面向世纪工程的震灾防治人才培养体系构建与实践
作者: 富海鹰 张迎宾 余鹏程 郝润丹
[摘 要] 随着“交通强国”战略的实施,推动共建“一带一路”高质量发展,许多修建在艰险复杂地区的大型工程正面临着严峻的震灾防治难题。作为土木学科的教育者和研究者,减轻工程地震灾害一直是我们为之奋斗的目标;立足国际学术前沿,面向大国工程需求,升级科研育人模式,培养震灾防治人才,是为国家高等教育大局和各项重要事业服务的重要组成部分。从打造以科学家精神为核心的教学—科研—国际化为一体的思政育人体系、重构以学科交叉为特点的面向国家重大需求的震灾防治知识体系、建立以提升科研创新能力为核心的震灾防治人才培养模式三个角度出发,着力解决传统土木工程专业人才培养中家国情怀不浓厚、奉献精神不强烈、国际视野不开阔,以及因培养模式单一和培养团队不融合而导致的科研创新能力不强,难以满足西南艰险山区及陆地交通行业震灾防治需求的问题,以期促进我国高等教育事业突破性发展,值得进一步推广。
[关键词] 大国工程;思政育人;震灾防治知识体系;人才培养
[基金项目] 2022年度西南交通大学教育教学改革重大项目“‘红土’课程思政的数字化建设与育人成效提升,打造全人化土木人才培养新体系研究”(20220102)
[作者简介] 富海鹰(1971—),女,四川茂县人,工学博士,西南交通大学土木工程学院教授,主要从事地基基础、抗减震加固及灾害综合防控研究;张迎宾(1983—),男,山西山阴人,工学博士,西南交通大学土木工程学院教授(通信作者),主要从事岩土地震工程、防灾减灾工程研究。
[中图分类号] G634 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)12-0001-05 [收稿日期] 2023-10-30
地震灾害是人类面临的巨大挑战。我国是一个多地震国家,地震灾害是造成我国居民伤亡最多的自然灾害[1]。随着“交通强国”战略的实施,推动共建“一带一路”高质量发展[2],滇藏铁路、中巴铁路、中尼铁路等具有重要战略意义的大型工程在青藏高原艰险复杂地区修建,面临着严峻的震灾防治难题[3]。作为土木学科的教育者和研究者,减轻工程地震灾害一直是我们为之奋斗的目标,震灾防治人才的培养不仅涉及地质学、地震学、工程地质、地震工程、岩土工程、地理信息系统等学科的交叉融合,还与人才的挖掘、成长、思政教育、培育制度等直接相关。以科技创新和人才发展为重要支撑,加快落实实施国家地震科技创新工程和地震人才工程,传统的土木工程专业的人才培养体系已不能满足解决大国工程建设背后震灾防治科学难题的需要。
本文在已有研究的基础上,依托一系列国家级、省级、校级科学研究及教学改革项目以及发挥地域行业特色优势,打造了科学家精神培养体系、重构了震灾防治知识体系、构建了震灾防治人才培养模式,最终升级了面向大国工程建设需要的震灾防治人才科研育人机制。经过十余年研究与实践,取得众多高水平成果,培养了大批能够立足国际学术前沿、面向大国工程建设需求、兼具科学家精神的震灾防治创新人才,为大国工程建设提供强有力的支撑(见图1)。
一、科学家精神培养体系:打造以科学家精神为核心的教学—科研—国际化为一体的思政育人体系
以习近平新时代中国特色社会主义思想为统领,紧紧围绕当代中国“铸什么魂”“育什么人”“如何铸魂育人”的时代命题,在思想道德教育环节积极开展实践活动,立足于培养具有科学家精神的岩土工程方向人才,通过坚定思想信念和厚植家国情怀、根植科学家精神和提升职业素养、拓宽学术视野和培养批判精神等模式,形成了以科学家精神为核心的思政—教学—实践—学术多元化立德树人体系[4]。
培养专业人才是科研育人的基础,加强研究生的思想政治教育是科研育人的根本目的,在某种程度上,具有科学家精神的科研道德教育甚至比专业素养更为重要[5]。牢固树立“科研核心是育人”的理念,以具有科学家精神的科研道德为根本任务和目标,贯穿人才培养全过程。例如,课题组通过多项举措,建成了“土力学”四川省课程思政示范课和“岩石力学”四川省一流课程。依托岩土地震工程科研团队,引导学生树立科技报国的远大志向,培养学生的理想信念、家国情怀与奉献精神。
(一)理想信念和家国情怀
随着社会与经济的发展,港珠澳大桥、中国高铁等这些大国工程,需要研究生的参与,尤其是大国工程背后的科学问题,更需要研究生的出谋划策,且研究生已成为国际学术前沿问题的解决和国家重大需求的满足中不可或缺的力量。以重大工程背景为例,以重大工程背后的科学问题为牵引,将工程中科学问题与理论知识有机结合,发扬艰苦朴素的探索精神,坚定理想信念,在专业教学中展示国家新工程建设成果,不断提高和改进教学方法及手段,取得了优良成果。
西南交通大学与中国当代重大地震事件共生相随,典型的几次重大地震事件在西南交通大学的发展历程中更是扮演着锤炼涅槃的角色。
1976年唐山大地震中,200余名教职工及家属罹难。西南交通大学土木工程、地质工程等各行业专家忍悲抑痛,在抗震现场及震后重建中发挥了重要的作用,在中国抗震史上留下了浓重的一笔。如被称为“世界地震工程之父”(与美国的豪纳斯和日本的武藤清一并称)的西南交通大学土木工程系毕业生刘恢先教授,在唐山大地震后,多次深入地震现场,广泛深入地进行地震灾害调查,总结地震灾害规律,为我国抗震规范的诞生和发展做出了卓越贡献,为我国土木工程抗震设计提供了科学依据和技术指南。迄今为止,“小震不坏、中震可修、大震不倒”的建筑物抗震设计思想仍是我国乃至世界抗震设计的指导性准则。2008年汶川地震,震动了半个亚洲,震惊了整个世界。在成都的西南交通大学校区虽未承受直接震灾,但这所距离灾区最近的高等学府第一时间选择了逆行。学校成立了抗震救灾小组,紧急启动了突发公共事件应急处理预案,组建“西南交通大学抗震救灾专家服务团”,对灾区施以援手,为抗震救灾提供技术支持。留在西南交通大学抗震史上的学者众多,如拍板二郎山和鹧鸪山两座号称“生命线”隧道绝对安全的何川教授、协助排除唐家山堰塞湖险情的胡卸文教授等。在汶川地震之后,西南交通大学整合优势学科组建了以赵兴权教授为首席科学家的“陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室”,开启了抗震新征程。
(二)科学家精神和职业素养
导师对待科研的态度和责任感程度也往往决定了学生对待科研的态度和责任感的程度。围绕多学科交叉复合型研究生的人才培养,针对大国工程建设中的关键科学问题,结合具体的科研项目,让学生自主选择感兴趣的内容,营造活跃且严谨的学术氛围,经过系统的科研锻炼,培养具有高度专业责任感和科学家精神的科技人才。让学生将所学到的理论知识应用到解决实际工程问题中,通过重大工程背后关键科学问题的解决及工程实际问题的有效反馈,体验工程建设特别是标志性重大工程建设的宏伟和难度,切身感受身为岩土人的责任与担当,树立更为广大和明确的职业发展目标。通过杰出校友的优秀事迹,引导学生树立爱党爱国、无私奉献、攻坚克难、开拓创新的科学家精神和高水平的职业素养。
(三)学术视野和批判精神
通过举办“教授面对面”“科技前沿讲座”“第二课堂”等活动,依托国家重大工程建设,激发学生的爱国热情和民族自豪感,帮助学生树立立志成才、专业报国的崇高理想,鼓励学生将职业规划与交通强国等国家重大战略需求结合起来,为社会发展贡献自己的力量。在基础知识讲授的同时,将思政教育从理想信念、家国情怀、品德修养、职业道德、批判精神、人文素养等多个层次进行有机融入。以大国超级工程背后的关键科学问题为牵引,将存在的问题与理论知识有机结合,在专业教学中展示国家新工程建设成果,使广大学生深刻感受中国科学的进步与大国崛起的步伐。
二、震灾防治知识体系:重构了以学科交叉为特点的面向国家重大需求的震灾防治知识体系
(一)震灾防治知识体系
纵观当代中国发生的几次地震事件,我们从唐山大地震手足无措地被动“挨打”发展到汶川地震中可歌可泣的应急救灾。我们应为可能发生的下一次大震事件做好准备。因此,面向国家重大需求的人才培养体系及震灾防治体系的建立显得尤为重要。为实现多学科交叉复合型研究生的人才培养,需构建理工结合的学科交叉创新工程教育组织模式,课题组通过建立多学科交叉的课程体系,并纳入相应学习阶段的培养方案,有效形成以本—硕—博—留一体化为特色的震灾防治知识体系(如土力学、基础工程、土动力学、岩土地震工程、岩土工程非连续变形分析),真正实现多学科交叉项目研究和锻炼实现学科交叉融合育人。
(二)资源平台系统
1.教材资源。笔者建成了一套高水平岩土地震工程特色教材Earthquake-Induced Landslide,该书在2017年正式通过Springer和科学出版社联合出版,辐射面广,具有广泛的适用性,受到国内兄弟院校的积极推崇,得到了业内师生的广泛好评和同行专家的高度肯定。
2.教学资源。笔者建设了“高等岩石力学”“土动力学”“岩土地震工程学”等课程的配套线上、线下教育教学资源,融合现代先进信息技术和网络资源,转化了20余项国家级科研项目和120余篇学术论著等成果为教育教学资源,打造了服务于大国工程需求的岩土工程资源平台系统。
(三)震灾防治课程体系
坚持以学生为中心的教育理念,全面落实立德树人根本任务,通过加强知识的前沿性、践行教学多元化、注重教育实践等措施培养创新复合型人才[6]。笔者基于我国西南艰险强震山区和陆地交通特色的实际需求,构建了以“岩土地震工程”和“交通基础设施防灾减灾导论”为代表的震灾防治课程体系。通过整合、优化现有课程,建立了“岩石力学”和“岩土地震工程”两个本科—硕士—博士一体化课程体系并相应配套了线上、线下教育教学资源,融合现代先进信息技术和网络资源,转化了20余项国家级科研项目和120余篇学术论著等成果为教育教学资源。
以“岩土地震工程”课程为例,该课程体系涵盖了从本科、学术型硕士研究生、专业型硕士研究生、博士研究生和留学生的岩土地震的相关知识和教学内容。分层次为本科生、研究生和博士生讲授岩土地震工程的基础理论知识、分析方法和抗减震技术。以上课程分别保留或纳入新制订的西南交通大学土木工程专业本科生、硕士研究生和博士研究生的培养方案中。将“本—硕—博”一体化培养模式融入人才培养方案中;增加实践教学比重来培养学生实践能力;以制度保障“本—硕—博”一体化人才培养模式运行稳定;以“本—硕—博”一体化人才培养模式扩展产学研用的范围。
三、震灾防治人才培养模式:建立以提升科研创新能力为核心的震灾防治人才培养模式
(一)人才培养模式
随着“创新驱动发展”等国家战略的实施,人才传统培养模式亟待改进,面对国家新战略对人才提出的新要求,人才应着重实践能力[7]。注重理论与实践相结合,推进科研与实践内容相结合、教室与实验室相结合,将课堂延伸至实践。同时为强化学生对课堂知识的理解,增加知识的积累,常以国家重大工程为背景,融入岩土工程教学实践,以工程背景为主线,将工程背景与理论知识有机结合,在专业教学中展示国家新工程建设成果,不断提高和改进教学方法及手段[8]。着力打造3+X本—硕—博贯通模式,吸纳有兴趣的学生提前进入科研团队进行相关科研训练,实现直硕或直博的持续进阶。
(二)抗震人才培养创新团队
笔者依托于20余项国家级、省部级项目,结合国家重大工程需求,以思政为元素、教学为载体、科研为手段,立足国际学术前沿,面向国家重大需求,以培养震灾防治人才为目标,打造了集思政—教学—科研融为一体的岩土地震工程创新团队。通过前沿科创项目锻炼和常态化野外考察训练,升级科研育人模式,提升学生的科研创新能力。
(三)国际学术合作模式
1.国际化课程模块。为适应大国工程对创新人才培养的需求,通过传承加创新,与课程建设相适应,基于新时代课程教学内容和课程体系的改革与实践,结合各专业方向课群组、教学大纲、科研进展、教育教学新要求,及时修订和新编配套教材及教学法文件,大力推进特色、精品教材建设,依托特色方向,打造特色精品全英文教材Earthquake-Induced Landslide和全英文课程Geotechnical Earthquake Engineering。