新工科視域下城市地下空間工程專業(yè)建設(shè)實(shí)踐

關(guān)鍵詞：新工科；城市地下空間工程專業(yè)；教學(xué)改革；專業(yè)建設(shè)一、引言為滿足國(guó)家和地方戰(zhàn)略、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和全球視野的復(fù)合型人才，建設(shè)交叉融合的新型工程技術(shù)學(xué)科專業(yè)尤為重要[1-2]。[1-2]2017年2月，在復(fù)旦大學(xué)召開的高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上，教育部、國(guó)內(nèi)外高校和企業(yè)代表對(duì)新工科建設(shè)的必要性和緊迫性、新工科內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)與發(fā)展路徑選擇進(jìn)行了熱烈討論，并達(dá)成了“復(fù)旦共識(shí)”，至此拉開國(guó)內(nèi)新工科建設(shè)的序幕[3]。2023年3月教育部等五部門，以教高1號(hào)文件印發(fā)了《普通高等教育學(xué)科專業(yè)設(shè)置調(diào)整優(yōu)化改革方案》，為專業(yè)建設(shè)指明了方向[4]。在此契機(jī)之下，為了使城市地下空間工程專業(yè)更能適應(yīng)新工科教育的發(fā)展趨勢(shì)，黑龍江工程學(xué)院經(jīng)過(guò)不斷摸索，通過(guò)凝練培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)課程體系，打造以賽促建的教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法和手段等方式，推進(jìn)了城市地下空間工程專業(yè)向新型工程技術(shù)專業(yè)的升級(jí)改造，促進(jìn)了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)應(yīng)用型本科院校專業(yè)建設(shè)具有一定的參考和借鑒價(jià)值。二、確定符合新工科理念的城市地下空間工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)城市地下空間工程是在城市地面以下土層或巖體中修建的各種地下工程的統(tǒng)稱，包括地下鐵道、地下交通隧道、地下停車場(chǎng)、地下商業(yè)街、地下通道、地下公共建筑、地下生產(chǎn)車間、地下發(fā)電站、地下能源存儲(chǔ)設(shè)施、地下人防建筑等，其內(nèi)涵為用各種建筑材料修建上述地下空間工程的生產(chǎn)活動(dòng)及其相關(guān)的技術(shù)，包括城市地下空間工程的規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)管理等。黑龍江工程學(xué)院城市地下空間工程專業(yè)是為了滿足城市地下空間資源開發(fā)與利用的需要，于2016年新建的全日制本科特設(shè)專業(yè)，其前身是自2005年開始招生的土木工程專業(yè)巖土與地下工程方向。為符合新工科理念，城地專業(yè)確立了培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)合格建設(shè)者和可靠接班人；掌握土木工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)，能在交通建設(shè)、建筑工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)開發(fā)、工程建造、經(jīng)營(yíng)管理等工作，具有良好人文素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感，具有一定的國(guó)際視野、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新精神和可持續(xù)發(fā)展理念的高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專門人才的目標(biāo)[5]。同時(shí)，要求學(xué)生在畢業(yè)后經(jīng)過(guò)5年左右實(shí)踐鍛煉能夠達(dá)到下列目標(biāo)[6]：1.具備職業(yè)土木工程師的知識(shí)、技能和素養(yǎng)，能夠適應(yīng)土木工程技術(shù)發(fā)展，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題提供解決方案；2.在城市地下空間工程領(lǐng)域具有職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，能夠勝任工程設(shè)計(jì)、建造和管理等工作，能夠跟蹤土木工程及相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具備一定工程創(chuàng)新能力，成為企業(yè)業(yè)務(wù)骨干和中堅(jiān)力量；3.具有較強(qiáng)的溝通、交流與合作能力，能夠在設(shè)計(jì)、施工或管理團(tuán)隊(duì)中作為成員或領(lǐng)導(dǎo)者，有效地發(fā)揮帶動(dòng)作用；4.具有良好的人文素養(yǎng)、法律意識(shí)、工程職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感，德智體美勞全面發(fā)展，能夠在城市地下空間工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、施工與管理過(guò)程中自覺(jué)重視健康、安全、環(huán)境、社會(huì)、文化、法律等因素；5.能夠不斷通過(guò)自主學(xué)習(xí)拓展知識(shí)、提升能力、開拓國(guó)際視野，適應(yīng)職業(yè)發(fā)展需要。三、建立新型城市地下空間工程專業(yè)的課程體系積極主動(dòng)適應(yīng)新工科培養(yǎng)理念對(duì)課程體系的新要求，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)全面梳理了課程體系，重新設(shè)置了科學(xué)合理的課程模塊及學(xué)分，構(gòu)建通識(shí)教育公共基礎(chǔ)型、專業(yè)教育產(chǎn)教融合型實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。同時(shí)兼顧《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》和《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》等國(guó)家、行業(yè)關(guān)于人才培養(yǎng)理念及課程體系的相關(guān)要求，建立了充分支持畢業(yè)要求達(dá)成并加以優(yōu)化的課程體系，由通識(shí)教育、專業(yè)教育和素質(zhì)拓展與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)三部分構(gòu)成，具體學(xué)分設(shè)置如圖1所示。結(jié)合學(xué)院實(shí)際，城市與地下空間工程專業(yè)實(shí)施土木大類培養(yǎng)，在校前4學(xué)期的課程相同，通識(shí)教育課程設(shè)置相同等。圖1中可以看出，通識(shí)教育中，數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)類課程占據(jù)主要地位，包含了：“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”“大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”“大學(xué)物理”“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”“工程化學(xué)”“工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)”等課程。城地專業(yè)結(jié)合自身特色和需求，凸顯專業(yè)優(yōu)勢(shì)和培養(yǎng)特色，加強(qiáng)相近學(xué)科、專業(yè)的知識(shí)共享與融合互通，合理規(guī)劃專業(yè)課程體系。在專業(yè)教育中以核心課程為主導(dǎo)，結(jié)合學(xué)校特色及定位，設(shè)置了“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”“巖體力學(xué)”“基礎(chǔ)工程”“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”“巖土工程勘察”“城市地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”“土木工程智能施工”“基坑與邊坡工程”“隧道工程”等課程?？紤]學(xué)生多元化、個(gè)性化發(fā)展，提高選修課程比例，為學(xué)生接受不同學(xué)科、專業(yè)的教育創(chuàng)造條件，在限選課程以外單獨(dú)設(shè)置了6.5學(xué)分的專業(yè)拓展課程，供學(xué)生選修。同時(shí)允許學(xué)生跨院校、跨學(xué)院選課，并認(rèn)定學(xué)分。加強(qiáng)多元化教育規(guī)劃和指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生選課、就業(yè)等提供咨詢幫助，為每一類學(xué)生提出明確的規(guī)劃與引導(dǎo)方案，促進(jìn)學(xué)生多元化、個(gè)性化發(fā)展。四、以賽促建，推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為了解學(xué)科競(jìng)賽的現(xiàn)狀，面向城市地下空間專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果認(rèn)為實(shí)習(xí)能夠提升創(chuàng)新能力占24.4%，認(rèn)為參與科研項(xiàng)目可以提升創(chuàng)新能力占24.4%，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)可以提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力占26.7%，認(rèn)為學(xué)科競(jìng)賽能提升個(gè)人創(chuàng)新能力僅占6.7%。為了提高學(xué)生對(duì)競(jìng)賽的認(rèn)知度，專業(yè)團(tuán)隊(duì)多舉措。首先，在新生入學(xué)教育環(huán)節(jié)，增加創(chuàng)新訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽認(rèn)知環(huán)節(jié)，選派專門負(fù)責(zé)學(xué)科競(jìng)賽的教師進(jìn)行該板塊的入學(xué)教育環(huán)節(jié)。其次，通過(guò)專題講座的方式增加宣傳力度，激發(fā)參加學(xué)科競(jìng)賽的興趣，在這個(gè)過(guò)程中讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)學(xué)科競(jìng)賽的內(nèi)容與特點(diǎn)，讓學(xué)科競(jìng)賽被更多的人熟知；再者，學(xué)院也可以成立學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)社團(tuán)或俱樂(lè)部，以社團(tuán)為載體分組進(jìn)行小型的學(xué)科競(jìng)賽，這樣可以讓學(xué)生在課余時(shí)間有更多的機(jī)會(huì)參加學(xué)科競(jìng)賽。為了解決學(xué)生的后顧之憂，專業(yè)團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)。指導(dǎo)教師在學(xué)科競(jìng)賽中的作用是至關(guān)重要的，指導(dǎo)教師的理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的熱情對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的效果影響很大。通過(guò)多次帶隊(duì)參加比賽，組織經(jīng)驗(yàn)豐富的老師定期講座培訓(xùn)，指導(dǎo)教師之間互相交流等方式，提升了指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)教師的創(chuàng)新素質(zhì)和實(shí)踐能力。讓老師們更加熟悉學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目，并能深入地理解賽題，更好的做好參賽學(xué)生的指導(dǎo)工作。另外，為了提高教師指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽的積極性，對(duì)帶領(lǐng)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽并獲得獎(jiǎng)勵(lì)的教師，根據(jù)獲獎(jiǎng)級(jí)別和名次給予教師一定的獎(jiǎng)勵(lì)。為了激勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽的興趣和動(dòng)力，提高競(jìng)賽的參與率，在相關(guān)的專業(yè)課的考核中，將學(xué)科競(jìng)賽的成績(jī)作為課程成績(jī)的一部分。與任課教師分析探討后，學(xué)科競(jìng)賽對(duì)應(yīng)的課程教學(xué)目標(biāo)和成績(jī)占比如表1，這些課程目標(biāo)都體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外，培養(yǎng)方案中的創(chuàng)新實(shí)踐課程，如學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽并獲得校級(jí)二等獎(jiǎng)以上的成績(jī)，即可獲得創(chuàng)新實(shí)踐課的學(xué)分。同時(shí)，組織競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)交流，由參賽獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)從競(jìng)賽項(xiàng)目介紹、項(xiàng)目技術(shù)路線、競(jìng)賽規(guī)則、競(jìng)賽難點(diǎn)、競(jìng)賽注意事項(xiàng)等方面為學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享。以創(chuàng)新實(shí)踐能力為導(dǎo)向的學(xué)科競(jìng)賽模式有效地提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽體系的構(gòu)建，在相關(guān)專業(yè)課程中引入競(jìng)賽賽題，為競(jìng)賽實(shí)踐做好準(zhǔn)備，建立指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，對(duì)學(xué)科競(jìng)賽提供強(qiáng)有力的支撐和保障。同時(shí)把競(jìng)賽成績(jī)作為課程考核的一部分，提高了學(xué)生的參賽積極性。近年黑龍江工程學(xué)院在全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽中取得二等獎(jiǎng)3次、三等獎(jiǎng)2次，在全國(guó)大學(xué)生巖土工程競(jìng)賽國(guó)賽中取得二等獎(jiǎng)1次，三等獎(jiǎng)2次的優(yōu)異成績(jī)。豐富的競(jìng)賽項(xiàng)目，提高了競(jìng)賽的參與度，通過(guò)競(jìng)賽實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析復(fù)雜工程問(wèn)題并提出最優(yōu)方案，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，并增強(qiáng)學(xué)生溝通、交流與合作的能力。實(shí)施一年來(lái)針對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果良好，學(xué)生具有了一定的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了強(qiáng)有力的支撐。五、創(chuàng)新教學(xué)方法和手段輔助專業(yè)升級(jí)改造強(qiáng)化工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。城地專業(yè)升級(jí)第一步需創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和實(shí)踐能力。（1）有效提高實(shí)踐性教學(xué)的學(xué)時(shí)比例，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和手段，落實(shí)新工科教育理念；（2）形成以實(shí)際工程環(huán)境為背景，以實(shí)際工程項(xiàng)目為依托，以實(shí)際工程技術(shù)為載體，以實(shí)際工程評(píng)價(jià)方法為參考標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐課程體系，達(dá)到創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力并舉，工程應(yīng)用與理論知識(shí)相融合的教育目標(biāo)；（3）開展討論式、沉浸式實(shí)踐課程，探究式、融合式實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量。深化產(chǎn)教融合，服務(wù)企業(yè)人才需求。（1）將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)教育融合，引導(dǎo)學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目與大賽，緊跟國(guó)家與地方需求，結(jié)合指導(dǎo)教師科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力；（2）將新一代信息技術(shù)與教育教學(xué)融合，與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，以多媒體和網(wǎng)絡(luò)為信息化媒介強(qiáng)化工程實(shí)踐最新方法和技術(shù)手段，以省線上精品課程為信息化學(xué)習(xí)資源融入學(xué)習(xí)活動(dòng)，以翻轉(zhuǎn)課堂、學(xué)生匯報(bào)等形式讓學(xué)生熟悉信息化工具的熟練應(yīng)用，達(dá)到知識(shí)重構(gòu)和輸出。（3）將企業(yè)理念與課程建設(shè)融合，將實(shí)踐性強(qiáng)的課程如：“工程法規(guī)與工程項(xiàng)目智慧管理”，“土木工程智能施工”，“隧道工程”等課程，開發(fā)為校企合作課程，引企入校，實(shí)現(xiàn)校企資源共享，人才輸出有的放矢。（4）完善校企融通機(jī)制，通過(guò)將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融入課程建設(shè)、教材建設(shè)、評(píng)價(jià)體系，打造了貫穿大學(xué)的“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)實(shí)習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等課程的校企合作實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，如圖2所示[7-8]。六、結(jié)束語(yǔ)城市地下空間工程專業(yè)是國(guó)家的特設(shè)專業(yè)，多數(shù)院校以土木類進(jìn)行招生，往往要求前四學(xué)期的課程相同，這樣就給培養(yǎng)方案的編制