2025年湖南省普通本科高校教育教学改革

典型分享项目成果简介

项目名称：“新工科”背景下独立学院土木工程桥梁方向创新性应用型人才培养模式研究

单位名称：长沙理工大学城南学院

项目主持人：鲁乃唯

团队成员：马亚飞、黄敦文、王柏文

一、项目研究背景

“新工科”不仅是我国高校培育人才的新方向，也是工程教育改革新路径，更是我国高教界在“一带一路”、“互联网+”等一系列时代命题面前积极创新、砥砺前行的重要支撑。目前，各大高校正以“新工科”人才培养为契机，对传统工科人才培养模型进行升级改造。作为利用非国家财政性经费创办的实施本科学历教育的高等独立院校，其专业人才的培养大多依托于“母校”，缺少具有针对性的培养目标定位，土木工程专业是大多数独立院校开设的一门主干专业。以“新工科”教育为契机，面向交通强国的发展方向，土木工程专业桥梁方向的人才培养模式亟待改革。立足于“新工科”建设大环境与国家战略新需求，本项目针对独立学院土木工程桥梁方向人才培养的现实困境，旨在探索并构建一套行之有效的创新性应用型人才培养新模式。

本项目着力于探索多元人才培养模式改革方案，构建新型“产-学-研”一体化的实践教学体系，提高创新实践型人才在“新工科”建设中的适用性，促进独立学院“新工科”创新性应用型人才能力培养。研究成果对提升土木工程专业办学质量、促进学生高质量就业具有重要意义，也为全国同类院校的传统工科专业转型升级提供了新的培养思路，具有重要的理论价值和广泛的推广前景。

二、研究目标、主要任务及思路

1. 研究目标

本项目以“新工科”理念为引领，以社会需求和产业发展为导向，通过系统性改革，构建一套适合独立学院特点的、聚焦桥梁工程方向的、融“价值塑造、知识传授、能力培养”于一体的创新性应用型人才培养模式。具体目标包括：

(1) 构建科学合理的课程体系。针对传统课程体系重理论、轻实践、与前沿技术脱节的问题，开发涵盖 BIM 技术、智能测绘、物联网感知、智能建造等模块的课程体系，突出跨学科融合，强化实践与创新导向。

(2) 改革教学方式与实践模式。引入基于项目教学法的教学方式，通过真实工程案例、科研项目驱动学习，培养学生发现问题和解决问题的能力，强化团队协作和创新精神。

(3) 建设“双师型”师资队伍。打造科研型与工程型结合的教师团队，引进企业技术骨干和工程实践专家，提升教师队伍的应用型和交叉型素养，形成校企联合育人的格局。

(4) 推动“产-学-研”深度融合。与设计院、施工企业、科研机构建立稳定合作机制，通过联合科研、顶岗实习和企业导师制，缩短人才培养与行业需求之间的差距。

2.主要任务及研究思路

基于上述目标，本项目制定了以下主要任务及研究思路：

(1) 人才培养模式的理论重构与目标定位研究。深入研究“新工科”内涵，精准分析智能建造时代下桥梁工程行业对人才知识、能力、素质的新要求。明确独立学院人才培养的应用型与创新型双重属性，确立以“工程实践能力强、技术创新意识高、职业素养好”为核心的人才培养目标。

(2) 面向智能建造的课程体系重构研究。打破原有课程壁垒，系统设计融入“新工科”元素的课程模块。重点研究如何将BIM技术、GIS/RS/北斗应用、智能传感、无人机技术、大数据与人工智能等新兴技术模块与传统桥梁设计、施工、检测、运维核心课程有机融合，形成“基础扎实、前沿突出、交叉融合”的新课程体系。

(3) 基于项目教学法的实践教学体系创新研究。探索以真实工程项目全过程为导向的教学方法改革。研究如何将企业的实际项目、科研课题转化为教学案例和实习任务，让学生在校内导师和企业导师的双重指导下，切实参与设计、计算、仿真、监测等环节，改变实践教学“虚、浅、散”的局面。

(4) “双师型”师资队伍建设路径研究。研究制定校内教师工程能力提升计划和校外企业专家引入机制。通过参与横向项目，同时聘请企业高工担任产业教授、毕业设计导师等，打造一支既精通理论又熟悉工程实践的混编教学团队。

(5) “产-学-研”协同育人机制深化研究。研究如何建立稳定、双赢的校企合作长效机制。包括共建实习实训基地、共同开发课程与教材、互派师资、合作申报科研项目等，推动人才培养与产业需求的无缝对接，将社会资源高效转化为教学资源。

三、主要工作举措

1. 重构课程体系，融入智能建造元素。针对长沙理工大学城南学院桥梁工程方向人才培养中存在的课程滞后性问题，系统引入“智能建造”领域关键技术课程，新增“BIM技术基础理论”“GIS/RS/北斗技术应用”“智能测绘”等具有鲜明“新工科”特征的课程。深度融合“产-学-研”协同机制，显著提高实习实践在培养方案中的权重，积极探索“顶岗实习”模式，构建以实践育人为核心的创新性应用型人才培养体系。

2. 注重课程升级与教学实践模式创新。在教学改革实施过程中，对传统课程进行现代化改造与替代，例如将“测量学”升级为“智能测绘”、“画法几何”转型为“BIM技术基础理论”，实现课程内容与行业前沿技术的同步。在科教融汇的基础上，构建“产学研”一体化的实践教学机制，依托导师承担的横向科研项目，组织本科生深入工程现场开展顶岗实习，使学生在参与实际科研任务的过程中全面提升工程实践和创新能力。

四、取得的工作成效

1. 理论研究成果

1.1 构建了独立院校桥梁工程专业智能建造方向的核心课程体系

针对桥梁工程方向课程体系问题，面向“新工科”教育和的发展方向，从实践教学目标体系、内容体系、保障条件、管理体系、评价体系等5个方面建立了科学、完善的实践教学体系，达到全面提高学生实践能力和创新创业意识的目的。该课程体系主要包括：(1) 数字化与信息技术；(2) 物联网与智能感知；(3) 人工智能与自动化；(4) 智能施工与智慧运维；(5) 实习与实践类课程。

1.2 提出了基于项目教学法的桥梁工程专业人才实践教学方式

针对教学实践活动中实践育人效果不佳的问题，提出了校企科研合作促进新形式，由企业制定科研课题，学生积极参与课题研讨与分析，克服了参与传统科研项目现场实习的弊端，达到创新性应用型人才培养的目的。构建了基于项目教学法的实践型教师团队建设发展模型。要求要求教师具有除传统土木工程核心知识之外的复合型的知识结构，主要包括人工智能技术、计算机技术、机械控制与自动化技术等，要求教师有学科交叉的研究基础；此外，实践型教师团队还应具备教学与科研能力，主要包括基于项目教学的课程设计能力，应结合科研项目开展教学，采用线上线上混合教学模式，充分利用虚拟仿真等新型教学方法。

1.3 构建了“新工科”背景下独立学院桥梁工程人才培养模式

紧密结合“新工科”建设理念，系统构建了面向独立学院的土木工程桥梁方向创新人才培养模式。在明确“应用型与创新型并重”人才培养目标的基础上，通过深入企业实地调研，准确把握当前土木工程设计、施工及科研活动中本科生的实际角色与成长路径，清晰揭示出现行人才培养模式与实际工程需求之间存在的主要差距。针对传统桥梁工程专业教育中“重理论、轻实践”的突出问题，项目系统融入人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术元素，对原有课程体系和教学内容进行全面升级，推动土木工程专业向智能化、数字化方向转型，实现传统工科专业结构的现代化重构。通过深化“产-学-研”协同育人机制，构建了基于双赢模式的校企合作平台，有效打通人才培养与产业需求之间的壁垒。借助校企联合开展实践教学、共建实习基地、共同指导毕业设计等多种形式，显著增强了学生的工程实践能力与创新素养，确保了人才培养模式改革的有效实施和可持续发展。

2 实践研究成果

2.1 获批《结构设计原理》湖南省课程思政教学团队

坚持立德树人根本任务，将思政点融入教学大纲，覆盖所有教学环节，将零散随机的“点状思政”升级成全面系统的思政体系。充分发挥红色基因铸魂育人功能，将初心使命融入课堂教学，引导学生不忘初心、牢记使命；践行新时代教师引路人作用，将价值追求融入文化知识教育，坚持言传与身教相统一，培养学生严谨治学态度和创新精神；贯彻学以致用知行合一理念，通过指导学生开展红色故事宣讲、暑假社会红色桥梁寻访实践等活动，将笃行奉献浸入社会实践教育，受到国内新浪网、红网、人民日报等知名媒体的追踪报道。结合国家重点基础研究发展计划项目（973计划）等科研课题的成果产出，进行科教融汇，撰写了国家级规划教材《Principal of Structural Design》双语教材，编著了校级优秀教材《土木工程专业课程优秀案例：桥梁红色基因》，形成了“思政案例+理论课程”一体的教材育人模式。形成了一支职称有梯度、年龄有层次的《结构设计原理》课程国家级教学团队，成员均注重课程建设，经过40年积累，该课程建设为国家精品课程、国家精品网络资源共享课程、国家一流线下课程。依托中西部高校结构设计原理课程群国家虚拟教研室，建立了思政成效评价方法，集体建设了《结构设计原理》课程思政教学的PPT课件、视频、工程案例等教育教学资源，构建了《结构设计原理》思政教学效果的课前、课中和课后评价体系，获批教育部“校企合作 双百计划”典型优秀案例。建立了《结构设计原理》课程多维度思政体系，形成了思政引领，科教融汇，专业融通，实践赋能为特色的土木类复合型人才培养模式，助力土木工程专业一流拔尖人才培养，获国家级高等教育成果奖等多项教学成果奖励。

2.2 立项大学生创新创业项目2项

(1) 指导学生江宇合立项省级大学生创新创业项目，钢桥面板多疲劳裂纹耦合扩展试验研究，目前已经顺利结题，其现攻读本校研究生并持续深化该方向研究。

(2) 指导学生雷欣淼申报全国大学生创新创业项目国家级项目，监测数据驱动的悬索桥模型损伤识别试验研究，目前正在项目主持人的指导下顺利开展研究。

目前，项目研究成果已经应用于智能建造专业的2024级培养方案制定工作，另外，首届（2021级）智能建造方向的学生预计在2025年6月份毕业。长沙理工大学城南学院与土木工程学院的桥梁方向学生采用了本项目的研究成果，“智能测绘”课程有14个班级选择，共计约400人。此外，本研究成果有望推广至湖南工业大学、湖南工程学院等院长的土木工程专业人才培养。

五、特色与创新点

本项目是在土木工程行业发展遇到瓶颈，专业热度逐渐下行的情况下，在“新工科”教育逐步盛行的条件下，将“新工科”理念融入土木工程人才培养过程中，试图在桥梁工程人才课程体系、实践创新型人才、培养理念等方面进行改革，并形成了如下特色与创新点：

(1) 打造了深度交叉融合的课程创新体系：“新工科”理念在计算机和人工智能领域相对发展比较快，而传统的桥梁工程专业人才培养模式惯性较大，融合难度高。本项目将智能建造领域的前沿技术与传统桥梁工程核心知识体系进行深度交叉融合，形成了全新的、具有鲜明“新工科”特色的课程模块，课程体系的系统性和前瞻性突出。

(2) 构建了独立学院桥梁工程人才实践创新模式：探索建立了“校企联合、导师混编、学生主体”的深度协同育人新机制。通过科研合作、技术服务的纽带，将企业需求与学校人才培养紧密结合，激发了企业参与育人的内生动力。校内导师与企业导师组成的“混编团队”共同指导学生，确保了培养方向与行业需求的高度一致。学生通过顶岗实习真正成为实践的主体，而非旁观者。

(3) 开创了思政教育的协同育人新模式：将课程思政建设与专业认证要求的“解决复杂工程问题能力”、“工程伦理”等要素有机结合，形成了“红色基因铸魂、工程案例载道、实践笃行育人”的思政教育新模式。通过讲述中国桥梁的辉煌成就、挖掘工程中的伦理抉择、开展红色桥梁寻访等社会实践，让思政教育从硬融入转换为“软衔接”，实现了专业知识传授与价值引领的有机统一，进一步培养了学生的家国情怀和工匠精神。

综上，本项目在“新工科”理念指导下，立足独立学院的现实条件和桥梁工程专业的发展需求，系统构建了创新性应用型人才培养模式。在课程体系建设、教学方法改革、师资队伍建设、产学研协同育人等方面取得了显著成效。虽然仍存在课程改革广度不够、推广范围有限等问题，但已为后续深化改革奠定了坚实基础。未来将继续扩展课程改革范围，深化项目教学法应用，探索大模型等新技术在教学中的应用，推动独立学院土木工程桥梁方向人才培养模式向更高水平发展。