新工科背景下土木工程實踐教學體系改革的思考與建設

尹伊璐，陳愛軍，李世龍，李若宜

（中南林業科技大學 土木工程學院，湖南長沙 410004）

改革開放以來，我國高等教育取得了長足的發展，有力地支撐了國家的現代化建設[1]，但在某些方面還存在制約發展的短板——學科專業結構還不能完全適應科技進步和產業升級的需求[2]。為積極應對社會發展變化，為社會輸送能干、會干的新時代人才，高校應堅守初心，不斷進行創新和探索，開展教育改革。

數字化和超鏈接性革命促進了科學、技術、工程、經濟和社會文化的深度交融。人們可以充分利用便捷的軟件、工具、設備和系統改變設計、制造、銷售和消費的方式。由此新工科的概念被提出，要求培養更全面、實踐能力更強的新時代人才[3]。土木工程離不開實踐，其在建設國家基礎設施、保障人民生活等方面具有重要作用?，F今，工程問題更加復雜，人才培養的多樣化、個性化、多層次化需求日益凸顯，但傳統教育體系在實踐教學方面存在一些問題，如實踐內容和形式單一、教學手段落后、學科交叉體系不完善等，已經無法滿足新工科的要求。因此，對土木工程實踐教學體系進行改革與建設具有重要意義。

1 傳統土木工程實踐教學方式存在的問題

針對實踐環節的教學現狀進行分析，總的來說，存在以下三方面亟須解決的問題。

1.1 人才培養目標不明確，學科交叉體系不完善

新時代土木專業需要培養的是有大工程觀、大質量觀的創新型人才，但目前國內的主要教育方式還是傳統的單課程多媒體課件教學，專業能力培養環節存在“碎片化”問題。培養模式缺乏系統性的復雜工程教學情境，難以讓學生認識現代工程建設的生產體系的構成和模式，更難以讓學生理解復雜工程的設計和施工，缺乏施工過程中分析解決問題的訓練，不利于培養學生的系統觀和宏觀思維。工程項目的建成涉及多學科知識，但在土木專業課程中，各課程的教學都只是圍繞本課程的知識內容展開，沒有做到相關課程知識融合，缺少學科交叉培養的教學體系。

1.2 教學資源相對匱乏，實踐方式相對單一

調查發現：部分高校存在實踐教學資源相對缺乏、實踐內容簡單、實踐形式單一等問題。實踐方式通常局限于專業課程的實驗室實操部分以及畢業實習，提供給學生的實踐機會較少，實踐時間固定且短暫，而大多數的實際工程建設周期都很長，這使得學生的實踐與真正的工程建設相脫離，實際動手能力沒有得到充分鍛煉，導致解決實際工程問題能力不足[4]。除此之外，如何適應人才實踐創新能力培養的需要，向學生提供接近真實的工程實踐教學環境，是土木工程專業實踐教學面對的一大難題。

1.3 教學方式枯燥，致使學生參與度低

目前，教學還是沿用傳統的觀念——重知識輕能力、重課堂輕實踐、重成績輕育人，缺乏引導學生自主學習、主動實踐、追求創新的教學方式，過于強調學生的專業特點和專業能力，沒有很好地培養創新人才需要的大工程觀、大質量觀，不利于培養學生將理論知識轉化為解決復雜工程問題的能力。教學方式還是以教師、教材和教室為中心，難以激發學生的學習興趣[5]。新工科時代需要創新人才具有自主學習能力，因此，需要改變教師教學和學生學習的觀念，從以教師為中心向以學生為中心轉變[6]，為學生提供個性化的發展空間。教學評價方式以結果評價為主，不利于學生綜合能力的培養。

2 新工科背景下土木工程實踐教學理念思考

遵循“以培養工程意識為主的工程感性認識教育，以培養解決工程實際問題為主的工程能力教育，以培養動手能力和創新能力為主的工程素質教育”的實踐教學總體方針，加大實踐教學體系的改革力度，結合上述實踐教學存在的問題，思考如何對當前教學體系進行創新性改革，從而適應社會變化，使培養的人才能適應新工科時代的要求。

2.1 培養新時代高素質人才

實踐教育除教學之外，育人也是很關鍵的一環。結合未來發展趨勢，具有傳承文脈、文科思想、人文情懷的土木工程師更具發展潛力[7]。隨著社會的進步和美學意識的提高，工程建設逐漸與自然風光相結合，構成了協調發展，在工程建設中融入當地人文元素，更多從展現地域文化特色的角度探索工程設計[8]。當前工程設計師的人文修養和綜合素質愈發受到重視，逐漸從實用主義向人文思維的解決工程方向轉變。

2.2 培養新時代重實踐人才

新工科背景下高校需形成以實踐為主導、開放協同的土木工程創新人才培養體系。除課堂理論教學之外，實踐經驗在土木行業中尤為重要，但部分學校經費有限，土木工程實踐開銷偏大且教學收效差異大，所以學校難以在實踐建設中投入過多教學資源，只能開設小型實踐課，致使學生缺乏基本動手能力。在新工科要求下，高校要有意識地提高學生實踐操作能力，使學生夯實理論基礎、增強系統意識、拓展創新思維。

2.3 培養新時代綜合型人才

隨著社會的不斷發展，各行各業對綜合型人才的需求不斷增加[9]。建筑行業實際工程項目會涉及施工、力學、經濟、管理、化學、電子信息等多個領域的知識，需要綜合型人才。新時代人才培養要重基礎、寬口徑、重實踐、個性化，同時多學科交叉融合、產學研協同育人、深化工程化學習、開展國際化教學。

3 新工科背景下土木工程實踐教學體系建設

3.1 實踐教學體系建設，促進學科交叉教學

從服務國家戰略角度出發，全面深入探究土木工程領域的人才培養方向和方法。以能力為主導，采用課內課外交融的培養體系，解決實踐創新教育存在的碎片化問題。在一、二年級的時候，主要通過新生研討課探究科學思維與研究方法，通過工程概論和暑期實踐熟悉工程、開展認知實踐，引導學生初步建立科學思維和創新思維。到了三年級和四年級，主要通過專業核心課程設計和現場實習培養學生的科學綜合素養與批判性思維。這些研究型訓練項目和課內外交叉融合創新教育能提高學生的科研能力和解決挑戰性工程問題的能力，同時合理地加入其他課程和專業知識，實現多學科的交融，使學生對本學科知識框架有全面的認識，了解多元化的知識體系，促進學生專業知識網的建立[10]。設立面向不同類型課程的學生學習效果評價和能力達成及跟蹤的提升體系，為學科培養目標的達成提供保障[11]。圍繞課程體系的實踐環節，可以采用“學院層級的實驗、學校層級的實訓、校外企業的實踐”的教學方法，構建校內校外協同、課內課外協同且交叉促進的創新教育方針。

3.2 實踐創新平臺建設，加強校企合作建設

以塑造大學生的工程觀、質量觀、系統觀為統領，推動工程實踐教育高質量發展，結合學校產教融合項目的實施，可以設立實踐中心，培養學生的實踐能力。實踐中心通過改善實踐設施，創建實踐平臺結構，有意識地培養學生的大工程觀；通過改革實踐教學的新內容和內涵，培養學生的質量觀；通過改進實踐的新方法，培養學生的系統觀。把學術上的新進展、新經驗融入實際工程項目，通過實踐條件的平臺化、訓練模塊的單元化和教學方案的個性化培養拔尖創新人才。整個實踐中心以典型低端工程項目全生命周期為主線設置面向土木工程的結構設計、項目施工、工程檢測等實踐訓練項目，以此來為學生實踐提供良好的環境，讓學生能夠認知、體驗，通過實踐了解一個工程項目從開工到完工全周期的大致施工步驟、主要的施工工藝以及技術規范，讓學生將所學知識應用到實際工程，從而加強工程實踐教育質量，培養拔尖創新人才，提升學生工程決策能力。在技術日益更新迭代的新時代，除了學校實踐中心的建立，學校還需強化與企業的協作交流，進一步拓展“校企合作、產教融合”的深度和廣度，建立學校、企業實踐“雙陣地”[12]。企業提供優質的實踐教學資源和多元化的實習機會，從而使學生有更多實踐鍛煉的機會，注重工程意識、工程能力和全局意識的培養，讓學生的實踐能力得到充分鍛煉，能夠推動項目建設。

3.3 實踐創新理念建設，更新教學評價方式

大學是學生踏入社會之前的重要過渡期，教師應給予學生相對充足的自由，同時完善各學科考查制度，讓學生充分發揮自主學習和創新思維能力，保證教學目標高質量完成。實踐過程可以實施“雙師型”教師隊伍[13]，學生在實踐過程中會遇到新的難題，通過與教師的有效交流，學生可加深對知識的理解，提升實踐教學的有效性。教師要積極聽取學生對實踐教學的反饋，采納一些比較好的建議。讓學生擔任課堂的主角，教師需要做好引導工作，在互動中培養學生自主創新思維、獨立思考能力，發掘學生的內在潛力，從而提升學生解決工程問題的能力，增強學生在就業市場的競爭力。從“以結果評價為主”向“過程與結果評價結合”轉變，推進考核方式多元化。校企合作實踐教學考核機制采用企業、學校、專家、教師、學生“五位一體”的評價機制[14]，重點考查學生對實踐內容工藝、流程等知識掌握的情況。

4 結束語

綜上所述，在新工科背景下，新時代人才培養目標向著高素質、重實踐、綜合型方向發展。高校應從實踐體系、實踐平臺、實踐理念3 個方面對實踐教學進行改革建設，主要舉措包括完善課設體系、跟蹤提升體系、促進學科交叉、開展項目實訓、加強校企合作、改革教學模式、強化師生互動、更新教學評價方式，目的是讓學生重視實踐操作，提高人才培養質量，培養實踐型人才。