土木工程专业人才培养新模式探讨

张 军 尹平保 张永杰

（长沙理工大学土木工程学院 湖南·长沙 410114）

0 引言

我国土木工程专业历史悠久，1896年西南交通大学的前身山海关北洋铁路官学堂[1]率先开设了土木工程系，于1897年春招收了20 名学生，1903年湖南大学的前身湖南省垣实业学堂开设矿、路两科，1926年更名为湖南大学后设土木系。经历一百多年的探索与奋斗，土木工程专业不断发展壮大，目前全国有近200 所高校开设了土木工程专业，其中清华大学、上海交通大学、同济大学等高校的土木工程专业在全球名列前茅，充分体现了我国土木工程人才培养的优势。

进入二十一世纪第四次工业革命正在全球范围内蓬勃兴起，这场新工业革命对土木工程专业人才培养将产生深远影响，积极参与新一轮工业革命，建立人才培养新模式对于传统产业改造、实现“弯道超车”和创新发展具有重要意义。

1 新工业革命对土木工程的影响

土木工程的发展与四次工业革命关系密切，第一次工业革命以蒸汽机的使用为标志，催生了蒸汽机车和铁路；第二次工业革命使人类进入“电气时代”，伴随内燃机的发明，汽车和内燃机车相继出现带动了公路和铁路的发展；第三次工业革命带来了计算机信息技术，使土木工程的勘测、设计和施工都产生了质的飞跃；第四次工业革命也称工业4.0，[2]这个概念最早于2013年出现在德国的工业博览会上，是在互联网、物联网的基础上，以机器人技术、量子信息技术、虚拟现实、人工智能等为特征的“智能化”变革。

第四次工业革命将对土木工程行业产生重大和深远的影响。首先，促使建筑产业由劳动密集型产业向知识密集型产业转变，随着装备现代化、智能化，土木工程施工将由“技术+经验”向“设备+技术”转变，从业者将由“劳动者”向“操控者或开发者”转变。其次，加速土木工程学科与其他学科交叉融合，传统的土木工程专业以力学和土木工程学科为支撑，随着土木工程与其他学科，如电子工程、计算机科学与工程、材料科学与工程等的交叉融合，许多颠覆性的新事物层出不穷。近些年3D打印的钢筋混凝土房屋、桥梁在国内外不断出现，2018年住建部出台新规定，鼓励投标人采用BIM 技术，隧道掘进、抢险、巡检越来越多地采用隧道机器人，远程监控量测正越来越多地用于基坑、边坡、桥梁以及隧道的施工监测。

2 土木工程专业人才培养新模式的建立

以信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术等交叉融合为主要特征的新工业革命，充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统，建立起更高级的生产力、生产方式和经济形态，将对人类社会产生深远影响。土木工程专业也正经历着一场“智能化”的洗礼，无论是土木工程学科交叉的客观需要还是土木工程从业者的能力素质需求都对土木工程专业人才培养提出了挑战，如何培养适应时代发展的高素质人才是目前国内很多高校非常关注的问题，从2018年至今有同济大学、北方工业大学、东南大学等23 所高校开设了智能建造专业，这是适应“信息化”和“智能化”为特色的建筑业转型升级而设置的新工科专业，是在土木工程专业基础上融合了大数据、人工智能、物联网等ICT新技术发展起来的新兴交叉学科，也是土木工程专业人才培养新的模式。

开设智能建造专业是新生事物，培养目标如何确定？毕业生是否能满足土木工程“智能化”要求？不少高校都在“摸着石头过河”，有的高校把土木工程的部分课程和信息技术的某些课程简单组合，构建智能建造专业知识体系是值得商榷的，很可能事倍功半、得不偿失。[3]众所周知，术业有专攻，“智能化”本身对于人才的知识储备要求很高，涉及电子工程、机电一体化、人工智能等专业知识，而土木工程专业以力学（理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学等）为基础，涉及土木工程材料、测量学、结构设计原理、高层建筑结构设计、桥梁工程、隧道工程等专业知识，想两者兼顾，那几乎是在培养“超人”了，工程实际中技术、产品的研发是靠集体智慧完成的，智能建造专业培养的人才应该是在土木工程领域和信息技术、人工智能等领域之间“搭建桥梁”，具有学科交叉背景，能科学完整地描述拟开发技术或产品的技术属性或功能属性、制定研发路线、联合相关专业人才付诸实施。

近些年，土木工程专业国际化人才培养是个热门话题，尤其是在“一带一路”国家战略背景下，土木工程从业者走出国门的几率大大增加。中国已经同137 个国家和30 多个国际组织签署了197 份共建“一带一路”的合作文件，截至2018年，80 多家中央企业在“一带一路”沿线实施了3116 个项目，“一带一路”基础设施（公用事业、交通、电信、社会、建设、能源和环境）方面的投资空间超过十万亿美元，巨大的投资和市场需求呼唤大量的土木工程专业国际化人才。到底怎样才是具有“国际化”水平的土木工程专业人才？有人认为是“专业知识+语言沟通能力”，这样的标准有一定道理，但也存在问题，比如说，各个国家的工程建设标准体系差异较大，有的国家没有自己的标准，有的国家有自己的标准，还有些国家执行欧美的标准，这就带来专业知识方面的交流障碍，涉外工程项目经常要与当地政府部门、项目监理、材料供应商等进行谈判，其中围绕工程建设标准的谈判是最艰难的。改革开放以来国内高等教育发生了很大变化，国际交流越来越广泛，中国为“一带一路”地区培养了大量留学生，国内许多高校也开始与企业合作培养海外工程建设人才，但是人才培养的环境还是比较封闭，虽然很多高校招收了外国留学生，但是留学生与国内学生基本不在一起学习、生活，教师与留学生之间的交流也因为语言、文化、习俗等差异受到局限，一所高校要做到中外相通都不容易，跟“一带一路”那么多国家相通就更困难，这不是一朝一夕就能解决的问题，需要长期的努力和磨合，尤其需要改变人才培养环境和模式。

3 实现土木工程专业人才培养新模式的途径

实现土木工程专业人才培养新模式的途径有两个：一是加强学科交叉，不单单是学生知识体系的交叉，更重要的是不同学科学生的交流和合作，也就是要实现跨学科培养模式，[5]比如，智能建造专业培养方案可以根据学生特点设置得更灵活机动，设置土木类和信息技术类或人工智能类等多种模块，实践教学环节可以采取项目组形式，鼓励土木类和信息技术类或人工智能类学生合作完成。另外，专业教师要加强与企业的合作开发，要鼓励有研发能力的教师自主创业，既可以将知识转化为生产力，也可以为学生提供实习、实训基地，有利于学生实践能力的培养。二是加强国际交流，在土木工程专业中开设涉外工程方向，对这部分学生和外国留学生采用近乎相同的培养方案，甚至可以混合编班，让这部分学生在校期间就习惯与不同文化背景的人打交道，另外，专业知识体系的构建要在国际大土木的背景下，使学生了解中外工程建设标准的异同，建设法规的异同，建设模式的异同，还要使学生了解东西方文化、文明发展历程的异同，增强不同文化之间的认同感。

目前实现土木工程专业人才培养新模式最大的困难是缺乏一支与之相匹配的教师队伍，有些高校的智能建造专业课程由土木工程和信息技术的教师共同承担，但是授课教师之间缺少研发方面的合作，也无法提供系统性的专业训练，最终学生只是把各种课程学了一遍，却不能形成知识体系、具有研发能力。要改变这种状况只有提高教师的“智能化”水平，短期可以从企业中吸收部分具有研发能力和经验的兼职教师，负责学生的实践教学环节，比如：课程设计、生产实习和毕业设计，长远来说，必须打造一支有学科交叉背景、研发能力强的教学团队。另外，教师的“国际化”是高校师资队伍建设的重要内容，可以通过向“一带一路”国家派遣访问学者、聘请“一带一路”国家的人才来国内高校任教等举措提高教师的国际化水平，为培养国际化土木工程专业人才奠定基础。

4 结语

新的时代呼唤新的土木工程专业人才，新一轮工业革命的号角已经吹响，机不可失，时不再来，站在第四次工业革命的起跑线上，面对“一带一路”战略的机遇和挑战，唯有不断创新土木工程人才培养模式，才能让土木工程这个历史悠久的传统专业焕发青春的活力。