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成果二:《新工科背景下研究性教学模式在土木类专业实践教学中的应用创新与实践》

时间:2026-04-15 点击:

一、成果简介

随着新一轮科技革命和产业变革深入推进,建筑业正以工业化、数字化、绿色化为路径,持续推动转型升级和高质量发展,迫切需要土木类专业通过新工科建设培养创性应用型人才,为行业高质量发展提供支撑。本成果以提升土木类专业本科生创新能力为出发点,以方法路径、体系构建、评价改革为着力点,基于省级教改项目《新工科背景下研究性教学模式在土木类专业实践教学中的应用研究》(教高〔2023〕388号),在土木类专业实践教学中深度运用研究性教学模式,并从自2021年3月起开始研究与实践,主要取得三方面的成果(图1):

一是提出了“三阶递进式”研究性实践教学路径。聚焦AICDE研究性教学核心要素,通过设计“课前铺垫、课中实施、课后延伸”三个递进式核心阶段,将研究性教学模式有机融入土木类课程实验、集中实践、科创项目和竞赛活动等实践环节,兼顾探究性与工程实践性,实现“学思用贯通、知信行统一”。

二是构建了土木类2345研究性实践教学体系。构建“双课堂、三层次、四主体、五平台、多模块”的“2345”实践教学体系,实现“课内课外、线上线下、学校企业、校园社会、专业培养与双创教育”五结合,重点通过开放实验、创新班等举措,切实将学生实践能力、创新能力培养贯穿人才培养全过程。

三是建立了融合联动的研究性实践教学评价机制。结合土木类专业特点设计课程实验、集中实践、科创项目和竞赛活动四类实践活动,立足四类实践活动的不同定位、目标和实施特点,实施差异化分类评价,既突出各环节的实践重点,又实现评价的联动衔接,确保评价全面、精准、贴合研究性实践的核心要求。

经过多年研究与实践,本成果有效提升土木类各专业学生创新能力,相关成效被多家主流媒体报道,形成良好的示范辐射效应。

图1成果概览

二、主要解决教学问题

(一)研究性教学模式融入土木类专业实践教学的路径不清晰。对研究性教学的理论基础、核心要素、实施流程、评价方法理解不够深入、运用不够活,对将其融入土木类实践教学的方式方法与教学组织管理路径不够清晰。

(二)基于研究性教学模式的土木类专业实践教学体系不健全。现有实践环节相互孤立,不成体系,缺乏基于研究性教学模式进行统筹考虑和顶层设计,造成实践教学对创新精神、创新能力的培养不能提供强有力支撑。

(三)基于研究性教学模式的土木类专业实践教学评价不科学。现有评价体系主要基于第一课堂,并且评价存在重结果、轻过程,往往基于实验报告、设计报告、图纸等终结性成果进行评价,评价方法、评价体系不科学。

三、解决教学问题方法

聚焦三个教学痛点问题,本成果以理论为支撑,以需求为牵引,以学生为中心,以产出为导向,提出三大对策:

(一)理论溯源强认识,三阶递进明路径

基于对建构主义、发现学习、问题解决等理论的深入学习,提炼总结了研究性教学模式的AICDE五大核心要素,即提出驱动性问题(Asking),调查与探索(Investigating),创造与建模(Creating),讨论与反思(Discussing & Reflecting),评价与反馈(Evaluating)。在此基础上,结合土木类专业实践教学的特点,提出“课前铺垫、课中实施、课后延伸”三阶递进实施路径(图2)。课前铺垫锚定工程需求,筑牢探究基础,核心是做好“学情适配、工程问题设计、实践资源整合”,贴合土木类专业实践的专业性、实践性特点。课中实施聚焦工程探究,落实实践环节,核心落实“分组协作、自主探究、互动点拨”三大步骤,突出工程实践的专业性和严谨性。课后延伸强化工程应用,实现成果转化,重点落实“总结反思、成果转化、拓展提升”三个环节,突出专业实践性和行业适配性。

图2“三阶递进式”研究性实践教学路径

(二)内外协同构体系,多措并举强创新

强化实践育人理念,加强实践教学顶层设计,突出学生应用能力培养,构建了“双课堂、三层次、四主体、五平台、多模块”实践教学体系(图3),实现“课内课外、线上线下、学校企业、校园社会、专业培养与双创教育”五结合,切实将学生实践能力、创新能力培养贯穿人才培养全过程,并重点通过开放实验筑基、项目教学驱动、综合设计提升、学科竞赛淬炼、学术沙龙拓展、社会实践赋能,“六位一体”培养学生创新能力。立足工程建造专业集群开设班墨创新实验班,实施MICPS人才训练计划,即通过微专业(Micro major)、研学(Investigation)、竞赛(Competition)、项目(Project)、研讨(Seminar),赋能原专业、增加新能力,培养“城建+”“土木+”未来领军人才。

图3“2345”研究性实践教学体系

 (三)融合联动重实践,分类评价强能力

构建“成果互认、指标联动、档案贯通”的融合联动分层分类评价机制。通过明确四类实践评价的内在关联,打破评价壁垒,实现课程实验、集中实践、科创项目、竞赛活动评价的有机衔接。以成果互认打通实践环节,将科创项目成果作为竞赛参赛基础,竞赛优秀表现纳入集中实践评价,课程实验达标作为科创、竞赛参与前提;以指标联动统一评价导向,紧扣实践能力培养核心,实现各环节评价指标互补呼应;以档案贯通整合评价成果,建立学生实践档案,系统归集四类评价结果,全面、动态反映学生实践能力成长。

图4融合联动分层分类评价机制

四、成果创新点

本成果立足土木类专业实践教学痛点,以学生为中心、以产出为导向,在路径、体系、评价三大维度实现突破性创新,推动实践教学提质增效,助力人才培养与行业需求精准衔接,具体创新点如下:

一是路径创新,构建理论赋能、三阶递进的实践教学新路径。打破理论与实践脱节壁垒,深度融合建构主义、问题解决等理论,提炼形成兼具逻辑性与实践性的AICDE核心要素体系,将理论认知转化为可落地的教学操作流程。创新设计“课前铺垫、课中实施、课后延伸”三阶递进模式,课前聚焦工程实际需求,完成学情适配、问题设计与资源整合,筑牢实践探究基础;课中以工程探究为核心,通过分组协作、自主探究与教师点拨结合,凸显专业实践的严谨性与专业性;课后强化成果转化,通过总结反思、拓展提升,实现实践能力向工程应用能力转化,形成“理论—实践—应用”闭环路径,贴合土木类专业实践特质。

二是体系创新,打造内外协同、多元融合的实践育人新体系。强化实践育人顶层设计,打破校园与行业、课内与课外边界,构建“双课堂、三层次、四主体、五平台、多模块”一体化实践教学体系,实现线上线下联动、校企协同、专业培养与双创教育深度融合。创新推出“六位一体”创新能力培养模式,通过六大载体全方位赋能学生创新思维与实践能力。依托工程建造专业集群,开设班墨创新实验班,实施MICPS人才训练计划,培育“土木+”“城建+”复合型领军人才,实现人才培养与行业发展同频共振。

三是评价创新,建立分类联动、科学精准的能力评价新机制。打破研究性实践教学中四类实践活动评价孤立割裂的壁垒,创新构建“成果互认、指标联动、档案贯通”三位一体的融合联动评价模式。以实践创新能力培养为核心,实现课程实验、集中实践、科创项目、竞赛活动评价的有机衔接与闭环联动,通过成果互认打通实践环节、指标联动统一培养导向、档案贯通追踪成长过程,实现研究性实践教学评价的系统性与创新性,推动实践教学与人才成长深度融合,提升人才培养实效。

五、成果推广应用效果

本成果选题契合新工科建设要求和行业产业转型升级要求,研究视角新颖、研究内容丰富、产出成果丰硕。成果具有理论性、实践性、创新性,具有很强代表性,对土木类工科专业具有很强指导性,并可在其他工科类专业中推广应用。成果边研究边实践,取得积极成效。

(一)校内效果

成果2021年开始在河南城建学院智能建造与交通工程学院土木工程、道路桥梁与渡河工程、城市地下空间工程、智能建造等四个土木类专业开始试点推广应用,有关做法纳入2021版、2023版、2025版人才培养方案,除人才培养方案规定的课内实验实训、集中实践环节外,将科创活动等纳入学分体系,贯穿“2345”实践教学体系,打造“一专业一竞赛”品牌活动,学生参与率超过85%。2022年以来,学生学科竞赛获得省部级以上奖励的数量大幅攀升,累计获得省部级以上奖励311项,2025年获奖数量是2022年的2.76倍。同时,学生积极参与教师科研团队,有约20%的学生进团队、进课题、进实验室,参加学术沙龙、预约开放实验、大学生创新创业训练计划项目等活动,取得156项(人次)专利、软件著作权、高水平论文等研究成果。截至目前,在本校累计受益学生超过2760人,学生创新精神日益高涨、创新能力持续提升。依托成果方案,团队教师也积极对接企业,申报课题,完成国家自然科学基金项目1项、省部级项目20多项、校企横向课题30多项,获得省级教学成果奖1项,完成省级教研课题6项,获批质量工程项目11项(省级4项)、发表教改论文5篇,获得课堂教学创新大赛省级二等奖3项,教育系统教学竞赛二等奖1项,培养省青骨2人,利用教学成果经验交流会、青年教师入职培训等面向全校专任教师推广交流3次,受益教师300多人。

(二)校外效果

本成果也受到了兄弟院校的关注,先后应用于西安科技大学、河南工程学院、郑州工程技术学院、许昌学院4个兄弟高校土木类专业实践教学,累计受益教师和学生1217人。成果主持人在第三届河南省土木建筑高等教育发展论坛及第十三、十四届全国城市地下空间工程专业建设研讨会分享交流相关成果,获得同行专家一致好评。相关教育教学成果还在平顶山学院、郑州软件职业技术学院、河南质量工程学院进行分享交流。有关工作经验与成效被《中国教育报》《中国教育在线》《河南省教育厅官网》等权威媒体报道

以上推广应用成效,验证了研究性教学在应用型人才培养中的可行性,为新工科实践教学改革提供理论支撑。

 

(成果完成人:宋帅奇、潘巧红、李鹏、杨亦龙、武海荣、尤培波、郑超、陈刚,完成单位:河南城建学院、河南工程学院)

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