摘要: 以桥梁与隧道专业硕士研究生为例，探讨了科教融合研究生实践能力和创新人才培养的模式，提出课程体系、教学设计、教学方法、教学资源、教学拓展要素改革是桥梁与隧道专业硕士研究生创新人才全过程培养的必要条件。指出科教融合可以培养研究生理论与实践相结合的创新能力、积累实践经验、培养研究生团队合作精神，而且实习基地作为教育与产业结合的重要桥梁，对于培养符合社会需求的研究生创新人才具有至关重要的作用。
Abstract: Using master’s degree students specializing in bridge and tunnel engineering as a case study, this paper examines the approach to developing practical skills and innovative capabilities among graduate students through the integration of scientific knowledge and educational practices. It posits that reforms in the curriculum structure, instructional design, pedagogical methods, educational resources, and the incorporation of experiential learning elements are essential for the comprehensive development of innovative talents among master’s students in this field. The study highlights that the integration of science and education fosters postgraduates’ ability to synthesize theoretical knowledge with practical application, enhances their practical experience, and nurtures their collaborative spirit. Furthermore, it emphasizes the significance of internship programs as a crucial link between academia and industry, which is instrumental in cultivating innovative talents that align with societal needs.
1. 引言
在当今新工科教育教学蓬勃发展的背景下，桥梁与隧道工程专业的研究生教育和培养模式正面临着深刻的变革需求[1]。传统的“知识本位教育”模式逐渐显露出其局限性，研究生们迫切需要向“能力本位教育”进行过渡[2] [3]。这一过渡并非是简单的转变，而是要积极应对知行合一的实践挑战。
在研究生的培养过程中，科教协同的理念显得尤为关键[4]。通过产教协同，可以有效地汇聚来自各方的优质资源。桥梁与隧道工程行业有着其独特且不断发展的技术需求，这些需求应当成为提升教学质量的重要依据。学校的教学内容与教学方式应当紧密围绕行业技术的发展趋势进行调整，这样才能使培养出的研究生真正符合行业发展的要求。同时，深化科教融合是推进桥梁与隧道专业创新人才培养的迫切要求，专业硕士研究生“科教融合”创新人才培养模式也是为了满足这一需求而应运而生的一种新型人才培养模式[5]-[7]。
这种新型的“科教融合”创新人才培养模式的提出具有多方面的重要意义，能够充分发挥创新实践教学优势，让研究生在理论与实践的培养模式下成长为符合桥梁与隧道工程专业需求的创新型人才[8]。
2. 科教融合、面向需求，整合课程体系，改进教学内容
2.1. “科教融合”创新人才培养对教师的要求
桥梁与隧道工程是一门多学科相互交融的专业，桥梁与隧道工程专业的老师需要掌握广泛而深入的知识体系。在教学上能够清晰、准确地传授专业知识，并掌握数字模型、数据分析和可视化展示技术，有助于设计师更直观地理解设计成果，引导学生掌握关键技能。在科研上能够开展科学研究，掌握该领域科技发展前沿，以及最先进的智能设计方法和施工方法，为学生提供前沿的学术指导。
桥梁与隧道工作专业的老师应始终保持对新技术和新方法的关注和学习。我国是拥有最先进的建桥技术和世界上桥梁数量最多的国家，桥梁超过100万座，正在建设的张靖皋长江大桥是世界最大跨度桥梁，跨径超2000 m，隧道超5万公里。在过去50年“具有全球影响力的50个隧道工程”中，中国有9个项目入选[9]。随着科技的不断发展，新的智能设计方法和技术不断涌现，老师需要不断更新自己的知识和技能，随时掌握先进技术的应用案例，以适应行业发展的需要。
2.2. 科教融合创新人才培养体系
秉持科教融合与创新教育理念，坚守“以人为本、德育为先、能力为重、全面发展”的目标。在课程体系顶层设计的培养方案中，率先将实践能力培养与产业需求融入人才培养的全过程，并落实于教育教学的各个环节[10]。进而探索构建对应的矩阵关系，为此优化人才培养方案，将目标分解到课程体系与各个培养环节。据此，开展课程内容改革及课程体系建设，提高教师教学和教学技术能力。创新人才培养模式实践流程如图1所示。
Figure 1. Innovative talent cultivation model practice process
图1. 创新人才培养模式实践流程
3. 深度整合人才培养模式创新的各项改革
3.1. 课程内容与科研项目的贯通
课程是实现育人目标的主要载体，对人才培养质量有着重要的影响。在培养方案中加强综合课程，增加了案例分析的课程，如：“混凝土结构理论分析与实例”、“高等桥梁理论与实例”等课程，通过实际工程案例的分析和讨论，培养学生的工程实际应用能力和解决实际问题的能力。改善了以往比较重视理论内容而对实例重视不到位的情况。智能技术将促进“知识本位教育”向“能力本位教育”转变，必需不断更新教学案例，将智能设计方面和施工增加到教学内容中，如将最新的智能建造引入教学：深中大桥一体化智能塔机，有7层不同作用的操作层，是智能化的建桥代表。在操控室对其发出指令，智能塔机便开始工作，这种科幻片中出现的场景已经成为了现实；北京三元桥花了43小时完成桥梁整体更换，体现中国速度。将这些案例在课堂中展示给学生以激发学生学习该专业的兴趣。
重视课堂科教融合模式的研究，在课程结构上，转变课堂教学方式，应用创新思维进行教学。例如采取翻转课堂、课程讨论等形式，培养学生的自学能力，加深学生的专业知识。课堂科教融合模式现已取得阶段性成果，如混凝土结构耐久性课获得校级研究生精品课程建设项目“碳达峰、碳中和”专项，研究成果起到积极的示范及辐射作用。
3.2. 课程体系建设
在课程方面构建“专业必修课–专业选修课–工程实践课”的三层次课程体系；在科创方面达成“工程初识–工程实训–工程实施”相融合，促使创新人才培养效果呈螺旋式上升。实现教学与科研的融合，让科研助力教学，创建实习基地，打造校内与校外相联结的创新实践平台，使创新教育贯穿教学的全过程，以培育学生的科学精神与创新能力[11]。
创新实践教学模式是达成科教融合与产教协同的关键路径。在桥隧专业研究生教育中，构建创新实践教学模式主要采取以下措施：
1) 构建以项目为核心的教学模式，激励研究生参与导师的实际科研项目，强化实践教学与科研的联结，提升研究生的创新能力。
2) 运用研讨式教学：在硕士课程教学中提高研讨式课程的比重，借助大量阅读推动学生于课程学习期间开展文献阅读与分析工作。
3) 实施翻转课堂：引进翻转课堂教学模式，在高等桥梁理论与实例等课程教学中，布置题目，让学生在课外进行自主学习和预习，课堂上则进行讨论和答疑。有助于提高学生的自主学习能力和课堂参与度，获得良好的学习效果。
综上所述，桥梁工程专业硕士课程体系的构建需要注重基础性与前沿性的结合、理论与实践的结合以及教学方法与手段的创新。聚焦创新能力过程如图2所示。
Figure 2. Focus on innovation and entrepreneurship capabilities flowchart
图2. 聚焦创新创业能力流程图
3.3. 产学研协作融合，建立实习基地
在桥梁与隧道工程专业硕士的培养体系中，实践环节占据着举足轻重的教学地位。该专业的培养方案明晰地界定了专业实践是培育专业型硕士的必经之途，要求每位桥梁与隧道工程专业的硕士研究生在三年的学制期间必须参与为期半年的工程实践实习，此为“工程实践必修期”。在实践进程中，研究生能够深度探察行业需求，融合自身的专业课程知识体系，介入实习基地单位的科研项目，达成理论与科研的有机耦合。同时，以工程实践中的关键问题为课题溯源，进而提升研究生在专业实践中处理实际问题的主观能动性，此过程可视为“实践–问题–能力提升链路”。
实习基地作为教育与产业对接的重要纽带，为研究生搭建了真实的科研环境，此乃“产学研一体化实践平台”。例如，在辽宁省交通规划设计院有限责任公司公路养护技术研发中心构建实习基地之后，学生于实习期间借助实践操作，实现动手能力、实际问题解决能力、创新能力以及团队协作精神的培育，进而造就富有责任感、敢于担当且追求卓越的桥梁与隧道工程创新型人才，这一过程可概括为“能力多元培育与人才塑造流程”。
4. 结论
1) 本文研究的模式可以在能力维度上和层次维度上为学生提供创新训练的机会。
2) 搭建科教融合协同体系，通过建立实习基地，融专业入科研中，实现校企共同培养，引导学生参与科研项目，实现了理论知识探究、实验技能提高和工程问题分析的贯通。
3) 培养模式的构建达成了土木工程专业创新人才培养内涵式发展，该发展以“厚基础、强实践、重创新”为特色。
NOTES
*通讯作者。