1. 引言
当前全球处于新一轮科技革命与产业变革交汇期，以人工智能、大数据、BIM技术、装配式建造、低碳材料为代表的新技术，正在重构道路桥梁工程领域的技术体系。中央经济工作会议明确提出以科技创新推动产业创新，培育新质生产力，将交通基础设施智能化转型、绿色化升级纳入新质生产力培育重点领域。传统道路桥梁工程专业教育面临严峻挑战：课程内容滞后于技术迭代速度，实践教学局限于单一工程场景，创新能力培养缺乏系统性载体，导致毕业生难以快速适配产业对“懂技术、会创新、能落地”复合型人才的需求。我国道路桥梁领域企业对具备BIM全流程应用能力、掌握智能监测技术、熟悉低碳建造方案的人才需求缺口较大，毕业生创新项目转化率不足5%，专业教育与产业需求“供需错配”问题突出。因此构建适配新质生产力发展需求的专创融合教育体系，成为道路桥梁工程专业实现内涵式发展的必然选择[1]。
将新质生产力“要素重构”逻辑引入工科专业教育，突破传统专业教育与创新创业教育分离的二元框架，丰富了工科专创融合教育理论体系，为同类工科专业的教育改革提供范式参考。通过构建课程体系、实践平台与协同机制，提升学生科技创新能力与工程落地能力；同时推动高校与企业、科研院所深度协同，加速科研成果向产业应用转化，助力道路桥梁产业智能化、绿色化升级，为交通强国建设提供人才与技术双重支撑[2]。
当前国际工程教育改革形成诸多经典理论，CDIO模式以构思–设计–实现–运行的全流程为核心，聚焦工程实践能力培养，侧重线性流程导向，对跨学科融合与能力分层设计覆盖不足；体验式学习理论强调体验–反思–抽象–应用循环，突出学习者主体性，但缺乏工程领域特有知识体系与能力维度系统整合。而三维四层框架实现突破，以知识–能力–素养为核心，弥补CDIO对素养维度的忽视；通过基础层–进阶层–创新层–卓越层递进结构，解决体验式学习理论在能力进阶路径上的模糊性，整合二者实践导向与学习者中心优势，形成全面、立体的工程人才培养体系，为工程教育改革提供新的理论视角。
2. 新质生产力对道路桥梁与渡河工程专业人才的能力要求
新质生产力核心是以科技创新驱动要素重构，推动产业向高端化、智能化、绿色化转型，对道路桥梁与渡河工程专业人才提出三个维度能力要求，如表1所示。
Table 1. Competence requirements in three dimensions
表1. 三个维度能力要求表
能力 维度 |
核心要求 |
典型应用场景 |
科技创新能力 |
1. 掌握BIM、GIS等数字化技术，实现工程全生命周期数字化管理；2. 具备新材料、新技术的应用与研发能力；3. 运用人工智能算法解决工程实际问题。 |
1. 大型桥梁BIM模型搭建与施工模拟；2. 山区道路滑坡灾害AI监测系统开发；3. 低碳工程材料的性能优化。 |
绿色建造能力 |
1. “双碳”目标下工程建设标准，能制定低碳施工方案；2. 工程废弃物资源化利用技术，实现绿色施工；3. 生态保护意识，在工程设计中兼顾生物栖息地保护。 |
1. 桥梁施工阶段碳排放核算与减排方案设计；2. 旧桥拆除钢的再生利用设计；3. 大桥施工期生态流量保障方案制定。 |
系统协同能力 |
1. 跨学科思维，能与计算机、环境工程、材料科学等专业协同解决复杂工程问题；2. 项目管理知识，协调设计、施工、运维等多环节资源；3. 国际视野，海外道路桥梁工程的技术标准与文化差异。 |
1. 跨境铁路桥梁设计–施工–运维全流程协同管理；2. 国际援助项目中的道路工程技术适配与本地化实施；3. 跨学科团队协作开发道路桥梁渡河一体化智能监测平台。 |
3. 三维四层框架适应性与挑战
研究型高校，科研平台向顶尖团队倾斜，30%低年级学生使用，导致基础层培养脱节；60%教师缺少跨学科教学经历，难落实素养培育；45%教授抵触校企协同，嫌其降低学术纯度。策略上借鉴分层实验室模式，拆分平台供不同层级学生使用；推行双导师制，要求教师参与企业挂职；将教学成果纳入职称评价，破除重科研惯性。
应用型本科高校，70%院校缺少稳定实践基地，30%学生参与真题真做；双师型教师占比不足，跨学科团队难组建；联合区域企业开发项目课程；实施企业专家驻校计划，组建跨学科团队。
4. 道路桥梁与渡河工程专业专创融合教育现存问题
4.1. 课程体系：“学科导向”为主，与新质生产力技术需求脱节
传统课程体系以理论知识传授为核心，课程内容更新滞后，BIM技术、智能监测等新技术仅作为选修课，未融入桥梁工程、道路勘测设计、隧道工程等核心课程；材料力学、结构力学等基础课程与绿色建造、数字化施工等创新内容缺乏衔接，学生难以形成系统思维；创新创业课程与专业课程“两张皮”，创新创业基础课程为通识性内容，未结合工程具体场景设计案例导致学生学用脱节[3]。
4.2. 实践教学：校内模拟为主，缺乏产业真实创新场景
实践教学环节，实践平台局限，校内实验室多为验证性实验，缺乏创新性实验所需BIM工作室、智能监测设备等高端装备；实践内容局限，课程设计、毕业设计围绕经典工程案例，未涉及低碳桥梁优化、智能工程设施研发等新场景；实践主体局限，企业参与度低，少数学生进入企业实习且多为观摩学习，难以参与真实项目的创新环节。
4.3. 协同机制：短期合作为主，未形成长效创新生态
高校与产业、科研院所协同存在问题：合作形式松散，多为企业提供实习岗位、奖学金等浅层合作，未涉及课程共建、项目共研；资源对接松散，高校科研成果与企业技术需求缺乏精准对接渠道，成果转化率低；人才流动松散，企业工程师、科研院所专家难以常态化参与教学，高校教师缺乏产业项目实践经验，导致“双师型”教师队伍建设滞后。
4.4. 评价体系：知识考核为主，忽视创新能力与实践成效
评价内容单一，以期末考试、课程论文为主，忽视对学生方案设计能力、技术创新能力的考核；评价主体单一，由校内教师评分，未引入企业专家、行业协会对学生实践成果进行评价；评价导向单一，过度关注竞赛获奖、论文发表等短期成果，未将项目落地率、产业应用价值等长期成效纳入评价，导致学生创新动力重形式、轻实效。
5. 新质生产力驱动下专创融合教育体系的构建框架
基于新质生产力对人才培养能力要求，结合专业教育现存问题，提出“三维四层”专创融合教育体系框架。三维即专业能力、创新能力、产业能力，对应新质生产力所需的工程实践基础、科技创新核心、产业服务导向；四层即课程融合层、实践平台层、协同机制层、评价保障层，形成课程筑基–平台赋能–协同提质–评价护航的闭环体系[4]。
5.1. 课程融合层，构建核心 + 模块 + 项目的立体化课程体系
以“专业知识为基础、创新技术为核心、产业需求为导向”，重构课程体系。
在道路勘测设计、桥梁工程、隧道工程核心课程中融入新质生产力相关技术，如桥梁工程中增加BIM桥梁全生命周期管理、低碳桥梁设计标准内容，加入模块化设施研发、工程生态保护内容，实现专业知识与创新技术深度融合；设置数字化技术、绿色建造、智能监测三大创新模块，每个模块包含3~4门选修课，如BIM应用技术、工程碳排放、结构健康监测AI算法，学生根据兴趣选择模块，形成个性化创新能力培养路径；开设道路桥梁创新项目设计、工程技术攻关等项目式课程，以真实产业问题为驱动，如山区道路冰雪灾害智能预警系统设计、城市旧桥改造低碳方案制定，要求学生以团队形式完成“方案设计–技术研发–成果展示”全流程，实现理论学习与创新实践无缝衔接。
在桥梁工程课程完成两个周期教学后，通过问卷调查、深度访谈等质性与量化结合的调研手段，开展学生学习效果追踪分析，89.93%的学生表示通过课程中桥梁工程场景化的BIM教学模块，能更熟练地将BIM工具用于桥梁设计、施工模拟等具体环节。96.26%的学生反馈通过案例研讨、方案优化等教学活动，显著强化了自身在桥梁工程领域的创新思维，能够更主动地将创新理念融入结构设计、施工工艺改进等专业问题中。98.74%的学生认为，课程将创新技术与桥梁工程专业知识深度融合，不仅夯实专业基础，更对未来学业深造与职业发展具有重要的支撑作用。
5.2. 实践平台层：搭建校内 + 校外 + 虚拟的多维度实践平台
围绕从模拟到真实、从单一到综合、从验证到创新的实践需求，构建三级实践平台：
建设道路桥梁数字化实验室、绿色建造实验室、智能监测实验室，配置BIM工作室、混凝土低碳性能测试系统等装备，开展BIM模型搭建、低碳材料性能测试等基础性创新实验，为学生提供技术实践第一课堂。与中交集团、中国铁建等龙头企业共建产学研创新基地，聚焦智能桥梁施工、工程应急保障等产业痛点，设立企业真实项目课题，如跨海大桥智能张拉系统优化、工程设施研发，学生在企业导师与高校导师共同指导下，参与项目研发，实现实验室创新到产业应用的衔接[5]。开发道路桥梁全生命周期虚拟仿真系统，涵盖勘测设计–施工建造–运维监测全流程，模拟地震作用下桥梁结构响应等复杂场景，解决传统实践中高风险、高成本、难复现的问题，提升学生应对复杂工程问题的创新能力。
学生顶岗实习环节，实习单位通过对学生岗位适应力、专业技能熟练度的观察评估，普遍认可课程采用校内 + 校外 + 虚拟多维度实践平台。打破了传统理论教学与实践需求的壁垒，能帮助学生快速理解岗位工作逻辑、掌握核心业务技能，有效缩短学生从校园到职场的适应周期，更符合工程领域对应用型人才的培养需求。
5.3. 协同机制层：建立“产学研用”四位一体的协同创新机制
打破高校、企业、科研院所、行业协会壁垒，构建人才共育、项目共研、成果共转化的长效机制：
成立教学指导委员会，包括高校教授、企业总工程师、科研院所专家、行业协会代表，共同制定人才培养方案、更新课程内容、评审实践成果；推行双导师制，学生从大三开始配备高校导师和企业导师至毕业设计完成。
设立道路桥梁创新专项基金，支持高校教师与企业工程师联合申报智能建造、绿色工程等领域的科研项目，学生以项目组成员身份参与研发，如装配式桥梁连接技术优化、道路碳排放监测系统开发，将科研过程转化为教学资源。
与企业共建道路桥梁技术转移中心，负责高校创新成果，如专利、技术方案的产业化对接；鼓励学生团队将优秀创新项目，通过创业孵化或技术转让形式落地，企业提供资金、生产设备、市场渠道支持[6]。
5.4. 评价保障层：完善多元 + 过程 + 实效的综合评价体系
5.4.1. 综合评价体系
突破传统评价体系的局限，建立以能力提升为核心、以产业认可为导向的评价机制，评价指标权重表如表2所示。
Table 2. Weight table of evaluation indicators
表2. 评价指标权重表
评价维度 |
一级指标 |
二级指标 |
应用型本科权重 |
评价主体 |
知识维度 |
基础理论知识 |
核心课程成绩、知识迁移能力 |
30% |
校内教师 |
跨学科知识 |
跨学科课程参与度、融合应用 |
10% |
校内教师、导师 |
能力维度 |
实践操作能力 |
实验报告、项目实操表现 |
25% |
校企导师联合 |
创新研发能力 |
科研项目参与、专利/论文 |
10% |
学术专家、导师 |
素养维度 |
工程伦理素养 |
伦理案例分析、职业规范遵守 |
10% |
校企导师联合 |
团队协作素养 |
团队项目贡献度、沟通表现 |
10% |
团队成员、导师 |
职业发展素养 |
职业规划、行业认知 |
5% |
行业专家、导师 |
5.4.2. 多元评价主体问题制度设计
评价标准化制度，实践操作能力中，明确优秀需满足独立完成复杂设备操作且误差率 < 5%，合格需满足完成基础操作且误差率 < 10%，统一校企导师、学术专家的评价尺度，减少主观偏见；评价主体培训与认证制度，每学期开展评价主体培训，内容涵盖指标解读、偏见规避技巧。培训后通过考核发放评价资格认证，仅认证合格者可参与评价；评价结果交叉核验制度，建立双向核验机制：同一指标由2名不同类型的评价主体独立评价，若评分差值超过10%，启动第三方复核；同时通过学生匿名反馈核验评价主体是否存在不公，形成闭环监督。
5.4.3. 评价体系可能产生的负面影响与批判性反思
过度量化导致素养窄化，素养维度难以完全量化，过度依赖指标评分可催生应试化倾向。如学生可能刻意迎合伦理案例分析标准答案，而非真正形成伦理认知，违背素养培养初衷。需保留10%~15%的质性评价，平衡量化与质性；多元评价增加师生负担，多主体、多指标的评价模式需教师投入更多时间整理数据，挤压教学时间，且学生要应对多轮评价，占用了学习核心时间。需通过数字化平台简化流程，减少冗余操作；权重差异可能加剧资源倾斜，对创新研发能力的高权重，可能导致资源进一步向少数科研能力强的学生集中，加剧基础层学生的评价劣势。需配套补偿机制，对基础层学生设置进步奖，将进步幅度纳入评价加分项，保障评价公平性。
6. 专创融合教育体系的实施路径与成效预测
6.1. 实施路径
6.1.1. 分阶段推进实施
第一阶段(1~2年)：基础建设阶段，完成核心课程升级与创新模块嵌入，编写BIM桥梁工程、低碳渡河技术等特色教材；建成校内数字化实验室、绿色建造实验室，签订产学研创新基地协议；组建双导师队伍，培训50%以上专业教师掌握BIM、智能监测等新技术。
第二阶段(3~4年)：体系完善阶段，上线道路桥梁全生命周期虚拟仿真系统，实现虚拟实践与真实项目的联动；扩大产学研用协同范围；推行多元评价体系，将企业评价、成果转化率纳入学生考核核心指标。
第三阶段(5年及以上)：品牌深化阶段，形成课程–平台–机制–评价的一体化专创融合教育模式；学生创新成果落地率达到20%以上，与企业联合研发的技术成果在行业内推广应用；培养一批具备新质生产力素养的“双师型”教师。
6.1.2. 资源保障措施
师资保障，实施教师产业实践计划，要求专业教师每三年累计不少于六个月在企业参与项目的研发；引进企业总工程师、科研院所专家担任产业教授，常态化开展课程教学与项目指导；经费保障，申请新工科建设专项基金、省级教育改革项目经费，同时吸引企业投入产学研合作资金，用于实验室建设、教材开发、创新项目资助；政策保障，学校层面出台专创融合教育改革支持办法，将教师参与企业项目、指导学生创新成果纳入职称评审、绩效考核的加分项；对参与企业真实项目的学生，给予学分认定、奖学金倾斜。
6.2. 实施成效预测
6.2.1. 人才培养质量提升
学生创新能力，参与全国大学生结构设计竞赛、BIM技术应用大赛等赛事的获奖率提升30%以上，申请专利、软件著作权的学生比例达到25%以上；产业适配能力，毕业生就业率保持在95%以上，其中80%以上进入中交、中铁等龙头企业，企业对毕业生数字化技术应用能力、创新解决问题能力的满意度达到90%以上；持续发展能力，毕业生三年内成为企业技术骨干的比例达到40%以上，考取注册结构工程师、BIM工程师等职业资格证书的比例提升50%以上。
6.2.2. 专业建设水平升级
课程体系，形成1~2门省级一流本科课程，编写3~4本适应新质生产力需求的特色教材，课程内容与产业技术标准的同步更新率达到100%；平台建设，校内实验室达到省级实验教学示范中心的标准，校外实践基地成为国家级工程实践教育中心。
7. 结论
本文基于新质生产力“科技创新 + 要素重构 + 产业升级”的核心逻辑，剖析专业教育现存的“重理论轻实践、重技能轻创新、重单点轻融合”痛点，提出了“三维四层”专创融合教育体系框架。通过重构课程体系、搭建跨学科实践平台、创新“产学研用”协同机制、完善评价保障体系，将科技创新能力、绿色建造思维、数字化素养融入人才培养全流程，实现专业教育与产业需求的深度耦合，为交通强国建设输送具备“工程实践能力 + 技术创新能力 + 产业服务能力”的复合型人才。
基金项目
2025年度辽宁科技学院教育教学研究课题(项目编号：LKJY202502)；2024年教改立项——基于道路桥梁与渡河工程专业专创融合课程建设研究与实践(项目编号：xjglx202450)。