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      新工科背景下土木工程專業(yè)研究生創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺構(gòu)建

      2023-05-30 08:42:32姚未來劉元雪孫濤穆銳田鎮(zhèn)華成鑫磊
      高等建筑教育 2023年1期
      關(guān)鍵詞:工程教育新工科土木工程

      姚未來 劉元雪 孫濤 穆銳 田鎮(zhèn)華 成鑫磊

      摘要:從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求、從專業(yè)分割走向跨界融合,著力培養(yǎng)復(fù)合型工程人才是新工科建設(shè)的基本內(nèi)涵。研究生實踐教學(xué)作為培養(yǎng)工科專業(yè)創(chuàng)造型、創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型卓越工程人才的重要環(huán)節(jié),需立足高校新工科建設(shè)背景,緊扣研究生教育的基本理論與基本規(guī)律,對創(chuàng)新實踐教學(xué)模式進行探索和研究。針對當(dāng)前高校實踐教學(xué)的工程性、實踐性、探究性、啟發(fā)性等缺位問題,以新工科建設(shè)為核心導(dǎo)向,以重大疑難工程浸入式體驗為牽引,突出學(xué)科交叉,可實現(xiàn)打造土木工程研究生創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺。通過闡釋創(chuàng)新實踐教學(xué)的基本理念和討論實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在土木工程專業(yè)研究生人才培養(yǎng)中的作用機制,明晰了建構(gòu)創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺的三大基本思想內(nèi)核:突出創(chuàng)新,激發(fā)思維突躍;重大工程浸入式體驗,培塑工程師素養(yǎng);強調(diào)前沿交叉,培育科學(xué)家嗅覺。突出學(xué)生的中心主體地位,尊重學(xué)生的個人志趣與自我職業(yè)發(fā)展定位,開展多接口模塊化實踐教學(xué),實現(xiàn)了四大重構(gòu):課程體系重構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、教學(xué)方法重構(gòu)與評價體系重構(gòu)。創(chuàng)新實踐教學(xué)改革實施以來,前沿交叉研究順利起步,人才培養(yǎng)質(zhì)量明顯提升,培養(yǎng)的畢業(yè)生深入各大軍方工程研究單位一線,正迅速成長為牽頭各項重大國防工程、履行重大作戰(zhàn)工程保障任務(wù)的骨干型力量,有效助推了學(xué)院土木工程專業(yè)學(xué)科的轉(zhuǎn)型升級,逐步形成工程教育新范式。

      關(guān)鍵詞:新工科;土木工程;研究生;工程教育;實踐教學(xué)

      中圖分類號:G643.2;TU-4 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1005-2909(2023)01-0031-08

      為主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,支持創(chuàng)新服務(wù)發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略[1],教育部提出加快深化高校專業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,以“四新”(新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科)建設(shè)為引領(lǐng),帶動高校專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化。新工科建設(shè)是“四新”建設(shè)的“領(lǐng)頭雁”,是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”2.0的核心內(nèi)容和主要抓手。將傳統(tǒng)工程教育從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、從專業(yè)分割轉(zhuǎn)向跨界交叉融合,著力培養(yǎng)能力復(fù)合的卓越工程創(chuàng)新人才,是新工科建設(shè)的重要思想內(nèi)涵[2]。

      實踐是工程的靈魂與根本,開展實踐教學(xué)是培養(yǎng)具有深刻理論聯(lián)系實際能力的卓越工程人才的重要舉措[3-5],研究生作為培養(yǎng)優(yōu)秀工程人才的輸出端,實踐教學(xué)的重要性不言而喻。盡管如此,土木工程專業(yè)研究生培養(yǎng)中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)卻長期存在以下兩個問題:一是缺乏重大工程項目的常態(tài)化實踐。當(dāng)前,實踐環(huán)節(jié)主要由一至兩門實驗課程代替[6],工程項目現(xiàn)場實習(xí)量不足,尤其缺少重大疑難項目的見習(xí)經(jīng)歷。二是實踐教學(xué)對基礎(chǔ)科研能力的培養(yǎng)作用不明顯。實驗課程主要開展驗證性實驗,試驗規(guī)律、現(xiàn)象、結(jié)論基本已提前知曉,缺乏探究性與啟發(fā)性,與研究生培養(yǎng)強調(diào)自主創(chuàng)新、深入探索的科研精神相悖。妥善解決上述問題,并在其過程中同時完成實踐教學(xué)的新工科改造是土木工程學(xué)科新工科建設(shè)的迫切要求。

      目前,已有不少學(xué)者對創(chuàng)新實踐教學(xué)做了探索和研究,為解決上述問題提供了一些思路。陳杰等[7]提出構(gòu)建校內(nèi)基礎(chǔ)課程專業(yè)實驗、校內(nèi)仿真模擬實驗、校內(nèi)中試實驗、校外產(chǎn)學(xué)研實習(xí)基地的一體化實踐教學(xué)平臺;李濤等[8]在教學(xué)團隊建設(shè)、教學(xué)機制創(chuàng)新、科研交流體系、校企合作機制和導(dǎo)師科研項目等政策制度層面上對實踐教學(xué)進行了探索;張鈺等[9]提出采用“校內(nèi)實踐教學(xué)中心+校外實踐教育基地”模式,形成“橫向互動循環(huán),縱向遞進深入”的創(chuàng)新實踐教育體系;陸怡等[10]闡述了現(xiàn)代工程中心實踐教學(xué)平臺建設(shè)的原則,提出在構(gòu)建新型工程實踐教學(xué)體系基礎(chǔ)上,建設(shè)現(xiàn)代工程中心實踐教學(xué)平臺。上述研究立足人才培養(yǎng)整體視角,對創(chuàng)新實踐教學(xué)的總體方案與行動路徑進行探索[10],實現(xiàn)了工程實踐的制度化保證,有助于解決現(xiàn)場實習(xí)工作量不充分的問題。然而,對新工科核心思想的體現(xiàn)仍顯不足,學(xué)科交叉融合、立足新經(jīng)濟與新產(chǎn)業(yè)[11]等方面未得到充分彰顯。

      呂慶功等[12]基于國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)與應(yīng)用背景,構(gòu)建鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真實踐教學(xué)平臺,對軟、硬件系統(tǒng)與運行場景行了展示;黃文濤等[13]建設(shè)了機械工程學(xué)科實踐教學(xué)平臺,對傳感及測試技術(shù)實驗子平臺、數(shù)字化制造技術(shù)實驗子平臺、機器人技術(shù)實驗子平臺、微納米測量技術(shù)實驗子平臺和汽車零件與大型曲面精密成型實驗子平臺的硬件設(shè)施條件做了詳細(xì)分析;朱興動等[3]構(gòu)建了艦船光電裝備工程實踐教學(xué)平臺的體系結(jié)構(gòu),對其所包含的艦船光電裝備模擬器、維修管理信息系統(tǒng)、虛擬控制臺等硬件平臺做了詳細(xì)闡述。上述研究對實踐教學(xué)實施條件的建設(shè)升級做了探索,為教學(xué)平臺深入開展科研試驗,培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)提供了支撐和保障。然而,也應(yīng)注意到,上述研究體中的教學(xué)內(nèi)容、能力目標(biāo)、價值引領(lǐng)、培養(yǎng)導(dǎo)向等方面并未明顯突破傳統(tǒng)工科界限,設(shè)施系統(tǒng)的先進精良化并未服務(wù)于新工科建設(shè)。

      以上分析表明,現(xiàn)有研究成果雖對解決當(dāng)前土木工程專業(yè)研究生實踐教學(xué)中存在的問題有一定幫助,但并未形成強大合力實現(xiàn)推動實踐教學(xué)向新工科發(fā)展方向建設(shè)發(fā)展?;谠摤F(xiàn)狀,本文以新工科建設(shè)為總體導(dǎo)向,以解決目前實踐教學(xué)存在的問題為目標(biāo),注重課程教學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和質(zhì)量保障,專注對研究生培養(yǎng)規(guī)律的探索,以構(gòu)建土木工程專業(yè)研究生創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺。

      一、創(chuàng)新實踐教學(xué)的理論基礎(chǔ)

      (一)創(chuàng)新實踐教學(xué)的基本理念

      實踐是馬克思主義哲學(xué)的基本觀點[14]??茖W(xué)研究是對客觀世界認(rèn)知、探索、改造的過程,遵循“認(rèn)識—實踐—再認(rèn)識—再實踐”的往復(fù)循環(huán)模式。研究生創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)的形成,理論學(xué)習(xí)是基礎(chǔ),深度思考是關(guān)鍵,實踐感知是根本,三者相互滲透,不可分割。工科專業(yè)研究生培養(yǎng)應(yīng)突出產(chǎn)學(xué)合作,基于實際項目和任務(wù)教學(xué),強調(diào)“做中學(xué)、做中探究”的理念[15-17]。美國教育學(xué)家杜威認(rèn)為:“當(dāng)一個人將觀點告訴另一個人時,對聽者而言,已不再是觀念,而是降格為一種事實。僅有當(dāng)他親身考慮問題的種種條件,并尋求解決方式時,才算真正的思維。”[18]對于研究生培養(yǎng)而言,教學(xué)不應(yīng)是知識的直接灌輸,需要學(xué)生在實踐活動中完成經(jīng)驗和知識的自主建構(gòu)。

      同時,教育教學(xué)不僅應(yīng)從教育者的視角出發(fā),還需立足學(xué)習(xí)者的視角,強調(diào)學(xué)生的主體中心地位。哈佛大學(xué)心理學(xué)家加德納提出的“多元智能理論”認(rèn)為:不同學(xué)生的智能輪廓、智能傾向不同,應(yīng)倡導(dǎo)以學(xué)生為中心的因材施教,就學(xué)生的差異性做出恰當(dāng)反應(yīng)[19]。實踐教學(xué)看似是某個教學(xué)班級的集體行為,實質(zhì)上卻是每個人的實踐。相比而言,研究生的心智相對成熟,已經(jīng)初步制定了職業(yè)規(guī)劃,以包容態(tài)度接受個性化、多樣化的智能維度,尊重學(xué)生的個人思維特征和興趣志向,突出學(xué)生的中心地位,是創(chuàng)新實踐教學(xué)教育理念的體現(xiàn)。

      (二)實踐教學(xué)在研究生人才培養(yǎng)中的作用機制

      土木工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)主要包括前期學(xué)習(xí)、論文開題和論文研究三個階段(圖1)。前期學(xué)習(xí)階段包括一定總學(xué)分要求的課程學(xué)習(xí)和課余時間零星參與的非系統(tǒng)性科研活動(如協(xié)助高年級學(xué)生開展試驗等)。其中,課程學(xué)習(xí)包括理論課程(公共專業(yè)課、專業(yè)學(xué)位課等)和實踐課程(實驗、實操等)的修習(xí)。論文研究包括試驗開展、理論分析、結(jié)果討論、結(jié)論凝練、撰寫論文、參加答辯等,該階段是具有明確目的和能動性的科研實踐過程。

      從攻讀學(xué)位視角來看,前期學(xué)習(xí)階段應(yīng)服務(wù)于后期科研實踐階段。通過前期學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)明確如何開展科研活動,形成達到最低閾值的基礎(chǔ)科研能力,使“科研發(fā)動機”被順利啟動。隨著科研實踐向縱深推進,科研能力穩(wěn)步提升,成果逐步出現(xiàn),直至完成學(xué)業(yè)。前期學(xué)習(xí)階段的理論課程知識擴充,可為科研實踐階段提供理論指導(dǎo)。實踐課程,一方面通過感官、行為刺激加深對專業(yè)理論知識的理解;另一方面可實現(xiàn)提高操作性技能(儀器操作、數(shù)據(jù)提取、誤差分析等)水平,對后期科研實踐具有直接促進作用。從研究生職業(yè)規(guī)劃視角來看,土木工程專業(yè)與工程實踐緊密關(guān)聯(lián),教學(xué)科研、工程設(shè)計、施工組織等目標(biāo)均是服務(wù)于實際工程建設(shè)。

      二、創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺的思想內(nèi)核

      為彰顯創(chuàng)新實踐教學(xué)基本理念,著力解決教學(xué)中現(xiàn)存問題,實現(xiàn)實踐教學(xué)向新工科方向發(fā)展轉(zhuǎn)型升級,本文遵循實踐教學(xué)在研究生人才培養(yǎng)中的作用機制,提出建構(gòu)創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺,以更新現(xiàn)有實踐教學(xué)模式。創(chuàng)新實踐教學(xué)思想內(nèi)涵,即增強實驗課程探究屬性,著力培養(yǎng)基礎(chǔ)科研技能;制度化、常態(tài)化落實重大工程見習(xí)活動,聚力培養(yǎng)具有理論聯(lián)系實際素養(yǎng)的工程師;瞄準(zhǔn)新工科前沿方向,強化交叉領(lǐng)域科研,大力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)家“嗅覺”。

      (一)增強實驗課程探究屬性,著力培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)科研技能

      理工科專業(yè)實踐訓(xùn)練以理性著稱,在形式上雖體現(xiàn)邏輯性和嚴(yán)密性。重大成果的背后往往強調(diào)創(chuàng)造、直覺、頓悟等非理性的思維突躍,非理性心理活動如同智慧火種,盡管早期微弱,但卻經(jīng)常預(yù)示著重大突破的出現(xiàn)。當(dāng)前,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展,許多基礎(chǔ)性、重復(fù)性工作已由電腦代替,科研工作的核心越來越聚焦于研究人員的創(chuàng)新性思維培養(yǎng)。學(xué)院創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺摒棄傳統(tǒng)實驗課驗證性實驗?zāi)J?,轉(zhuǎn)向以教師主導(dǎo)、學(xué)生為中心的探究性實踐實驗教學(xué),重視精準(zhǔn)捕捉關(guān)鍵科學(xué)問題、設(shè)計創(chuàng)造性研究方案等活動的思維過程,鼓勵學(xué)生大膽假定和群體頭腦風(fēng)暴,激發(fā)學(xué)生探索熱情,以著力培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

      (二)重大疑難工程浸入式體驗,培育學(xué)生工程師素養(yǎng)

      隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略持續(xù)推進、城市化進程進一步深化和國家級重大地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速展開,當(dāng)前正面臨深部高應(yīng)力地下工程安全性評估與設(shè)計優(yōu)化、高陡邊坡穩(wěn)定性問題、高放核廢物深地質(zhì)處置安全性問題、深部巖體分區(qū)碎裂化的演化機制等工程技術(shù)難題[20]。妥善處置各種疑難工程問題是國家戰(zhàn)略對建筑產(chǎn)業(yè)界提出的要求,也是對培養(yǎng)具備深刻理論聯(lián)系實際能力和具有豐富工程、科研經(jīng)驗的新工科卓越人才的迫切需求[21]。學(xué)院創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺以此為契機,以重慶市多個重大地下工程項目為教學(xué)實踐依據(jù),安排研究生參與部分項目,開展浸入式實踐教學(xué),以實現(xiàn)聚力培養(yǎng)學(xué)生工程師素養(yǎng)的目標(biāo)。

      (三)強化交叉領(lǐng)域科研,培育學(xué)生的科學(xué)家“嗅覺”

      立足新經(jīng)濟與新產(chǎn)業(yè),緊跟前沿技術(shù)發(fā)展方向,更新工程人才知識體系是新工科建設(shè)的核心思想之一。當(dāng)前,以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心,傳統(tǒng)工科與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、機器人等新領(lǐng)域相互融合,出現(xiàn)了交叉研究領(lǐng)域,如圖像科學(xué)與工程、生物機械電子工程、智能交通工程等。土木工程領(lǐng)域也出現(xiàn)了利用大數(shù)據(jù)、云計算手段開展巖土材料本構(gòu)建模、地下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等新興研究課題和現(xiàn)實工程項目。

      創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺依托學(xué)院承擔(dān)的交叉研究課題,使研究生在前期課程教學(xué)階段直接參與前沿科研活動。一方面,有助于學(xué)生基礎(chǔ)科研素養(yǎng)的積淀;另一方面,使學(xué)生能夠親歷科研創(chuàng)新路徑,練就前瞻性視角,培育創(chuàng)新嗅覺,對后期科研學(xué)習(xí)具有啟發(fā)性意義。

      三、創(chuàng)新實踐教學(xué)的實施方案

      (一)構(gòu)建多接口模塊化教學(xué)平臺

      構(gòu)建模塊化實踐教學(xué)平臺,預(yù)留多樣化人才培養(yǎng)接口。尊重學(xué)生興趣,以學(xué)生為中心,實行個性化模塊組合,創(chuàng)新實踐教育方式與手段。創(chuàng)新教學(xué)平臺分為三大模塊,即經(jīng)典實踐模塊、工程實踐模塊、前沿實踐模塊(圖2)。

      經(jīng)典實踐模塊以現(xiàn)有實驗課程內(nèi)容為藍本,在高等巖土塑性力學(xué)經(jīng)典試驗項目基礎(chǔ)上,進一步開展探究性實驗教學(xué)。涉及內(nèi)容主要包括多應(yīng)力路徑三軸壓縮試驗、土體循環(huán)荷載動力試驗、非飽和土干濕循環(huán)試驗、復(fù)雜工況的空心扭剪試驗等,要求在熟悉試驗操作方法的基礎(chǔ)上,突破驗證性試驗范疇,開展1~2個原創(chuàng)性探究試驗。如在深入理解巖土材料基本特性后,設(shè)計研究多種力學(xué)特性的復(fù)雜性試驗:開展改進的三軸試驗,設(shè)置變化的荷載邊界條件(圍壓變化、軸向加載方式變化等),探究真實受力條件下的土體力學(xué)特性;參考國際先進的工程教育CDIO模式[22],歷經(jīng)構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(design)、實現(xiàn)(implement)、運作(operate)全過程,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新現(xiàn)象和新結(jié)果,觸發(fā)新討論和新分析,注重積累基礎(chǔ)科研能力,培養(yǎng)科研直覺和激發(fā)思維頓悟。

      工程實踐模塊以重大工程項目為教學(xué)背景,帶領(lǐng)學(xué)生親赴工地現(xiàn)場,浸入式參與實地勘測、實地調(diào)查、實地討論、實地協(xié)商等工程活動??茖W(xué)研究講求客觀,力求排除主觀人為因素,探尋自然界本真規(guī)律。工程項目作為人工物,要求從理想簡化回歸現(xiàn)實完整,需要對現(xiàn)場環(huán)境因素、人為因素、社會因素等方面進行考慮。實踐模塊強調(diào)感知現(xiàn)實條件的完備性、復(fù)雜性和不確定性,要求學(xué)生深刻理解科研課題與工程項目、理想簡化與現(xiàn)實完整之間的差異。如課題組帶領(lǐng)學(xué)生參與了重慶市兩江大橋渝中連接隧道與解放東路接口工程的建模分析工作,評估了該工程對附近銀行、醫(yī)院、住宅等既有建筑物的影響,并對不同隧道施工方案下附近建筑物的響應(yīng)開展了對比分析。學(xué)生親身參與現(xiàn)場巡查、模型計算與評估、項目協(xié)調(diào)與討論等實際工程活動,學(xué)習(xí)專業(yè)工程人員對實際工程問題的處置思維,進而實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)的目的。

      前沿實踐模塊主要是帶領(lǐng)學(xué)生參與已獲立項的交叉領(lǐng)域課題。上述經(jīng)典實踐模塊雖已要求學(xué)生開展探究性試驗,但研究內(nèi)容規(guī)模有限,屬于專題性、局部性研究。相比之下,前沿實踐模塊中的正式科研項目具備更加齊全的研究要素。教學(xué)團隊依托重慶市自然科學(xué)基金項目,帶領(lǐng)研究生參與了對重慶市涪陵區(qū)王爺廟等大量滑坡問題的數(shù)據(jù)分析研究,以及利用人工智能、機器學(xué)習(xí)等手段實現(xiàn)了災(zāi)害大數(shù)據(jù)特征提取和滑坡預(yù)測模型建立。該實踐模塊內(nèi)容涉及巖土力學(xué)與大數(shù)據(jù)信息化監(jiān)測、巖土工程與石油工程物理機制耦合等交叉學(xué)科前沿,對指導(dǎo)學(xué)生后期學(xué)位論文選題和確定科研職業(yè)生涯研究方向都具有重大參考價值。

      研究生教育屬于高層次人才培養(yǎng),應(yīng)兼顧學(xué)生能力培塑、個人志趣和職業(yè)規(guī)劃。三大實踐教學(xué)模塊允許按照一定規(guī)則實現(xiàn)彈性組合。經(jīng)典實踐模塊主要涉及專業(yè)經(jīng)典內(nèi)容,為培養(yǎng)基礎(chǔ)性專業(yè)素養(yǎng)而設(shè)計,是必選模塊;工程實踐模塊偏向于工程師素養(yǎng)的培塑,為志向成為工程專業(yè)人才的學(xué)生預(yù)留工程師接口;前沿實踐模塊偏重于正規(guī)化科研素養(yǎng)的培塑,著力培養(yǎng)前瞻性眼光和科研嗅覺,為志向成為科研專門人才的學(xué)生預(yù)留科學(xué)家接口。工程實踐模塊、前沿實踐模塊以課程多樣化彈性搭配的方式順應(yīng)學(xué)生志向,體現(xiàn)以學(xué)生為中心的創(chuàng)新教學(xué)理念。

      (二)課程實施與考核

      在保證對原有人才培養(yǎng)方案整體性不構(gòu)成影響的前提下,對原有實踐環(huán)節(jié)的2門實驗課程進行整合重構(gòu),變?yōu)?門必修的創(chuàng)新實踐課程,總學(xué)時仍控制在60~70學(xué)時。制定“基礎(chǔ)—綜合”的兩階段實踐教學(xué)方案(表1),“基礎(chǔ)”環(huán)節(jié)(創(chuàng)新實踐I)開展經(jīng)典實踐模塊教學(xué),分配25~30學(xué)時;“綜合”環(huán)節(jié)(創(chuàng)新實踐II)開展工程實踐模塊或前沿實踐模塊教學(xué),分配40~45學(xué)時。巖土專業(yè)研究生前期課程教學(xué)通常安排2~3個學(xué)期,創(chuàng)新實踐基礎(chǔ)環(huán)節(jié)安排在第1學(xué)期(第一學(xué)年上半期),綜合環(huán)節(jié)安排在第2或第3學(xué)期(第一學(xué)年下半期或第二學(xué)年上半期)。其中,綜合環(huán)節(jié)中的工程實踐模塊與前沿實踐模塊會錯開教學(xué)時間,以為自我要求嚴(yán)格、志向遠(yuǎn)大、學(xué)有余力的學(xué)生預(yù)留全選全修的機會。

      為強調(diào)對研究生書面撰寫、成果展示與交流能力的培養(yǎng),考核方式主要采用提交書面報告和匯報答辯的方式。其中,基礎(chǔ)環(huán)節(jié)主要考核開展探究實驗的情況,要求提交實驗報告(成績占比40%),并匯報展示創(chuàng)新探究過程,回答教師質(zhì)詢(成績占比60%)。綜合環(huán)節(jié)中工程實踐模塊,主要考核學(xué)生對重大工程項目現(xiàn)實條件、問題解決、推進過程等方面的理解,提交項目報告(成績占比40%),展示工程實況,回答教師質(zhì)詢(成績占比60%);綜合環(huán)節(jié)中前沿實踐模塊,主要考核學(xué)生對交叉領(lǐng)域新技術(shù)、新進展、新應(yīng)用、新問題等方面的理解,提交研究報告(成績占比40%),展示研究成果,回答教師質(zhì)詢(成績占比60%)。綜合環(huán)節(jié)全修全選的學(xué)生需同時參加工程實踐考核、前沿實踐考核,即提交項目報告、研究報告,參加兩次答辯。

      四、創(chuàng)新實踐教學(xué)的成效

      土木工程是中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院歷史最悠久、綜合實力最強的專業(yè)之一。研究生培養(yǎng)創(chuàng)新實踐教學(xué)改革以來,推進了學(xué)院土木工程學(xué)科群的進一步轉(zhuǎn)型升級,專業(yè)學(xué)科的新工科屬性日益突出,在人才培養(yǎng)、教學(xué)科研等方面均取得了突出成果。前沿學(xué)科交叉領(lǐng)域,教學(xué)團隊獲國家自然科學(xué)基金資助項目1項、重慶市自然科學(xué)基金資助項目1項、重慶市教育委員會資助項目2項。培養(yǎng)開展巖土力學(xué)與大數(shù)據(jù)交叉領(lǐng)域研究的博士研究生4名、碩士研究生6名,在《巖土力學(xué)》《巖土工程學(xué)報》等專業(yè)領(lǐng)域頂級期刊發(fā)表論文10余篇。培養(yǎng)的畢業(yè)生深入各大軍方工程研究單位一線,正迅速成長為牽頭各項重大國防工程、履行重大作戰(zhàn)工程保障任務(wù)的骨干型力量。

      五、結(jié)語

      本文以新工科建設(shè)為背景,突出新工科目標(biāo)導(dǎo)向和價值引領(lǐng),深入剖析實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用和地位,以重大工程案例、前沿交叉研究課題為牽引,強調(diào)實踐教學(xué)的探究性與啟發(fā)性,建構(gòu)創(chuàng)新實踐模塊化教學(xué)平臺,對土木工程專業(yè)研究生實踐教學(xué)模式進行重構(gòu)和升級,在解決實踐教學(xué)當(dāng)前存在的問題同時,完成了新工科改造。實踐教學(xué)改革以來,學(xué)院前沿交叉科研順利起步,研究進程逐漸向縱深推進,對研究生人才培養(yǎng)、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)體系更新做出積極貢獻,助推學(xué)院土木工程專業(yè)向科研前端方向轉(zhuǎn)型重塑。

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      Construction of innovative practice teaching platform for postgraduates majoring

      in civil engineering under the background of emerging engineering education

      YAO Weilai, LIU Yuanxue, SUN Tao, MU Rui, TIAN Zhenhua, CHENG Xinlei

      (Department of Military Facilities, Army Service Academy of Chinese Peoples Liberation Army, Chongqing 401311, P. R. China)

      Abstract: From subject orientation to industry demand, from professional division to cross-border integration, and focusing on cultivating compound engineering talents is the basic connotation of emerging engineering education. As an important part of cultivating creative, innovative and entrepreneurial outstanding engineering talents in engineering majors, postgraduate practical teaching needs to be based on the background of emerging engineering education in colleges and universities, closely follow the basic theories and basic laws of postgraduate education, and explore and research innovative practical teaching models. In view of the lack of engineering, practicality, inquiry, and inspiration in practical teaching in colleges and universities, taking the construction of emerging engineering disciplines as the core orientation, the immersion experience of major and difficult engineering as the traction, highlighting interdisciplinary subjects, an innovative practical teaching platform for the training of civil engineering graduate students can be established. By explaining the basic concept of innovative practical teaching and discussing the mechanism of practical teaching in the cultivation of civil engineering postgraduate talents, the three basic cores of constructing innovative practical teaching platforms are clarified: highlighting innovation, and stimulating thinking leaps; immersing in major projects experience, and cultivating the literacy of engineers; emphasizing cutting-edge intersection, and cultivating the sense of smell of scientists. Highlighting the central subject position of students, respecting students personal interests and self-professional development orientation, and carrying out multi-interface modular practice teaching, four major reconstructions are realized: curriculum system reconstruction, teaching content reconstruction, teaching method reconstruction and evaluation system reconstruction. Since the implementation of innovative practice teaching reform, cutting-edge interdisciplinary research has started smoothly, and the quality of personnel training has improved significantly. The graduates trained have gone deep into the front lines of major military engineering research units, and are rapidly growing into leading various major national defense projects and performing major combat engineering support tasks. The backbone force has effectively promoted the transformation and upgrading of the civil engineering discipline of the college, and gradually formed a new paradigm of engineering education.

      Key words: emerging engineering education; civil engineering; postgraduate; engineering education; practical teaching

      (責(zé)任編輯 崔守奎)

      修回日期:2022-02-21

      基金項目:重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目(213503;193352;202133;203550)

      作者簡介:姚未來(1990—),男,中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院軍事設(shè)施系講師,博士,主要從事結(jié)構(gòu)防護工程研究,(E-mail)1131015227@qq.com;(通信作者)劉元雪(1969—),男,中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院軍事設(shè)施系教授,博士生導(dǎo)師,主要從事巖土塑性力學(xué)和結(jié)構(gòu)防護工程研究,(E-mail)lyuanxue@vip.sina.com。

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