鄭輝 軒帥飛 梁雪嬌 祝方才 劉方成
摘 要:科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對我國的工業(yè)發(fā)展提出了新的要求,“新工科”為工程教育改革提供了方向。科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對工程專業(yè)人才培養(yǎng)也提出了新的挑戰(zhàn),未來新興產(chǎn)業(yè)需要的是創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力、工程實踐能力強的“新工科”人才。土木工程高素質(zhì)人才的培養(yǎng)機制面臨的最大困境是現(xiàn)實的社會需求與面向未來的工程技術之間的脫節(jié),研究生實踐能力不強、創(chuàng)新能力不足。文章結(jié)合湖南工業(yè)大學土木工程學院研究生培養(yǎng)的實際情況,從優(yōu)化課程體系、完善導師制度、重視科研實踐等方面探索建立研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式的有效策略。
關鍵詞:新工科;土木工程;創(chuàng)新能力;研究生
一、引言
“新工科”(EmergingEngineeringEducation:3E)是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向,通過“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”構(gòu)成了新工科建設的“三部曲”,開拓了工程教育改革新路徑??萍几锩彤a(chǎn)業(yè)變革對工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn),未來新興產(chǎn)業(yè)需要的是創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力、工程實踐能力強的“新工科”人才。這就要求學校對學生的培養(yǎng)提出新的要求,《斯坦福2025》建議,學生的培養(yǎng)應該以“使命性學習”替代“專業(yè)性學習”,讓學生的學習目標從掌握具體的專業(yè)知識提升到具有服務社會、解決全球性綜合性的能力。
目前,智能化、高性能復合材料在土木工程中得到了廣泛應用;預制拼裝BIM技術、數(shù)字化建造技術、3D打印技術等智慧建造也在土木建筑領域得到了廣泛應用;云技術、大數(shù)據(jù)也使得工程項目管理可視化。隨著新工科建設的深入,傳統(tǒng)土木工程專業(yè)必將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。當前,土木工程高素質(zhì)人才的培養(yǎng)機制面臨著的最大困境是現(xiàn)實的社會需求與面向未來的工程技術之間的脫節(jié)。學校的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式不能適應社會發(fā)展的需要,高學歷研究生畢業(yè)后求職困難,企業(yè)對掌握新技術人才又“一才難求”,因此迫切需要對目前研究生的能力培養(yǎng)模式進行改進。
湖南工業(yè)大學土木工程一級學科于2010年獲得碩士學位授予權(quán),下設巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、橋梁與隧道工程、供熱燃氣通風及空調(diào)、市政工程五個二級學科碩士點,目前在校研究生70人,導師25人,師生比達到0.33,此外擁有總值5000多萬的儀器設備。但近年來,研究生的培養(yǎng)還是存在實踐能力不強、創(chuàng)新能力不足等突出問題,因此探索在新工科背景下的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式很有必要。結(jié)合本校的實踐,借鑒美國目前的研究生培養(yǎng)模型,創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式可從改革課程體系、完善導師制度、重視科研實踐等方面入手。
二、改革課程體系
改革課程體系主要是探索構(gòu)建綜合性課程、問題導向課程與交叉學科研討課程,提高課程興趣度和學業(yè)挑戰(zhàn)度。調(diào)整前后雖然總學分基本保持不變,但選修課的可選擇范圍增加,下表為主要的選修課對比。對比發(fā)現(xiàn),相比2015版培養(yǎng)方案,新版培養(yǎng)方案的選修課門數(shù)增加了50%,總門數(shù)增加了9門,且打破了學科組的概念,學生可結(jié)合自身課題研究的需要選修合適的課程。這無疑有利于交叉學科的發(fā)展。而且學院在大量調(diào)研的基礎上,更新了課程體系,選修課中僅8門維持前一版方案,開設了19門新課供學生選擇。新培養(yǎng)方案的課程設置突出了課程的前沿性、交叉性、綜合性和科學性,為跨學科、交叉學科知識的打通創(chuàng)造條件,為人才的創(chuàng)新培養(yǎng)奠定基礎。
另外,研究生教育的課堂教學方式也進行了變革,除了必要的以教師板書或PPT教授為主的被動式教學外,要求教師增加研討會、科研實踐等方式進行教學。以必修課程高等混凝土結(jié)構(gòu)原理為例,教師不再以目前市面上的教材來設計課程教學內(nèi)容和進度,而是將32個課時分解成8個模塊,每個模塊設計一個教學主題,教師講授2個課時,然后提出3個開放性的問題,學生4~5人一組,分成3個小組,每組學生通過查文獻、設計試驗、理論模擬等方式提出1個開放性問題的解決思路,然后給每組45分鐘時間用于研討。課程結(jié)束后,學生將對有關混凝土結(jié)構(gòu)的至少8個問題進行主動思考和總結(jié),雖然不能面面俱到,但也啟發(fā)了學生去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。這種課程教學的改革,使得課堂教學以學生為中心,教師提綱挈領,通過廣泛的啟發(fā)、討論引導學生積極討論,以開拓學生的研究思路。
此外,研究生教育還應結(jié)合慕課、互聯(lián)網(wǎng)課程,將具體知識點的教學交給網(wǎng)課,鍛煉學生的自主學習能力,將課堂真正變成開放式的、啟發(fā)式的教學陣地。當然,這種改革對教師提出了新的要求,教師需要率先改變自己的心態(tài),多花時間和精力,多接觸本領域前沿技術,跟蹤新技術的發(fā)展,并善于提出開放性的問題,甚至提出教師本人也無法給出正確答案的問題,以此促進學生的發(fā)展。
三、完善導師制度
研究生導師是研究生培養(yǎng)的主要責任人,導師自身的道德水平、學術素養(yǎng)和科研能力都深深地影響著學生。雖然國家和學校鼓勵導師群或者集中指導制,但實際操作的時候往往還是單個導師對研究生進行指導,而且還經(jīng)常出現(xiàn)部分導師的工作重心在申請課題、完成橫向課題、跑業(yè)務等事務上的現(xiàn)象,采取了“放羊模式”進行研究生培養(yǎng)。傳統(tǒng)意義上的“師徒制”不僅不利于開闊研究生的視野開闊,更會使研究的科研和能力培養(yǎng)受導師科研興趣而左右,限于導師精力和側(cè)重點的問題,這種培養(yǎng)模式是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的障礙。為改變這一困局,可采用導師群指導學生的模式。通過建立研究生科研團隊,發(fā)揮集體的力量,使研究生接觸更多的學術思想,促進學生的自主創(chuàng)新。
“導師群”制度一般是指一群導師和研究生在一定的管理機制下,有組織有計劃地進行系統(tǒng)協(xié)作、共同學習,以學術交流為平臺,取長補短。一般可在不改變既有研究生培養(yǎng)模式的基礎上,學院通過設置第二指導老師將研究生和導師按照研究方向、研究興趣進行組隊,如下圖所示。
以土木學院為例,目前平均1位導師1年可指導1個研究生,通過導師群的制度,可將3~4位導師組成一個興趣小組,該小組內(nèi)有3~4老師,9~12位研究生。興趣小組不以行政強度為基礎,主要基于興趣,研究方向也可以不同。興趣小組定期展開學術交流活動,每次活動實現(xiàn)確定1~2個討論主題,由高年級學生或者教師進行主講,提出研究思路或者研究方向,其他導師和學生進行頭腦風暴、廣泛討論。定期召開類似活動不僅可以拓展學生的學術視野,增加學生接觸前沿技術的機會,建立平等、民主、和諧的師生關系還可以促進教師間相互學習、相互交融、取長補短,融合出新的研究點。興趣小組還可以使得成員更有計劃觀念,無形中形成良性競爭機制。