張 軍 尹平保 張永杰

（長沙理工大學土木工程學院 湖南·長沙 410114）

0 引言

我國土木工程專業(yè)歷史悠久，1896年西南交通大學的前身山海關北洋鐵路官學堂[1]率先開設了土木工程系，于1897年春招收了20 名學生，1903年湖南大學的前身湖南省垣實業(yè)學堂開設礦、路兩科，1926年更名為湖南大學后設土木系。經(jīng)歷一百多年的探索與奮斗，土木工程專業(yè)不斷發(fā)展壯大，目前全國有近200 所高校開設了土木工程專業(yè)，其中清華大學、上海交通大學、同濟大學等高校的土木工程專業(yè)在全球名列前茅，充分體現(xiàn)了我國土木工程人才培養(yǎng)的優(yōu)勢。

進入二十一世紀第四次工業(yè)革命正在全球范圍內蓬勃興起，這場新工業(yè)革命對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)將產生深遠影響，積極參與新一輪工業(yè)革命，建立人才培養(yǎng)新模式對于傳統(tǒng)產業(yè)改造、實現(xiàn)“彎道超車”和創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

1 新工業(yè)革命對土木工程的影響

土木工程的發(fā)展與四次工業(yè)革命關系密切，第一次工業(yè)革命以蒸汽機的使用為標志，催生了蒸汽機車和鐵路；第二次工業(yè)革命使人類進入“電氣時代”，伴隨內燃機的發(fā)明，汽車和內燃機車相繼出現(xiàn)帶動了公路和鐵路的發(fā)展；第三次工業(yè)革命帶來了計算機信息技術，使土木工程的勘測、設計和施工都產生了質的飛躍；第四次工業(yè)革命也稱工業(yè)4.0，[2]這個概念最早于2013年出現(xiàn)在德國的工業(yè)博覽會上，是在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的基礎上，以機器人技術、量子信息技術、虛擬現(xiàn)實、人工智能等為特征的“智能化”變革。

第四次工業(yè)革命將對土木工程行業(yè)產生重大和深遠的影響。首先，促使建筑產業(yè)由勞動密集型產業(yè)向知識密集型產業(yè)轉變，隨著裝備現(xiàn)代化、智能化，土木工程施工將由“技術+經(jīng)驗”向“設備+技術”轉變，從業(yè)者將由“勞動者”向“操控者或開發(fā)者”轉變。其次，加速土木工程學科與其他學科交叉融合，傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)以力學和土木工程學科為支撐，隨著土木工程與其他學科，如電子工程、計算機科學與工程、材料科學與工程等的交叉融合，許多顛覆性的新事物層出不窮。近些年3D打印的鋼筋混凝土房屋、橋梁在國內外不斷出現(xiàn)，2018年住建部出臺新規(guī)定，鼓勵投標人采用BIM 技術，隧道掘進、搶險、巡檢越來越多地采用隧道機器人，遠程監(jiān)控量測正越來越多地用于基坑、邊坡、橋梁以及隧道的施工監(jiān)測。

2 土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式的建立

以信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術等交叉融合為主要特征的新工業(yè)革命，充分利用信息通信技術和網(wǎng)絡空間虛擬系統(tǒng)，建立起更高級的生產力、生產方式和經(jīng)濟形態(tài)，將對人類社會產生深遠影響。土木工程專業(yè)也正經(jīng)歷著一場“智能化”的洗禮，無論是土木工程學科交叉的客觀需要還是土木工程從業(yè)者的能力素質需求都對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)適應時代發(fā)展的高素質人才是目前國內很多高校非常關注的問題，從2018年至今有同濟大學、北方工業(yè)大學、東南大學等23 所高校開設了智能建造專業(yè)，這是適應“信息化”和“智能化”為特色的建筑業(yè)轉型升級而設置的新工科專業(yè)，是在土木工程專業(yè)基礎上融合了大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等ICT新技術發(fā)展起來的新興交叉學科，也是土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新的模式。

開設智能建造專業(yè)是新生事物，培養(yǎng)目標如何確定？畢業(yè)生是否能滿足土木工程“智能化”要求？不少高校都在“摸著石頭過河”，有的高校把土木工程的部分課程和信息技術的某些課程簡單組合，構建智能建造專業(yè)知識體系是值得商榷的，很可能事倍功半、得不償失。[3]眾所周知，術業(yè)有專攻，“智能化”本身對于人才的知識儲備要求很高，涉及電子工程、機電一體化、人工智能等專業(yè)知識，而土木工程專業(yè)以力學（理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學、土力學等）為基礎，涉及土木工程材料、測量學、結構設計原理、高層建筑結構設計、橋梁工程、隧道工程等專業(yè)知識，想兩者兼顧，那幾乎是在培養(yǎng)“超人”了，工程實際中技術、產品的研發(fā)是靠集體智慧完成的，智能建造專業(yè)培養(yǎng)的人才應該是在土木工程領域和信息技術、人工智能等領域之間“搭建橋梁”，具有學科交叉背景，能科學完整地描述擬開發(fā)技術或產品的技術屬性或功能屬性、制定研發(fā)路線、聯(lián)合相關專業(yè)人才付諸實施。

近些年，土木工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)是個熱門話題，尤其是在“一帶一路”國家戰(zhàn)略背景下，土木工程從業(yè)者走出國門的幾率大大增加。中國已經(jīng)同137 個國家和30 多個國際組織簽署了197 份共建“一帶一路”的合作文件，截至2018年，80 多家中央企業(yè)在“一帶一路”沿線實施了3116 個項目，“一帶一路”基礎設施（公用事業(yè)、交通、電信、社會、建設、能源和環(huán)境）方面的投資空間超過十萬億美元，巨大的投資和市場需求呼喚大量的土木工程專業(yè)國際化人才。到底怎樣才是具有“國際化”水平的土木工程專業(yè)人才？有人認為是“專業(yè)知識+語言溝通能力”，這樣的標準有一定道理，但也存在問題，比如說，各個國家的工程建設標準體系差異較大，有的國家沒有自己的標準，有的國家有自己的標準，還有些國家執(zhí)行歐美的標準，這就帶來專業(yè)知識方面的交流障礙，涉外工程項目經(jīng)常要與當?shù)卣块T、項目監(jiān)理、材料供應商等進行談判，其中圍繞工程建設標準的談判是最艱難的。改革開放以來國內高等教育發(fā)生了很大變化，國際交流越來越廣泛，中國為“一帶一路”地區(qū)培養(yǎng)了大量留學生，國內許多高校也開始與企業(yè)合作培養(yǎng)海外工程建設人才，但是人才培養(yǎng)的環(huán)境還是比較封閉，雖然很多高校招收了外國留學生，但是留學生與國內學生基本不在一起學習、生活，教師與留學生之間的交流也因為語言、文化、習俗等差異受到局限，一所高校要做到中外相通都不容易，跟“一帶一路”那么多國家相通就更困難，這不是一朝一夕就能解決的問題，需要長期的努力和磨合，尤其需要改變人才培養(yǎng)環(huán)境和模式。

3 實現(xiàn)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式的途徑

實現(xiàn)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式的途徑有兩個：一是加強學科交叉，不單單是學生知識體系的交叉，更重要的是不同學科學生的交流和合作，也就是要實現(xiàn)跨學科培養(yǎng)模式，[5]比如，智能建造專業(yè)培養(yǎng)方案可以根據(jù)學生特點設置得更靈活機動，設置土木類和信息技術類或人工智能類等多種模塊，實踐教學環(huán)節(jié)可以采取項目組形式，鼓勵土木類和信息技術類或人工智能類學生合作完成。另外，專業(yè)教師要加強與企業(yè)的合作開發(fā)，要鼓勵有研發(fā)能力的教師自主創(chuàng)業(yè)，既可以將知識轉化為生產力，也可以為學生提供實習、實訓基地，有利于學生實踐能力的培養(yǎng)。二是加強國際交流，在土木工程專業(yè)中開設涉外工程方向，對這部分學生和外國留學生采用近乎相同的培養(yǎng)方案，甚至可以混合編班，讓這部分學生在校期間就習慣與不同文化背景的人打交道，另外，專業(yè)知識體系的構建要在國際大土木的背景下，使學生了解中外工程建設標準的異同，建設法規(guī)的異同，建設模式的異同，還要使學生了解東西方文化、文明發(fā)展歷程的異同，增強不同文化之間的認同感。

目前實現(xiàn)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式最大的困難是缺乏一支與之相匹配的教師隊伍，有些高校的智能建造專業(yè)課程由土木工程和信息技術的教師共同承擔，但是授課教師之間缺少研發(fā)方面的合作，也無法提供系統(tǒng)性的專業(yè)訓練，最終學生只是把各種課程學了一遍，卻不能形成知識體系、具有研發(fā)能力。要改變這種狀況只有提高教師的“智能化”水平，短期可以從企業(yè)中吸收部分具有研發(fā)能力和經(jīng)驗的兼職教師，負責學生的實踐教學環(huán)節(jié)，比如：課程設計、生產實習和畢業(yè)設計，長遠來說，必須打造一支有學科交叉背景、研發(fā)能力強的教學團隊。另外，教師的“國際化”是高校師資隊伍建設的重要內容，可以通過向“一帶一路”國家派遣訪問學者、聘請“一帶一路”國家的人才來國內高校任教等舉措提高教師的國際化水平，為培養(yǎng)國際化土木工程專業(yè)人才奠定基礎。

4 結語

新的時代呼喚新的土木工程專業(yè)人才，新一輪工業(yè)革命的號角已經(jīng)吹響，機不可失，時不再來，站在第四次工業(yè)革命的起跑線上，面對“一帶一路”戰(zhàn)略的機遇和挑戰(zhàn)，唯有不斷創(chuàng)新土木工程人才培養(yǎng)模式，才能讓土木工程這個歷史悠久的傳統(tǒng)專業(yè)煥發(fā)青春的活力。