土木類研究生復合型人才培養及多元評價指標體系的構建研究

史本凱,路 遙,王 俊

(南京工業大學 土木工程學院,南京211816)

改革開放以來,我國城鎮化建設取得了舉世矚目的成就,這與土木工程學科的發展相輔相成。新時代背景下我國社會的主要矛盾是人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。在工程建設領域表現為我國城鄉建設基本滿足了城鄉居民的住行需求,但是城鄉居民在城市防災韌性、綠色建筑,以及建造過程的低碳化和智能化等有更高標準的需求。

然而,在工程建設領域,相關企業在裝備技術、綜合服務能力等方面仍與世界領先水平差距較大,同時還面臨著國家戰略、社會變革的導向轉型?！疤歼_峰、碳中和”(以下簡稱“雙碳”)目標的提出,對工程建設領域的企業提出了加速轉型要求,推廣綠色建筑、推動智能建造、提高城市韌性成為行業發展的必然趨勢。這要求我們的研究生培養也要積極應對國家的政策要求和行業的發展需求。

為響應我國的“雙碳”發展目標,亟需進一步創新土木類研究生人才培養路徑。筆者以南京工業大學土木工程學院的研究生培養經驗為參考,通過深刻剖析土木工程建設行業轉型發展所亟需的人才需求情況,從低碳、韌性和智能三個維度出發,提出了土木類研究生復合型人才培養路徑。筆者總結上述培養經驗,提出了土木類研究生復合型人才培養多元評價指標體系,以期為新時代土木類研究生的人才培養評價方法提供參考。

一、新時代背景下土木類研究生面臨的挑戰

(一)企業對土木類研究生的創新能力提出更高要求

黨的二十大報告指出:在實施科教興國戰略過程中,要完善科技創新體系,要加快實施創新驅動發展戰略,并要深入實施人才強國戰略[1]。這就要求我們要加強企業參與的產學研深度融合,加強創新人才的培養,使得企業在日益激烈的行業競爭中能夠脫穎而出。

為增強企業的競爭力,工程建設領域的相關企業不再滿足于發展現狀,新技術、新工藝和新材料(以下簡稱“三新”)的開發與應用逐漸成為企業擴大生產經營規模的重要手段。為提高企業影響力,承接示范性或代表性項目成為設計、建設企業的競爭主戰場,這類項目的工程建設往往難度較高,需要創新人才團隊的建設以及“三新”成果的積累。上述因素導致企業對土木類研究生的創新能力要求越來越高,是否具備較強的創新能力成為研究生入職頭部企業的關鍵。

(二)新時代背景要求土木類研究生具有多學科交叉能力

注重多學科交叉已成為當前人才培養的重要途徑之一[2]。對于土木類研究生培養,注重多學科交叉培養意味著在為土木類研究生傳授傳統專業知識的同時,還應該結合國家戰略需求和行業發展需要補充其他學科的專業知識。

信息時代的到來對傳統土木工程領域相關企業的發展產生較大沖擊。企業在發展的過程中越來越側重智慧施工、智慧管理與智慧運維技術的應用,這要求土木類研究生在掌握傳統專業知識的同時還要具備人工智能領域的通識教育和專業知識。在工程設計與建造方面,掌握BIM技術、深度學習以及圖像識別檢測等技術對于土木類研究生的求職以及職業生涯發展也至關重要。

(三)工程建設行業的發展趨勢日新月異

當下我國大基建時代已經謝幕,工程建設領域的企業面臨著轉型問題,捕捉瞬息萬變的行業發展態勢成為企業生存的關鍵。這要求土木類研究生能夠根據行業的發展趨勢、企業的轉型需求,在工作中提升自己的職業技能。

除了受到行業發展趨勢影響外,國家政策也對企業的發展有深遠影響。近些年來,建筑工業化、“雙碳”發展目標以及智慧城市等發展戰略對于企業發展裝配式建筑、低碳建筑和智慧運維起到了一定的引領作用。建筑領域的企業紛紛轉變傳統的發展模式,施工現場實現智慧管理系統全覆蓋,設計院成立裝配所和BIM研究中心,檢測公司更新換代檢測手段與方法等等。

二、土木類研究生復合型人才培養路徑

(一)重視基礎研究和應用研究,提高研究生創新能力

培養具有突出創新能力的研究生能夠為我國的創新驅動發展提供源源不斷的人才支撐。加強基礎研究是提高我國原始創新能力、建設創新型國家的源泉;土木工程專業的作用主要是研究和解決工程問題,相較于其他學科,其還具有鮮明的應用性特征。在人工智能的時代背景下,應重視土木類研究生在基礎研究和應用研究領域的培養,從而提高其創新能力。

在基礎研究方面,加強工程力學、計算機科學與技術和物理學等基礎學科在研究生培養中的引領作用。結合基礎研究課題,為研究生制定相應的培養方案,比如低碳混凝土、超材料、記憶金屬、電磁阻尼材料、太陽能光電建筑保溫材料等均涉及基礎研究的諸多方向。實踐表明:將各個基礎研究領域融入研究生的培養方案中,對土木類研究生的創新能力有顯著提升。

在應用研究方面,應重視科研成果的工程應用。在復合材料、現代木結構、橋梁工程和智能建造方面,應將科研工作、工程應用與研究生培養緊密結合,實現產學研協同深度融合。以木結構團隊為例,木結構團隊聯合多家企業和研究團隊,建成了國內多座具有代表性的現代木結構建筑,如江蘇儀征的園藝博覽會主展館和山東鼎馳木業多層木結構辦公樓[3]等。教學團隊將上述工程案例運用到本科生畢業設計中實現“真題真做”,研究生則參與工程設計分析,獲得工程經驗后參加結構設計競賽和“挑戰杯”項目,實現“產、學、研、競”多元融合。通過實踐表明:將研究生培養與工程應用結合,可以加強研究生對專業知識的理解,也有利于培養其創新能力和實踐能力。

(二)推動“低碳、高韌、智能”三元耦合培養模式,提高多學科交叉科研能力

土木工程學科的發展以及研究生的培養應重點聚焦低碳、高韌和智能三個領域的發展。上述領域的發展離不開工程材料、電氣工程、計算機科學與技術等學科的融會貫通,通過“低碳、高韌、智能”三元耦合培養模式,推動土木類研究生的多學科交叉科研能力。

在低碳建筑方面,木結構團隊和復合材料團隊為“雙碳”目標的實現提供了創新思路?，F代木結構團隊[4]在木材改性、木結構隔聲抗振,以及木結構防火等方面開展系列研究,通過與建筑物理、材料學、生物化學等多學科交叉融合,形成特色鮮明的研究團隊。復合材料具有輕質高強的特點,能夠減輕結構構件自重、提高結構性能,低碳復合材料團隊[5]在復合材料蠕變機理、橋梁防撞體系、木塑人行板研制等領域開展深入研究,通過與工程力學、工程材料和生物化學等多學科交叉融合,為提高研究生科研創新能力提供孵化基地。

我國城鎮化率已經超過60%[6],提高城市韌性是保障城鄉居民生命和財產安全的關鍵所在,也是保護生命線工程的核心。在高韌領域,工程防災教學團隊在被動/主動阻尼器的研制、超材料研究以及工程抗火與防災等眾多研究領域取得了豐碩成果。在傳統工程防災的基礎上,融入電磁學、材料科學、環境物理等學科知識,形成交叉研究課題,極大地提高了土木類研究生的學科交叉科研能力。

在智能建造方向,成立智能建造系,將深度學習應用于建筑、橋梁的結構性能檢測、碳排放計算,以及生命線工程智慧運維等方向。智能建造教學團隊主講的《BIM建模理論與實踐》在線課程入選國家研究生智慧教育平臺課,該團隊還入選2022年江蘇高?！扒嗨{工程”優秀教學團隊。在傳統工程管理的基礎上,引入計算機與信息科學、圖像識別、人機交互、電氣工程等學科或研究方向,形成交叉研究課題。

(三)嘗試多元開放式教學與培養方法,拓寬研究生的專業視野

由于我國經濟社會的快速發展,傳統的課堂教學和實驗室環境難以讓土木類研究生迅速了解社會與行業最新需求,以及行業最前沿科技與應用動態。因此,必須破除固有的教學與科研手段,尋求多元開放式教學與人才培養方法。

在研究生教學方面,須注重科技講座、科技論壇對研究生專業知識積累的引領作用,邀請國內外各領域的知名專家介紹前沿研究動態,為拓寬研究生的專業視角提供平臺。近些年,土木工程學院先后舉辦了“韌性城市與智慧建造”“土木工程碳中和”以及“低碳·高韌·智能”等主題的暑期學習。將最新科研動態與研究生教育有機結合,有效地促進了研究生對課程知識的理解,也激發了他們的學術想象力。

在科研工作方面,加強校企產學研合作,以科研創新解決工程實踐難題。首先,建立校企合作研究平臺,如中建八局—南工智慧建造研究中心、中建三局—南工工程建設碳中和研究院和南京江北新區建設研究院等;其次,與企業簽訂人才孵化基地協議,加強專業學位研究生的實踐培養環節,避免科研工作脫離工程實際;最后,建立“砼建匠心”導師工作室,聘請企業高級技術與管理人員為研究生的企業導師,如聘請中建大橋院、江蘇省建筑設計研究院的高級工程師擔任企業導師或副導師,實現產學研體系的系統構建。

三、土木類研究生復合型人才評價指標體系

為評價土木類研究生的培養效果,筆者以創新驅動發展理念為根本,建立了考慮培養過程質量評價和動態發展評價的土木類復合型人才多元評價指標體系。通過引入各項指標的權重系數,可以得到土木類研究生復合型人才培養的總分值。

(一)培養過程質量評價

現有的培養質量評價以主觀評價為主,主要通過調查采集學生對自身研學經歷和能力增值,來形成研究生的培養質量評價[7]。這種評價方式具有較好的普適性,但是存在標準不一、可比性差等問題。因此,筆者將培養過程的質量評價作為一級評價指標,在此基礎上提出了學術參與度、學術成果評價和學位論文質量評價等二級評價指標。

學術參與度指標:鼓勵研究生在讀研期間參與研究生創新創業比賽、結構設計大賽等賽事,積極聆聽學術講座,積極參加學術會議并作學術報告,通過積分制方式將上述學術活動及成果獎項進行量化,以此來評估研究生的學術活動的積極性和積累成效。因此,在學術參與度指標的基礎上,可將學術報告、學術講座、創新創業競賽等事項的參與度作為三級評價指標。

學術成果評價指標:鼓勵研究生通過申請專利、發表學術論文、參與編寫專著和教材的方式將學術成果留在祖國大地上。在量化學術論文的貢獻時,綜合考慮期刊收錄數據庫、期刊分區、作者排序等因素,形成一個綜合的靜態成果評價分值。因此,學術成果評價包括專利申請、學術論文、參編教材專著和企業實踐報告等三級評價指標。

學位論文質量評價:采用同行專家評議的方式評估學位論文質量。在同行專家評議打分項目中,在考察論文的學科基礎水平、創新性和工程實用價值的同時,對是否滿足多學科交叉融合、國家重大戰略需求和土木新興方向等予以適度傾斜。綜上,學位論文質量評價包括論文理論基礎、創新性、學科交叉和國家重大戰略需求等三級評價指標。

(二)質量的動態發展評價

本文提出的質量的動態發展評價是一種相對長期的評價方法,用于評價研究成果的長期影響力和研究生畢業以后的職業發展水平。動態發展評價包括學術貢獻度和職業發展動態兩個二級指標。需要指出的是,筆者提出的個體的質量動態評價與翟亞軍[8]、王傳毅[9]和任超[10]等學者研究的宏觀研究生教育質量指數在指標選取上是有所區別的。

學術貢獻動態評價是基于研究生學位論文和學術論文被引用情況來評估一篇論文是否對學科發展有顯著的推動作用。對于發明專利和偏向工程應用的論文,也可以評估其是否實現成果轉化,以及其成果轉化實現的經濟效益和社會價值。筆者認為學術貢獻動態評價應至少包括學術論文和學位論文的被引次數、間接引用情況和成果轉化情況等三級指標。

職業發展動態評價是指建立校友信息卡制度和企事業單位用人信息反饋制度追蹤研究生在職場的職業發展動態,結合企業管培生培養計劃、崗位晉升、專業資格證考取以及職業期學術成果積累等,綜合考慮貢獻效益產值和成果產出等因素,得到土木類研究生的職業生涯發展動態評價。因此,職業發展動態評價包含企業管培生發展情況、職稱評定、專業資格證書和職業期學術成果積累等三級評價指標。

通過實踐表明,上述土木類研究生復合型人才培養多元評價指標體系在激發研究生科研積極性、促進研究生多元化發展、提高研究生創新能力、確保研究生適應社會和行業發展變革等方面具有較好的引領作用。

四、結論

為提高土木類研究生的培養質量,南京工業大學土木工程學院綜合考慮國家發展戰略和工程建設領域的發展轉變,結合本院的研究生培養現狀和經驗總結,提出以下幾點思考:

(1)土木類研究生培養要重視基礎研究和應用研究能力的培養。加強研究生基礎研究能力培養是提高我國原始創新力、培養創新人才、建設創新型國家的根本動力;加強研究生應用研究能力培養是實現土木工程研究成果轉化、解決工程應用難題的關鍵。

(2)響應國家的戰略布局,跟進行業發展趨勢,提高研究生多學科交叉科研能力。土木類研究生的培養要跟國家的發展戰略、社會需求和行業發展動態緊密結合,通過提高創新能力、多學科交叉能力,使得土木類研究生具備更好的職業發展技能,從而實現研究生教育的回饋社會、科技報國功能。

(3)嘗試多元開放式教學與培養方法,拓寬研究生的專業視野。在傳統的課題教學和實驗室研究之外,加入參觀學習、學術交流和企業實習基地等多樣化、開放式的教學實踐環節,為研究生學習土木工程最新科研與企業發展動態提供平臺。

(4)提出土木類研究生復合型人才多元評價指標體系,綜合考慮了培養過程中的學術參與度、學術成果評價、學位論文質量評價,以及成才后的學術貢獻動態評價和職業發展動態評價,該評價體系可為土木類研究生的人才評價方法提供借鑒。

筆者通過總結土木類研究生培養實踐提出了復合型人才多元評價指標體系。鑒于樣本數量和時間成本,未對該評價體系進行充分驗證以確定各評價指標的精確權重。望土木類研究生教育者共同參與,進一步精進、改進本文所提出的土木類復合型人才多元評價指標體系。