林 鵬，許振浩*，楊為民，亢金濤，劉 斌

（1.山東大學(xué) 齊魯交通學(xué)院，濟(jì)南 250061；2.山東大學(xué) 土建與水利學(xué)院，濟(jì)南 250061）

我國重大工程建設(shè)需求與速度居于世界前列，已成為隧道建設(shè)規(guī)模和難度最大的國家[1-3]，也是城市地下空間建設(shè)規(guī)模和速度第一大國[4-5]。但距離隧道強(qiáng)國仍有差距，在從數(shù)據(jù)到信息、從數(shù)字化到智能化等方面，仍有極大研究和發(fā)展空間。為保障安全施工，隧道與地下空間施工及災(zāi)害防控的新理論、新方法、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備等不斷涌現(xiàn)[6-8]，數(shù)字化智能建造的多學(xué)科融合理論、數(shù)字化智能建造韌性基礎(chǔ)理論、數(shù)字化智能建造工程與地質(zhì)體耦合基礎(chǔ)理論等成為地下空間的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域和方向。國家重大工程建設(shè)與災(zāi)害防控對(duì)學(xué)科交叉融合具有迫切需求，亟需設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、災(zāi)害防控、人工智能、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科交叉融合人才，進(jìn)而全面提升我國隧道與地下空間建設(shè)及防災(zāi)減災(zāi)科技水平和“走向世界”的國際競爭力。

近年來，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)正在催生新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，國家也出臺(tái)了有關(guān)大數(shù)據(jù)、人工智能和高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的相關(guān)行動(dòng)綱要、實(shí)施意見和計(jì)劃等，為隧道與地下空間掘進(jìn)、災(zāi)害防治、安全控制尤其是信息化、智能化提供了寶貴契機(jī)。為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，教育部自2017 年開始積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等政策，帶動(dòng)了各學(xué)科教學(xué)模式的探索與改革[9-15]。本項(xiàng)目本著“聚焦亮點(diǎn)、重點(diǎn)突破、牽引全局”的理念，順應(yīng)“新工科運(yùn)動(dòng)”趨勢(shì)，從我國重大工程建設(shè)的需求出發(fā)，旨在培養(yǎng)具有“創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)、國際視野廣、文化素質(zhì)高”的新工科交叉融合型創(chuàng)新人才，助力智能設(shè)計(jì)、智能施工、智能運(yùn)維的變革與創(chuàng)新，從而提升中國隧道與地下空間建設(shè)科技的國際競爭力。

一、交叉融合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)

針對(duì)國家重大工程建設(shè)與災(zāi)害防控對(duì)學(xué)科交叉融合人才的迫切需求，本項(xiàng)目面向國際新型基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展前沿，以學(xué)科交叉、知識(shí)融合為基礎(chǔ)，確立了如下培養(yǎng)目標(biāo)：（1）促進(jìn)多學(xué)科交叉育人體系構(gòu)建，打造高水平的跨學(xué)科師資隊(duì)伍，搭建跨學(xué)科交叉培養(yǎng)平臺(tái)，培養(yǎng)一批具有“闊眼界、深融合、廣交叉”素養(yǎng)的學(xué)生；（2）與國家重大工程需求和國際前沿相結(jié)合，打通實(shí)踐、理論和學(xué)科交叉環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決國家重大工程實(shí)際問題的實(shí)踐創(chuàng)新能力；（3）建立人才培養(yǎng)的思想保障體系和思政教育體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與實(shí)踐地的黨建一體化，探索學(xué)校內(nèi)與實(shí)踐地師生黨支部聯(lián)創(chuàng)模式，發(fā)揮學(xué)生黨員解決重大工程問題的骨干和先鋒作用，激發(fā)學(xué)生“工程報(bào)國、科技報(bào)國”的理想使命和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

二、交叉融合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)具體實(shí)施方案

針對(duì)城市地下空間工程，如何保證隧道與地下空間的安全、高效、智能、可持續(xù)開發(fā)與利用是國內(nèi)外高度關(guān)注的重大課題。目前隧道與地下空間施工中，數(shù)字化智能建造的多學(xué)科融合理論、數(shù)字化智能建造韌性基礎(chǔ)理論、數(shù)字化智能建造工程與地質(zhì)體耦合基礎(chǔ)理論等成為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域和方向。但是城市地下空間工程開發(fā)缺少設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、災(zāi)害防控、人工智能、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新人才，城市地下空間工程學(xué)科缺乏交叉融合人才培養(yǎng)體制和教師激勵(lì)評(píng)價(jià)機(jī)制，學(xué)科課程內(nèi)容相對(duì)滯后，學(xué)生理論知識(shí)與國家重大工程需求和國際前沿問題相結(jié)合的能力需進(jìn)一步提升，黨組織的政治核心作用、戰(zhàn)斗堡壘作用和黨員模范帶頭作用發(fā)揮不充分。因此，通過研究探索新工科背景下交叉融合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培育具有國際影響力的交叉融合型創(chuàng)新人才，對(duì)于國家重大工程建設(shè)與災(zāi)害防控具有重要意義。以下將具體闡述交叉融合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)施方案。

（一）搭建跨學(xué)科交叉培養(yǎng)平臺(tái)

面向重大工程的交叉融合人才培養(yǎng)體制和學(xué)科師資隊(duì)伍建設(shè)，針對(duì)存在的重難點(diǎn)問題，從制度、智力、平臺(tái)3 個(gè)方面助力搭建跨學(xué)科交叉培養(yǎng)平臺(tái)（表1）。

表1 跨學(xué)科交叉培養(yǎng)平臺(tái)建設(shè)重難點(diǎn)問題及解決措施

1.制度保障

面對(duì)當(dāng)前跨學(xué)科交叉培養(yǎng)的制度性壁壘，本項(xiàng)目調(diào)研國際先進(jìn)模式，結(jié)合國情校情，推動(dòng)與國內(nèi)外一流巖土工程學(xué)科高校、科研院所合作交流，共同打造創(chuàng)新基地，推進(jìn)建立創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式；將國際前沿學(xué)術(shù)發(fā)展、最新研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)引入課堂教學(xué)，以遇到的重大工程科研問題需求為中心，將單一學(xué)科知識(shí)重新組合新體系，通過產(chǎn)學(xué)研融合、跨學(xué)科融合、持續(xù)性改進(jìn)，制定專門培養(yǎng)體制和方案，實(shí)行課程通選、學(xué)分互認(rèn)和實(shí)質(zhì)性融合，為交叉融合型人才培養(yǎng)提供制度保障。

2.智力保障

學(xué)院大力引進(jìn)國際化人才，聘任國內(nèi)外知名學(xué)者和經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)導(dǎo)師為山東大學(xué)兼職講席教授和特聘教授，開辦學(xué)術(shù)講座、多學(xué)科課程，指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），教師隊(duì)伍核心競爭力顯著增強(qiáng)。推進(jìn)包含巖土工程、計(jì)算機(jī)、材料、機(jī)械等專業(yè)的高水平跨學(xué)科師資隊(duì)伍構(gòu)建，已形成一支年齡與學(xué)科結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)造詣高、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)強(qiáng)的教學(xué)科研隊(duì)伍，獲全國首批“全國高校黃大年式教學(xué)團(tuán)隊(duì)”。

3.平臺(tái)保障

以國際化促培養(yǎng)，以交流合作促培養(yǎng)，在平臺(tái)建設(shè)和學(xué)術(shù)探討上開展積極探索。通過與國際知名高校合作，引入一批優(yōu)質(zhì)課程和兼職特聘教授指導(dǎo)學(xué)生。2019—2022 年連續(xù)4 年舉辦國際暑期學(xué)校，來自國內(nèi)外30 余所高等院校學(xué)生參與。國際暑期學(xué)校聚焦城市地下空間開發(fā)利用過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題，共同探討科技與文化前沿。課程實(shí)行全英文授課，通過專家講座、學(xué)術(shù)報(bào)告、主題課程等豐富多彩的教學(xué)形式和多種多樣的特我活動(dòng)，豐富了學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)深入思考專業(yè)研究方向。暑期學(xué)校的順利開展拓寬了學(xué)生的國際視野和對(duì)國際前沿知識(shí)的了解，提高了學(xué)生的跨文化交流能力，有效推動(dòng)了暑期學(xué)校項(xiàng)目的繼續(xù)開展、國際化教學(xué)模式的宣傳和推廣，探索了開放辦學(xué)協(xié)同育人新思路，拓展了國際、校際交流合作。

定期邀請(qǐng)國際知名學(xué)者到山東大學(xué)開展教學(xué)、講座和學(xué)術(shù)合作研究。充分發(fā)揮兼職講席教授等引領(lǐng)性作用，以學(xué)術(shù)講座、聯(lián)合指導(dǎo)、互訪培養(yǎng)等模式，助力搭建跨學(xué)科交叉培養(yǎng)平臺(tái)，為交叉融合型人才培養(yǎng)提供平臺(tái)保障。

（二）國家重大工程引領(lǐng)

與國家重大工程需求和國際前沿相結(jié)合，打通實(shí)踐、理論和學(xué)科交叉環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)、提升學(xué)生綜合素質(zhì)素養(yǎng)（表2）。

表2 國家重大工程引領(lǐng)重難點(diǎn)問題及解決措施

1.教學(xué)實(shí)踐基地建設(shè)

針對(duì)現(xiàn)有培養(yǎng)模式階段割裂、科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)重復(fù)、時(shí)間資源未充分利用等培養(yǎng)難題，緊密結(jié)合“一帶一路”和交通強(qiáng)國的重大需求和國際前沿，依托水利水電、交通運(yùn)輸、隧道與地下空間等領(lǐng)域重大工程項(xiàng)目，以發(fā)現(xiàn)工程需求為導(dǎo)向，以解決工程問題為目標(biāo)，以堅(jiān)持前瞻創(chuàng)新為指引，成立課題攻關(guān)小組，建立新疆某隧洞工程、湖北利萬高速公路、黔張常鐵路等10 余個(gè)工程實(shí)踐和科研育人雙基地。引導(dǎo)課堂教學(xué)與科研訓(xùn)練、校內(nèi)教學(xué)與校外實(shí)踐、理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐融合，為交叉融合型人才培養(yǎng)提供實(shí)踐平臺(tái)。

2.踐行“五位一體”學(xué)生培養(yǎng)方式

以創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)為基礎(chǔ)，貫徹校內(nèi)導(dǎo)師與現(xiàn)場導(dǎo)師雙導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制。積極在教學(xué)中開展工程案例演練與教學(xué)探索，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重“產(chǎn)-學(xué)-研-用”相結(jié)合，把課堂和實(shí)驗(yàn)室從校園搬到了工程現(xiàn)場。通過選派優(yōu)秀學(xué)生擔(dān)任現(xiàn)場超前地質(zhì)預(yù)報(bào)項(xiàng)目的副總工程師、工程部長等技術(shù)職務(wù)，促使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)和研究中，立足工程需求，理論結(jié)合實(shí)踐，使學(xué)生將課本知識(shí)真正地轉(zhuǎn)化成實(shí)踐能力，使學(xué)生切實(shí)“學(xué)有所用，學(xué)以致用”。

目前該人才培養(yǎng)模式已經(jīng)在新疆某隧洞工程、山西中部引黃、黔張常鐵路、建恩高速、利萬高速等重大工程項(xiàng)目中開展，培養(yǎng)的學(xué)生通過這種鍛煉，加深了對(duì)課堂知識(shí)的理解，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，論文寫在祖國大地。同時(shí)，學(xué)科以保障工程安全為導(dǎo)向，將課堂教學(xué)與科研訓(xùn)練、校內(nèi)教學(xué)與校外實(shí)踐、理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐融合，緊緊抓住“新工科”“智慧交通”等重大發(fā)展機(jī)遇，精準(zhǔn)對(duì)接企業(yè)需求，努力攻關(guān)城市地下空間領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合型創(chuàng)新人才。

（三）注重黨建引領(lǐng)作用

貫徹“支部建在課題組，黨旗插在工地上”的特我黨建育人理念，創(chuàng)新黨組織溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，發(fā)揮學(xué)生黨員解決重大工程問題的骨干和先鋒作用（表3）。

表3 國家重大工程引領(lǐng)重難點(diǎn)問題及解決措施

1.成立實(shí)踐基地與科研一線臨時(shí)黨支部

城市地下空間工程專業(yè)學(xué)科堅(jiān)持面向國家重大需求，常駐工程一線開展理論與實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)學(xué)研應(yīng)用研究。針對(duì)學(xué)生使命擔(dān)當(dāng)不夠的思想問題，踐行在工程一線建立臨時(shí)黨支部、課題組黨支部，貫徹“支部建在課題組，黨旗插在工地上”的特我黨建育人理念，注重黨建工作與人才培養(yǎng)工作同步，從工程實(shí)踐中挖掘黨員先鋒模范典型案例，又以典型案例反哺工程實(shí)踐創(chuàng)新的思政育人閉環(huán)，為黨建育人提供了源源不斷的優(yōu)秀文化源泉，激發(fā)學(xué)生奉獻(xiàn)于重大工程建設(shè)的愛國精神。

2.發(fā)揮學(xué)生黨員先鋒模范作用

緊扣“黨建為基、德育為本、創(chuàng)新為實(shí)、應(yīng)用為標(biāo)”育人主線，鼓勵(lì)黨員發(fā)揮模范帶頭作用，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神。在疫情防控大形勢(shì)下，充分整合校內(nèi)與實(shí)踐地支部現(xiàn)有資源，探索校內(nèi)與實(shí)踐地黨支部聯(lián)創(chuàng)模式，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)與實(shí)踐地支部黨建一體化，促進(jìn)兩地支部目標(biāo)一致、行動(dòng)一致、思想一致，在“三會(huì)一課”、主題黨日活動(dòng)中迸發(fā)強(qiáng)大生命力與創(chuàng)造力，充分發(fā)揚(yáng)黨員的創(chuàng)新精神，在解決科研與工程難題中發(fā)揮骨干和先鋒作用，帶動(dòng)團(tuán)隊(duì)全體師生形成“思想進(jìn)步、奮發(fā)向上、積極奉獻(xiàn)、爭先創(chuàng)優(yōu)”良好品質(zhì)。

在學(xué)校、學(xué)院黨委的支持下，成立了新疆某工程臨時(shí)黨支部、隧道地質(zhì)與災(zāi)害防控課題組黨支部，并開展了一系列特我黨建活動(dòng)。例如，在中國共產(chǎn)黨成立100周年當(dāng)天，黨支部組織現(xiàn)場師生和工程技術(shù)人員赴紅我教育基地——國家功勛礦坑“可可托海三號(hào)礦坑”參觀學(xué)習(xí)，追尋老一輩可可托海建設(shè)者的足跡，緬懷老一輩共產(chǎn)黨人的光輝歷程和豐功偉績。在三號(hào)礦坑現(xiàn)場，黨員師生認(rèn)真學(xué)習(xí)了“吃苦耐勞、艱苦奮斗、無私奉獻(xiàn)、為國爭光”的可可托海紅我革命精神，深切感受了工人們?cè)邳h的領(lǐng)導(dǎo)下戰(zhàn)嚴(yán)寒、斗酷暑的頑強(qiáng)拼搏意志及用青春熱血乃至生命完成黨和國家重托的使命情懷，現(xiàn)場師生和所有工程技術(shù)人員備受鼓舞。心中有信仰，腳下有力量，團(tuán)隊(duì)師生在施工一線開展現(xiàn)場科研攻關(guān)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)咨詢工作，并積極倡導(dǎo)和開展服務(wù)國家工程建設(shè)的產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生用國際化高水平學(xué)術(shù)研究（頂天）來解決國家重大基礎(chǔ)設(shè)施工程中的“卡脖子”難題（立地），把所學(xué)和所研究用于服務(wù)國家建設(shè)和邊疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展。新疆冬天的工作環(huán)境常常是“隧道外-30 ℃以下、隧道內(nèi)30 ℃以上”，每天在60 ℃溫差“水深火熱”中開展產(chǎn)教融合育人和科研工作，常會(huì)面臨涌水突泥、塌方等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和人生危險(xiǎn)，團(tuán)隊(duì)成員凝心聚力、不怕困難、不怕吃苦、勇于攀登，通過扎根新疆等工程建設(shè)一線，產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)了一批德才兼?zhèn)涞慕徊嫒诤蟿?chuàng)新性人才，激發(fā)了學(xué)生深入工程一線、奉獻(xiàn)祖國的情懷；產(chǎn)教融合科研服務(wù)得到施工、監(jiān)理和業(yè)主單位的一致好評(píng)，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，新疆某管局發(fā)文評(píng)價(jià)“不遺漏任何一個(gè)重大災(zāi)害源”，贈(zèng)匾“精準(zhǔn)施策，奉獻(xiàn)新疆”。

三、結(jié)束語

本課題選取山東大學(xué)齊魯交通學(xué)院城市地下空間工程專業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)，創(chuàng)建了“黨建、實(shí)踐、交叉”培養(yǎng)新模式，形成了黨建、教學(xué)、教改和科研同步發(fā)展的良好格局。其中，黨建育人引領(lǐng)作用突出，發(fā)揮了黨支部的戰(zhàn)斗堡壘作用和黨員的先鋒模范作用，有效激發(fā)了學(xué)生奉獻(xiàn)于重大工程建設(shè)的愛國精神；實(shí)踐育人示范成果豐碩，培養(yǎng)了學(xué)生解決國家重大工程實(shí)際問題的實(shí)踐創(chuàng)新能力；交叉融合培養(yǎng)成效顯著，推進(jìn)了多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新課程體系構(gòu)建，培養(yǎng)一批政治素質(zhì)過硬、科研能力突出的服務(wù)于“一帶一路”倡議和交通強(qiáng)國國家戰(zhàn)略的交叉融合型創(chuàng)新實(shí)踐和德才兼?zhèn)涞母咚饺瞬?。其中多人成為“雙一流”高校教師，多人獲得國家留學(xué)基金委獎(jiǎng)學(xué)金資助，前往澳大利亞昆士蘭大學(xué)、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等世界知名高校交流學(xué)習(xí)，多人獲得山東省優(yōu)秀畢業(yè)生、山東大學(xué)“五四”青年優(yōu)秀成果獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。畢業(yè)生就業(yè)率高，工作能力、創(chuàng)新思維和科研素養(yǎng)得到用人單位的充分認(rèn)可。

在取得一定成績的同時(shí)，專業(yè)深知隧道與地下空間安全運(yùn)營與控制尤其是智能化、智慧化創(chuàng)新發(fā)展事關(guān)國家核心競爭力，只有持續(xù)改革，通過多學(xué)科交叉、新工科建設(shè)、“產(chǎn)-學(xué)-研-用”深度融合等措施，才能使城市地下空間專業(yè)的發(fā)展充滿活力，才能培育具有“創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)、國際視野廣、文化素質(zhì)高”的新工科交叉融合和德才兼?zhèn)淙瞬?，進(jìn)而提升中國隧道與地下空間建設(shè)科技國際競爭力，實(shí)現(xiàn)隧道與地下空間的安全、高效、智能、可持續(xù)開發(fā)與利用。