新工科背景下应用型土木专业改造升级探索

［摘 要］ 根据新工科背景下应用型土木工程专业人才的培养目标，提出地方高校改造升级土木工程专业的思路和行动路线，探讨如何在服务国家战略、对接产业行业、跨界整合资源、以学生为中心四个理念的指引下，探索土木工程专业转型、改造和升级的途径和方式，讨论打造新型工科专业建设平台的要点。从完善模块化课程体系、制订动态专业课程方案、建立课程内容更新机制、优化通识教育课程体系等四个方面建立符合新型工科专业要求的课程体系结构，并建设相应的支撑体系，打造校、政、企协同合作机制，优化升级师资队伍，改变学业评价体系，打造新型工科专业建设匹配的支撑体系，为新工科背景下高素质应用型工程人才培养在实践层面的落实提供参考。

［关键词］ 新工科；土木工程；改造升级；课程体系

［基金项目］ 2021年度湖南省教育科学“十四五”规划课题“新工科背景下地方高校应用型土木工程专业改造升级路径研究”（XJK21CGD040）

［作者简介］ 孙 明（1985—），男，湖南永州人，计算力学工程硕士，湖南科技学院土木与环境工程学院副院长，副教授，主要从事计算机仿真研究；周 基（1982—），男，湖南道县人，道路与铁道工程博士，湖南科技学院土木与环境工程学院院长，教授，主要从事土木工程研究；胡佳星（1989—），男，湖南东安人，土木工程博士，湖南科技学院土木与环境工程学院土木工程系主任，讲师，主要从事土木工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0117-04 ［收稿日期］ 2023-05-22

引言

第四次工业革命背景下，新兴经济领域出现了人才供给不足的现象。正值我国高等工程教育适应社会发展探索转型之际，新工科应运而生，探索工程教育改革之路。受制于以往人才培养的定位、理念、模式与方法，以及地方高校硬件设施的局限性，目前应用型土木工程人才培养与新工科的新要求存在明显的差距，体现在人才培养目标同质化、教学教师中心化、产教融合地位边缘化、核心素质能力被弱化等方面。在新工科建设背景下，对土木工程这一传统工科专业进行升级改造，探索地方高校应用型工科专业改造升级路径，是应对新业态挑战，培养新时代应用型人才的重要举措［1-2］。

目前“双一流”建设高校的传统工科改造升级已取得了丰硕成果，但是由于地方高校在师资力量、生源、硬件设施等方面与“双一流”建设高校存在较大差距，人才培养定位和教学育人的重点都不一样，专业改造升级无法直接照搬成功经验，遇到的困难也更大。因此有必要结合地方高校实际，进一步明确新型应用型工科专业的教育理念，更新课程体系机构与教学方法，确定土木工程专业改造升级的实施路径，以期为地方高校开展应用型工科专业改造升级提供参考借鉴。

一、土木专业改造升级行动路线

（一）确立符合新工科建设思想的教育理念

党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑［3］。随着新一轮科技革命和产业变革，国际竞争走向白热化，为构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局提供德智体美劳全面发展的人才保障，已成为应用型高校不可推卸的使命任务。土木工程专业要想实现升级转型，就必须围绕“十四五”建筑业发展规划提出的“建筑工业化、数字化、智能化水平大幅提升，建造方式绿色转型成效显著”等要求［4］，同时在升级后的土木工程专业内贯彻落实新工科的人才培养要求。

在人口老龄化已成为我国社会发展重要趋势的背景下，传统的劳动密集型生产方式已不再具有可持续性，土木工程作为国民经济建设中不可或缺的重要专业领域，将面临劳动力不足和建设饱和的双重压力。而且我国提出了2030年前碳达峰与2060年前碳中和目标，水泥、钢材等高能耗高排放建筑材料的生产和供应也逐步受限。“十四五”期间，装配式建筑的比例会进一步增加，一批建筑产业互联网平台、建筑机器人标志性产品将得到推广应用，绿色建造与工程建设智能化、集约化水平持续提升，这为应用型高校的土木工程升级改造提供了具体方向。

新工科建设引发的专业升级，就是要满足第四次工业革命对人才的需求，以人工智能、清洁能源、无人控制技术、量子信息技术、虚拟现实技术及生物技术为主的技术革命需求［5］。土木工程专业的改造升级，不能只局限于土木专业教师的内部提升［6］，而是需要校内外协同合作，土木工程、建筑学、测绘工程、给排水工程、环境工程、电气工程、计算机、机械制造与自动化、工程管理等多学科专业知识交叉，产教融合，保障培养方向及内容与就业单位的需求相适应。

“学习”是学生在大脑中建构或重建神经网的过程。“教学”其实就是引导学生产生创造、审辨和整合的思维过程，让学生在思考中获得学科知识，提升思维水平，进而获得应用能力［7］。因此，土木工程专业改造升级的一个重要内容就是让学生成为学习的主体，以学生为中心，注重培养学生的工程创新能力和应用实践能力，激发学生的主观能动性，引导学生自主学习。

（二）探索土木工程专业改造升级的方式

以土木行业数字孪生理念为指引，围绕建设全过程、全要素、全参与方的数字化、智能化，由学校统一统筹协调，打通不同学科所在二级学院的壁垒，在师资建设、人才培养方案制订、课程开设、实践资源分配等方面实现多学科渗透交叉。以项目要求驱动课程教学目标，以企业需求引领人才培养方向，专创融合与产教融合相得益彰，培养出满足国家发展战略需求的高素质应用型建设人才。

（三）打造新型工科专业建设平台

新工科专业建设平台的目标是在新时代背景下，营造一个矩阵式跨学科人才培养环境，打破传统学科和院系组织的平台边界，优化资源配置，在跨学科研究中心、实验室和研究院的基础上，以优势学科和优秀教师为骨干，以校企合作实践平台为抓手，根据新业态和新经济要求，建立一个新技术支撑的产学研用一体化平台。

二、建立符合新型工科专业要求的课程体系结构

（一）完善模块化课程体系

采用模块化课程体系，根据模块建立教研室，发挥应用型高校的办学特色和优势，给学生提供不同方向的模块。升级后的土木工程专业课程体系包括力学、混凝土、钢结构、基础工程、BIM、智能建造、智能测绘、智慧管理、建筑自动化等多个模块，每个模块的课程都包括聚焦某一方向的专业基础与核心课程，以及对应实验、实训、实习和校企合作课程等的实践教学课程。学生可以根据自己的发展规划，通过选择不同模块的课程确定专业方向。

（二）制订动态的专业课程方案

基于工程教育认证的目标要求，分解出达成毕业培养目标所需的课程教学目标，结合国家战略发展的人才需求和企业的用人要求，在模块化课程体系的基础上设置专业课程，将教学的目标点、知识点、难点和重点进行组合，课程的教学点与企业实际项目的工作要点相对应，保障课程所学内容能够解决应用问题。

（三）建立课程内容更新机制

以教学系部为单位，通过参加学术会议、走访业内高新企业和定期内部研讨的形式，分析土木工程行业的最新发展趋势，以及新材料、新技术、新工艺等方面的发展。在教学过程中采用问卷调查、课堂讨论、个人访谈和回访校友等形式，全面收集学生对课程的反馈信息，及时了解学生对课程内容的理解程度和思想动态，动态调整教学的侧重方向与进度安排。

根据校内外调研结果，在每学期期末制订课程内容更新计划，教师利用假期时间挖掘新的教学资源、修改教材内容、调整实践项目，并由教研室进行内部审核与协调，避免教学资源重复建设，确保课程有效衔接，清理教学盲区，让教学的时效性和实用性都得到保证。

（四）优化通识教育课程体系

通识教育既要考虑数学、英语、思政、体育、创新创业等基础课程与力学、结构设计、工程管理等专业课的联系，也要突出与人工智能、大数据、物联网等新兴领域的对接，在德智体美劳的“五育”需求指引下，实现教育的连续性。教学形式同样需要改造升级，减少大班制课题讲授，增加专家讲座、技术工作坊、校内实验实训和校外实习实践体验的比例，让学生在教学的潜移默化中实现德智体美劳全面发展。

三、建立新型工科专业建设匹配的支撑体系

（一）建立校、政、企协同合作机制

建立一个有效的协同合作机制，学校、政府和企业三方明确各自的角色和职责，设置联络代表，以学校为中枢，进行定期沟通与协作。合作机制的重心是为学生提供多样化的学习和发展机会。学校的跨学科课程和实践课程对接企业实习、就业岗位，政府为校企合作提供创新创业支持和优惠政策。

依托新工科建设平台，学校、政府和企业信息共享，使校内信息管理系统、政府的政策信息库和企业的技术资料库在平台上无缝对接，三方可以及时了解彼此的需求和动态，推动学术研究与产业应用深度融合，有力促进科技成果的转化和推广。学校不但可以与企业合作开展科研项目和技术转化，还可以基于科技成果转化应用的项目开发教学资源。教学资源又可以用于培训企业专业技术人员，提升整体竞争力，实现新时代的新工科人才与新技术高新企业共同进步。

（二）实现新工科背景下师资队伍升级进化

新工科强调跨学科、综合性和应用性，因此需要具备较强的学科交叉和综合能力的师资队伍，需要深入开展不同学科之间的合作与交流，培养具有跨学科视野和综合能力的教师。土木工程专业教师对教学内容的掌握不能局限于一个学科或几门专业课知识，必须根据行业发展和社会需求，拓展个人专业知识面，吸取多学科知识。

尤其是培养应用型人才的专业教师，需要打破业界前沿科研成果与工程实践之间的壁垒，以新技术在新业态中带来的新变革为契机，让理论教学和实践教学成为技术进步的传播纽带。因此教师必须持续学习，坚持与时俱进，走在土木行业发展前沿，才能有效实现教书育人。

（三）建立对接新型工科专业的学业评价体系

根据新工科专业建设要求，土木工程专业改造升级需要让学业评价体系适应新时代发展要求。摆脱过去评价体系聚焦知识掌握和技能运用两个方面的局限性，尊重学生个体差异，凸显学生主体地位，以促进学生德智体美劳全面发展。以提升学生综合素质和创新能力为指引，从学生毕业后要面对的工作任务出发，体现学业评价体系的风向标作用。

土木工程专业作为一个应用型工科专业，培养应用型人才更加需要注重实践能力的培养，课程设计、实验、实训、实习的效果需要进行量化评价，纳入学业评价中。同时在课堂教学中推广项目驱动、小组完成的模式，以便考查学生的创新能力、团队合作能力、领导力等综合素质。将课程评价的重点由期末考试和论文的一次性评价，转移到课堂汇报、日常作业和项目成果等全过程学习效果评价，通过超星学习通等在线学习平台记录学生的学习进度和成绩，利用大数据分析技术，对学生的学习效率进行深入分析和综合评估。

学业评价除了自我评价、同学评价、教师评价以外，还需要引入校内督导、校外专家评价和毕业生评价，通过邀请具有丰富教育经验的高校教师和具有丰富工程应用实践经验的企业专家对学生的课程学习情况、实践成果进行评价，得到更加科学客观的评价结果。邀请毕业时间在五年内的毕业生对在读学生的学习成效进行评价，他们对于大学课堂与工程一线之间的差异有更加直接和深入的体会，能够明确指出课堂理论与实际应用中脱节的部分，增强评价的时效性。

结语

新工科建设是应对新一轮科技革命和产业变革的重要举措，土木工程专业作为国民经济建设中非常重要的一个传统工科专业，亟须积极主动地与国家发展战略和产业发展布局对接，开拓创新，锐意进取，在校内广泛开展跨学科跨专业教学改革，在校外与政府、企业紧密联系，为地方经济发展培养具有扎实理论基础、创新意识和实践能力的应用型复合技术人才。

参考文献