新工科背景下土木工程实践教学体系改革的思考与建设

尹伊璐，陈爱军，李世龙，李若宜

（中南林业科技大学 土木工程学院，湖南长沙 410004）

改革开放以来，我国高等教育取得了长足的发展，有力地支撑了国家的现代化建设[1]，但在某些方面还存在制约发展的短板——学科专业结构还不能完全适应科技进步和产业升级的需求[2]。为积极应对社会发展变化，为社会输送能干、会干的新时代人才，高校应坚守初心，不断进行创新和探索，开展教育改革。

数字化和超链接性革命促进了科学、技术、工程、经济和社会文化的深度交融。人们可以充分利用便捷的软件、工具、设备和系统改变设计、制造、销售和消费的方式。由此新工科的概念被提出，要求培养更全面、实践能力更强的新时代人才[3]。土木工程离不开实践，其在建设国家基础设施、保障人民生活等方面具有重要作用。现今，工程问题更加复杂，人才培养的多样化、个性化、多层次化需求日益凸显，但传统教育体系在实践教学方面存在一些问题，如实践内容和形式单一、教学手段落后、学科交叉体系不完善等，已经无法满足新工科的要求。因此，对土木工程实践教学体系进行改革与建设具有重要意义。

1 传统土木工程实践教学方式存在的问题

针对实践环节的教学现状进行分析，总的来说，存在以下三方面亟须解决的问题。

1.1 人才培养目标不明确，学科交叉体系不完善

新时代土木专业需要培养的是有大工程观、大质量观的创新型人才，但目前国内的主要教育方式还是传统的单课程多媒体课件教学，专业能力培养环节存在“碎片化”问题。培养模式缺乏系统性的复杂工程教学情境，难以让学生认识现代工程建设的生产体系的构成和模式，更难以让学生理解复杂工程的设计和施工，缺乏施工过程中分析解决问题的训练，不利于培养学生的系统观和宏观思维。工程项目的建成涉及多学科知识，但在土木专业课程中，各课程的教学都只是围绕本课程的知识内容展开，没有做到相关课程知识融合，缺少学科交叉培养的教学体系。

1.2 教学资源相对匮乏，实践方式相对单一

调查发现：部分高校存在实践教学资源相对缺乏、实践内容简单、实践形式单一等问题。实践方式通常局限于专业课程的实验室实操部分以及毕业实习，提供给学生的实践机会较少，实践时间固定且短暂，而大多数的实际工程建设周期都很长，这使得学生的实践与真正的工程建设相脱离，实际动手能力没有得到充分锻炼，导致解决实际工程问题能力不足[4]。除此之外，如何适应人才实践创新能力培养的需要，向学生提供接近真实的工程实践教学环境，是土木工程专业实践教学面对的一大难题。

1.3 教学方式枯燥，致使学生参与度低

目前，教学还是沿用传统的观念——重知识轻能力、重课堂轻实践、重成绩轻育人，缺乏引导学生自主学习、主动实践、追求创新的教学方式，过于强调学生的专业特点和专业能力，没有很好地培养创新人才需要的大工程观、大质量观，不利于培养学生将理论知识转化为解决复杂工程问题的能力。教学方式还是以教师、教材和教室为中心，难以激发学生的学习兴趣[5]。新工科时代需要创新人才具有自主学习能力，因此，需要改变教师教学和学生学习的观念，从以教师为中心向以学生为中心转变[6]，为学生提供个性化的发展空间。教学评价方式以结果评价为主，不利于学生综合能力的培养。

2 新工科背景下土木工程实践教学理念思考

遵循“以培养工程意识为主的工程感性认识教育，以培养解决工程实际问题为主的工程能力教育，以培养动手能力和创新能力为主的工程素质教育”的实践教学总体方针，加大实践教学体系的改革力度，结合上述实践教学存在的问题，思考如何对当前教学体系进行创新性改革，从而适应社会变化，使培养的人才能适应新工科时代的要求。

2.1 培养新时代高素质人才

实践教育除教学之外，育人也是很关键的一环。结合未来发展趋势，具有传承文脉、文科思想、人文情怀的土木工程师更具发展潜力[7]。随着社会的进步和美学意识的提高，工程建设逐渐与自然风光相结合，构成了协调发展，在工程建设中融入当地人文元素，更多从展现地域文化特色的角度探索工程设计[8]。当前工程设计师的人文修养和综合素质愈发受到重视，逐渐从实用主义向人文思维的解决工程方向转变。

2.2 培养新时代重实践人才

新工科背景下高校需形成以实践为主导、开放协同的土木工程创新人才培养体系。除课堂理论教学之外，实践经验在土木行业中尤为重要，但部分学校经费有限，土木工程实践开销偏大且教学收效差异大，所以学校难以在实践建设中投入过多教学资源，只能开设小型实践课，致使学生缺乏基本动手能力。在新工科要求下，高校要有意识地提高学生实践操作能力，使学生夯实理论基础、增强系统意识、拓展创新思维。

2.3 培养新时代综合型人才

随着社会的不断发展，各行各业对综合型人才的需求不断增加[9]。建筑行业实际工程项目会涉及施工、力学、经济、管理、化学、电子信息等多个领域的知识，需要综合型人才。新时代人才培养要重基础、宽口径、重实践、个性化，同时多学科交叉融合、产学研协同育人、深化工程化学习、开展国际化教学。

3 新工科背景下土木工程实践教学体系建设

3.1 实践教学体系建设，促进学科交叉教学

从服务国家战略角度出发，全面深入探究土木工程领域的人才培养方向和方法。以能力为主导，采用课内课外交融的培养体系，解决实践创新教育存在的碎片化问题。在一、二年级的时候，主要通过新生研讨课探究科学思维与研究方法，通过工程概论和暑期实践熟悉工程、开展认知实践，引导学生初步建立科学思维和创新思维。到了三年级和四年级，主要通过专业核心课程设计和现场实习培养学生的科学综合素养与批判性思维。这些研究型训练项目和课内外交叉融合创新教育能提高学生的科研能力和解决挑战性工程问题的能力，同时合理地加入其他课程和专业知识，实现多学科的交融，使学生对本学科知识框架有全面的认识，了解多元化的知识体系，促进学生专业知识网的建立[10]。设立面向不同类型课程的学生学习效果评价和能力达成及跟踪的提升体系，为学科培养目标的达成提供保障[11]。围绕课程体系的实践环节，可以采用“学院层级的实验、学校层级的实训、校外企业的实践”的教学方法，构建校内校外协同、课内课外协同且交叉促进的创新教育方针。

3.2 实践创新平台建设，加强校企合作建设

以塑造大学生的工程观、质量观、系统观为统领，推动工程实践教育高质量发展，结合学校产教融合项目的实施，可以设立实践中心，培养学生的实践能力。实践中心通过改善实践设施，创建实践平台结构，有意识地培养学生的大工程观；通过改革实践教学的新内容和内涵，培养学生的质量观；通过改进实践的新方法，培养学生的系统观。把学术上的新进展、新经验融入实际工程项目，通过实践条件的平台化、训练模块的单元化和教学方案的个性化培养拔尖创新人才。整个实践中心以典型低端工程项目全生命周期为主线设置面向土木工程的结构设计、项目施工、工程检测等实践训练项目，以此来为学生实践提供良好的环境，让学生能够认知、体验，通过实践了解一个工程项目从开工到完工全周期的大致施工步骤、主要的施工工艺以及技术规范，让学生将所学知识应用到实际工程，从而加强工程实践教育质量，培养拔尖创新人才，提升学生工程决策能力。在技术日益更新迭代的新时代，除了学校实践中心的建立，学校还需强化与企业的协作交流，进一步拓展“校企合作、产教融合”的深度和广度，建立学校、企业实践“双阵地”[12]。企业提供优质的实践教学资源和多元化的实习机会，从而使学生有更多实践锻炼的机会，注重工程意识、工程能力和全局意识的培养，让学生的实践能力得到充分锻炼，能够推动项目建设。

3.3 实践创新理念建设，更新教学评价方式

大学是学生踏入社会之前的重要过渡期，教师应给予学生相对充足的自由，同时完善各学科考查制度，让学生充分发挥自主学习和创新思维能力，保证教学目标高质量完成。实践过程可以实施“双师型”教师队伍[13]，学生在实践过程中会遇到新的难题，通过与教师的有效交流，学生可加深对知识的理解，提升实践教学的有效性。教师要积极听取学生对实践教学的反馈，采纳一些比较好的建议。让学生担任课堂的主角，教师需要做好引导工作，在互动中培养学生自主创新思维、独立思考能力，发掘学生的内在潜力，从而提升学生解决工程问题的能力，增强学生在就业市场的竞争力。从“以结果评价为主”向“过程与结果评价结合”转变，推进考核方式多元化。校企合作实践教学考核机制采用企业、学校、专家、教师、学生“五位一体”的评价机制[14]，重点考查学生对实践内容工艺、流程等知识掌握的情况。

4 结束语

综上所述，在新工科背景下，新时代人才培养目标向着高素质、重实践、综合型方向发展。高校应从实践体系、实践平台、实践理念3 个方面对实践教学进行改革建设，主要举措包括完善课设体系、跟踪提升体系、促进学科交叉、开展项目实训、加强校企合作、改革教学模式、强化师生互动、更新教学评价方式，目的是让学生重视实践操作，提高人才培养质量，培养实践型人才。