原标题:突破工科教育困境 培养创新型工程人才—— 河南大学土木工程专业构建“双核双融·五元一体”教学体系
在新工科建设与“双一流”建设持续推进的背景下,河南大学土木工程专业原华教授团队依托始于1931年的专业根基,以国家一流本科专业为平台,以河南省本科高校研究性教学改革研究与实践项目“国家一流专业背景下土木工程专业多维度研究性教学模式的构建”、河南省专业学位研究生校企(产)联合实践课程项目成果为抓手,将“双核双融·五元一体”研究性教学体系从理念落地为教学实践,致力于培养真正能解决复杂工程问题的创新型人才。
理念革新:回归“工程建构”的教育本真
专业确立“工程本位”育人理念,将企业真问题引入课程,以国内外典型案例串联教学内容。例如,在《土力学》“地基承载力”教学中,围绕郑州某建筑场地“基坑遇软土”的真实难题,通过精心设计探究过程,引导学生逐步定义问题(识别软土承载力不足的关键因素)、统筹资源(调用地质勘察数据、选取GeoStudio分析软件)、迭代优化(对比换填法与注浆法的经济、安全与可行性),自然建构理论认识与实践能力。该模式已支撑建设“土木工程事故分析与处理”等河南省专创融合特色示范课程2门,获批河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(案例项目)2个。
体系重构:构建“五元一体”的育人生态
专业围绕“立德树人”和“创新培养”双核导向,构建“教、学、研、创、用”五维联动的教学生态,推动课程内容、科研项目、校内外师资与实践环境四维贯通。依托学校建筑工程学院“产科教融合教师创新实践流动站”及多个省级实践基地,形成“资源共投、成果共享”的协同育人机制,由企业导师与校内教师共同指导学生开展课题探究和创新实践,并以成果参加科创竞赛或转化为新技术。近3年,学生获“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛等重要赛事奖项28项,主持国家级别大学生创新创业训练计划项目9项,生均拥有高水平成果0.23项;教师获全国高校教师教学创新大赛二等奖,获评河南省本科高校课程思政教学团队。
课程重塑:设计阶梯式“工程项目链”
专业以“解决复杂工程问题”为中心,将课程重塑为“工程基础科学、工程设计分析、工程施工管理、工程实践与创新”四大课程群,建立“微项目—模块项目—综合项目”三层递进式项目教学体系,推动课程体系从知识传授向能力赋能转型。例如,围绕“复杂边坡稳定性判定与处置”,在“边坡工程”课程中设置微项目,引导学生基于勘察数据完成稳定性评估;在“工程设计分析”课程群教学中,组织学生以团队形式完成小型边坡工程支护设计并出图;在跨学年综合项目中,与郑州轨道交通运营有限公司合作开展真实的地铁深基坑支护与监测方案设计和现场实践,学生提出的部分优化建议被实际工程采纳。与企业共建课程资源、合编教材,获批《土木工程材料实验》普通高等教育本科国家规划教材及省级新工科新形态教材4部。
AI赋能:拓展工程探究的广度与深度
专业打造“智能交互”学习环境与“虚拟仿真+AI”工具箱,将智能技术融入课程,对接产业发展需求。依托现有河南省虚拟仿真实验教学中心,开展深基坑塌方预警等高危场景虚拟教学,引导学生模拟盾构机穿越黄河隧道等复杂工况,直观理解“地质—施工”互动效应。在“工程设计分析”课程群中,引入大模型辅助设计,实时提示问题并推送规范依据;鼓励学生在综合项目和科创竞赛中运用大数据与机器学习方法,优化研究过程与成果质量。基于上述实践,建成“建筑结构抗震设计”等国家一流本科课程、“基础工程”等河南省本科高校研究性教学精品 / 示范课程及校级智慧课程16门。学校获批“智能制造与智慧土木”河南省特色行业学院,土木工程等多个专业通过国家工程教育认证。育人理念通过国家教育部门虚拟教研室、全国性教学研讨会等辐射至全国10多所高校,育人实践为同类高校提供了可复制、可推广的鲜活案例。
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