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教学成果总结报告

思政引领 目标导向 多方协同

——土木类高素质新工科人才培养体系构建与实践

一、   研究背景

2010年,中共中央、国务院出台了《关于深入实施西部大开发战略的若干意见》,明确指出“基础设施是西部大开发的重要保障,继续把交通、水利等基础设施建设放在优先地位”。随着“西部大开发”的提速到2013年“一带一路”倡议的伟大实践,工程建设始终是互联互通的重要基石和优先合作领域,中国逐渐从工程建设大国向工程建设强国迈进,正成为世界土木工程的引领者。与此同时,信息科学技术和人工智能驱动的新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃兴起,土木行业正在快速更新升级。这要求土木类人才具有更强的实践创新以及跨学科交叉融合能力,更要秉承使命担当,成为适应行业转型发展需求的大国工匠。高等院校作为人才培养的前沿阵地,承担着立德树人、培养新型科技型人才的根本任务。然而,在传统土木类人才培养的过程中,重智育轻德育、重专业轻素质、重知识轻能力的问题依然存在,一二课堂的融合仍有不足,人才培养体系与行业升级尚不同步,这使得土木类人才的主动服务国家战略的意识不足,解决复杂工程问题的实践创新能力仍需提升,跟进行业转型升级的跨学科素养有待进一步加强。

针对土木类人才在培养中存在的教育教学问题,武汉大学土木建筑工程学院通过十二年的研究改革和探索实践,深入剖析问题根源、明确定位培养目标、升级人才培养体系、响应国家行业需求。2010年,首次创建了“思政引领、目标导向、多方协同”的土木类人才培养理念,明确思政教育引领的关键地位,为土木类人才培养确立了方向。推动以“课程思政”为目标的专业课程教学改革,将课程思政育人导向逐步融入教学实践,初步形成以思政引领的土木类人才培养方案。为了适应行业升级发展需求,学院逐渐升级土木类人才培养方案,从2013版培养方案修订过程中加强信息化课程元素的融入,到2018版培养方案中大幅增大数字化、智能化、信息化课程占比,形成了完备的信息化和智能化培养模块,同时加强多方协同育人平台建设,着力提升学生创新实践能力,实现人才供给与社会需求的“榫卯对接”。随着培养目标的清晰定位、课程体系的合理升级、育人过程的紧密衔接、平台构建的逐步完善的和师资水平的有效提升,武汉大学土木建筑工程学院已全面构建“校-地-企”、“产-学-研”多方协同机制,形成了课程-实践-思政-保障“四位一体”的人才培养体系,最终实现了培养“具有高尚的人文情怀,远大的理想信念,引领社会进步和人类文明发展的驾驭能力,人工智能和现代信息技术素养的土木类专业新工科领军人才”的目标。成果的关键创新是:创新了思政引领、目标导向、多方协同的土木类人才培养理念,将思政铸魂融入素质教育全过程,以“新工科”时代土木行业转型升级的需求为导向,打造 “校-地-企”协同育人平台,实现平台资源共享、育人成果共用;构建了课程-实践-思政-保障“四位一体”土木类人才培养体系,优化课程配置、强化专业实践、做实思政育人、增强团队保障,达到土木类人才培养目标的实现;打造了高校、地方政府、企事业单位高效联动的土木类专业协同育人平台,与省内外高校、地方政府、企事业单位共同汇聚育人合力,实现科教协同育人。

高等院校作为新时代创新科技强国的主战场,在建设创新型国家和科教兴国的发展进程中发挥着极其重要的作用,肩负着创新复合型人才培养的艰巨任务。创新科研平台与一流师资队伍作为高等院校教育储能的核心部分,是拔尖人才培养的重要支撑与保障。武汉大学土木建筑工程学院依托三个国家级科研平台,拥有中国工程院院士、双聘院士、国家级高层次人才、国家级青年人才、“973计划”项目首席科学家等20余位高层次人才;承担国家“973”、“863”和重点基金等国家级重大重点项目10余项,国家自然科学基金项目100余项;获国家科技进步二等奖4项,省部级特等奖和一等奖10项,省部级以上科技成果奖共40项。本教学成果将优质的科学研究资源转化为人才培养优势,让科研领军团队与土木类人才培养同频共振,为引领世界建造强国发展趋势和适应建筑业智能升级与数字化转型需求的人才培养保驾护航。

二、创新思政教育模式,提出课程-实践-思政-保障“四位一体”的土木类人才培养体系

针对土木类专业人才培养中专业教育和思政教育“相分离”的问题,学院围绕立德树人这一根本任务,创建土木类专业人才培养的“思政引领、目标导向、多方协同”土木类人才培养体系和课程-实践-思政-保障“四位一体”的人才培养体系(图1),为解决土木类专业人才培养中的三个教育问题提供机制保障和内涵基础。

图1 “四位一体”人才培养体系

贯彻“三全育人”理念,创新思政教育模式,将思政铸魂融入到素质教育全过程。学院首创“大学生党建网格工程”,于2010年开始启动,将学生党员、入党积极分子、学习困难学生,以网格为单位开展学习互助、生活互助、成长互助。截至2018年,已完成了15批次400余个党建网格的组建及工作开展,500余名需帮扶学生从中获益。通过学院党委、学生党支部、党建网格小组“三级联动”(图2),助力困难学生成长成才,实现党员干部能力提升,促进支部凝聚力和战斗力增强。依托大学生党建网格工程,学院本科生第二党支部获评全国高校首批党建工作样板党支部,本科生第一党支部获评湖北省“两优一先”先进基层党组织。

  

图2 “三级联动”党建网格互助

构建类型丰富、层次递进、相互支撑的课程思政体系,将成才教育和成人教育有机统一。依托武汉大学“4-2-660”通识课程体系,即:4大模块(中华文化与世界文明、科学精神与生命关怀、社会科学与现代社会、艺术体验与审美鉴赏)、2门基础通识课(《人文科学经典导引》和《自然科学经典导引》)、60门核心通识课和600门一般通识课,围绕“成人教育统领成才教育”和“博雅弘毅、文明以止、成人成才、四通六识”的教育目标。建立“设计-挖掘-融入-评估”课程思政建设模式,落实“门门课程有思政、个个教师讲育人”,构建类型丰富、层次递进、相互支撑的课程思政体系,推出“课程思政”示范名师、示范课程、示范案例;在专业课程讲授中注重课程思政元素挖掘,有机融入土木史、土木人、土木事,培养学生正确的价值观。依托《土力学与基础工程》、《岩石力学与工程》等课程,推动以“课程思政”为目标的专业课程教学改革,将课程思政育人导向融入教学实践,解决了土木类人才培养中思政教育和专业教育“融通不够”的问题。

三、增强一二课堂融合,构建“一条主线、四个层次、六大模块”的土木类专业实践育人范式

针对第一课堂和第二课堂教育协同联动不够紧密、良性互动不够通畅、资源配置不够均衡、保障机制不够健全等问题,采用“专业实践、学术创新、文化浸润”贯通育人方法,依托一流学科、一流专业,实施青年教师培养提升计划,增强育人本领,建立毕业生和用人单位常态化反馈机制,不断优化支撑保障体系,以达到武汉大学土木类人才培养目标的实现。

构建“1-4-6”专业实践育人范式,即:以培养学生创新实践能力为1条主线,从4个层次递进培养,通过《认识实习》、《测量实习》、《地质实习》等环节(图3),增强学生对专业的感性认识、提高学生对专业的学习兴趣;通过《房屋建筑学课程设计》、《基础工程课程设计》、《土木工程施工课程设计》等课程设计,由点到线,为进一步提高学生理论联系实际能力夯实基础;通过《钢结构设计课程设计》、《混凝土及砌体结构设计课程设计》、《路基路面结构课程设计》等土木类专业各方向课程设计,由线到面,增强学生对专业知识的综合运用能力;通过《探索性与创新性试验》、《生产实习》、《毕业论文或毕业设计》等环节,培养学生“发现问题-分析问题-解决问题”的思维模式,增强学生创新实践能力。构建工程实习、课程实验、专业课实践、课程设计、毕业设计、探索创新试验与研究相结合的6个模块。

 

图3土木工程学生实践实习

抓好大学生创新实践平台建设,鼓励学生参加各类创新创业竞赛(图4),锻炼学生创新能力,例如“深水杯”全国大学生给排水科技创新大赛、第十一届全国高等院校学生“斯维尔杯”BIM-CIM创新大赛、全国大学生结构设计竞赛、全国大学生智能建造与管理创新竞赛等;依托大学生科技协会、大学生科技创新训练中心等,举办湖北省给水排水工程与环境工程研究生学术论坛、武汉大学大学生结构设计竞赛等学术创新活动;组织大学生申报国家级科研项目,依托大学生科研项目,引导本科生走进科研工作室,提前认识科研规律,培养学生科研兴趣。

  

图4师生参与创新竞赛

打造武大土木“宿舍文化节”,设计宿舍文化长廊,使学生沉浸在文化的氛围当中;组织学雷锋学习互助小组和连续12年开展“关爱农民工子女”志愿服务活动(图5),加深理解雷锋精神的内涵;打造“学干-寝室-家庭”联动的学风建设模式和“烛导-班导-企导”协同的导心导学导航模式,充分发挥家长和导师在学生成长成才中的育人功能,实现成才教育和成人教育的有机统一。

 

图5宿舍文化节与志愿服务活动

四、推进专业升级建设,打造高校、地方政府、企业单位相联动的土木类专业协同育人平台

针对当前土木类人才培养与行业更新升级“不同步”问题,立足于“新工科”建设和土木行业发展需求,采用“方案升级、平台建设、师资提升”协同育人方法,更新升级教学培养方案,实现土木类专业知识更新和提档升级,构建契合行业更新升级和社会发展需求的土木类专业育人体系,与企业合作,实施青年教师提升计划,打造高校、地方政府、企事业单位相联动的土木类专业协同育人平台。

为了适用行业升级发展需求,逐渐升级土木类人才培养方案,在2013版培养方案修订过程中加强信息化课程元素的融入,为进一步迎合“物联网”时代发展需求,于 2018版培养方案中大幅增大数字化、智能化、信息化课程占比,形成了完备的信息化和智能化培养模块。通过开设《大数据基础及工程应用》、《智能建造技术与装备》、《物联网通讯与传感器技术》等课程,推进土木类专业与计算机、人工智能、工业自动化、传感器与机器人的交叉融合,打破专业壁垒,增强学生适应新工科背景下土木类专业更新升级的创新能力和实践能力;开设“智能建造”试点班,增设“智能建造”专业,成立“智能建造”实验室(图6),在土木类专业新版课程体系中融入信息科学技术和人工智能课程模块,在智能建造、智慧水务、城市地下空间的开发利用等方面加速与人工智能、物联网、大数据等现代信息技术的融合。

   

图6智能建造实验室

依托一流学科(土木工程)、一流专业(土木工程、给排水科学与工程、工程力学)、一流平台(三个国家级科研平台)和一流师资(国家级高层次人才20余人),将丰厚的科研与教学资源整合为土木类人才培养的创新合力,为淬炼土木类人才提供强有力的人才支撑与教学资源保障。此外,实施了青年教师提升计划:组织青年教师系统学习信息科学技术和人工智能知识,更新知识体系,投身相关课程建设,提升教师融合交叉学科的教学能力,为培养学生跟进行业转型升级的跨学科素养全面赋能。

土木类专业协同育人以资源整合为核心,通过高等学校、地方政府和行业协会、企业之间的多方联动,构建“校-地-企”协同育人平台,实现平台资源共享和育人成果的共用。在各级政府的支持下,学院与一批国有重点骨干企业签订校企合作协议(校-企协同),围绕行业需求建立长效育人机制,共同制定本科生培养方案、指导专业实践、互馈评估培养效果,着力增强学生创新能力与实践技能;随着校企合作进程的推进,与中铁十一局集团有限公司、中国建筑第三工程局有限公司共建国家级工程实践教育中心(图7),与中国中铁大桥局集团有限公司共建省级实习实训基地,与中国一冶集团有限公司等共建校企协同创新中心,实现高校平台与企业资源的无缝对接,大力提升学生跟进行业升级需求的综合素养。同时,与东南大学、浙江大学、新加坡国立大学、英国邓迪大学等国内外著名高校协同合作(校-校协同),积极探索新时代土木工程本科专业发展方向和培养模式(图8);此外,与咸宁市人民政府、南充市人民政府、武汉经济技术开发区、常州武进绿色建筑产业集聚示范区等多个地方政府部门签订育人合作协议(校-地协同)(图9),积极组织学生开展实地调研,推动学生走进基层,增强学生服务国家战略需求的意识,为保障地方建设发展和国家战略发展需求的人才培养持续提供动力。

图7 “校-企”共建国家级工程实践教育中心

图8 “校-校”合作探讨学生培养模式

图9 “校-地”签订育人合作协议

五、推广应用效果

课程-实践-思政-保障“四位一体”人才培养体系的推广实践取得了显著成效:

(一)思政教育成果丰硕。本科生二支部获评全国 “党建样板支部”,本科生一支部荣获湖北省“两优一先”先进基层党支部,教育部副部长钟登华、团中央书记处书记徐晓、湖北省副省长肖菊华、中央文明办三局巡视员、副局长杨武军等领导现场指导并高度肯定学院育人实效;“珞珈筑梦·江城珞珈”项目获中国青年志愿服务项目大赛银奖,杨潇获“洪山好人”称号;土木卓越班连续五年获“武汉大学先进班集体标兵”;辅导员刘光明获“全国教育系统先进工作者”,杨荷获“全国高校辅导员训练营十佳标兵”,岩土道桥系党支部获全国高校教师党支部书记工作室,徐礼华获首届湖北省高校教师教学创新大赛一等奖、武汉大学“教学名师”和“杰出教学贡献校长奖”,姜清辉获首届湖北省“最美科技工作者”,刘泉声获武汉大学“师德标兵”和“我心目中的好导师”等称号,傅旭东、杜新喜、卢亦焱获武汉大学“杰出教学贡献校长奖”。

(二)人才培养成效显著。本科生获国家级学科竞赛奖项541人次,其中特等奖7项、一等奖90项,湖北省挑战杯特等奖1项;近三年获批国家级科创项目30余项。毕业生读研深造比例超过55%,其中推免比例最高达28%,项目实施以来累计有785位优秀学子保送至清华大学、北京大学、同济大学等国内一流高校和剑桥大学、哈佛大学、斯坦福大学、帝国理工学院等世界知名高校交流和深造;学院连续五年获武汉大学本科就业先进单位,选择就业学生100%落实就业单位,他们在大型国企央企、投融资、政府职能部门等多个行业建功立业,涌现出深耕行业的技术骨干全国“向上向善”好青年徐浩然、全国青年岗位能手夏明锬、扎根基层建功立业的万兵、服务祖国西部建设的艾力西尔等大批优秀毕业生;毕业生社会赞誉度高,2020年QS武汉大学土木工程毕业生声誉排名国内第5,用人单位调查满意度高达98.6%。光明日报、人民网、教育部官网等主流媒体专题报道学院教育教学协同育人成果。

(三)专业建设成绩突出。土木工程、给排水科学与工程、工程力学获批国家级一流本科专业建设点。《土力学》、《水利水电工程施工》获批国家级一流本科课程,《混凝土结构与砌体结构》获批国家级精品课程和精品资源共享课程,《水利水电工程施工》(第6版)获首届全国教材建设奖国家级二等奖,《土力学与基础工程》、《水工钢结构》等国家级规划教材被众多高校采用。“复杂岩体多场耦合理论及岩体工程风险控制团队”获教育部创新团队、“土木工程专业核心课程教学团队”获湖北高校省级教学团队。

(四)引领示范作用彰显。成果鉴定委员会认为:“该成果达到国内领先水平,对进一步推进我国土木类专业教育改革和发展具有重要理论指导意义和推广价值。”成果在第十五届全国高校土木工程学院院长工作研讨会、第六届全国高校土木工程专业实践教学研讨会、第十六届全国混凝土结构教学研讨会、全国高校土建类专业课程教学研修班、全国给排水一流专业建设经验交流会和全国土木工程学科群实践育人平台建设研讨会上推广,被湖北省建设教育协会向省内24所高校推广,被浙江大学、东南大学等50多所高校借鉴采用,发挥了引领示范作用。

六、展望

土木类专业教育改革和创新仍然是高等教育领域的重要命题,仍然需要土木类专业教育工作者传承发展、破题前行;新工科建设任重道远,仍然需要土木类专业教育工作者探索德智融合、准确定位培养目标、持续优化培养方案和课程设置、创新开展实践教学。面向未来,土木类人才培养更需要进一步立足“双一流”和“新工科”建设背景,围绕国家重大战略需求和行业发展业态,坚持育人为本和德育为先,坚持内涵建设和融合发展,坚持协同联动和动态评估,坚持与时俱进和守正创新,提档升级新内涵、新目标、新理念、新思路、新举措、新形式,进一步改革和创新人才培养的模式、体系和长效机制。

 

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