崇左 532100〗

0 引 言

“雙一流”建設是國家為了推動高等教育改革發展提出的重大戰略決策,包括一流大學、一流學科和一流本科教育的建設,拔尖創新人才的培養是其核心任務[1]?！靶鹿た啤苯ㄔO則是為應對新一輪科技革命和產業變革的挑戰提出的深化教育改革的重大行動計劃,其目標是培養具有創新和實踐能力、跨界整合能力和動態適應能力的高素質復合型工程科技人才。

拔尖創新人才的培養是教育發展現代化的核心和關鍵要素。拔尖創新人才是以創新意識和能力為內核素養,以品德修養等非智力因素為基礎素養,以知識、專業等綜合要素為核心素養,并對社會、科技進步做出重大貢獻且得到一致認可的人才[2]。拔尖創新人才的培養質量受選拔模式、師資力量、課程設置、學校平臺等各種因素的影響[3,4]。從“錢學森之問”提出,到“新工科”與“雙一流”建設,針對土木工程專業,國內眾多學者對拔尖創新人才的培養模式進行了探索與研究?；ɡ賉5]提出“雙一流”土木工程人才培養應采取學科與專業并舉、相促相融的建設策略,形成多元化協同的人才培養模式;孟憲強等[6]通過“工程+”教育理念對土木工程專業培養模式的改革進行探索;王美寬等[7]結合土木工程的專業特點和人才培養需求,提出了土木工程專業高技能人才培養模式改革與創新的思路;王一鳴等[8]提出將工程檢測與人工智能結合而生的智能檢測技術融入土木工程教學的應用型人才培養模式;郝麗娜等[9]以齊齊哈爾工程學院土木工程專業為例,基于“新工科”理念提出從課程體系、專業結構、教學模式和方式、教學質量保障措施四方面進行改革與探索;唐站站和孫華懷[10]從教學模式、師資建設以及培養模式評價方面提出了“互聯網+”時代的土木工程復合型人才培養機制。

各高校通過“實驗班”形式進行人才培養,如湖南大學的“李達”實驗班,河南大學土木建筑學院的“卓越工程師計劃”實驗班,太原理工大學的工程科技創新實驗班,同濟大學的“土木與環境類”試驗班,中國礦業大學的土木工程專業實驗班,以及廣西大學的土木工程拔尖創新人才茅以升實驗班等。廣西大學作為“雙一流”學科和“新工科”建設高校,應深化教學改革,以“雙一流”為導向,加強“新工科”的建設,培養有思想、有技術、有能力的新型工科人才。以廣西大學土木-水利創培班為例,基于“雙一流”與“新工科”背景下,從運行機制、存在問題、改革建議這幾方面,對拔尖創新人才培養模式進行探索,以進一步提升人才培養的質量。

1 廣西大學土木-水利創培班的運行機制

2018年成立的廣西大學土木水利創新人才培養實驗班(創培班)遵循分模塊培養的方法,實行“3+1(本科)”或“3+3(本碩銜接)”培養模式。新生入校時進行選拔,考核通過的學生進入創培班學習。第一至三學年(“3”)在本實驗班學習本科課程,第三年末由學院對學生進行考核?？己送ㄟ^學生走“3+3(本碩銜接)”模式,即可在三年級期末提前本科畢業,第四至六年(“3”),進行研究生階段學習;未通過學生按照“3+1(本科)”模式,即第四學年(“1”)按照選定的專業繼續修讀,取得基本學分(150 學分),正常畢業。創培班的畢業生優先推薦免試研究生,可在土木工程和水利水電工程兩個專業中任選一個專業畢業。此外,創培班實行優勝劣汰制度,前三學年課程學習中若有任何一門課程期評未及格,則從創培班退出,進入下一年級的土木工程或水利工程專業普通班學習,或者自愿提出申請退出。廣西大學土木-水利創培班“3+1(本科)”或“3+3(本碩銜接)”培養模式體系如圖1所示。

圖1 創培班“3+1(本科)”或“3+3(本碩銜接)”培養模式體系

選拔采用“考試+面試”的方式,由學校組織進行數學科目筆試,導師團隊進行專業知識和外語考核,結合高考成績、數學和面試成績,綜合評價,擇優錄取。創培班的培養以學生為主體,采取導師制,單獨編班開展課程教學。課程內容包括通識教育課程、學門與學類核心課程、專業核心課程和實踐課程四個部分。如圖2所示,學門與學類核心課程學分要求所占比例為54.00%,與普通班相比,更注重數學、力學基礎的培養,是典型的“厚基礎”形式課程教學。扎實的專業理論知識,是培養學生科研能力、獨立創新能力的有利保障。

圖2 各類課程學分所占比 圖3 18級實驗班學生情況人數(57人)

從2018年的初步探索,到2022年的成效反饋,第一屆實驗班的人才培養已運行了一個完整的歷程。18級土木水利創培班實驗班是一個綜合型培養的班級,包括了道橋、建工、巖土和水電四個專業方向,其中道橋和巖土方向人數最多,分別為24、16人,總學生57人。學生的培養質量是衡量一個體系的培養要求是否達到預期效果、培養模式是否可行的最直觀的表現。如圖3所示。在2022年土木學院土木水利專業推薦免試研究生中實驗班有17人,占班級的人數的29.82%,占整個年級總推免人數的43.49%,是實現拔尖創新人才培養目標的主力軍。同時,在學科競賽和科研方面也獲得了很多成果,獲英語、數學、力學等學科競賽獎項26次,互聯網+、大創、挑戰杯等創新創業大賽獎項20余次,優秀學生、獎學金等個人榮譽累計47次,此外在論文、專利、軟著方面也取得了不錯的成績。與其說實驗班是優質學生的重要來源,不如說這是廣西大學面對“雙一流”和“新工科”新形勢,在人才培養模式的探索中尋找出的符合自身發展特色的培養方案,在實踐中探索,在探索中前進,不斷打磨。

廣西大學土木工程專業創辦于 1932年,水利工程專業創辦于 1950 年,分別是是廣西首批精品專業和國家特色專業,具有雄厚的師資力量和高水平的學科平臺,是廣西優勢特色專業。創培班優勢特色就是以一系列高水平學科平臺為依托,以土木建筑工程國家實驗教學示范中心為實驗創新基地,以高水平師資隊伍為引領,調動學生學習的積極性、創造性和主動性,激發學生的創新思維和創新意識,培養面向科學研究和高層次研究型人才。

2 廣西大學土木水利創培班存在問題

經過四年的探索和實踐,土木水利創新人才實驗班的培養模式目前存在以下問題:

(1)傳統工科人才培養方案體系單一。培養方案是人才培養過程的基礎性文件,是達到專業人才培養目標和要求的具體實施方案,決定了人才培養規格。傳統拔尖人才培養方案重理論知識傳授,輕學生實驗實踐能力培養。實驗班的實踐課程設置占總課程的13%,專業核心課程占總課程的11%,忽視了學生實踐能力和專業化能力的培養。且專業課知識體系單一,僅是土木工程專業和水利工程專業“1+1=2”的簡單疊加,無法實現“1+1=1”多學科的深度交叉融合的新專業方向。此外,培養方案以封閉的校內教學體系建設為主,忽視學生工程服務能力的培養,缺乏對學生引領行業發展能力的塑造,與新工科繼承與創新、交叉與融合的人才培養路徑不符。

(2)學生創新實踐意識與創新能力薄弱。新工科教育理念要求重視學生的創新實踐意識和工程應用能力的培養,提高學生的動手能力,培養學生解決實際問題的創新思維意識。傳統拔尖人才培養注重課堂理論教學,創新實踐教學僅通過課程、試驗、課程設計、實習等形式開展,實踐平臺匱乏?！把小薄敖獭薄爱a”分離,優勢學科科研對人才培養反哺不足,科研訓練課程流于形式,使得學生學生創新實踐意識與創新能力薄弱,無法實現多元協同育人。

(3)教學機制與培養模式有待優化。實驗班的課程體系主要以理論教學為主,采用“系統知識傳授”的方法,學生自主選課程度不高,且教學內容與方式滯后,學生反饋得不到有效利用,因材施教效果不突出,個性化培養特色不能充分發揮。此外,優勝劣汰的模式雖保證人才培養質量,但“只出不進”的退出機制可能會導致普通班人才的流失。

針對目前在土木水利跨學科創培班中已經凸顯出來的問題,亟需我們在培養模式上進行大膽改革和創新,探索在“新工科”與“雙一流”背景下土木水利跨學科創新拔尖人才有效的育人機制。

3 改革建議與效果評價機制

(1)優化課程資源,完善課程教學體系。課程體系是實現創新人才培養目標的關鍵,文書生和田如男[11]提出“理論-實踐-創新”三級教學模式,劉炎等[12]以“厚基礎、重實踐、強能力”理念,構建“知識、能力、素質協調發展”的課程體系?！凹埳系脕斫K覺淺,覺知此事要躬行”,課程設置要突出專業核心課程體系建設,重視理論與實踐相結合的教學,加大實踐教學的比例,以實踐實習對專業知識進行梳理、總結,培養學生分析解決問題能力、創新協作能力。工程教育就是創新創業教育的具體應用,學校應創造條件為學生提供真實企業環境下工程實踐,鼓勵學生積極參與實踐,體驗實踐。由點到線、線到面的發展,由單線到多維的轉變,使學生各方面能力顯著進一步達到工程教育的要求,滿足地方和社會經濟對具有多學科背景及人文素養拔尖人才的需求[13]?！靶鹿た啤迸c“雙一流”背景下,要理論與實踐并重,充分利用雨課堂、慕課等數字化課程為學生提供智能化、移動化的學習資源,優化教學設計。對課程實施情況進行實時課程反饋與調整更新,確保教育課程的科學實施,打造富有區域特色、學校傳統和時代特色的教學內容體系。

(2)堅持科教融合,強化師資力量建設。創培班導師制的培養方式要堅持科教融合,教學與科研兩者相輔相成。導師將科研成果轉化為課程教學資源,根據大學生個性化、差異化的特點,以自身的科研經歷感染學生,引導學生獨立思考,培養學生科研主動性,形成“科、教、產”共同體?！皫熣?所以傳道受業解惑也”,高水平教師隊伍是培養高質量拔尖創新人才的必要條件,是進行“新工科”和“雙一流”建設的重要支撐。采用引進和培養相結合方式,注重學科領軍人物和青年教師的培養,建設教學水平與科研能力雙強的教師隊伍[14]。

(3)構建學習平臺,加強學術交流與合作。要堅持“開放、共享”的辦學理念,與國內外名校、企業開展聯合人才培養,深化國際交流與合作,為學生搭建交流的平臺和機會,讓學生體驗多樣文化,拓寬國際視野。彌合課堂、學校、企業、社會等各要素之間獨立的狀態,采取“一去三來”的教育方法,構建新型工科創新人才培養方案,提高拔尖創新人才培養質量[15]。鼓勵學生積極參與“雙創”比賽項目、科研經驗交流會、科研項目、學術會議等多重實踐活動,幫助學生融入學術圈,了解學術前言,鍛煉學生解決復雜性、綜合性問題的能力。注重綜合能力的跨學科培養,通過知識整合與各學科相關作用,打破學科間壁壘,實現跨學科技術與知識的交叉融合[16,17]。不同學科之間的碰撞,激發學生主觀能動性和創新性思維。

(4)調整培養方案,形成動態機制。將只出不進的制度調整為靈活的“基地班滾動制”[18],優勝劣汰、及時調整、適時補充,既保證人才培養質量,又減少普通班優秀學生的流失,激發學生學習動力,增強危機感,使本碩一體化的培養模式更加具有動態性和靈活性。針對效果評價考核機制,不唯分數論,按照“軟硬結合”的方式進行,對學生綜合素質進行評估[18]。將學情分析融入教育教學全過程,通過學情分析,掌握學生的學習基礎與學習狀態[19]?！皩W情調查-結果分析-教學調整” 三者依次執行,不斷循環,形成一個正反饋的閉環。學情調查是結果分析的主要來源,鼓勵學生積極反饋學習上的困難、現狀、期望等信息,可以以定期展開問卷調查和不定期走訪、打通線上線下反饋渠道來收集信息。結果分析是教學調整的主要依據,以學情調查信息為主體,對社會需求、當下學術熱點等多方面進行綜合分析;以會議、報告等形式展開,各老師進行參與討論分析,形成合力,得到更優質的結論。教學調整是對課程體系、教學方式等進行優化和改進,形成更加完善的培養方案。培養方案不是一成不變的,而是具有彈性的動態機制。同時,“新工科”和“雙一流”背景下,要重視管理制度對整個教學過程的作用[20]。拔尖創新人才培養的各環節,由學校和學院組織進行教學督導,實行中期檢查、學生評教等制度,對學生反饋進行實時跟蹤,根據反饋意見和建議及時調整教學方法,促進拔尖創新人才培養效果不斷提升[21,22]。