新工科“大土木”专业教师教学能力提升研究与实践

［摘 要］ 随着新工科概念的提出和高等工程教育工作者在相关专业的探索实践，基于土木、水利、交通、海洋等多学科融合发展的“大土木”人才模式的优越性逐渐被认可。传统的土木工程及相关细分专业的人才培养在当前国内外日新月异、高速发展的“大土木”新工科背景下面临着诸多挑战。以“大土木”工程专业为背景，从多角度分析和提出提升教师教育教学能力的方法。以教师教学能力在新工科背景下面临的挑战为切入点，从教学单位到教师个人，多层次多方位主动出击，积极作为，针对“大土木”专业的特点，提出切实有效的措施，为专任教师能够尽快适应新的教学模式、提高教学实践能力提供保障。

［关键词］ “大土木”；教学能力；教师发展；工程教育

［基金项目］ 本项目获中山大学2023年度教学质量与教学改革工程项目经费资助

［作者简介］ 孙 伟（1990—），男，安徽安庆人，工学博士，中山大学土木工程学院副教授，硕士生导师，主要从事岩土工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0001-04 ［收稿日期］ 2023-09-27

随着社会经济的发展，我国进入社会主义建设的新时代，基础设施建设规模庞大，技术要求越来越高，对土木工程专业人才培养提出了更高的要求。目前，在新工科背景下，融合多学科、致力培养“厚基础、宽口径、复合型”土木工程人才，在我国高等工程教育界已取得了广泛的共识和认同［1］。例如，2018年，清华大学率先提出改革，将众多窄口径专业整合成了新的土木、水利与海洋工程“大土木”专业，开创了我国土木类学科通识教育的大类宽口径培养模式的先河，随后浙江大学开设了土木、水利与交通工程大类培养模式，实行“大土木”工程人才培养［2］。中山大学土木工程学院成立于2016年，将土木与水利、交通、海洋工程等学科融合发展，以水土交融为特色［3］，以水-土（岩）-结构耦合体系的灾变防控共性关键问题为主线，重点发展基础设施运维、地下空间工程、海洋土木工程、城市水务、水资源水生态、智慧河海工程等6个学科方向，努力建设中国特色世界一流的“大土木”工程学科。“大土木”学科专业培养模式逐渐受到普遍的认同，教学培养方案、课程体系设置与教学内容设计等均在不断地探索与总结之中，并取得了一定的进展［2］。实际上，“大土木”学科新型培养模式的提出，不仅对学生学习方式、学习知识体系及能力培养等各方面提出了新要求，也对授课教师等提出了更高的要求［4］。本文依托中山大学土木工程学院教师发展中心日常活动，通过开展“水土交融”的“大土木”学科教师教学培训相关活动，介绍“大土木”学科背景下教师教学模式改革、提升教师教学能力等方面的相关探索情况。

一、“大土木”学科背景下教师教学能力面临的挑战

实施土木大类培养后，教学要求发生了深刻的变化，从传统工科教育的窄口径、专业化，到更加注重宽口径、宽基础、强实践和多样化等。在此背景下，传统土木类的教育教学方式、教学课程体系、培养方案设置和教学内容设计等方面都发生了较大的调整。比如，传统的教学课程得到了不同程度的压缩，相似或相近的课程存在着不同程度的融合和交叉。如“钢结构”与“混凝土结构设计原理”原本为两门课程，为实现课时压缩和教学质量提升，东南大学、中山大学等院校将其糅合成“工程结构设计原理”课程。同时，实验教学和实践环节，特别是信息化技术，在新的课程培养体系中占据着越来越重要的地位。面临如此的调整与变化，教师在教学能力方面也面临着新的挑战，包括以下几点。

（一）更加注重学科交叉与融合

新工科背景下的“大土木”专业囊括了土木工程、水利工程、交通工程、海洋工程等相似相近学科。在此背景下，培养方案的课程体系需进一步精简、融合，给教师教学也带来了新的挑战，即更加注重学科交叉和融合［5］。例如“工程地质与水文地质”会涉及地质与水文等交叉内容，再比如中山大学土木工程学院在大一学年开设的“土木、水利与海洋工程概论”即多个学科教师共同授课，互相补充融合，促进学生在入学之初即对“大土木”学科发展历史与前景有充分的认识。在如此多的交叉融合课程之下，教师不仅要对自己授课部分有足够的认识，还要把自己授课内容放到整体的课程知识框架中，以期达到和其他教师的教学内容互补融合、融会贯通。由此看来，课程教学更加趋向于教学组的行为，而不再是单个教师的行为。

（二）更加注重与工程实践相结合

我国基础设施领域经过数十年的高速发展，在工程实践领域取得了一系列的突破，新工科背景下的“大土木”专业人才培养，行业企业对学生的实践创新能力提出了更高的需求。青年教师往往从高校到高校，一线工程实践经历较少，这也意味着教师应更加注重自身实践能力的提高，面向实际工程问题，做好科研与教学工作。

（三）更加注重信息化技术的使用

新工科背景下的“大土木”专业，信息化技术在创新型人才培养中扮演着越来越重要的作用。人工智能、虚拟现实、数字孪生、遥感技术、互联网+BIM、大数据、云计算和3D打印等信息技术飞速发展，在“大土木”专业教学中也逐渐得到运用［6-7］。信息化、智能化既是行业发展需求，也是传统工科专业升级改造的必然要求。不仅要考虑课程教学内容的数字化、信息化内容，还需要任课教师充分利用数字化的技术手段实现知识的传递、教学效果的提升，以及提升学生对学好“大土木”专业的兴趣。

二、“大土木”学科背景下教师教学能力提升的探索实践

面对“大土木”学科背景下教师教学能力面临的挑战，有关教学单位必须主动出击，积极作为，提出有针对性的措施，积极帮助教师，特别是相对缺乏经验的青年教师应尽快适应“大土木”学科的教学特点，提高“大土木”学科需要的教学实践能力。以下介绍相关的提升方法和实践方式。

（一）学院成立教师发展中心，协助教学主管副院长开展教师培训等方面的工作

高校教师发展中心以促进教师发展为目标，整合资源，开展有针对性地促进教师发展的活动，对于推动教师职业科学化发展有重要的作用。在新工科背景下“大土木”专业实践探索与发展阶段，学院有必要成立教师发展中心，其主要功能为协助学院教学主管副院长，与教学秘书密切配合，在学院的统一领导下，有计划地组织开展教师培训等方面的相关工作。学院的教师发展中心可整合学院资源，有目标性地在教学能力方面及思想政治素质、师德师风、科研能力、工程实践和社会服务等方面帮助教师，特别是青年教师开展举措，引导青年教师提高站位，致力于回应、参与和解决新工科背景下不断涌现出的新需求和新问题［8］。

（二）开展学术沙龙，倡导“水土交融”新理念，促进学科交叉与融合

教师发展中心在教师能力培养方面可发挥重要作用，最直接的工作即开展相关的学术沙龙活动。面对新工科“大土木”专业对教师学科交叉与融合方面的要求，有针对性地开展相关活动，倡导“水土交融”的理念更加深入人心，促进不同学科方向的教师彼此了解与交流，反哺于课程教学的学科交叉融合。学术沙龙活动可每月开展1～2次，一次有2～3位教师，从青年教师开始，以较为轻松的形式介绍自己的教学科研等相关情况，如有的教师从事水环境方面的研究，这实际上与隧道管道中的耐久性研究有交叉融合的可能性。依托此类的学术沙龙，不仅可以促进教学交叉，还可以促进科研交叉［9］，对于青年教师加快融入学科团队，更好地发挥团队力量，能够起到重要的促进作用。

（三）邀请专家，传经送宝，指引青年教师前进

据2017年教育部的有关统计，我国高校40周岁以下的青年教师占专任教师总数的55%以上［10］。因此，对于缺乏经验的青年教师来说，促进其教学能力尤其重要，即教师发展中心的服务对象应以青年教师为主体。为促进青年教师教学能力的提升，可邀请相关教学经验丰富的专家和老教师，传经送宝，指引青年教师前进。例如，高校一般都会配置有教学督导员，他们经验丰富，对学生的成长规律有很清晰的把握。面对新工科“大土木”对教师教学能力的更高要求，可邀请专家以其宏观的眼光和见解，从专业和丰富实践的角度出发，为土木工程青年教师指点迷津。行业专家在专业长河中积累了诸多宝贵经验，能精准把握国家发展建设对土木行业的需求，从适应社会发展和市场要求的角度，为青年教师指明工作的重点。在专家邀请方面，既注重邀请国内外的知名专家学者，代表学术前沿；又注重邀请大型工程的负责人，代表实践前沿，以更好地推动青年教师服务粤港澳大湾区基建主战场和发挥中山大学的地域优势。

（四）依托坝道工程医院，注重青年教师工程实践能力和信息化能力培养

青年教师具有较好的教育背景，但大多数是从高校毕业就到高校任教，工程实践能力有所欠缺。为提高青年教师工程实践能力和信息化能力，教师发展中心可组织青年教师进行相关的实践活动。由中山大学土木工程学院院长王复明院士倡导成立的坝道工程医院，坚持“全方位开放、国内外共享”，利用自身资源与服务体系，借助互联网、人工智能、大数据等创新技术突破时空限制，联合国内外高校、科研院所、学会协会和企业，探索全球性学术交流与合作机制，共建国际化的“产科教融合”开放共享平台。坝道工程医院具有足尺的试验场，可为青年教师工程实践提供良好的平台。同时，还可提供相关的现场工程实时传输技术，为BIM、虚拟现实等提供了良好的教学素材，供青年教师选择与使用。

（五）倡导小班化教学，成立教学课题组，促进协同与交流

传统的教学模式较多地依赖课堂教学，土木类专业涉及的基础课程和专业课程体系庞大、内容繁杂，为保证学生完成课程学习，进行大班授课是当前的常态。而培养新工科时代背景下的土木专业高素质人才，不仅需要其具备深厚扎实的理论基础，更应该针对土木类课程的特点，对混合式教学模式进行探索［11］。因此，可形成符合“因材施教”的小班化教学模式，切实可行地针对不同学生个体，实现高质量的教学。众多的学生数量及学生个体创造性思维的体现，使得开展小班化教学有必要成为“大土木”新工科背景下的一种常态［12］。

通过组织经验丰富的教师成立教学课题组，在充分了解学生特点的基础上，针对不同的培养目标开展形式多样的小班教学。小班教学的设置应秉持形式多样、内容丰富、针对性强、创新发展的原则，鼓励学生勇于试错、多多尝试，为培养学生的创造性思维提供肥沃自由的土壤。例如，在“大土木类”专业背景下，培养学生如何将理论模型转化成工程模型、如何在解决实际问题中简化计算方法、如何根据所学知识设计能够反映实际工程问题的实验等。小班化教学不是对传统课堂的抛弃，而是一种补充和促进，教学内容仍是在坚实的专业基础上进行延伸和扩散，教师为学生提供丰富的教学和实践场景，旨在进一步激发学生的独立思考能力、动手实践能力和团结协作能力，在教材范围之外强化个人表达，发挥创造性思维，实现教学中“共性”和“个性”的平衡，更好地挖掘学生个体的潜力，推动学生的发展和专业水平的进步。

结语

土木工程是一门古老传统的工科。目前新工科背景下“大土木”专业发展融合如火如荼，需要具有广泛国际视野、多学科交叉素养和实践育人能力的教师，才能适应“大土木”学科交叉融合的人才培养需要。中山大学土木工程学院适应时代需要，开设了土木、水利与海洋大类本科专业。本文在提出新工科背景下“大土木”学科教师教学能力面临的挑战的基础上，总结了中山大学土木工程学院教师发展中心面对新形势，紧跟人才培养新要求，在促进教师发展、提升教师教学能力方面的探索与实践。目前宽口径、厚基础的大类培养模式日益得到重视和认可，因此，与之相适应的教师教学能力的培养和提升愈发重要。本文结合本单位实践情况进行了一些探讨和分享，供土木、水利等相关专业同人参考，共同为我国高等工程教育做出应有贡献。