馮健雪 王林均 楊想紅 張 吉

(貴州民族大學(xué)建筑工程學(xué)院 貴州·貴陽(yáng) 550025)

新工科是國(guó)家為了適應(yīng)國(guó)家建設(shè)新需求，先后經(jīng)歷復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)、北京指南形成的高等工程教育新模式和新要求。隨著國(guó)家對(duì)工科教育新要求的提出，土木工程專業(yè)的教育教學(xué)亟需適應(yīng)新工科發(fā)展需求，也面臨新的挑戰(zhàn)。人才培養(yǎng)模式是新工科建設(shè)的基礎(chǔ)，課程體系更是人才培養(yǎng)的核心，是體現(xiàn)應(yīng)用型本科院校辦學(xué)特色的基礎(chǔ)，課程體系的改革和構(gòu)建是新工科理念下教育教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鑒于此，本文將在新工科教育教學(xué)背景下，結(jié)合貴州地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土木工程專業(yè)人才的需求，以貴州民族大學(xué)土木工程專業(yè)為例，研究地方院校新工科的內(nèi)涵和人才培養(yǎng)方向，探索地方院校土木工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)核心能力，首先凝練土木工程專業(yè)的數(shù)學(xué)、力學(xué)和專業(yè)課程三大核心知識(shí)主線，然后提煉出專業(yè)核心能力與課程體系的關(guān)系，最后提出和構(gòu)建新工科背景下數(shù)學(xué)-力學(xué)-專業(yè)課程相融合的“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”的土木工程專業(yè)課程體系。

1 地方院校新工科內(nèi)涵與人才培養(yǎng)方向研究

1.1 地方院校新工科內(nèi)涵

新工科的樹(shù)立工程教育“新理念”、構(gòu)建學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”、探索工程人才培養(yǎng)“新模式”、打造工程教育“新質(zhì)量”、完善中國(guó)特色工程教育“新體系”等內(nèi)容包含了基本內(nèi)涵。地方院校土木工程專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展要以地方發(fā)展和建設(shè)的新經(jīng)濟(jì)和新需求出發(fā)點(diǎn)，完成新工科的內(nèi)涵要求。貴州屬于典型的喀斯特巖溶地區(qū)，地質(zhì)地貌復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，特別是在高速公路、高速鐵路、高層建筑和機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過(guò)程中，復(fù)雜巖溶地質(zhì)帶來(lái)的一系列工程問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題更為突出。因此，貴州民族大學(xué)作為地方院校，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)，要緊密結(jié)合貴州發(fā)展和建設(shè)的新經(jīng)濟(jì)和新需求。

1.2 人才培養(yǎng)體系改革方向

“新工科”背景下，貴州民族大學(xué)土木工程專業(yè)定位為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的應(yīng)用型本科，以提高人才質(zhì)量為宗旨。人才培養(yǎng)目標(biāo)也要緊緊圍繞貴州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求而制定。因此，結(jié)合貴州地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)土木工程專業(yè)人才的需求，研究新工科背景下的土木工程專業(yè)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式，將專業(yè)核心能力和土木工程專業(yè)知識(shí)深度融合，突出工程應(yīng)用創(chuàng)新理念，構(gòu)建土木工程人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式的課程體系是新工科背景下貴州民族大學(xué)土木工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系改革的新方向。

2 新工科背景下地方院校土木工程專業(yè)核心能力和核心知識(shí)點(diǎn)的探索

2.1 專業(yè)核心能力

綠色環(huán)保是目前貴州地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主基調(diào)，符合土木工程材料綠色節(jié)能、模塊化設(shè)計(jì)、裝配式建造、智能監(jiān)測(cè)化發(fā)展的新趨勢(shì)新特點(diǎn)。傳統(tǒng)土木工程專業(yè)的學(xué)生的核心專業(yè)能力包括理論分析能力、工程實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，形成理論和實(shí)踐相互促進(jìn)和發(fā)展的能力模式。在新工科背景下，對(duì)于土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)有新的要求：（1）工程思維和工程實(shí)踐能力——“基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖”，工程思維的建立需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用理論思維綜合分析、計(jì)算和提出解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，從而具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（2）創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力——這是新工科的核心，突出創(chuàng)新的視覺(jué)和方法去解決實(shí)際工程問(wèn)題的思維過(guò)程，形成運(yùn)用既有知識(shí)，能創(chuàng)造出新的成果的能力。（3）自我學(xué)習(xí)能力——師父領(lǐng)進(jìn)門修行在個(gè)人，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，形成自我學(xué)習(xí)的能力。三種能力中，自我學(xué)習(xí)代表了土木工程專業(yè)的內(nèi)涵基礎(chǔ)，另外兩種能力代表了知識(shí)的升華和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)夯實(shí)基礎(chǔ)，突出內(nèi)涵，又與發(fā)展相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)的融合發(fā)展。

結(jié)合貴州區(qū)域特點(diǎn)，在“新工科”背景下，貴州民族大學(xué)土木工程專業(yè)考慮將數(shù)學(xué)、力學(xué)和專業(yè)課三者的相互融合。目的在于充分結(jié)合貴州的區(qū)域特點(diǎn)，通過(guò)梳理構(gòu)建土木工程專業(yè)的數(shù)學(xué)、力學(xué)及土木工程專業(yè)知識(shí)點(diǎn)主線，在此基礎(chǔ)上，探索“數(shù)學(xué)-力學(xué)-專業(yè)課”相關(guān)知識(shí)相互融合的教學(xué)方法，打通學(xué)科之間的知識(shí)壁壘，探索和構(gòu)建新工科理念背景下“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”的土木工程一流學(xué)科教育教學(xué)體系。

2.2 專業(yè)課程核心知識(shí)點(diǎn)

土木工程專業(yè)是一門以數(shù)學(xué)和力學(xué)為理論基礎(chǔ)，具有不同專業(yè)特色的學(xué)科。國(guó)內(nèi)高校根據(jù)各自的學(xué)科定位和辦學(xué)特色，發(fā)展各自的專業(yè)特色方向。總體上來(lái)講，支撐專業(yè)核心能力的核心知識(shí)點(diǎn)可以分為三個(gè)層次，第一層次是數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)，第二層次是專業(yè)所需的相關(guān)力學(xué)分析能力，第三層次是專業(yè)技能知識(shí)。三個(gè)層次直接的關(guān)系屬于金字塔關(guān)系，數(shù)學(xué)和力學(xué)是基石，專業(yè)技能知識(shí)是金字塔頂最耀眼的那顆明珠。

第一層次的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)方面。土木工程專業(yè)的數(shù)學(xué)主要以應(yīng)用為主，但是為了更好的應(yīng)用，需要給學(xué)生一個(gè)知識(shí)體系構(gòu)架。從某種角度講，數(shù)學(xué)是一門研究空間和代數(shù)關(guān)系的學(xué)科，高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)是最重要的兩門課，相互之間有許多聯(lián)系，對(duì)后面力學(xué)和專業(yè)課的學(xué)習(xí)非常重要。因此在上述兩門課講授的時(shí)候就應(yīng)該注重前后相互滲透和聯(lián)系，這樣就能相得益彰。比如空間這個(gè)概念在高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)中都是非常重要的概念，完全可以貫穿起來(lái)講授，這樣課程之間的知識(shí)體系就逐漸聯(lián)系起來(lái)了。此外，線性代數(shù)又是后面學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理方程、張量分析等這些課程的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有把核心概念給學(xué)生講解透徹，后面的課程很難繼續(xù)。

第二層次的力學(xué)知識(shí)方面。力學(xué)是土木工程專業(yè)進(jìn)行工程問(wèn)題分析時(shí)所必須具有的基礎(chǔ)知識(shí)，本科的力學(xué)主要是理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)和彈性力學(xué)，都屬于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)體系，力學(xué)也是數(shù)學(xué)和專業(yè)課之間的紐帶。是分析土木工程問(wèn)題的最有利的工具。

第三層次的專業(yè)課程技能方面。土木工程專業(yè)技能是學(xué)校辦學(xué)特色的體現(xiàn)，也是適應(yīng)貴州區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的土木工程專業(yè)人才的關(guān)鍵所在。目前，貴州民族大學(xué)的土木工程專業(yè)方向主要包括工民建和巖土工程兩個(gè)方面，這也是結(jié)合當(dāng)下貴州城鄉(xiāng)建設(shè)大發(fā)展的需求設(shè)置的。專業(yè)課程主要是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隧道、基坑等地下空間開(kāi)發(fā)的巖土工程設(shè)計(jì)。

3 新工科背景下的地方院校土木工程專業(yè)課程體系構(gòu)建

3.1 核心知識(shí)點(diǎn)體系構(gòu)建

知識(shí)點(diǎn)體系的構(gòu)建是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。基于新工科理念，從學(xué)校土木工程學(xué)科工程人才培養(yǎng)總體目標(biāo)出發(fā)，以及貴州經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)土木工程人才能力的需求，結(jié)合辦學(xué)特色，構(gòu)建核心知識(shí)點(diǎn)體系。在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)方面，充分挖掘貴州民族大學(xué)土木工程學(xué)科優(yōu)勢(shì)，與土木專業(yè)的力學(xué)及專業(yè)知識(shí)相互融合，以“數(shù)學(xué)競(jìng)賽”“數(shù)學(xué)建?！睘轵?qū)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建新工科背景下土木工程專業(yè)的數(shù)學(xué)學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)。力學(xué)知識(shí)方面，梳理清楚力學(xué)課程之間的聯(lián)系。教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)圖片動(dòng)畫等手段，對(duì)土木工程專業(yè)的力學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理、融合，并強(qiáng)化與專業(yè)課的銜接融合，以“力學(xué)競(jìng)賽”為驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建新工科背景下土木專業(yè)的力學(xué)學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)。專業(yè)課方面，梳理清楚專業(yè)課程中涉及到的數(shù)學(xué)和力學(xué)知識(shí)，然后再結(jié)合辦學(xué)特色凝練核心課程的知識(shí)點(diǎn)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。也就是新工科背景下，在數(shù)學(xué)和力學(xué)的基礎(chǔ)上，梳理專業(yè)課程之間的知識(shí)點(diǎn)，以“科研課題”為驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建新工科背景下土木工程專業(yè)學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)。

3.2 課程體系構(gòu)建

課程體系是一個(gè)大系統(tǒng)工程，是整個(gè)人才培養(yǎng)體系中的核心環(huán)節(jié)。在土木工程學(xué)科的專業(yè)核心知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建新工科背景下“數(shù)學(xué)-力學(xué)-專業(yè)課相融合”三位一體的“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”的土木工程的學(xué)科課程體系。

在教學(xué)實(shí)踐方面，基于核心課程知識(shí)點(diǎn)主線，采用系統(tǒng)化方法，深入調(diào)研分析、確定核心要素、反復(fù)研討論證、形成初步方案、經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)、形成文本范例、廣泛征求意見(jiàn)等遞進(jìn)反復(fù)式的研究方法，著眼于土木工程學(xué)科本科低、中、高年級(jí)教學(xué)全過(guò)程，建立“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”學(xué)科體系相對(duì)應(yīng)的人才培養(yǎng)模式，該模式具有縱向分層次、橫向多模塊的特點(diǎn)，打破了學(xué)科中專業(yè)與年級(jí)的限制，能與大學(xué)生科技競(jìng)賽、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目等，以及多層次的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式有機(jī)結(jié)合。

在實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)制作多媒體課件，借助數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和工程遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等一系列舉措；同時(shí)，將理論知識(shí)、工程案例用各種表格、圖形、動(dòng)畫、錄像資料和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示給學(xué)生，使學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，傳遞更多的知識(shí)信息，達(dá)到形象思維和邏輯思維的統(tǒng)一。通過(guò)這些方法，建立數(shù)學(xué)、力學(xué)和專業(yè)課程相互融合的新工科理念背景下“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”的土木工程一流學(xué)科教育教學(xué)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于新工科教育教學(xué)改革的背景下，深入研究了地方院校土木工程專業(yè)的內(nèi)涵和人才培養(yǎng)改革方向，探討了專業(yè)核心能力和核心知識(shí)點(diǎn)；結(jié)合貴州經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要，構(gòu)建了數(shù)學(xué)-力學(xué)-土木工程專業(yè)知識(shí)三位一體相融合的“厚基礎(chǔ)-重融合-強(qiáng)應(yīng)用”課程體系。為學(xué)校在新工科背景下對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)課程設(shè)置提供了依據(jù)，同時(shí)也為今后進(jìn)一步培養(yǎng)土木工程創(chuàng)新型人奠定重要基礎(chǔ)。期待培養(yǎng)出更多的國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所需的優(yōu)秀土木工程人才。