新基建背景下土木工程专业“321”人才培养模式研究

张于晔，周广盼，范 进，蒋冬启，陈雪琴

（南京理工大学 理学院，南京 210094）

新型基础设施建设（以下简称新基建）是针对传统基础设施建设（以下简称传统基建）提出的。新基建的一个重要方面是融合基础设施，主要包括深度融合互联网、大数据、人工智能等技术，将传统的基础设施进行转型升级，从而构建新型的融合性基础设施建设。新基建与传统基建的一个最大区别在于前者广泛应用了新技术，以满足经济社会发展和人民对美好生活的新需求。为了适应当前国家新基建策略的实施和发展，亟需培养大量的复合型土木工程专业人才。对于高等学校土木工程专业而言，有必要及时调整土木工程专业的人才培养目标定位，改进其人才培养模式。

为适应新形势下国家经济社会发展对人才培养的新要求，作为具有工科优势高校，南京理工大学提出了“321”本科人才培养新模式。该培养模式中的“3”是指通识培养、学科培养和专业培养三个阶段；“2”是指重点培养学术领军和行业精英两种类型的创新型人才；“1”是指针对每一名学生设计专属的培养方案。基于此，完善支撑个性发展与全面发展相互贯通的课程体系，引导学生根据自身能力和兴趣主动学习，以满足社会发展的多样化要求和当代大学生的个性化发展需求。

在南京理工大学“321”人才培养体系下，修订土木工程专业的人才培养目标，改革土木工程专业的人才培养方案，目前尤为必要。土木工程专业具有力学基础要求高、学习难度大和实践性较强等特点。针对学生的基础和个性差异，制定不同的教学计划进程，将基础课程与专业课程、理论课程与实践课程有效地衔接，建立本专业的“321”人才培养方案，满足学生的多元化发展需求，使本专业培养的人才拥有强烈的家国情怀，具有引领和参与国家新型基础设施建设的能力。

一、培养模式改革的主要措施

（一）构建“基础+进阶”课程体系

为了实现学生多元化发展，体现学生个性化差异，南京理工大学着力构建“基础+进阶”的本科课程体系。其中，“基础”部分指的是纳入毕业要求的相关课程，学生必须取得专业规定的必修和一定的选修课程学分；“进阶”部分指的是不纳入毕业要求的相关课程，鼓励学有余力和感兴趣的学生修读，该部分学习成绩作为推荐免试研究生、评优评奖的重要参考。

进阶课程体系包括通识进阶、学科进阶和专业进阶课程。与基础部分的课程相比，进阶课程更有难度、有挑战性，学生在满足一定的条件后才可以修读。专业进阶课程包括“本研贯通”“校企共建”“中外合作”等类型的课程。“本研贯通”进阶课程是为了做好本科生与研究生课程间的衔接，为优秀本科生提前修读研究生课程打通路径；“校企共建”进阶课程主要基于重大科研项目或企业工程项目，与科研院所、企事业单位、社会服务机构深度合作，面向本科生开出的项目引导式课程；“中外合作”进阶课程是指紧跟全球同类专业教育发展前沿，积极开发高水平的国际课程，拓展本科生的国际视野，为其今后在国际化的工作环境中开展专业工作打下基础。南京理工大学土木工程专业的“基础+进阶”课程体系设置思路如图1 所示。

图1 南京理工大学土木工程专业“基础+进阶”课程体系

对于土木工程专业的进阶课程，目前拟设置的“本研贯通”进阶课程有计算结构力学、土木工程有限元计算方法等；“校企共建”进阶课程有OpenBIM、抗冲击与抗爆结构等；“中外合作”进阶课程有国际工程安全及风险控制、跨文化背景下土木工程项目管理等。这些专业进阶课程，与通识进阶、学科进阶课程共同构成进阶课程体系，为优秀本科生的个性化培养和进一步发展创造良好条件。

（二）设置学科交叉融合课程

基于培养目标定位，本专业培养的毕业生今后要能够在土木工程及相关领域从事不同类型工作，能够分析和解决与职业岗位相关的复杂工程问题，成为复合型专业人才。为了达到这些目标，在学校学习阶段，需针对土木工程专业相关的复杂工程问题，培养学生开发、选择与使用先进计算机技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的能力，并能将这些先进技术应用于解决复杂的土木工程问题，达到不同学科知识的融会贯通。基于以上考虑，本校着力推进跨学科交叉应用能力培养，重点建设一系列学科交叉融合课程。

土木工程专业根据学科交叉应用能力的培养需求，设置一组“学科交叉融合课程”列入专业选修课模块，本专业的交叉融合课程主要包括智能建造技术基础、传感器与数据处理、计算机视觉在土木工程中应用等。这些课程主要是培养学生将土木工程学科与计算机、自动化等学科知识交叉应用的能力，为学生将来从事现代化土木工程项目的专业工作：如智能建造、装配式建造等打下坚实的基础。同时，鼓励专业教师基于高水平研究项目跨学科、跨学院建设此类课程，培养学生应用多学科知识解决单一学科不能有效解决的复杂工程问题。

（三）构建递进式实践教学体系

根据新基建形势下对毕业生实践能力要求的反馈，本专业优化实践教学环节设计，着力构建递进式实践教学体系。所谓递进式实践教学体系，即加强学生不同学习阶段实践教学环节之间的连贯性，实践类课程均融为“基础实践—专业实践—综合实践—创新实践”四个阶段。

对于土木工程专业本科生，基础实践课程主要有军事训练、劳动教育、大学物理实验、电工电子实验等；专业实践课程主要有结构试验、测量实习、工程地质实习、施工组织设计等；综合实践课程体现专业进阶和方向特色，主要有桥梁工程课程设计、校外生产实习、专业综合实习、毕业设计等；创新实践环节注重跨学科交叉能力培养和学生综合素质的培养，主要有科研训练、开放性实验、学科竞赛和素质发展实践活动等。本专业着力将这些实践环节有机串联，如将毕业设计作为科研训练或者学科竞赛的延续和深入，塑造学生锲而不舍的探索精神，培养学生的动手实践和工程实际应用能力。

（四）设置专业选修课程模块

专业选修课程是在学生基本完成部分前修通识教育、学科教育和专业基础课程学习后，学生根据个人专业兴趣和今后拟从事的专业领域，在一定范围内选修的专业课程。

南京理工大学土木工程专业基于学校的军工优势特色、本专业的发展趋势和学生综合能力发展需求，拟设置三个专业选修课程模块：智能建造模块、国防工程模块、复合能力培养模块，以满足学生不同的定位和发展方向需要。各专业选修模块的主要课程设置见表1。

表1 南京理工大学土木工程专业模块化专业选修课程体系

二、专业培养目标与毕业要求修订

根据国家对新时代土木工程专业人才的新要求，基于南京理工大学本科人才培养的修订方案，结合南京理工大学土木工程专业办学条件和优势特色，本专业制定了新的本科人才培养目标。该培养目标包括知识习得、能力达成和素质养成目标，从四个方面反映毕业生发展预期，体现专业特色和优势，并能为实现培养目标提供相应的配套条件。

（一）本专业培养目标

本专业面向新时代国家基础设施建设需要，培养具有家国情怀，掌握工程数理基本知识，具备土木工程及相关学科的专业知识和突出的实践能力，能够在土木工程及相关领域（如国防工程领域）从事勘察、设计、施工、管理、教育、技术开发和科研等工作的复合型专业人才，未来能引领学术或行业发展。

（二）预期5 年以上的毕业生

（1）具备合格土木工程师的专业素质和能力，能够分析和解决与职业岗位相关的复杂工程问题；（2）能够跟踪土木工程及相关领域的前沿技术，具备一定的工程创新能力，能正确评价工程实践对环境、社会可持续发展的影响；（3）具有专业沟通能力和国际视野，适应团队和国际化的工作环境；（4）理解并坚守职业道德规范，能够承担相应责任，并能通过不断学习以适应职业发展，在土木工程及相关领域保持竞争力。

该培养目标确定了毕业生在毕业5 年后预期达到的专业素质、能力和综合素养。在专业培养目标制定后，还需将其分解为更为具体且可衡量的毕业要求，以支撑培养目标的实现。根据新的本科人才培养目标，修订了支持培养目标达成的毕业能力要求，毕业能力要求分解为指向明确、科学合理、公开透明、易于评价的指标项（本专业分解为12 个指标项），各指标项逻辑清晰，符合土木工程专业本科生学习水平和发展规律。

（三）修订的毕业要求

本专业学生主要学习数学、物理、力学等基本理论，以及土木工程学科的设计、施工、管理和投资等方面的基本知识、技术和方法，受到课程设计、试验仪器操作和现场实习等方面的基本训练，掌握土木工程的规划、设计、研究、施工和管理的基本能力。

（四）毕业生应获得的知识与能力

毕业要求1：（工程知识）能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决土木工程专业的复杂工程问题。毕业要求2：（问题分析）能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达，并通过文献研究分析土木工程专业的复杂工程问题，以获得有效结论。毕业要求3：（设计/开发解决方案）能够设计针对土木工程专业复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的结构体系、构件或施工方案，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。毕业要求4：（研究）能够基于科学原理并采用科学方法对土木工程专业复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。毕业要求5：（使用现代工具）能够针对土木工程专业复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。毕业要求6：（工程与社会）能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价土木工程专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解应承担的责任。毕业要求7：（环境和可持续发展）能够理解和评价针对土木工程专业复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。毕业要求8：（职业规范）具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在土木工程专业工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。毕业要求9：（个人和团队）能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。毕业要求10：（沟通）能够就土木工程专业复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。毕业要求11：（项目管理）理解并掌握土木工程专业项目管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。毕业要求12：（终身学习）具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

以上毕业要求是本专业结合学校专业特色和实际情况，是对工程认证中12 条宏观毕业要求的具体化。修订后的毕业要求是对专业培养目标具体支撑，前者是学生毕业时应达到的知识和能力要求，后者是学生毕业5 年左右（经过一定职业训练后）应具备的专业和职业能力，二者间具有明确的对应关系。

为使学生达到上述12 条毕业要求，本专业设置了通识教育、学科教育、专业教育三大类课程，其中专业教育课程包括专业基础、专业方向和专业选修课程。本专业将对毕业能力达成起到重要支撑作用的10 门课程划为专业核心课程，包括：结构力学、混凝土结构基本原理、钢结构、基础工程、土木工程施工、工程抗震与防灾、工程项目管理与招投标、土木工程材料、结构试验和工程结构荷载与可靠度设计原理。针对不同类型的课程，基于其课程性质和所支撑的毕业要求指标点，设计不同的课程成绩评价标准，使学生所取得的课程成绩能够合理评价其通过学习该课程所获得的知识、能力和素养，从而用以衡量其课程目标和毕业目标达成情况，使“321”个性化人才培养模式下的学生毕业达成情况得到科学评价。

三、结束语

基于国家新型基础设施建设和发展对土木工程专业人才培养的新要求，结合南京理工大学“321”本科人才培养新模式，探讨了南京理工大学土木工程专业人才培养模式改革的主要措施，主要包括：构建“基础+进阶”课程体系、设置学科交叉融合课程、构建递进式实践教学体系和设置专业选修课程模块等。通过这些改革措施，进一步修订土木工程专业人才培养方案，完善本专业对本科生的毕业能力要求，使本专业所培养的本科毕业生能达到预期的知识、能力和素养目标，为我国的新型基础设施建设和经济社会发展贡献力量。