土木类研究生复合型人才培养及多元评价指标体系的构建研究

史本凯,路 遥,王 俊

(南京工业大学 土木工程学院,南京211816)

改革开放以来,我国城镇化建设取得了举世瞩目的成就,这与土木工程学科的发展相辅相成。新时代背景下我国社会的主要矛盾是人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。在工程建设领域表现为我国城乡建设基本满足了城乡居民的住行需求,但是城乡居民在城市防灾韧性、绿色建筑,以及建造过程的低碳化和智能化等有更高标准的需求。

然而,在工程建设领域,相关企业在装备技术、综合服务能力等方面仍与世界领先水平差距较大,同时还面临着国家战略、社会变革的导向转型。“碳达峰、碳中和”(以下简称“双碳”)目标的提出,对工程建设领域的企业提出了加速转型要求,推广绿色建筑、推动智能建造、提高城市韧性成为行业发展的必然趋势。这要求我们的研究生培养也要积极应对国家的政策要求和行业的发展需求。

为响应我国的“双碳”发展目标,亟需进一步创新土木类研究生人才培养路径。笔者以南京工业大学土木工程学院的研究生培养经验为参考,通过深刻剖析土木工程建设行业转型发展所亟需的人才需求情况,从低碳、韧性和智能三个维度出发,提出了土木类研究生复合型人才培养路径。笔者总结上述培养经验,提出了土木类研究生复合型人才培养多元评价指标体系,以期为新时代土木类研究生的人才培养评价方法提供参考。

一、新时代背景下土木类研究生面临的挑战

(一)企业对土木类研究生的创新能力提出更高要求

党的二十大报告指出:在实施科教兴国战略过程中,要完善科技创新体系,要加快实施创新驱动发展战略,并要深入实施人才强国战略[1]。这就要求我们要加强企业参与的产学研深度融合,加强创新人才的培养,使得企业在日益激烈的行业竞争中能够脱颖而出。

为增强企业的竞争力,工程建设领域的相关企业不再满足于发展现状,新技术、新工艺和新材料(以下简称“三新”)的开发与应用逐渐成为企业扩大生产经营规模的重要手段。为提高企业影响力,承接示范性或代表性项目成为设计、建设企业的竞争主战场,这类项目的工程建设往往难度较高,需要创新人才团队的建设以及“三新”成果的积累。上述因素导致企业对土木类研究生的创新能力要求越来越高,是否具备较强的创新能力成为研究生入职头部企业的关键。

(二)新时代背景要求土木类研究生具有多学科交叉能力

注重多学科交叉已成为当前人才培养的重要途径之一[2]。对于土木类研究生培养,注重多学科交叉培养意味着在为土木类研究生传授传统专业知识的同时,还应该结合国家战略需求和行业发展需要补充其他学科的专业知识。

信息时代的到来对传统土木工程领域相关企业的发展产生较大冲击。企业在发展的过程中越来越侧重智慧施工、智慧管理与智慧运维技术的应用,这要求土木类研究生在掌握传统专业知识的同时还要具备人工智能领域的通识教育和专业知识。在工程设计与建造方面,掌握BIM技术、深度学习以及图像识别检测等技术对于土木类研究生的求职以及职业生涯发展也至关重要。

(三)工程建设行业的发展趋势日新月异

当下我国大基建时代已经谢幕,工程建设领域的企业面临着转型问题,捕捉瞬息万变的行业发展态势成为企业生存的关键。这要求土木类研究生能够根据行业的发展趋势、企业的转型需求,在工作中提升自己的职业技能。

除了受到行业发展趋势影响外,国家政策也对企业的发展有深远影响。近些年来,建筑工业化、“双碳”发展目标以及智慧城市等发展战略对于企业发展装配式建筑、低碳建筑和智慧运维起到了一定的引领作用。建筑领域的企业纷纷转变传统的发展模式,施工现场实现智慧管理系统全覆盖,设计院成立装配所和BIM研究中心,检测公司更新换代检测手段与方法等等。

二、土木类研究生复合型人才培养路径

(一)重视基础研究和应用研究,提高研究生创新能力

培养具有突出创新能力的研究生能够为我国的创新驱动发展提供源源不断的人才支撑。加强基础研究是提高我国原始创新能力、建设创新型国家的源泉;土木工程专业的作用主要是研究和解决工程问题,相较于其他学科,其还具有鲜明的应用性特征。在人工智能的时代背景下,应重视土木类研究生在基础研究和应用研究领域的培养,从而提高其创新能力。

在基础研究方面,加强工程力学、计算机科学与技术和物理学等基础学科在研究生培养中的引领作用。结合基础研究课题,为研究生制定相应的培养方案,比如低碳混凝土、超材料、记忆金属、电磁阻尼材料、太阳能光电建筑保温材料等均涉及基础研究的诸多方向。实践表明:将各个基础研究领域融入研究生的培养方案中,对土木类研究生的创新能力有显著提升。

在应用研究方面,应重视科研成果的工程应用。在复合材料、现代木结构、桥梁工程和智能建造方面,应将科研工作、工程应用与研究生培养紧密结合,实现产学研协同深度融合。以木结构团队为例,木结构团队联合多家企业和研究团队,建成了国内多座具有代表性的现代木结构建筑,如江苏仪征的园艺博览会主展馆和山东鼎驰木业多层木结构办公楼[3]等。教学团队将上述工程案例运用到本科生毕业设计中实现“真题真做”,研究生则参与工程设计分析,获得工程经验后参加结构设计竞赛和“挑战杯”项目,实现“产、学、研、竞”多元融合。通过实践表明:将研究生培养与工程应用结合,可以加强研究生对专业知识的理解,也有利于培养其创新能力和实践能力。

(二)推动“低碳、高韧、智能”三元耦合培养模式,提高多学科交叉科研能力

土木工程学科的发展以及研究生的培养应重点聚焦低碳、高韧和智能三个领域的发展。上述领域的发展离不开工程材料、电气工程、计算机科学与技术等学科的融会贯通,通过“低碳、高韧、智能”三元耦合培养模式,推动土木类研究生的多学科交叉科研能力。

在低碳建筑方面,木结构团队和复合材料团队为“双碳”目标的实现提供了创新思路。现代木结构团队[4]在木材改性、木结构隔声抗振,以及木结构防火等方面开展系列研究,通过与建筑物理、材料学、生物化学等多学科交叉融合,形成特色鲜明的研究团队。复合材料具有轻质高强的特点,能够减轻结构构件自重、提高结构性能,低碳复合材料团队[5]在复合材料蠕变机理、桥梁防撞体系、木塑人行板研制等领域开展深入研究,通过与工程力学、工程材料和生物化学等多学科交叉融合,为提高研究生科研创新能力提供孵化基地。

我国城镇化率已经超过60%[6],提高城市韧性是保障城乡居民生命和财产安全的关键所在,也是保护生命线工程的核心。在高韧领域,工程防灾教学团队在被动/主动阻尼器的研制、超材料研究以及工程抗火与防灾等众多研究领域取得了丰硕成果。在传统工程防灾的基础上,融入电磁学、材料科学、环境物理等学科知识,形成交叉研究课题,极大地提高了土木类研究生的学科交叉科研能力。

在智能建造方向,成立智能建造系,将深度学习应用于建筑、桥梁的结构性能检测、碳排放计算,以及生命线工程智慧运维等方向。智能建造教学团队主讲的《BIM建模理论与实践》在线课程入选国家研究生智慧教育平台课,该团队还入选2022年江苏高校“青蓝工程”优秀教学团队。在传统工程管理的基础上,引入计算机与信息科学、图像识别、人机交互、电气工程等学科或研究方向,形成交叉研究课题。

(三)尝试多元开放式教学与培养方法,拓宽研究生的专业视野

由于我国经济社会的快速发展,传统的课堂教学和实验室环境难以让土木类研究生迅速了解社会与行业最新需求,以及行业最前沿科技与应用动态。因此,必须破除固有的教学与科研手段,寻求多元开放式教学与人才培养方法。

在研究生教学方面,须注重科技讲座、科技论坛对研究生专业知识积累的引领作用,邀请国内外各领域的知名专家介绍前沿研究动态,为拓宽研究生的专业视角提供平台。近些年,土木工程学院先后举办了“韧性城市与智慧建造”“土木工程碳中和”以及“低碳·高韧·智能”等主题的暑期学习。将最新科研动态与研究生教育有机结合,有效地促进了研究生对课程知识的理解,也激发了他们的学术想象力。

在科研工作方面,加强校企产学研合作,以科研创新解决工程实践难题。首先,建立校企合作研究平台,如中建八局—南工智慧建造研究中心、中建三局—南工工程建设碳中和研究院和南京江北新区建设研究院等;其次,与企业签订人才孵化基地协议,加强专业学位研究生的实践培养环节,避免科研工作脱离工程实际;最后,建立“砼建匠心”导师工作室,聘请企业高级技术与管理人员为研究生的企业导师,如聘请中建大桥院、江苏省建筑设计研究院的高级工程师担任企业导师或副导师,实现产学研体系的系统构建。

三、土木类研究生复合型人才评价指标体系

为评价土木类研究生的培养效果,笔者以创新驱动发展理念为根本,建立了考虑培养过程质量评价和动态发展评价的土木类复合型人才多元评价指标体系。通过引入各项指标的权重系数,可以得到土木类研究生复合型人才培养的总分值。

(一)培养过程质量评价

现有的培养质量评价以主观评价为主,主要通过调查采集学生对自身研学经历和能力增值,来形成研究生的培养质量评价[7]。这种评价方式具有较好的普适性,但是存在标准不一、可比性差等问题。因此,笔者将培养过程的质量评价作为一级评价指标,在此基础上提出了学术参与度、学术成果评价和学位论文质量评价等二级评价指标。

学术参与度指标:鼓励研究生在读研期间参与研究生创新创业比赛、结构设计大赛等赛事,积极聆听学术讲座,积极参加学术会议并作学术报告,通过积分制方式将上述学术活动及成果奖项进行量化,以此来评估研究生的学术活动的积极性和积累成效。因此,在学术参与度指标的基础上,可将学术报告、学术讲座、创新创业竞赛等事项的参与度作为三级评价指标。

学术成果评价指标:鼓励研究生通过申请专利、发表学术论文、参与编写专著和教材的方式将学术成果留在祖国大地上。在量化学术论文的贡献时,综合考虑期刊收录数据库、期刊分区、作者排序等因素,形成一个综合的静态成果评价分值。因此,学术成果评价包括专利申请、学术论文、参编教材专著和企业实践报告等三级评价指标。

学位论文质量评价:采用同行专家评议的方式评估学位论文质量。在同行专家评议打分项目中,在考察论文的学科基础水平、创新性和工程实用价值的同时,对是否满足多学科交叉融合、国家重大战略需求和土木新兴方向等予以适度倾斜。综上,学位论文质量评价包括论文理论基础、创新性、学科交叉和国家重大战略需求等三级评价指标。

(二)质量的动态发展评价

本文提出的质量的动态发展评价是一种相对长期的评价方法,用于评价研究成果的长期影响力和研究生毕业以后的职业发展水平。动态发展评价包括学术贡献度和职业发展动态两个二级指标。需要指出的是,笔者提出的个体的质量动态评价与翟亚军[8]、王传毅[9]和任超[10]等学者研究的宏观研究生教育质量指数在指标选取上是有所区别的。

学术贡献动态评价是基于研究生学位论文和学术论文被引用情况来评估一篇论文是否对学科发展有显著的推动作用。对于发明专利和偏向工程应用的论文,也可以评估其是否实现成果转化,以及其成果转化实现的经济效益和社会价值。笔者认为学术贡献动态评价应至少包括学术论文和学位论文的被引次数、间接引用情况和成果转化情况等三级指标。

职业发展动态评价是指建立校友信息卡制度和企事业单位用人信息反馈制度追踪研究生在职场的职业发展动态,结合企业管培生培养计划、岗位晋升、专业资格证考取以及职业期学术成果积累等,综合考虑贡献效益产值和成果产出等因素,得到土木类研究生的职业生涯发展动态评价。因此,职业发展动态评价包含企业管培生发展情况、职称评定、专业资格证书和职业期学术成果积累等三级评价指标。

通过实践表明,上述土木类研究生复合型人才培养多元评价指标体系在激发研究生科研积极性、促进研究生多元化发展、提高研究生创新能力、确保研究生适应社会和行业发展变革等方面具有较好的引领作用。

四、结论

为提高土木类研究生的培养质量,南京工业大学土木工程学院综合考虑国家发展战略和工程建设领域的发展转变,结合本院的研究生培养现状和经验总结,提出以下几点思考:

(1)土木类研究生培养要重视基础研究和应用研究能力的培养。加强研究生基础研究能力培养是提高我国原始创新力、培养创新人才、建设创新型国家的根本动力;加强研究生应用研究能力培养是实现土木工程研究成果转化、解决工程应用难题的关键。

(2)响应国家的战略布局,跟进行业发展趋势,提高研究生多学科交叉科研能力。土木类研究生的培养要跟国家的发展战略、社会需求和行业发展动态紧密结合,通过提高创新能力、多学科交叉能力,使得土木类研究生具备更好的职业发展技能,从而实现研究生教育的回馈社会、科技报国功能。

(3)尝试多元开放式教学与培养方法,拓宽研究生的专业视野。在传统的课题教学和实验室研究之外,加入参观学习、学术交流和企业实习基地等多样化、开放式的教学实践环节,为研究生学习土木工程最新科研与企业发展动态提供平台。

(4)提出土木类研究生复合型人才多元评价指标体系,综合考虑了培养过程中的学术参与度、学术成果评价、学位论文质量评价,以及成才后的学术贡献动态评价和职业发展动态评价,该评价体系可为土木类研究生的人才评价方法提供借鉴。

笔者通过总结土木类研究生培养实践提出了复合型人才多元评价指标体系。鉴于样本数量和时间成本,未对该评价体系进行充分验证以确定各评价指标的精确权重。望土木类研究生教育者共同参与,进一步精进、改进本文所提出的土木类复合型人才多元评价指标体系。