羅 霞，王文平，陳 湘

（福建理工大學(xué) 福建 福州 350118）

數(shù)據(jù)在科研創(chuàng)新中扮演著關(guān)鍵角色，而研究生作為科學(xué)研究的主力軍，需具備良好的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，才能更好地應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下的科研需求，以提升科研成果的質(zhì)量和效率[1-2]。

土木工程學(xué)科涉及廣泛的研究領(lǐng)域和跨學(xué)科交叉，需要綜合運(yùn)用各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策。因此，加強(qiáng)土木工程專業(yè)研究生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育，以提高他們的數(shù)據(jù)處理和分析能力，對(duì)推動(dòng)土木工程學(xué)科在工程實(shí)踐和科研創(chuàng)新方面取得更大突破和進(jìn)展具有重要意義[3]。

目前，土木工程專業(yè)研究生在數(shù)據(jù)素養(yǎng)方面存在對(duì)本學(xué)科科研熱點(diǎn)與趨勢(shì)了解較少、數(shù)據(jù)搜索知識(shí)欠缺、數(shù)據(jù)獲取方法和途徑有限以及數(shù)據(jù)利用能力較低等問題。這些問題直接導(dǎo)致了其對(duì)課題研究不深入且傳承性差的現(xiàn)象[4-5]。

通過嵌入式教學(xué)改革，教師將數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育融入研究生課程中，能夠激發(fā)研究生的創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析和解決問題的能力，對(duì)優(yōu)化科研成果和推動(dòng)成果創(chuàng)新具有積極作用[6-7]。

因此，為適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的科研趨勢(shì)，提升土木工程專業(yè)研究生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，培養(yǎng)出更具綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的土木工程專業(yè)研究生，有必要開展土木工程專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)嵌入式教學(xué)改革的研究，以期幫助研究生適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代下的科學(xué)研究需求，進(jìn)而為土木工程領(lǐng)域的發(fā)展與創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。

1 土木工程專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要性

數(shù)據(jù)素養(yǎng)是研究生在大數(shù)據(jù)時(shí)代中必不可少的能力，它不僅涵蓋了對(duì)數(shù)據(jù)基本概念與處理方法的掌握，更重要的是要求個(gè)體能夠靈活運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋和應(yīng)用，為決策和創(chuàng)新提供支持，并在數(shù)據(jù)使用和共享中具備倫理意識(shí)和安全意識(shí)。

首先，木工程領(lǐng)域的研究和實(shí)踐需要大量的數(shù)據(jù)支持，包括工程設(shè)計(jì)、施工管理、材料選用等方面的決策。研究生通過數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)，能夠熟練地獲取、整理和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、解讀趨勢(shì)，為決策提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)素養(yǎng)使研究生能夠基于數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、客觀的決策，提高土木工程項(xiàng)目的質(zhì)量和效率。

其次，土木工程涉及復(fù)雜的工程項(xiàng)目和施工過程，存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。通過數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，研究生可以更好地識(shí)別和評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，并通過數(shù)據(jù)分析和模擬預(yù)測(cè)，制訂相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理和安全控制策略。數(shù)據(jù)素養(yǎng)使研究生能夠基于數(shù)據(jù)對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化和分析，提高土木工程項(xiàng)目的安全性和可靠性。

最后，土木工程是一門綜合性學(xué)科，常常需要與其他學(xué)科進(jìn)行交叉研究和合作。數(shù)據(jù)素養(yǎng)使研究生能夠有效地獲取和理解其他學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，并與其他領(lǐng)域的專家進(jìn)行溝通和合作。通過跨學(xué)科的數(shù)據(jù)交流和合作，研究生可以獲得更多的知識(shí)和視角，拓寬研究思路，促進(jìn)土木工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

2 嵌入式教學(xué)改革的理念與方法

嵌入式教學(xué)改革以融合、實(shí)踐、個(gè)性化、合作和創(chuàng)新為特點(diǎn)，將新的教學(xué)方法和理念有機(jī)融合到傳統(tǒng)教學(xué)中，形成一種全新的教學(xué)模式，考慮研究生的個(gè)體差異和學(xué)習(xí)需求，強(qiáng)調(diào)研究生之間的合作與互動(dòng)，鼓勵(lì)研究生進(jìn)行創(chuàng)新思維和實(shí)踐，提供更富有活力的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)研究生全面發(fā)展和提升綜合素養(yǎng)。

嵌入式教學(xué)改革的實(shí)施需要遵循針對(duì)性、漸進(jìn)性、實(shí)踐導(dǎo)向、研究生主體性和多元評(píng)價(jià)等原則，根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和研究生需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，分階段、小規(guī)模試點(diǎn)進(jìn)行，通過實(shí)際的項(xiàng)目、案例、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，促進(jìn)研究生的主動(dòng)參與和實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)研究生的自主學(xué)習(xí)和合作探究，采用多樣化的評(píng)價(jià)方式，靈活采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、小組合作、情境教學(xué)、技術(shù)支持以及反思與總結(jié)等方法，引導(dǎo)研究生解決實(shí)際問題實(shí)踐應(yīng)用，鼓勵(lì)他們?cè)谛〗M內(nèi)分享和交流，將學(xué)習(xí)內(nèi)容置于真實(shí)的情境中，模擬實(shí)際工作場(chǎng)景，利用現(xiàn)代技術(shù)工具和平臺(tái)，為研究生提供在線學(xué)習(xí)資源、虛擬實(shí)驗(yàn)室等支持，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的互動(dòng)性和趣味性，鼓勵(lì)研究生進(jìn)行反思和總結(jié)。

3 土木工程專業(yè)研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)嵌入式教學(xué)改革策略

3.1 優(yōu)化課程設(shè)置，增強(qiáng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)

3.1.1 課程整合與協(xié)同設(shè)計(jì)

整合與數(shù)據(jù)素養(yǎng)相關(guān)的課程，形成有機(jī)的課程體系。例如，將數(shù)據(jù)處理與分析、工程實(shí)踐與數(shù)據(jù)模擬、信息技術(shù)與土木工程應(yīng)用等課程進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，使研究生能夠在多個(gè)課程中有機(jī)地應(yīng)用和鞏固數(shù)據(jù)素養(yǎng)相關(guān)的知識(shí)和技能。

3.1.2 拓寬教學(xué)內(nèi)容

在專業(yè)課程設(shè)置中增加與數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)處理和分析的基礎(chǔ)知識(shí)、常用的數(shù)據(jù)分析方法和工具、數(shù)據(jù)挖掘和模型建立等。拓寬專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容，提供更豐富的數(shù)據(jù)應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)研究生的數(shù)據(jù)思維和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力。

3.1.3 數(shù)據(jù)分析工具與軟件應(yīng)用培訓(xùn)

在課程設(shè)置中增加針對(duì)數(shù)據(jù)分析工具和軟件的培訓(xùn)環(huán)節(jié)，例如Abaqus、Python 和MATLAB 等。運(yùn)用這些工具，研究生可以更好地處理和分析土木工程領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)素養(yǎng)的實(shí)際應(yīng)用能力。

3.2 整合教學(xué)資源，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用能力

3.2.1 跨學(xué)科教學(xué)

鼓勵(lì)跨學(xué)科的教學(xué)合作，將數(shù)據(jù)分析技能與土木工程領(lǐng)域的知識(shí)相結(jié)合。例如，與統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的教師合作教學(xué)，通過交叉學(xué)科的相互學(xué)習(xí)，使研究生能夠獲得更廣泛的數(shù)據(jù)分析知識(shí)和應(yīng)用能力。

3.2.2 提供開放性資源

建立開放性的教學(xué)資源平臺(tái)，提供豐富的數(shù)據(jù)集、案例分析、學(xué)術(shù)論文和開源工具等。研究生可以通過這些資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐，拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用能力，同時(shí)也促進(jìn)研究生之間的交流和合作。

3.2.3 實(shí)施導(dǎo)師制度

建立研究生導(dǎo)師制度，指導(dǎo)研究生在科研項(xiàng)目中進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析的實(shí)踐。導(dǎo)師可以根據(jù)研究生的研究方向和興趣，提供個(gè)性化的指導(dǎo)和資源支持，幫助研究生深入理解數(shù)據(jù)應(yīng)用的方法和技巧。

3.3 創(chuàng)新教學(xué)方法，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力

3.3.1 探索性學(xué)習(xí)

鼓勵(lì)研究生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)，通過提出問題、查找相關(guān)數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和得出結(jié)論來(lái)探索土木工程領(lǐng)域的數(shù)據(jù)應(yīng)用。這種學(xué)習(xí)方式能夠培養(yǎng)研究生的獨(dú)立思考和問題解決能力，同時(shí)加強(qiáng)他們對(duì)數(shù)據(jù)分析方法的理解和運(yùn)用。

3.3.2 創(chuàng)新性評(píng)估方式

采用創(chuàng)新性的評(píng)估方式來(lái)評(píng)價(jià)研究生的數(shù)據(jù)分析能力。例如，要求研究生完成實(shí)際的數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目、撰寫數(shù)據(jù)分析報(bào)告或進(jìn)行數(shù)據(jù)分析演示等。這樣的評(píng)估方式能夠激發(fā)研究生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，并更全面地評(píng)估他們的數(shù)據(jù)分析能力。

3.3.3 研究生互動(dòng)與合作

鼓勵(lì)研究生之間的互動(dòng)與合作，例如小組討論、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等形式。通過研究生之間的合作，可以促進(jìn)彼此之間的學(xué)習(xí)和思考，共同解決數(shù)據(jù)相關(guān)的問題，提升數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)效果。

3.4 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高數(shù)據(jù)處理技能

3.4.1 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

加強(qiáng)土木工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，引入先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)據(jù)分析工具。通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，讓研究生接觸真實(shí)的數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集、處理和分析的方法和技巧，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用能力。

3.4.2 引入實(shí)際案例

在教學(xué)中引入實(shí)際的土木工程案例，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。通過分析真實(shí)案例中的數(shù)據(jù)，研究生可以了解土木工程實(shí)踐中的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)和解決方案，培養(yǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用能力和解決問題的能力。

3.4.3 開展數(shù)據(jù)相關(guān)學(xué)術(shù)研究

鼓勵(lì)研究生進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)學(xué)術(shù)研究，開展獨(dú)立的科研項(xiàng)目。研究生可以選擇與土木工程數(shù)據(jù)處理相關(guān)的研究方向，深入探究相關(guān)問題，并運(yùn)用數(shù)據(jù)處理技能進(jìn)行實(shí)證研究。通過學(xué)術(shù)研究，研究生能夠提高數(shù)據(jù)處理的能力，并為土木工程領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4 教學(xué)效果的評(píng)估與改進(jìn)

4.1 研究生綜合能力評(píng)估

考核研究生在數(shù)據(jù)處理、分析和應(yīng)用方面的能力，包括實(shí)際項(xiàng)目或案例分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文寫作等，評(píng)估研究生的綜合能力發(fā)展情況。這可以通過考試、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目報(bào)告以及學(xué)術(shù)論文的評(píng)審和評(píng)分來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.2 研究生反饋與評(píng)價(jià)

定期收集研究生的反饋和評(píng)價(jià)，了解他們對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和資源的看法和體驗(yàn)?？梢酝ㄟ^課堂問卷調(diào)查、小組討論、個(gè)別面談等方式獲取研究生的意見和建議。研究生的反饋和評(píng)價(jià)可以幫助教師了解教學(xué)效果的實(shí)際情況，并進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

4.3 教學(xué)資源評(píng)估

評(píng)估教學(xué)所使用的資源，包括教材、教具、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟件工具等的適用性和有效性。教師可以收集研究生和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的反饋，了解教學(xué)資源在教學(xué)過程中的實(shí)際應(yīng)用情況，從而評(píng)估其質(zhì)量和改進(jìn)空間。

4.4 教學(xué)方法改進(jìn)

根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。教師可以根據(jù)研究生的反饋和評(píng)價(jià)，針對(duì)性地改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)組織形式，提高研究生的參與度和學(xué)習(xí)效果?？梢試L試采用更多互動(dòng)式教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作等方法，以激發(fā)研究生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

5 結(jié)語(yǔ)

通過嵌入式教學(xué)改革，可以有效提升土木工程專業(yè)研究生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，使其能夠適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)與需求。為土木工程領(lǐng)域的發(fā)展提供有力的支持和人才保障，同時(shí)也為其他相關(guān)學(xué)科的數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)提供借鑒和參考。