摘要:信息技术在工程建设领域的渗透愈发深入。在新工科背景下,探索建立健全的土木类专业融合创新创业教育模式,培养土木类专业应用型人才,有助于促进成渝地区双城经济圈建筑行业转型升级。通过对土木类专业融合创新创业教育中存在的问题、优势、可行性进行分析,提出政策牵引、教学目标驱动、技术驱动、组织机构保障、师资保障、平台保障,形成“一牵引、二驱动、三保障”教育模式,构建新工科背景下基于多学科交叉的土木类专业与创新创业教育融合的发展模式。
关键词:新工科,多学科交叉,土木类专业,创新创业
教育部积极探索新工科建设,以实现对传统工科专业的改造升级,包括人工智能、大数据、智能制造等新兴产业[1]。为了推动新工科深化改造,教育部多次召开专题交流会。为了深入实施创新驱动发展战略,时任教育部高等教育司司长的吴岩表示,把创新创业教育融入素质教育各环节、人才培养全过程,打破了学科专业之间、产业与学校之间的壁垒,产生了令人欣喜的“破壁效应”,实现了多学科交叉融合、跨学科学习、校内外协同。有关部门陆续发布了相关政策,如住房和城乡建设部等13部门于2020年7月联合印发《住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,明确指出要加快建筑工业化升级,加强技术创新,提升信息化水平,积极推行绿色建造。随着大数据、物联网、智能化等信息技术的发展,高校可通过跨界整合知识体系,深度交叉与融合,并融入创新创业教育的培养,实现对土木类专业课程的升级改造。因此,探索土木类专业融合创新创业教育模式有助于推动建筑业转型升级。
一、土木类专业融合创新创业教育中存在的问题
我国已开展了多年的创新创业教育研究和实践,取得了不错成绩。然而,在土木类工程人才培养上,还需要进一步探索与实践将创新创业教育融入学科的人才培养模式。目前,基于多学科交叉融合的土木类专业创新创业教育工作正处于起步阶段,还存在三方面问题。
(一)缺乏融合土木类专业与创新创业教育的师资
部分专业教师缺乏多学科交叉融合的实践及教育经验,而具备多学科交叉融合经验的土木类专业师资更是比较紧缺。因此,部分教师不具备融合土木类专业教育与创新创业教育的复合型能力。这是制约土木类专业创新创业教育发展的重要因素。
(二)跨院系、跨学科、跨专业的组织措施保障不足
多学科交叉融合涉及多专业、多学科,需要院系之间的合作交流,因此需要给高校教师及学生提供相应的组织及措施保障。目前,多学科交叉融合尚处于起步阶段,学院内部的组织模式未能向教师和学生提供更多跨专业交流的机会,需进一步优化组织模式。同时,高校也未能为教师和学生提供较多跨学科、跨院系的交流学习机会。
(三)针对多学科交融的创新创业课程体系、教学团队、平台建设不足
课程体系、教学团队、平台建设决定创新创业教育教学质量。基于多学科交叉融合的土木类专业创新创业教育需要建立多学科专业、创新创业教育与多院系协同的课程体系。目前有些高校开设的理论课程多,技术课程较少,针对多学科交融的创新创业课程体系建设不足,同时也未建立教学团队及搭建平台推进跨学科合作学习。
二、土木类专业融合创新创业教育的优势
(一)有利于打破固有学科领域界限,提升工科人才创新创业能力
土木类专业融合创新创业教育可以打破传统学科领域界限,为国家培养掌握多学科知识的工程人才。同时,通过创新创业教育,高校可强化工科人才的创新创业能力。另外,在传统土木类行业亟须转型升级的当下,融合土木类专业与创新创业教育,可丰富学生知识,使学生成为复合型人才,为学生提供更多样化的发展路径。
(二)有利于创新创业教育的全面铺开
在校本科生需接受创新创业教育,且理论课程不少于32学时[2]。然而,由于目前部分高校不重视创新创业教育,学生考核仍只关注专业课,创新创业教育的教学效果欠佳。通过创新创业教育与学科专业课程、心理健康教育、就业指导与服务等多门学科的深入融合,逐步渗透创新创业知识,可激发学生的创新创业意识,培养学生的创新思维,丰富学生的创业经验,有利于创新创业教育在应用型本科高校大学生中全面铺开。
三、土木类专业融合创新创业教育的可行性
大数据、物联网、BIM(Building Information Modeling)等信息技术可以加快建筑业升级,提升工程信息化水平,促进传统建筑业与信息技术等多学科深度交叉融合,促进绿色建造。在多学科交叉融合过程中也孕育了许多新的创新创业机会,为学生提供了多学科交叉融合学习机会,进而增强了学生的创新创业能力。
(一)基于多学科交叉融合的创新领域
将信息技术等学科与传统建筑业交叉融合促进建筑业转型升级,可以产生以下领域的产品及服务[3]。
工程信息化硬件产品开发与制造,如三维扫描设备、无人机等基础硬件和建筑机器人、智能压浆设备等专业硬件产品。
工程信息化软件研发,包括面向工程建造项目各阶段的设计管理类软件研发、面向企业的管理类软件研发、面向政府机关办公的政务软件研发等。
在工程建筑领域,提供建造全过程(项目投资决策、实施乃至运营维护)BIM技术应用服务。面向项目需求,以BIM技术为核心,综合大数据、地理信息系统等技术,提供建筑工程数字化解决方案。
(二)新工科背景下的创新创业机会
国家高度重视工程智能建造、绿色建造,并出台相关政策,如教育部分批次公布新工科研究与实践项目,鼓励探索与实践多学科交叉融合的工程人才培养模式。同时,相关部委出台政策引导鼓励建筑业与信息技术等学科进行深度交叉融合,提升工程信息化水平。通过对政策的解读,教师可为大家指明创新创业方向。
在建筑业转型升级过程中,往往会孕育新的创业机会。在新工科背景下,信息技术为建筑业转型升级提供动力,同时催生了行业、企业、项目信息化发展的需求。信息技术与建筑行业交叉融合扩大了市场需求,孕育了大量创新创业机会。
(三)基于多学科交叉的土木类专业融合创新创业教育的核心技术
在多学科交叉融合过程中,可以孕育更多的创新创业机会,促进行业发展。在这个过程中,涉及多种核心技术。一是BIM技术,可应用于工程项目建造的全寿命周期,为建设项目提供可视化平台,实现数字化管理。二是工程物联网技术,可应用于项目采购、运维、施工等管理方面。比如,采用标签定制植入手段可保证项目各方轻松获取采购物资信息,同时能够追踪物资位置、查询物资情况,达到监控物资安全与质量的目的,方便施工现场管理及运维管理。三是工程大数据技术,可整合工程项目大量数据和信息,实现数据的有序储存管理,减轻人员负担,减少工程经济风险。相对于根据经验和理论进行判断,利用大数据技术进行管理决策可保证管理决策的准确性、科学性和有效性。
四、土木类专业融合创新创业教育模式实践
以信息技术为手段,实现计算机、土木工程等多学科交叉融合,促进土木类专业教育升级,并融合创新创业教育,形成“一牵引、二驱动、三保障”的土木类专业融合创新创业教育模式,将大大提升土木类专业创新创业水平(见图1)。
(一)政策牵引
开展新工科建设是深入学习贯彻习**新时代中国特色社会主义思想和党的二*大精神,写好高等教育“奋进之笔”,打好提升质量、推进公平、创新人才培养机制攻坚战的重要举措。近几年,教育部、住房和城乡建设部等多个部门出台了许多关于新工科,以及建筑工程信息化、智能化转型升级的相关政策。高校应为学生深入解读相关政策,进行顶层设计,制定相关奖励政策,将创新创业教育融入土木类专业中,最终助力区域发展。
(二)教学目标驱动
土木类专业融合创新创业教育教学目标包括学科专业课和创新创业教育两方面。将创新创业教育的教学目标融入专业课程的教学目标,让学生同时具备专业知识与技能和创新创业知识与能力,并能够将二者有机整合,创造性地解决问题,成为集创新创业能力与专业核心技能于一身的高素质创新型人才。
(三)技术驱动
数字建造是现代信息技术与现代建造技术深度融合的产物。通过采用多维数字建模与仿真技术,教师能够更加精准地优化工程设计,并实现对其的直观、高效理解。同时,借助工程物联网技术打造的数字工地,教师能够为工程建筑各方提供全面、准确的工程建造信息。此外,基于工程大数据的智能应用,教师能够获得强大的决策支持,提升决策的科学性和准确性。技术发展不仅有助于推动建筑行业的数字化转型,还能有效增强学生的创新创业能力,为学生提供更为丰富的实践机会,使其获得更为优异的创新创业成果。
(四)组织机构保障
优化学院组织模式,建立跨学科交融的新型机构,为跨院系、跨学科、跨专业培养新工科人才提供组织保障。在学院层面,建立内部学科交流,增加不同专业教师与学生之间的交流机会。在学校层面,建立创新创业学院、交叉学科组织机构,保障在进行交叉学科融合时,能够为学生调动不同院系、不同学科、不同专业的师资力量,能够保障教师、学生不受固有学科领域界限的影响。创新创业学院或交叉学科组织机构能够组织不同院系的师生进行交流学习。
(五)师资保障
教师是践行高校教育活动的主体,影响教学目标完成度、教学内容传授效果、人才培养质量。因此,师资保障是落实创新创业教育教学改革,实现土木类专业融合创新创业教育教学目标的重要前提。基于多学科交叉融合要求,教师队伍需具有不同专业背景的教师,因此需要跨院系、跨学科组建教师团队。同时,各专业教师不但需要具备本专业的专业知识与技能,还需要具备创新创业教育的教学背景,掌握创新创业教育的方法和技能。
(六)平台保障
首先,学校应该为大学生创新创业提供交流场所,建设大学生众创空间,并向政府申报备案创新创业平台,为学生创造良好的创新创业氛围。其次,学校应建立学科创新平台,创建省市级技术创新中心及重点实验室,如BIM工程技术创新中心等平台,为学生提供多学科交叉融合学习机会,为学生锻炼信息技术提供重要场所。最后,建立校企协同育人平台,通过与企业的合作,让学生在实际工程项目中锻炼创新创业能力,培养创新创业精神。
综上所述,土木类专业融合创新创业教育符合新工科的发展要求,有助于推动建筑行业转型升级。信息技术的快速发展,为多学科交叉融合提供了便利,也为土木类专业与创新创业教育的融合创造了更多可能性。“一牵引、二驱动、三保障”的土木类专业融合创新创业教育模式是建筑行业创新创业教育的发展趋势和改革方向,有助于培养创新创业人才,促进成渝地区双城经济圈建筑行业发展。
参考文献:
[1]闫长斌,杨建中,梁岩.新工科建设背景下工程意识与工匠精神的培养:以土木工程类专业为例[J].北京航空航天大学学报(社会科学版),2019(6):152-160.
[2]祁丽,徐天姿,田风雪.多学科交叉融合创新创业教育教学模式研究[J].金融理论与教学,2021(2):106-108.
[3]徐舒.信息化与工业化融合背景下的信息化创业模式研究[D].南昌:江西师范大学,2013.
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