摘要:針對(duì)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及“新工科”建設(shè)的需求,如何升級(jí)土木類既有專業(yè)培養(yǎng)模式,并形成可持續(xù)的智能建造人才生態(tài)供給,已成為各高校面臨的迫切任務(wù)。文章首先闡明了智能建造新專業(yè)建設(shè)與土木類既有專業(yè)升級(jí)之間的關(guān)聯(lián),借助OBE(Outcome Based Education)教育理念,提出了土木類既有專業(yè)升級(jí)改造面臨的主要挑戰(zhàn),厘清了專業(yè)從局部課程到方案總體升級(jí)改造的基本思路。隨后,以大連理工大學(xué)為例,探討了土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的具體途徑。實(shí)踐表明,明確培養(yǎng)目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練、提升教學(xué)能力、改進(jìn)教學(xué)手段和創(chuàng)新管理機(jī)制是土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的有效策略。該研究的結(jié)論可為其他高校土木類專業(yè)改革及教學(xué)研究提供參考。
關(guān)鍵詞:建筑業(yè)轉(zhuǎn)型;新工科建設(shè);土木類;既有專業(yè);升級(jí)改造
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-2909(2025)01-0102-09
基金項(xiàng)目:遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目
當(dāng)前,世界正處在一個(gè)以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的數(shù)字時(shí)代,這一時(shí)代的特點(diǎn)是廣泛應(yīng)用了包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能機(jī)器人在內(nèi)的新一代信息技術(shù)。在建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域,很多國(guó)家發(fā)布了面向新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展戰(zhàn)略,比如美國(guó)先后提出“國(guó)家3D-4D-BIM”計(jì)劃和智能設(shè)計(jì)建造(ICD)戰(zhàn)略,德國(guó)出臺(tái)了“高科技戰(zhàn)略2025”,英國(guó)發(fā)布了數(shù)字建造戰(zhàn)略“The Digital Built Britain Strategy”以及日本制定的“i-Construction”戰(zhàn)略,以此爭(zhēng)先搶占智能建造的戰(zhàn)略高地。在全球工業(yè)化、信息化、智能化背景下,把握產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與數(shù)字產(chǎn)業(yè)化變革機(jī)遇已成為產(chǎn)業(yè)界共識(shí)。
作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè),建筑業(yè)迫切需要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展,發(fā)揮工業(yè)化、數(shù)字化與智能化的杠桿效應(yīng),促進(jìn)新一代信息技術(shù)與建筑產(chǎn)業(yè)的深度融合,實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。2019年,中國(guó)工程院在重慶啟動(dòng)重點(diǎn)項(xiàng)目《中國(guó)建造2035戰(zhàn)略研究》,旨在實(shí)現(xiàn)工程建造的轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。2020年,我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部委聯(lián)合制定并印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》(建市〔2020〕60號(hào)),致力提升建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展質(zhì)量和效益。2021年,“十四五”規(guī)劃綱要和建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同建筑與基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合,推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),促進(jìn)建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展”。
在國(guó)家頂層框架支持與行業(yè)整體變革驅(qū)動(dòng)下,建筑業(yè)企業(yè)對(duì)智能建造專業(yè)型、復(fù)合型及領(lǐng)軍型人才需求旺盛[1],主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》提出,“到2025年,我國(guó)裝配式建筑占新建建筑的比例將達(dá)到50%以上”,這意味著建筑工業(yè)化規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,智能建造市場(chǎng)潛力巨大;(2)教育部和住建部組織的行業(yè)資源調(diào)查報(bào)告指出,智能建造技術(shù)人才短缺突出表現(xiàn)在智能設(shè)計(jì)、智能裝備與施工,以及智能運(yùn)維與管理等專業(yè)領(lǐng)域,通過(guò)企業(yè)孵化和成果轉(zhuǎn)化等有效措施,有望形成一個(gè)年產(chǎn)值達(dá)10 000億元的新興產(chǎn)業(yè),急需智能建造人才[2]。教育部積極推進(jìn)“新工科”建設(shè),相繼發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》等指導(dǎo)文件。各高校響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,越來(lái)越重視土木類專業(yè)人才培養(yǎng)模式升級(jí)的探索和實(shí)踐[3-5]。
一、土木類既有專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)存問(wèn)題
現(xiàn)階段,智能建造人才培養(yǎng)數(shù)量距離旺盛需求存在巨大缺口,而土木類既有專業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)也存在一些問(wèn)題,使得人才培養(yǎng)質(zhì)量遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展需求[3],最為突出的表現(xiàn)是:(1)土木類既有專業(yè)培養(yǎng)方案仍然較為傳統(tǒng),注重本學(xué)科基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),缺乏對(duì)行業(yè)新技術(shù)、新工藝、新理論的引入[6],且與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程等學(xué)科的交叉融合不充分[7],工程實(shí)踐創(chuàng)新和信息化技術(shù)應(yīng)用水平較低[8],導(dǎo)致大學(xué)教育滯后于工程實(shí)踐和時(shí)代發(fā)展,土木類專業(yè)生源數(shù)量和質(zhì)量逐年走低,不利于學(xué)科可持續(xù)發(fā)展。(2)既有土木類專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系在培養(yǎng)行業(yè)協(xié)同化與復(fù)合化人才方面有所欠缺[9],且教學(xué)模式大多存在“重理論知識(shí)、輕工程實(shí)踐”和“重局部細(xì)節(jié)、輕系統(tǒng)整體”的弊端[10],學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐能力和全局系統(tǒng)思維方面的培養(yǎng)亟待加強(qiáng),畢業(yè)生能力與行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求存在脫節(jié)現(xiàn)象。新形勢(shì)下如何改造土木類既有專業(yè)培養(yǎng)模式并形成良性、可持續(xù)的智能建造人才生態(tài)供給,是高校面臨的迫切任務(wù)。具體而言,在土木類既有專業(yè)本科生培養(yǎng)的過(guò)程中,如何建立土木類傳統(tǒng)學(xué)科與信息技術(shù)類學(xué)科之間的紐帶,實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合?如何完善既有課程體系,培養(yǎng)契合行業(yè)發(fā)展需求的復(fù)合型領(lǐng)軍人才?如何創(chuàng)新性地改進(jìn)教學(xué)模式和培養(yǎng)機(jī)制,保障土木類既有專業(yè)升級(jí)的順利實(shí)施?這些問(wèn)題亟待解決探究和解決。
近年來(lái),全國(guó)各類土木院校積極探索傳統(tǒng)專業(yè)改革。截至2022年底,教育部審批設(shè)立智能建造本科專業(yè)的高校達(dá)70所。高校在智能建造人才培養(yǎng)機(jī)制優(yōu)化方面取得一定成效,學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力有所提高。然而,一方面,并不是所有高校都有意愿或具備條件新增智能建造專業(yè),而智能建造復(fù)合型人才培養(yǎng)也不只依賴于新建專業(yè),在多數(shù)高校,土木類既有專業(yè)升級(jí)改造對(duì)實(shí)現(xiàn)智能建造創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)揮重要作用[1]。另一方面,新形勢(shì)下,土木類既有專業(yè)人才培養(yǎng)不能因循守舊,不宜與智能建造專業(yè)培養(yǎng)方案相互割裂,且單純依靠一個(gè)專業(yè)培養(yǎng)智能建造創(chuàng)新人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到行業(yè)和社會(huì)發(fā)展需求。土木類既有專業(yè)必須與時(shí)俱進(jìn),完成升級(jí)改造,與智能建造專業(yè)相輔相成、協(xié)同發(fā)展。
需要注意的是,土木類既有專業(yè)升級(jí)改造與智能建造專業(yè)課程體系設(shè)置有相通之處,也存在內(nèi)涵差異。比如,土木類既有專業(yè)更強(qiáng)化力學(xué)基礎(chǔ),要求學(xué)生精通力學(xué)理論、建模與計(jì)算技能。同時(shí),信息技術(shù)相關(guān)課程作為輔助工具,旨在促進(jìn)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),并助力于新應(yīng)用場(chǎng)景的開發(fā)。智能建造專業(yè)則既要求學(xué)生掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),又具備數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模分析能力。土木類既有專業(yè)升級(jí)改造和智能建造專業(yè)建設(shè)都需跨學(xué)科知識(shí)的深度融合。然而,前者以土木工程學(xué)科為核心,其畢業(yè)生主要致力于新型土木工程建設(shè)相關(guān)工作;而后者則強(qiáng)調(diào)力學(xué)基礎(chǔ)與信息技術(shù)類課程的均衡發(fā)展,培養(yǎng)出的畢業(yè)生具備跨領(lǐng)域工作的能力[1]。因此,在土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的過(guò)程中,需要重視并處理好二者的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)相關(guān)學(xué)科的健康、可持續(xù)發(fā)展。
聚焦土木類既有專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)存問(wèn)題,本文首先系統(tǒng)梳理土木類既有專業(yè)升級(jí)改造面臨的挑戰(zhàn),進(jìn)而提出土木類既有專業(yè)培養(yǎng)模式改革的基本思路,最后以大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院為例,探明土木類既有專業(yè)升級(jí)改造具體途徑。本論文研究框架如圖1所示。
二、土木類既有專業(yè)升級(jí)改造面臨的挑戰(zhàn)
為明確當(dāng)前行業(yè)和社會(huì)對(duì)土木類畢業(yè)生能力需求,課題組走訪了土木、水利、交通領(lǐng)域數(shù)十家知名企業(yè)和科研院所,采用問(wèn)卷調(diào)查與半結(jié)構(gòu)化訪談方式,調(diào)研企業(yè)對(duì)智能建造人才需求的情況。其中,調(diào)查問(wèn)卷主要針對(duì)走訪企業(yè)定向發(fā)放,獲取數(shù)據(jù)直接支持定量分析;半結(jié)構(gòu)化訪談則通過(guò)面對(duì)面、電話、微信等多渠道同步進(jìn)行,且不限于走訪企業(yè),訪談?dòng)涗浻脕?lái)補(bǔ)充和檢驗(yàn)問(wèn)卷調(diào)查分析結(jié)果。本研究設(shè)計(jì)的調(diào)查問(wèn)卷由用人單位基本情況、智能建造畢業(yè)生能力總體需求、用人單位對(duì)智能建造畢業(yè)生能力具體需求,以及智能建造校企合作意向四個(gè)核心部分構(gòu)成。能力需求調(diào)研設(shè)計(jì)如表1所示。
問(wèn)卷設(shè)計(jì)完成后,借助專業(yè)問(wèn)卷調(diào)查平臺(tái)“問(wèn)卷星”對(duì)走訪企業(yè)定向發(fā)放,最終獲取來(lái)自上海建工、中交雄安、中交公規(guī)院、中建二局、中建八局、上海市政、大連公路集團(tuán)、大連市政、中國(guó)二冶BIM技術(shù)研究院、中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院,以及中國(guó)電建的完整反饋,有效問(wèn)卷共計(jì)11份。經(jīng)統(tǒng)計(jì),新形勢(shì)下調(diào)研企業(yè)對(duì)土木類專業(yè)畢業(yè)生能力需求如圖2所示。
由圖2可知,調(diào)研企業(yè)對(duì)工程、機(jī)械、管理與計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識(shí)交叉融合需求占比很高,尤其土木工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息類技術(shù)知識(shí)的融合是當(dāng)前業(yè)界最大關(guān)切,而畢業(yè)生創(chuàng)新實(shí)踐類知識(shí)與能力,以及基礎(chǔ)人文素養(yǎng)也越來(lái)越受到關(guān)注,這與課題組半結(jié)構(gòu)化訪談結(jié)果基本一致。
本研究基于OBE(outcome based education)教育理念,以行業(yè)社會(huì)需求和學(xué)生能力目標(biāo)為導(dǎo)向,通過(guò)逆向思維和系統(tǒng)思維,整體規(guī)劃和推進(jìn)土木類既有專業(yè)的升級(jí)改造。為此,結(jié)合土木類既有專業(yè)問(wèn)題現(xiàn)狀,分析土木類既有專業(yè)升級(jí)改造過(guò)程中主要面臨的四大挑戰(zhàn)。
(1)土木傳統(tǒng)學(xué)科與信息技術(shù)新興學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合問(wèn)題??鐚W(xué)科課程知識(shí)的融合不僅僅是簡(jiǎn)單的疊加,而應(yīng)是多學(xué)科知識(shí)的深度交叉與融合,形成一門新的土木類特色課程。如何將土木類既有專業(yè)課程與信息技術(shù)類課程有效結(jié)合,如何協(xié)調(diào)跨學(xué)院教師共同設(shè)計(jì)融合課程的教學(xué)大綱,如何有效融入課程思政,如何保證學(xué)科融合課程的教學(xué)質(zhì)量和效果,這些都是土木類畢業(yè)生能力培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的底層支撐,也是土木類既有專業(yè)升級(jí)過(guò)程需重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
(2)土木類既有專業(yè)課程體系的科學(xué)重構(gòu)問(wèn)題。土木類既有專業(yè)的升級(jí)改造不能只依賴特定課程內(nèi)容的優(yōu)化,還需重新審視企業(yè)對(duì)人才的現(xiàn)實(shí)需求,以匹配能力培養(yǎng)目標(biāo),建構(gòu)通專融合平衡、創(chuàng)新實(shí)踐突出的科學(xué)課程體系。那么,在學(xué)??倢W(xué)分限定的前提下,如何合理取舍與有效整合核心課程,調(diào)配學(xué)分分布;如何擬定教學(xué)方案,歸納出建筑領(lǐng)域新工科人才培養(yǎng)所需的知識(shí)、素質(zhì)和能力結(jié)構(gòu),以滿足社會(huì)對(duì)土木類人才的新需求,是土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
(3)土木類既有專業(yè)升級(jí)改造所需師資的有效配置問(wèn)題。師資隊(duì)伍建設(shè)是土木類既有專業(yè)升級(jí)改造得以順利實(shí)施的重要保障。如何以關(guān)鍵課程內(nèi)容改造升級(jí)為核心,組建跨學(xué)院、交叉學(xué)科合作的師資團(tuán)隊(duì);如何優(yōu)化現(xiàn)有師資隊(duì)伍,提升教師現(xiàn)代化教學(xué)能力,并在不增加學(xué)時(shí)和確保教學(xué)質(zhì)量的前提下,采用何種教學(xué)模式講授融合類課程的內(nèi)容,是土木類專業(yè)改造過(guò)程中亟待解決的重點(diǎn)問(wèn)題。
(4)土木類既有專業(yè)升級(jí)過(guò)程中創(chuàng)新性管理機(jī)制的合理構(gòu)建問(wèn)題。土木類既有專業(yè)的升級(jí)過(guò)程需要配套相應(yīng)的創(chuàng)新管理機(jī)制。若缺乏有效的管理措施或難以量化專業(yè)升級(jí)改造的效果,則容易導(dǎo)致教學(xué)改革的中斷甚至失敗。那么,如何創(chuàng)新傳統(tǒng)專業(yè)新工科改造升級(jí)的途徑和模式,如何處理智能建造專業(yè)建設(shè)與既有專業(yè)升級(jí)改造之間的關(guān)系,如何提出與土木類既有專業(yè)升級(jí)改造相適應(yīng)的保障措施,如何評(píng)估既有專業(yè)升級(jí)改造效果以提高專業(yè)建設(shè)可持續(xù)性,這些都是土木類既有專業(yè)升級(jí)改造過(guò)程中值得關(guān)注的重要問(wèn)題。
上述四個(gè)挑戰(zhàn)環(huán)環(huán)相扣、牽一發(fā)而動(dòng)全身,需整體規(guī)劃布局并反復(fù)論證細(xì)節(jié)。
三、土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的基本思路
為解決土木類既有專業(yè)升級(jí)改造所面臨的系列挑戰(zhàn),針對(duì)土木大類學(xué)生,探索了涵蓋土木工程、水利工程、交通運(yùn)輸工程和工程管理專業(yè)方向培養(yǎng)方案的整體改造。以智能建造新專業(yè)為切入點(diǎn),土木類既有專業(yè)的升級(jí)改造重點(diǎn)應(yīng)包括以下四個(gè)方面。
(一) 融合多學(xué)科知識(shí)與課程思政的系列特色課程
在具體課程優(yōu)化方面,擬從單一土木類學(xué)科深化到寬口徑、多學(xué)科的交叉融合,并有機(jī)融入課程思政,即在傳統(tǒng)土木工程、水利工程、交通工程與工程管理專業(yè)課程基礎(chǔ)上,深度融入計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、控制科學(xué)與工程等學(xué)科知識(shí),強(qiáng)化立德樹人宗旨,形成融新一代信息技術(shù)與課程思政內(nèi)容于一體的土木類特色課程。升級(jí)后的專業(yè)課程不是土木類知識(shí)、信息技術(shù)類知識(shí)與思想政治理論知識(shí)的簡(jiǎn)單疊加,而是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域知識(shí)的深度融合,是對(duì)既有專業(yè)培養(yǎng)方案的重新審視與改造。
(二) 強(qiáng)化系統(tǒng)思維與創(chuàng)新實(shí)踐的課程體系
在課程體系完善方面,從注重特定能力訓(xùn)練轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)化全局系統(tǒng)思維,從強(qiáng)調(diào)專業(yè)理論知識(shí)調(diào)整為突出創(chuàng)新實(shí)踐能力。具體地,打破傳統(tǒng)的工程、經(jīng)濟(jì)、法律、管理等知識(shí)分散性學(xué)習(xí)的課程體系,將優(yōu)化后的跨學(xué)科課程進(jìn)行合理整合,由樹狀知識(shí)結(jié)構(gòu)過(guò)渡到網(wǎng)絡(luò)狀知識(shí)結(jié)構(gòu);從設(shè)計(jì)、施工等單節(jié)點(diǎn)知識(shí)學(xué)習(xí)到建設(shè)全壽命期的系統(tǒng)思維與協(xié)同能力培養(yǎng),包括信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的工程項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié);從單一課程設(shè)計(jì)調(diào)整為課程群設(shè)計(jì),強(qiáng)化學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐技能訓(xùn)練,適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)土木類復(fù)合人才的需要。
(三) 匹配多學(xué)科的師資與多元化的教學(xué)模式
在教學(xué)模式匹配方面,面向升級(jí)改造后的課程體系,跨學(xué)院、跨學(xué)科整合師資隊(duì)伍,開展校企聯(lián)合授課,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐。重視課程開發(fā),突破傳統(tǒng)體系桎梏,確保課程內(nèi)容與工程實(shí)際應(yīng)用相匹配,通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué),充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體性,提升教學(xué)質(zhì)量。利用移動(dòng)新媒體技術(shù),采用SPOC等“線上+線下”相結(jié)合的教學(xué)模式[11],優(yōu)化教學(xué)效果。
(四) 建立創(chuàng)新性的管理與成效評(píng)估機(jī)制
在管理機(jī)制創(chuàng)新方面,提出與土木類既有專業(yè)升級(jí)改造相適應(yīng)的保障措施。定期開展多元教學(xué)模式培訓(xùn),強(qiáng)化教師教學(xué)能力的提升,確保教學(xué)質(zhì)量和效果。以智能建造新專業(yè)為切入點(diǎn),通過(guò)智能建造“創(chuàng)新班”培養(yǎng)模式的引領(lǐng)示范及動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出機(jī)制,提升學(xué)生對(duì)跨學(xué)科融合課程與多元混合式教學(xué)模式的適應(yīng)和興趣,建立既有專業(yè)升級(jí)改造成效的評(píng)價(jià)機(jī)制,加速土木類既有專業(yè)的升級(jí)改造。
總的來(lái)說(shuō),在推進(jìn)土木類既有專業(yè)升級(jí)改造過(guò)程中,具體課程優(yōu)化是基礎(chǔ),課程體系完善是目標(biāo),教學(xué)模式匹配是支撐,管理機(jī)制創(chuàng)新是保障,四個(gè)維度的重點(diǎn)改革內(nèi)容由點(diǎn)及面、相輔相成,共同迎接既有專業(yè)改革的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn),推動(dòng)土木類專業(yè)升級(jí)改造的順利實(shí)施。通過(guò)構(gòu)建理論知識(shí)交叉、創(chuàng)新技能訓(xùn)練、實(shí)踐能力強(qiáng)化的人才培養(yǎng)機(jī)制,為社會(huì)培養(yǎng)并輸送更多具備復(fù)合型高素質(zhì)的新型土木工程人才,以助力我國(guó)建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
四、大連理工大學(xué)土木類既有專業(yè)升級(jí)改造途徑的探索
大連理工大學(xué)是世界一流大學(xué)A類建設(shè)高校、國(guó)家“211工程”和“985工程”重點(diǎn)建設(shè)高校,是我國(guó)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型復(fù)合人才的重要基地。面向我國(guó)建筑業(yè)智能化升級(jí)及高?!靶鹿た啤苯ㄔO(shè)的客觀需求,大連理工大學(xué)于2021年通過(guò)教育部批準(zhǔn),設(shè)立了智能建造新專業(yè),2022年以創(chuàng)新班形式完成首屆招生。2022年大連理工大學(xué)智能建造專業(yè)與土木類既有專業(yè)招生分?jǐn)?shù)位次分析如圖3所示。為體現(xiàn)可比性,本次統(tǒng)計(jì)不包括招生數(shù)量為零的地區(qū)(如港澳臺(tái)、上海、廣東等),以及無(wú)分?jǐn)?shù)位次的地區(qū)(如西藏、新疆等)。
由圖3可知,智能建造專業(yè)在大部分省份的分?jǐn)?shù)位次比土木類既有專業(yè)更靠前,優(yōu)質(zhì)生源招收取得一定成效,其人才培養(yǎng)模式得到社會(huì)認(rèn)可。智能建造專業(yè)培養(yǎng)方案歷經(jīng)大量的調(diào)研和深入的論證,為土木類既有專業(yè)升級(jí)改造積累了經(jīng)驗(yàn)。本文以智能建造新專業(yè)為切入點(diǎn),基于OBE(out? come based education)教育理念,在充分調(diào)研建筑業(yè)企業(yè)對(duì)土木類人才新需求的基礎(chǔ)上,重新審視各既有專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),全面梳理建筑業(yè)新工科人才培養(yǎng)所需的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),由點(diǎn)及面,深化落實(shí)土木類既有專業(yè)升級(jí)改造目標(biāo)。
(1)明確培養(yǎng)目標(biāo)。面向建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)新需求與“新工科”建設(shè)新趨勢(shì),致力于培養(yǎng)具備寬厚理論知識(shí)基礎(chǔ)、掌握新一代信息技術(shù)、擁有創(chuàng)新實(shí)踐能力、符合建筑業(yè)現(xiàn)實(shí)發(fā)展所需的復(fù)合型人才,明確人才培養(yǎng)新目標(biāo)。這些人才不僅具有深厚的跨學(xué)科融合知識(shí)與全局系統(tǒng)性思維,而且具備較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。在既有專業(yè)升級(jí)改造執(zhí)行過(guò)程中,首先充分調(diào)研建筑業(yè)企業(yè)對(duì)土木類人才的新需求,提出大連理工大學(xué)特色的人才培養(yǎng)模式。
(2)重構(gòu)課程內(nèi)容?;趯I(yè)培養(yǎng)目標(biāo),打破傳統(tǒng)思維桎梏,重塑跨學(xué)科融合類課程內(nèi)容,將計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)類與土木工程知識(shí)有機(jī)結(jié)合,形成系列特色課程。比如,將傳統(tǒng)“畫法幾何及制圖”升級(jí)為“畫法幾何及BIM制圖”,“鋼筋混凝土設(shè)計(jì)”改造為“鋼筋混凝土智能設(shè)計(jì)”,“水資源規(guī)劃及利用”改造為“現(xiàn)代水資源規(guī)劃”。在傳統(tǒng)土木工程學(xué)科主干知識(shí)的基礎(chǔ)上,深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用,使學(xué)生既能掌握新型技術(shù)與設(shè)備的理論知識(shí),又能得到相應(yīng)的實(shí)踐技能訓(xùn)練。此外,對(duì)于非融合類的傳統(tǒng)專業(yè)課程,需進(jìn)一步優(yōu)化,更新教材內(nèi)容,保留基礎(chǔ)理論概念,剔除陳舊知識(shí),并融入課程思政,引入相關(guān)案例及數(shù)值解法、計(jì)算機(jī)技術(shù)等創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,以激發(fā)并正確引導(dǎo)學(xué)生的開拓性思維。
(3)優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu),明確土木類既有專業(yè)升級(jí)改造后各個(gè)模塊的具體課程。以土木工程專業(yè)為例,各模塊課程設(shè)置框架如圖4所示。在各模塊課程調(diào)整優(yōu)化后,以突出全局系統(tǒng)思維與創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo),在不突破160總學(xué)分的前提下,合理設(shè)定每門課程學(xué)分,并優(yōu)化調(diào)整課程體系的學(xué)分分布,從而實(shí)現(xiàn)不同課程模塊與不同修讀學(xué)期學(xué)分配置的均衡。邀請(qǐng)學(xué)院相關(guān)系所、外校以及企業(yè)專家共同研討,通過(guò)多輪修訂和論證,完善土木類既有專業(yè)升級(jí)后的課程體系。
(4)強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練。以解決工程項(xiàng)目實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),強(qiáng)化在“新工科”背景下“信息技術(shù)+土木類”的創(chuàng)新實(shí)踐教育,構(gòu)建數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的實(shí)習(xí)實(shí)踐平臺(tái)。全面開展校企聯(lián)合授課、聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)、聯(lián)合舉辦創(chuàng)新競(jìng)賽、學(xué)生創(chuàng)新聯(lián)合項(xiàng)目、師資培訓(xùn)及工程師認(rèn)證等活動(dòng),實(shí)施“課堂-項(xiàng)目-競(jìng)賽-畢業(yè)設(shè)計(jì)”四維一體的創(chuàng)新教學(xué)模式。依托中建八局、上海建工等知名企業(yè),建立校外“新工科”人才培養(yǎng)的實(shí)習(xí)實(shí)踐及產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人創(chuàng)新基地,加強(qiáng)理論與實(shí)踐的一體化建設(shè)。
(5)提升教學(xué)能力??鐚W(xué)科融合人才培養(yǎng)及多元混合式教學(xué)對(duì)任課教師提出了更高要求。教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)主動(dòng)學(xué)習(xí)與專業(yè)升級(jí)改造相關(guān)的知識(shí)和理念,加強(qiáng)跨學(xué)院、跨學(xué)科的溝通交流,合作制定教學(xué)大綱和課程群設(shè)計(jì)方案,為學(xué)生提供有效的理論和實(shí)踐指導(dǎo)。鼓勵(lì)所有任課教師參與教發(fā)中心組織的教學(xué)沙龍,掌握多元混合式教學(xué)模式的應(yīng)用,獲取多渠道教學(xué)資源,全面提升教學(xué)水平,以應(yīng)對(duì)新形勢(shì)下的挑戰(zhàn)。
(6)改進(jìn)教學(xué)手段。熟練掌握移動(dòng)新媒體技術(shù),靈活應(yīng)用多元混合式教學(xué)模式。例如,通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂模式加強(qiáng)學(xué)生課后自學(xué)和課上研討,以解決教學(xué)內(nèi)容增加而課時(shí)不夠的矛盾。專業(yè)知識(shí)的課堂教學(xué)采用講授-案例-討論相結(jié)合的教學(xué)模式,讓學(xué)生在討論中學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)基本概念和技術(shù)方法的實(shí)際應(yīng)用,積累深厚的理論知識(shí)基礎(chǔ)。融合類課程的實(shí)踐訓(xùn)練可采取教師團(tuán)隊(duì)共同指導(dǎo)下的課程群設(shè)計(jì)模式,培養(yǎng)學(xué)生“從獨(dú)立到協(xié)作”“從課程到項(xiàng)目”解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[12]。
(7)創(chuàng)新管理機(jī)制。建立適應(yīng)專業(yè)升級(jí)改造的創(chuàng)新性管理機(jī)制,充分保障土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的順利實(shí)施。土木類既有專業(yè)升級(jí)涉及土木工程、水利工程、交通運(yùn)輸工程和建設(shè)管理多個(gè)院系,需要在學(xué)院層面統(tǒng)一部署,逐步實(shí)施。例如,定期舉辦多元混合式教學(xué)模式培訓(xùn),提高教師的教學(xué)能力,確保教學(xué)質(zhì)量和效果。發(fā)揮智能建造“創(chuàng)新班”培養(yǎng)模式的引領(lǐng)示范作用,帶動(dòng)既有專業(yè)的升級(jí)改造。通過(guò)實(shí)施“創(chuàng)新班”動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出機(jī)制,讓學(xué)生更好地適應(yīng)跨學(xué)科融合課程和多元混合式教學(xué)模式。依托各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi),支撐專業(yè)升級(jí)改造所需教學(xué)設(shè)備。此外,同步優(yōu)化學(xué)生評(píng)價(jià)機(jī)制,以適應(yīng)專業(yè)升級(jí),比如改革獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定與保研制度。從教師端到學(xué)生端,建立系統(tǒng)的升級(jí)改造成效評(píng)價(jià)機(jī)制,及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),查漏補(bǔ)缺,促進(jìn)專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。
綜上,在土木類既有專業(yè)升級(jí)改造過(guò)程中,通過(guò)“明確培養(yǎng)目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練、提升教學(xué)能力、改進(jìn)教學(xué)手段和創(chuàng)新管理機(jī)制”的具體措施,實(shí)現(xiàn)“融合多學(xué)科知識(shí)的系列課程、強(qiáng)化系統(tǒng)思維與創(chuàng)新實(shí)踐的課程體系、匹配多元混合式的教學(xué)模式、建立創(chuàng)新性的管理與成效評(píng)估機(jī)制”的改革內(nèi)容,以應(yīng)對(duì)解決“多學(xué)科知識(shí)有機(jī)融合、課程體系科學(xué)構(gòu)建、優(yōu)質(zhì)師資有效配置以及管理機(jī)制合理建立”的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。
五、結(jié)語(yǔ)
聚焦土木類既有專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)存問(wèn)題,梳理了升級(jí)改造所面臨的跨學(xué)科知識(shí)融合、課程體系構(gòu)建、師資有效配置及管理機(jī)制建立四個(gè)方面的挑戰(zhàn),進(jìn)而從師資機(jī)制保障到改革核心任務(wù)、從局部特色課程到整體課程體系,由點(diǎn)及面地提出了培養(yǎng)模式升級(jí)思路,最后以大連理工大學(xué)為例,從明確培養(yǎng)目標(biāo)、重構(gòu)課程內(nèi)容、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練、提升教學(xué)能力、改進(jìn)教學(xué)手段、創(chuàng)新管理機(jī)制7個(gè)方面,提出了土木類既有專業(yè)升級(jí)改造的具體路徑。本研究既有助于提升土木類生源數(shù)量和質(zhì)量,促進(jìn)專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展,又能為學(xué)生讀研深造、進(jìn)入政府企業(yè)部門以及跨界就業(yè)提供支持。但土木類既有專業(yè)涉及面廣,整體升級(jí)改造不是一蹴而就的,需要持續(xù)地推進(jìn)和完善。
參考文獻(xiàn):
[1] 丁烈云. 智能建造創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)的思考[J]. 高等工程教育研究, 2019(5): 1-4,29.
[2] 丁烈云. 面向數(shù)字經(jīng)濟(jì)的復(fù)合型人才培養(yǎng)探討[J]. 高等工程教育研究, 2022(6): 1-4,24.
[3] 武鶴, 孫緒杰, 魏建軍. 面向新工科的土木工程專業(yè)改造升級(jí)路徑探索與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育, 2018, 27(6):12-16.
[4] 孫峻. “新工科”土木工程人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 高等建筑教育, 2018, 27(2): 5-9.
[5] 李霄琳, 朱珊, 王伯昕,等. 新工科背景下“五位一體”土木工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(6): 42-50.
[6] 盧昱杰, 高慧, 霍天昭. 智能建造專業(yè)建設(shè)體系與教學(xué)方案設(shè)計(jì)[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(1): 8-14.
[7] 周世杰, 李玉柏, 李平,等. 新工科建設(shè)背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”復(fù)合型精英人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 高等工程教育研究, 2018(5): 11-16.
[8] 毛超, 嚴(yán)薇, 劉貴文,等. 智能建造專業(yè)教育創(chuàng)新與實(shí)踐[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(1): 1-7.
[9] 劉占省, 白文燕, 杜修力. 智能建造專業(yè)新型數(shù)字化教學(xué)模式研究[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(1): 15-23.
[10] 張美亮, 張軍俠, 何忠茂. 面向智能建造的多專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系重構(gòu)路徑[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(2):152-159.
[11] 黎瑩, 廖紅建. 基于SPOC的應(yīng)用型本科混合式教學(xué)研究與實(shí)踐--以土力學(xué)為例[J]. 高等建筑教育, 2022, 31(1):144-151.
[12] 劉占省, 薛潔, 杜修力,等. 智能建造專業(yè)通專融合課程體系建設(shè)研究[J]. 高等工程教育研究, 2022(3): 26-31.
Upgrading of existing civil engineering majors under industry transformation and new engineering development
DOU Yudan, LI Dongsheng, WANG Zhong, LI Yu, XIA Yingjie
(Faculty of Infrastructure Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, P. R. China)
Abstract: How to upgrade the cultivation mode of existing civil engineering majors and form a sustainable supply of intelligent construction talents has become increasingly urgent for universities under the transformation of the construction industry and the development of new engineering. This paper first clarifies the relationship between the new major construction of intelligent construction and the upgrading of existing civil engineering majors. The main challenges faced by upgrading existing civil engineering majors are then identified using the Output Based Education (OBE) method. A basic framework covered from specific courses to the holistic plan is subsequently proposed. This paper further explores the specific measures to upgrade existing civil engineering majors, taking Dalian University of Technology as an example. Practice indicates that clarifying cultivation objectives, reconstructing course content, optimizing knowledge structure, highlighting practical training, improving teaching ability and methods, and innovating management mechanisms are effective for upgrading. The conclusions provide support for upgrading civil engineering majors in other universities and future research in this field.
Key words: construction industry transformation; new engineering development; civil engineering; existing majors; upgrading and transformation
(責(zé)任編輯 梁遠(yuǎn)華)