新工科视域下土木工程专业应用型人才培养的改革与实践

朱永甫 宋丽琴 洪秀君 黄杰超

摘  要：随着“创新驱动发展”“新工科”等国家战略的实施和产业的转型升级，一批以新技术、新业态、新模式为特点的新兴产业迅速发展，也促使建筑工程领域向新型工业化、信息化、绿色化转变，对土木工程专业人才的知识、能力、素质结构提出了更高、更新的要求。闽南理工学院从2015年起土木工程专业根据建筑业转型升级的重大需求，依托省级教改项目《绿色节能建筑专业群建设与实践》《BIM可视化技术在土木工程专业教学改革的应用》，经过5年的教学改革实践，通过“课证融合、学做融合”相结合等改革措施，毕业生签约率从2015届的80.3%上升到2019届的93.7%，学生参与双创的比率达81.2%，取得了明显的改革效果。此成果获得福建省教学成果二等奖，在土木工程专业面向“新工科”改造方面，具有引领推广价值。

关键词：创新驱动;新工科;课证融合;学做融合

中图分类号：C961       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）35-0156-04

Abstract： With the implementation of the strategy of "innovation driven development" and "new engineering" and industrial transformation and upgrading， a number of emerging industries with the characteristics of new technologies， new formats and new models are developing rapidly. These also promotes the transformation of engineering construction field to new industrialization， informatization and greening， and put forward higher and newer requirements for the knowledge， ability and quality structure of geotechnical engineering professionals. Since 2015， Minnan University of Science and Technology carried out the major needs of the transformation and upgrading of the construction industry， relying on the provincial teaching reform projects "construction and practice of green energy-saving building specialty group" and "application of BIM visualization technology in civil engineering teaching reform". After five years' teaching reform practice， through the reform measures of "course certificate integration， learning and doing integration"， graduates sign about 80.3% of the 2015 class increased to 93.7% of the 2019 class， and the ratio of students participating in entrepreneurship and innovation reached 81.2%， which achieved obvious reform effect. This achievement has won the second prize of Fujian province teaching achievement， and has the value of leading and popularizing for the "new engineering" transformation of civil engineering specialty.

Keywords： innovation driven; new engineering; course certificate integration; learning and doing integration

一、概述

隨着“创新驱动发展”“新工科”等国家重大战略的实施以及地方产业转型升级的需要，一批以新技术、新业态、新模式为特点的新兴产业迅速发展起来，对工科教育提出了新理念、新结构、新模式、新质量、新体系等“五个新”要求[3]。工程教育改革方向，具有交叉性、发展性、创新性等基本特征，促使工程建设领域向新型工业化、信息化、绿色化、国家化转变，对土木工程专业人才的知识、能力、素质结构提出了更高、更新的要求[1]。

闽南理工学院从2015年起土木工程专业根据建筑业转型升级的重大需求，依托省级教改项目《绿色节能建筑专业群建设与实践》《BIM可视化技术在土木工程专业教学改革的应用》，经过5年的教学改革实践，将BIM技术、装配式建筑、绿色建筑、建筑节能等知识融入到课程教学中;契合国家“新工科”战略，以获批的教育部“1+X”项目实施为契机，围绕学生工程素质和应用能力培养，重构了土木工程专业教学体系，搭建了拓展学生实践能力与自主发展空间的多层次教育平台，以“课证融合、学做融合”相结合的改革措施，加快新技术的课程融入;强化实践教学环节，开展专业综合实训和跨专业联合毕业设计，提升了学生工程实践能力和沟通协作能力;深化产教融合，不断扩大与企业的多元化合作，与省内外30余家企业签订产学合作协议，吸引企业更有效地参与专业人才培养全过程;制定了快速提升教师教育教学能力和工程创新能力的“双师双能型”教师认定及管理制度。

改革取得明显成效，毕业生签约率从2015届的80.3%上升到2019届的93.7%，学生参与双创的比率达81.2%。建成省级工程研究中心1个、省级服务地方特色专业1个、省级实践教学示范中心1个、省级虚拟仿真教学中心1个、学生科技创新中心1个、BIM工程中心1个、建筑节能材料检测中心1个;获批省级新工科项目1项;获批“1+X”项目3项;建成校级精品课程2门，编著教材8部，指导学生创新创业训练项目23项，获国家级和省级大学生学科竞赛奖项38项。此项目2019年获得校级教学成果一等奖。

二、存在的主要問题

土木工程专业属传统专业，随着国家创新驱动和“新工科”战略的实施，传统建筑向智能建筑发展，它涵盖了整个建筑生命周期，涉及如建筑体系、结构体系、施工装备体系、运维管理体系等多个子体系，其中工厂化构件与部件制作是智能建造的基础、数字化技术是智能建造的保障、基于感知的施工方案是智能建造的模式[1，3]。传统土木工程专业与“新工科”要求相比，亟需解决以下四方面问题：

（一）相对滞后的知识体系与“新工科”新要求脱臼

传统土木工程专业已经形成了一定的知识体系，教学模式相对固化，没有依据“新工科”知识和能力要求来及时调整培养方案，导致人才培养滞后于产业结构调整，不符合社会需求。

（二）实践教学薄弱、模式单一与“新工科”新能力脱节

实践教学模式单一，未能把跨学科的新知识和新技能充实到专业培养中，缺少与理论教学环节之间系统化衔接，两方面处于“游离”状态，学生缺乏在复杂工程中发现问题和解决问题的能力。

（三）跨学科师资队伍能力匮乏与“新工科”新技术脱钩

专业教师主要是在自己的学科，甚至是几门课程中开展学习、教学及科研工作，教师知识储备很难适应新技术、新经济的发展，没有较强的跨学科知识拓展，无法在教学环节中进行学科间交叉灌输及引导。

（四）学科间互动机会较少与“新工科”新产业脱离

“新工科”显著特征就是以学科交叉为特征的新产业、新业态，以及以跨界融合为特征的新技术、新经济。目前大多数传统土木工程专业学生仅仅是对本专业知识的学习，仅仅只能做到“一专”，而不能达到“多专多能”的要求。

三、解决的主要措施

（一）以“新工科”发展要求为主线，重塑人才培养目标

1. 产教融合，校企共商，重构土木工程专业人才培养体系。突出应用型人才培养目标定位，结合建筑业发展趋势与我校办学定位，以企业对人才的需求为导向，走访了20多家大中型建筑企事业单位，展开多维度调研，建立了由行业企业、用人单位代表参与的土木工程专业教学指导委员会，制定了人才培养方案，契合“新工科”对新技术的要求，对标教学质量国家标准和工程教育认证标准，加快新技术的课程融入，将BIM技术、装配式建筑、绿色建筑、建筑节能等新技术课程纳入教学体系;全面引入课程思政和创新创业教育内容，强化立德树人和创新精神培养，见图1所示。

2. 积极推进“1+X”改革试点，实施“课证融合”。精准实施教育部批准“建筑信息模型（BIM）”“建筑工程识图”“装配式建筑构件制作与安装”等三个“1+X”试点项目立项实施;不断扩大与企业在人才培养、科技合作、共建共享实验基地以及就业等方面的多元化合作，与福建晨曦科技股份有限公司合作立项了“教育部产学合作协同育人项目”，与广联达、三好科技、福建五建等30余家企业签订产学合作协议，吸引企业更有效地参与专业人才培养过程;依托“智能建造”新工科、省级工程研究中心、省级虚拟仿真实践教学中心等教研科研平台，组织积极开展大学生学科竞赛，把“知识创新链”“技术支撑链”“专业平台链”有机地协同共融，见图2所示。

（二）构建多层次创新教育平台，拓展学生创新能力与自主发展能力

1. 瞄准现代建筑业技术需求，实施BIM跨专业联合毕业设计。依据工程一线和毕业生就业岗位群技术需要，优化毕业设计选题，拓展毕业设计类型;近年实施了跨专业联合毕业设计，联合土木（建筑、结构）、给排水、建筑环境、造价、管理等5个专业，组建“跨专业、多交叉、复合化”的指导教师团队和毕业设计小组;构建了专业相互融合的教学协作平台，形成线上线下资源共享，支持课程异地同步教学;面向现代土木工程技术发展，综合考虑工程环境、工程经济等因素，以合作与协调方式开展毕业设计，学生工程实践能力、沟通协作能力得到提高。

2. 建立了由技术基础、专业专项、专业综合、创新训练四个实践能力训练模块组成的实践教学体系。增加设计性、综合性实验项目，提高实践教学效果。创新地开设出了钢筋混凝土简支梁承载能力评价项目，包括材料价格调研、性能检测、优化设计、绑筋支模、浇筑混凝土、承载能力检测等内容，进行了以单位造价承载能力为目标的性价比评价，实现了做中学、学中做的“学做融合”模式[4，6]。

3. 校企共建工程实践教学基地。利用省级工程研究中心、省级虚拟仿真实验教学中心、产学合作协同育人项目平台，与福建省第五建筑工程公司、厦门瑞助建筑工程顾问有限公司、泉州市土木建筑学会等知名企业共建BIM工程中心1个、建筑节能材料检测中心1个、10余个校企创新实践实训基地、10余个学生科技实践社团，培养学生综合实践能力。自主研发13门实验课程，2项创新型实验项目;大力提倡和实施“一专业一计划”，支持学生自主建立创新团队，开展开放式实验研究和学科竞赛等活动，系统培养学生科学精神、创新意识和能力，如图3所示为教改成果融入课程教学的部分实例。

（三）建立了能力素质可持续发展的“双师双能型”教师的培养机制

以“双师双能型”教师培养为重点，制定了快速提升教师教育教学能力和工程实践能力的“双师双能型”教师认定及管理制度;举办闽台论坛和各种产业论坛，使教师接触和掌握工程前沿知识、贴近国家发展战略和工程重大需求;对接行业专业协会，加强教师与业界联系;鼓励教师参与工程实践和考取执业工程师资格证书，目前获得国家注册执业工程师资格的比例达51%，土木专业教师中有“双师双能型”达85%;实施青年教师导师制，着重提升现有青年教师教学和工程实践能力。

成立教师发展中心，深度对接国内知名高校，为教师教研和科研能力发展提供稳定的交流平台;对接行业专业学会，加强教师与业界联系;与知名企业合作培养，实施典型工程嵌入式定期学习制度、企业导师聘用制度;定期举办产业前沿论坛，每年举行闽台合作论坛和各种学生沙龙活动。

四、解决的问题及创新点

自2015年起，学校适应建筑行业向数字化发展的方向，结合2个省级教改项目，契合“新工科”建设理念重构了土木工程专业人才培养模式和课程体系。

解决了“新工科”背景下，土木工程专业教学体系与建筑业转型升级引起的人才需求存在的“时差”问题;解决了“新工科”背景下，缺乏数字建筑技术训练平台导致的学生工程创新能力不足的问题;解决了教师“双师双能型”队伍建设途径缺乏的问题。

（一）构建了“课证融合、学做融合”的教学模式，实现了“三转变”

针对“新工科”战略与建筑行业趋向“智能建造”技术的行业变革需求，实现了对教学内容的实时更新，提高了学生设计能力和工程意识，体现了专创融合、多学科跨界交叉融合，实现了专业建设和人才培养从知识导向向产业需求导向转变、从专业分割向跨界和多专业交叉融合转变、从适用服务向技术支撑转变[2，7]。

（二）建立了有利于学生创新能力培养的工程训练

多方位教学平台，实现了“二转化”将现代数字建筑技术导入教学资源，促使学生创新意识和工程实践能力培养，从校内延伸到企业，形成了多平台多层次的联动机制，实现了学生知识获取从“浅层兴趣激发”型向“深度自主学习”型转化、能力培养从“单一堆砌”到“宽泛偏平”转化[5，8]。

（三）搭建了青年教师工程实践能力提升的快速通道，实现了“一转型”

建立了能力素质可持续发展的“双师双能型”教师管理制度，通过1+X项目、企业工程实践、执业工程师资格认证，举办闽台论坛和各种产业论坛等一系列方式，实现了青年教师从“理论课堂”型向“工程创新”型转型。

参考文献：

[1]范圣刚，刘美景.“新工科”背景下土木工程专业建设与改革探讨[J].高等建筑教学，2019（4）：16-20.

[2]任晓宇，张大富，郑兆青.基于BIM技术工程管理专业“新工科”升级改造路径研究[J].建筑技术，2018（12）：1335-1337.

[3]丁烈云.智能建造创新型工程科技人才培养的思考[J].高等工程教育研究，2019（5）：1-4.

[4]刘世平，骆汉宾，孙峻，等.关于智能建造本科专业实践教学方案设计的思考[J].高等工程教育研究，2020（1）：20-23.

[5]欧阳利军，王庆.智能建造专业的提出和高等院校学生创新创业新思路探索[J].教育教学论坛，2019（22）：1-4.

[6]赵晓霞，王卫东，蒋琦玮，等.新工科视角下土木工程核心能力实践教育体系建设[J].高等工程教育研究，2020（1）：31-36.

[7]阳令明，张俭民，周基.新工科土木工程专业人才培养模式构建的探索[J].高等理科教育，2019（5）：96-101.

[8]彭軍志.应用型本科院校土木工程专业校企合作、产教融合实践研究[J].吉林农业科技学院学报，2020（2）：55-58.