徐能雄 張 彬

培養(yǎng)土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才是新時代的迫切需求。為此進行培養(yǎng)模式的改革與探索，構建了“厚基礎、寬口徑、廣視野、重實踐”的課程體系，建立了以知識導向式、專題導向式、任務導向式為主的多元化教學模式，形成了分階段多元化考核模式，創(chuàng)造了創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)境與條件。

土木工程是我國國民經濟的支柱產業(yè)，行業(yè)從業(yè)人員多，涉及范圍廣，包括：房屋建筑工程、公路與城市道路工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、港口碼頭工程、地下工程、機場工程、給水排水工程等。21世紀以來，隨著經濟高速發(fā)展以及土木工程技術的突飛猛進，我國在土木工程領域取得了輝煌的建設成就，建成了“四縱四橫”的高速鐵路、港珠澳跨海大橋等一大批具有世界影響力的工程。然而，目前我國土木工程領域仍然存在知識層次低、勞動生產率較低、技術創(chuàng)新不足的弱點，[1]培養(yǎng)創(chuàng)新型人才迫在眉睫。本文以中國地質大學土木工程專業(yè)為例，介紹創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的改革與探索。

一、土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才應具備的基本素質

國內外學者關于創(chuàng)新型人才的內涵有多種定義，總的來說，創(chuàng)新型人才是具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力并能夠取得創(chuàng)新成果的人。[2]土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才應具備以下幾個方面的素質。

一是具備深厚的知識儲備。創(chuàng)新型人才需要有深厚的基礎知識、扎實的專業(yè)知識、廣泛的人文與自然科學知識。知識是創(chuàng)新活動的基礎，也是創(chuàng)新思維的源泉。首先，土木工程創(chuàng)新型人才需要有深厚的數學、力學、地質、物理、化學、計算機等方面基礎知識。其次，土木工程創(chuàng)新型人才需要具備勘察、設計、施工、管理等方面專業(yè)知識。另外，土木工程創(chuàng)新型人才還應該廣泛射獵歷史、文學、藝術等方面的人文知識以及其他自然科學知識。

二是具有強烈的創(chuàng)新意識。創(chuàng)新型人才需要有強烈的創(chuàng)新意識、理性的批判意識、持之以恒的探索精神。土木工程是理論性與實踐性都很強的學科，盡管現代土木工程領域的科學技術得到突飛猛進的發(fā)展，但是還有許多未知的、不確定的理論問題有待于解決，有許多技術與方法有待于革新。創(chuàng)新型人才應該有強烈的愿望與動力，去實現理論突破與技術革新；創(chuàng)新型人才應該具備理性的批判意識，要尊重但不迷信經典與權威，要勇于懷疑經典與權威；創(chuàng)新型人才還應該具有持之以恒的探索精神，從而能夠針對科學技術難題進行堅持不懈的探索。

三是具有活躍的創(chuàng)新思維。創(chuàng)新型人才能夠以開放活躍、新穎獨特的思維方式，以突破常規(guī)的思維方法和視角去思考問題，并提出新穎、獨到、與眾不同的問題解決方案。

四是具有全面的創(chuàng)新能力。敏銳的洞察能力即透過現象看本質能力，能夠發(fā)現問題的關鍵與核心；綜合的分析判斷能力是指能夠站在全局高度系統(tǒng)地、綜合地分析問題，并做出判斷；豐富的想象能力是指在解決問題時，不拘泥于現有的理論、方法與技術，能夠運用現有的知識展開想象；卓越的實踐能力是指在發(fā)現問題后具有實施解決問題的分析、試驗、設計、建造等能力；優(yōu)秀的學習能力是指具有自主地、快速地獲取知識、更新知識的能力。

二、構建“厚基礎、寬口徑、廣視野、重實踐”的課程體系

知識儲備是創(chuàng)新實踐的基礎，創(chuàng)新型人才需要深厚的基礎知識、扎實的專業(yè)知識和寬廣的人文與自然科學知識。為此，學校采用“厚基礎+寬口徑+廣視野+重實踐”的方針，制定土木工程專業(yè)課程體系。

“厚基礎”就是加強基礎類課程學習，使學生具備厚實的基礎知識。中國地質大學的土木工程專業(yè)是以巖土工程與地下工程為特色，結合學校特色，構建了基礎類課程體系，主要包括：數理基礎、力學基礎、地質基礎。其中，數理基礎課程共34 學分，力學基礎課程共18 學分，地質基礎課程共16 學分。

“寬口徑”就是拓寬學習本專業(yè)學生的適應面。通過模塊化的專業(yè)課程與實踐課程學習，使學生具備土木工程多個領域的專業(yè)知識。土木工程涉及領域廣，面面俱到非常困難。中國地質大學土木工程專業(yè)的課程主要涉及巖土工程、地下工程與結構工程三個核心模塊，每個模塊的多數課程均配置了課程設計，一些課程還配置了實習環(huán)節(jié)。另外，為了進一步拓寬口徑還將橋梁工程、鐵路公路工程等方面的知識滲透到核心模塊的課程中。

“廣視野”就是在學習本學科的知識之外，還要求學生學習其他學科的知識，使學生的視野更加寬廣。這類課程被安排為通識必修課程與通識選修課程，其中通識必修課程包括：思想政治類、語言類、信息技術類、體育類共39 學分；通識選修課程包括人文社科類、自然科學類、藝術類共16 學分。另外，我們還開設了專業(yè)外語、雙語課程，培養(yǎng)學生的國際交流能力，拓展國際視野。對一些有能力的學生，學校還提供了選修第二學位的機會，學生可以選修會計學、法學、管理學等專業(yè)。

“重實踐”就是重視實踐能力的培養(yǎng)。學校的土木工程專業(yè)實踐課程共42 周38.5學分，包括教學實習、專業(yè)實習、畢業(yè)設計、課程設計、實驗及實訓課程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等。

三、發(fā)揮新時代教學資源與技術優(yōu)勢，改革人才培養(yǎng)模式

（一）充分發(fā)揮新時代教學技術與手段的優(yōu)勢

當今時代，信息技術、網絡技術、人工智能、虛擬現實等技術以及高性能計算機、手機等設備給人們的生活帶來了巨大改變。在高新技術與設備的支持下，教師與學生可以便捷地獲取豐富多樣的信息、數據及其他教學資源；動畫、視頻、虛擬現實等教學手段使得學生能夠更快更好地學習與掌握新知識；手機、筆記本電腦等移動設備使學生的學習方式更加多元化，可以突破時間與空間的限制；網絡技術使得在線學習與全球范圍的交流非常便利與高效。

由于受知識結構、專業(yè)領域以及投入不足的限制，很大一部分高校教師還較少使用新時代教學技術與手段，傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式還占主導地位。然而，當代大學生生活、成長在新技術突飛猛進的時代，他們獲取知識、進行社會交流的方式已發(fā)生了翻天覆地的變化，傳統(tǒng)的教學模式已難以滿足新時代的要求。為此，我們必須充分發(fā)揮新時代教學技術與手段的優(yōu)勢，進行教學模式改革，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供強大支撐。

（二）構建適合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的多元化教學模式

為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，在借助新時代教學技術與手段的基礎上，我們提出以知識導向式、專題導向式、任務導向式為主的多元化教學模式，并充分運用雨課堂、[3]MOOC、翻轉課堂等新技術與新方式進行教學。

1.知識導向式教學

知識導向式教學是以學生掌握某個知識點為目標，以學習知識、鞏固知識與考核知識為主要過程的教學方式。知識導向式教學適合于概念、原理、公式、方法等知識點的教學。首先，在教師的引導下，學生通過自主學習或教師講授的方式學習知識；然后，學生通過討論、練習鞏固知識；最后，通過回答問題、考試或答辯等方式考核知識的掌握情況。

知識導向式教學的另一個重要任務是培養(yǎng)學生獨立思考、激發(fā)學生學習的主動性與積極性。在長期的應試教育的模式下，學生習慣于被動接受知識，缺乏主動思考的熱情。這種以教師為中心的教學模式的最大問題就是很難激發(fā)學生積極思考的熱情。為此，知識導向式教學強調以學生為中心，主要采用啟發(fā)式課堂傳授或翻轉課堂的形式來組織教學。教師可以根據課程內容與進度，預先設置適合于課堂解答的概念、推理、計算等問題；在教學過程中，選擇合適時機向學生推出問題，讓學生進行解答；并將學生解題情況計入平?？荚嚦煽冎?。

2.專題導向式教學

專題導向式教學是指以解決某個問題為主線，以提高學生分析問題、解決問題的能力為目標，以提出問題、分析問題、解決問題、匯報與交流為主要過程的教學方式。專題導向式適合于運用所學知識解決具體問題的教學內容，其教學過程如下：首先，由教師結合案例提出待分析研究的專題；其次，教師引導學生查閱相關文獻與資料，然后進行問題分析與討論，并形成解決方案；再次，學生根據解決方案進行分析、推演、計算、實驗等工作，并形成專題研究結論；最后，由學生總結匯報分析研究過程及結論。

專題導向式教學的專題包括：探索型、推演型、驗證型等，教師可以根據教學內容與目標選擇合適類型進行專題設計。探索型專題是讓學生根據所學知識去探究、發(fā)現或改進未知的、不明確的或者不完善的理論、規(guī)律、方法或技術；推演型專題是讓學生利用所學理論、方法、公式等對給定問題進行分析、推理、演算；驗證型專題是讓學生根據所學知識進行分析、實驗、計算、驗證現有的理論與規(guī)律。

專題導向式教學需要遵循以下原則：第一，教師在進行專題設計時應將培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力作為重要目標；第二，專題的類型、目標、內容是明確而可行的，且難易適中，具有很強的可操作性，能夠激發(fā)與保護學生自主思維的熱情；第三，教師對專題的分析研究過程及將獲得的成果與結論有比較明確的判斷，并能夠全程指導學生的工作；第四，必須建立明確的嚴格的可執(zhí)行的考核機制。

3.任務導向式

任務導向式教學是指以指導學生完成規(guī)定的設計或制作任務為目標，以分配任務、任務分析與討論、執(zhí)行任務、匯報與交流為主要過程的教學方式。土木工程專業(yè)有很多實踐性很強的課程與教學任務，如：《混凝土結構設計》課程要求學生進行建筑物的結構設計。任務導向式教學過程如下：首先，由教師提出待設計或制作的任務，并分配給學生；其次，學生組建任務小組，分析與討論任務的工作內容，形成設計或制作方案；再次，學生根據方案逐步進行分析、計算、實驗、繪制設計圖、制作等工作；最后，由學生總結匯報設計與制作過程及成果。

任務導向式教學需要遵循以下原則：第一，在進行任務設計時，教師應將培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與能力培養(yǎng)作為重要目標，其中能力培養(yǎng)應該包括：實踐能力、系統(tǒng)分析能力、分析判斷能力、自主學習能力等的培養(yǎng)；第二，任務的目標、內容、工作路線是明確的、可行的、詳細的，難易適中、操作性強；第三，教師對任務的分析、設計與制作過程及將獲得的成果有明確的判斷，并能夠全程指導學生的工作；第四，必須建立明確的、嚴格的、可執(zhí)行的考核機制。

（三） 改革考核方式

考核是人才培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)。目前常用的考核方式包括考試、答辯、讀書報告等，其中利用試卷在規(guī)定時間地點進行考試，考核學生對知識點的掌握程度是最普遍的考核方式。以考試為主的考核方式是不全面的，只能考查學生淺層次的知識，創(chuàng)新能力幾乎被忽視，[4]無法適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。

1.考核形式與內容多元化

盡管目前高校使用的考核方式除考試以外還有答辯、讀書報告、辯論等形式，但是由于利用試卷進行考試的方式簡便易行且便于確定考試結果，所以仍然是最主要的考核形式。為了適應土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，我們建議采用有針對性且多元化的考核形式。

對于土木工程專業(yè)的課程，需要考核的內容可以歸納為3 個方面：考核知識點的記憶、理解與掌握程度；考核運用知識分析問題、解決問題的能力；考核設計、制作與實驗等實踐能力。針對上述考核內容，可以采用以下考核方式：第一，課堂測試，即在課堂上，利用“雨課堂”等工具，將編制好的測試題向學生發(fā)布，測試題的內容可以包括概念、原理、方法、計算與推理等，學生利用手機等移動設備實時答題。這里需要明確一點，教師的時間與精力是有限的，不能要求教師按照傳統(tǒng)的模式進行課堂考試、然后批改試卷，必須使用新技術、新方法、新工具。第二，集中考試，即利用試題在規(guī)定時間完成測試。第三，專題分析與研究報告+答辯，教師可以在教學過程中向學生布置專題，學生通過分析與研究后提交書面報告，并在規(guī)定的時間內向教師匯報并答辯。第四，設計與制作成果+答辯，教師在教學過程中向學生布置設計與制作任務，學生通過分析、設計、實驗等工作后提交設計書、圖紙、產品等成果，并在規(guī)定的時間內向教師匯報并答辯。

2.采用分階段考核

目前，高校普遍采用的考核方式是課程結束后利用試卷進行統(tǒng)一考試。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，我們提出采用分階段進行考核，結合前面提到的多元化考核形式，在課程教學的不同階段均安排不同形式的考核。在知識點學習過程中實時安排課堂測試，在專題研究過程中考核專題的方案及執(zhí)行情況，在課程結束時采用考試、答辯等考核。各個階段的考核結果均記入學生課程學習的最終成績。

四、創(chuàng)造創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)境與條件

（一）建立開放的創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，中國地質大學土木工程學院于2014年成立了“大學生創(chuàng)新實踐基地”。 該基地主要依托力學實驗室、土木工程實驗室、地質工程實驗室具備工程力學、巖土力學、巖土工程物理模型試驗、數值模擬與仿真等方面的實踐教學條件?；亟ㄔO的宗旨是構建創(chuàng)新實踐平臺，培養(yǎng)大學生工程實踐能力與創(chuàng)新能力?；叵虼髮W生開放，學生通過預約到基地開展試驗、模擬、設計、制作等實踐工作，開展科研訓練。

（二）形成創(chuàng)新支持體系

目前，學院支持的土木工程專業(yè)創(chuàng)新實踐共有3 種類型。第一種類型是基于課程的創(chuàng)新實踐，是指圍繞課程教學設置的創(chuàng)新實踐任務，包括專題探索、設計、制作等；這類創(chuàng)新實踐由課程的主講教師組織，學生在教師的指導下自主完成創(chuàng)新實踐任務；創(chuàng)新實踐獲得所需的條件與經費由學院支持。第二種類型是基于項目的創(chuàng)新實踐，是指由指導教師結合自己的科研項目命題或者學生自主選題，并申請學校、學院兩級大學生創(chuàng)新實踐項目，學生在教師的指導下自主完成創(chuàng)新實踐，學校、學院及教師共同資助創(chuàng)新實踐經費。第三種類型是基于競賽的創(chuàng)新實踐，是指在學校與學院的支持下，學生參加全國、北京市或校內的各類競賽，如數學建模大賽、建筑結構設計大賽等，所需條件與經費由學校與學院共同承擔。

（三）建立創(chuàng)新實踐導師隊伍

目前，學院已經建成了一支具有很強的創(chuàng)新能力與科研能力、熱愛教育事業(yè)的指導教師隊伍?，F有從事土木工程專業(yè)教學科研工作的相關教師27 人，其中教授6 人，副教授8 人，實驗教師3 人；具有博士學位的教師占90%，具有海外留學背景的教師占50%；45 歲以下教師17 人。近5年來他們共獲得17 項國家自然科學基金資助，國家及企業(yè)委托科研項目經費達2,200 余萬元，共發(fā)表國際SCI 收錄論文90 余篇。

為了支持創(chuàng)新人才培養(yǎng)，學校學院制定了相關激勵政策。一方面，學院對承擔大學生創(chuàng)新項目指導的教師給予一定的獎勵；另一方面，學校將指導大學生創(chuàng)新項目作為職稱晉升的硬性條件。

注釋：

[1]沈祖炎.土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思考[A].中國土木工程學會教育工作委員會.高等學校土木工程專業(yè)建設的研究與實踐——第九屆全國高校土木工程學院（系）院長（主任）工作研討會論文集[C].2008:3-10.

[2]鐘秉林,董奇,葛岳靜,等.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的構建與實踐[J].中國大學教學,2009, (11):22-24.

[3]袁駟.“雨課堂”要收雨成云[J].中國教育網絡,2016, (6):67.

[4]趙蒙成.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系中的考試制度改革[J].中國高等教育,2008, (17):23-25.