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信息时代下土木工程类大学生培养模式探究吴辉琴姜锐陈宇良叶培欢（广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州5450 0 6）【摘要】随着科学技术的快速发展，大学生教育已经成为国家重点关注的问题之一，同时，大学生教育也是国际人才竞争和科技竞争的重要体现。部分高校土木工程类大学生在研究生阶段的培养方式未能顺应时代的发展做出改变，教育理念相对陈旧，导致大学生创新能力得不到及时提高。因此，文章以引导大学生适应信息时代下的学科交叉融合创新发展为目的，提出了一种新的大学生培养方式，以此培养大学生发挥主观能动性进行科研创新和利用信息时代工具解决科研问题的能力。【关键词】信息时代；土木工程；大学生；创新能力；教育改革【中图分类号】G642Research on the Training Mode of Civil Engineering College Students in theAbstract:With the rapid development of science and technology,college student education has become one of the key issues ofnational concern.At the same time,college student education is also an important manifestation of international talent competition andscientific and technological competition.Some civil engineering students in universities have failed to adapt to the development of thetimes and make changes in their training methods during the postgraduate stage,resulting in relatively outdated educational concepts,leading to a lack of timely improvement in their innovative abilities.Therefore,this article aims to guide college students to adapt to thedevelopment of interdisciplinary integration and innovation in the information age,and proposes a new way of cultivating collegestudents,in order to cultivate their ability to exert their subjective initiative to carry out scientific research innovation and use the tools ofthe information age to solve scientific research problems.Key words:information age;civil engineering;college students;innovation ability;education reform引言十九届五中全会会议通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议明确指出，国家急需大力培养创新型高层次人才!。新型高层次人才应该是能运用时代的产物解决相应问题的一类人才。在互联网高速发展的今天，数据已经渗透到现代社会的每一个行业，国家对具有信息思维的新型高层次人才的需求也越来越大 2-6 ，而大学生培养是我国高层次人才培养的重要方式之一。大学生有能力运用好信息时代所带来的科技产物来提高自己的科研能力对大学生的大学生涯非常重要，但实际上目前的土木工程类大学生教育大多拘泥于旧课本的教育，教育内容相对落后 7 ，现有学科结构服务需求的效率较低 8 ，部分【收稿日期】2 0 2 2-11-2 0【基金项目】广西高等教育本科教学改革工程项目（2 0 19JGA212）；广西大学生教育创新计划项目（JGY2021181）；教育部产学合作协同育人项目（2 0 18 0 2 1510 0 9）。【作者简介】吴辉琴（196 5一），女，广西玉林人，广西科技大学土木建筑工程学院院长，教授，硕士生导师，研究方向为土木工程专业教育。【通信作者】陈宇良（198 7），男，广西贵港人，广西科技大学土木建筑工程学院副教授，从事结构工程、防灾减灾方面的教学与研究工作。-130-【文献标识码】AInformation Age大学生教师对实践教学目标的认识不够全面，没有充分认识到实践教学具有的多方面作用 9，对利用信息时代的产物来解决科学问题的能力的教育相对较少。这对于提高当代土木工程领域大学生的实际科研能力相当不利。综上，信息时代对大学生的教育方式还存在不足。因此，本文针对广西科技大学土木工程类大学生，对信息时代土木工程类大学生教育改革进行探讨，为该校大学生教育改革提供依据，可供其他学校以及其他学科教育改革提供参考。1研究设计本研究主要分为四个阶段：第一，确定研究对象一一本校2 0 19级土木工程类大学生；第二，查阅资料，获取研究背景信息，提取适用于土木工程类大学生相关信息；第三，通过实际考察与调研，获取土木工程类大学生研究现状，发现【文章编号】10 0 8-1151(2 0 2 3)0 4-0 130-0 4土木工程类大学生存在问题；第四，分析土木工程类大学生所存在问题，提出相应解决方法。采用的大学生培养模型如图1所示。研究生2?信息时代所带来的改变信息时代的到来，产生了大量数据交换、连接人与人之间关系以及可以提升工作效率的相关产品，这些产品的出现大大地缩短了人与人之间的距离，大幅度提高了人们的工作效率，让人们的沟通与信息的传递变得更加简单，土木工程领域也发生了翻天覆地的变化。2.1信息获取方面信息时代土木工程领域出现了大量文献检索、书籍检索、专利检索等各种学术平台，以及各种学术工具、学术会议资讯平台等。文献、书籍检索类平台有CNKI、Sp r i n g e r Li n k、W i l e yOnline Library、i D a t a、Sc i e n c e D i r e c t、g o o g l e s c h o l a r、W e b o fScience、X-m o l等。这些文献检索平台中，有些文献数量多，但功能相对单一，查阅同类文献或者同等级文献相对较麻烦；有些检索平台附带功能较为丰富，但部分文献下载不了或者导出参考文献较为麻烦；有些检索平台不仅能下载文献，还有自已的文献阅读以及管理系统，甚至能够将参考文献直接插入到论文中。通过不同的文献检索平台结合使用，不仅能快速获取国内外最新的研究热点以及研究现状，弥补单一文献检索平台中文献数量不足的缺点，还能够大大节约人们查阅文献、下载文献的时间，让人们有足够的时间阅读高质量的文献，而不是花费大量的时间下载大量论文，然后逐一鉴别文献的质量。同时，部分检索平台还附带文献推送功能，人们可以根据自已的研究方向选择需要推送的内容，第一时间了解到行业内的最新信息，让人们可以把更多的时间用于思考科研问题，而不是不断地重复文献查阅以及筛选。专利检索平台有 CNKI、In n o j o y、s o o p a t、Ba i t e n、Le n s等。部分文献检索平台兼具专利检索的功能，但文献检索平台上专利大多不能下载或者专利数量不够，查找不到所需要的专利或专利内容与专利审查信息不足。此时就需要通过专门的专利检索平台，从而快速地获取自己需要的内容。SCI写作工具有 CNKI、T e r m o n l i n e、Li n g g l e、ESO D A、Wiley、Ch e c k 和AimWriting等。对于国内的研究人员来说，英文写作相对中文写作难度较大，对于刚开始进行SCI论文写作的同学来说，使用地道的英文语句、合适的专有名词以及正确的语法结构具有一定难度，而使用这些SCI写作软件则能够大大降低SCI写作的难度，人们在熟悉SCI的写作方法之后，就能够游刃有余地进行SCI写作，从而把更多的时分析问题研究背景考察与调研数数据处理与分析信息获取通过研究生课程培养与导师引导图1大学生培养模型提出解决方法获取信息能力培羊学会使用科研工创新能力培养学科课程教育交义学科联系培养方式间用于探究科研问题。文献管理软件有 EndNote、No t e Ex p r e s s、CNK I、Ci t a v i、Mendely等。人们在下载了许多文献之后，会发现每次查找文融合创新能力培养工养具献以及参考部分文献中的信息的时候都会特别麻烦，非常浪费时间，而文献管理软件的出现则能够完美地解决这个问题，让人们能够轻松的将文献按总要程度、研究方向、文献质量等分类整理好，在需要的时候可以直接快速查看。除此之外，人们还可以通过文献管理软件进行完文献阅读，做好文献笔记，也可将文献笔记打印出来。在写论文的时候可以按照不同期刊的参考文献格式直接将参考文献插入到论文中，极大的节约了时间。学术会议资讯网站有WikiCFP、A c a d e m i e R e s o u r c e s、WCC等。举办学术会议的学者通常为该行业的科研大牛，大学生通过学术会议，不仅能够了解该行业最新的研究动态，在听取科研大牛报告的过程中学习他们的科研思维以及做报告的方法，还能够向科研大牛们请教自己的不懂的科研问题，从而大幅度地提高自已的科研能力。故获取科研资讯的能力对大学生来说极为重要。通过不同学术会议资讯网站，则能够让大学生快速地获取自已所研究方向学术会议召开的时间以便能够及时参加会议。2.2数据处理与数值模拟方面信息时代土木工程领域出现大量数据处理、计算以及数值分析软件。数据处理程序与计算软件有Excel、M a t l a b、M a t h e m a n t i c、MathCad、M a p le 等。利用这些软件，不仅可以快速处理试验所得出的所有数据，还可以极大地减少理论计算的工作量，大大地节约了数据处理与计算的时间。数值模拟软件有 ANSYS、A BA Q U S、O p e n s e e、PFC、RFPA等。这些软件可以通过对一定数量材料和单个试件的物理性能参数进行测试，然后进行数值模拟，对试验参数进行扩展分析，从而得到更多的试验结论，大幅度减少试验的数量，极大地降低试验成本，减少环境污染。通过数值模拟软件进行试验前的分析，可以提前预测试验中可能出现的问题。通过数值模拟软件，还可以完成因试验条件不足和试验成本过大而不能进行的试验，对加快科研进程和环境保护方面均具有重大意义。2.3学科联系方面信息时代的到来，使各学科之间的交叉融合变得更加简单。土木工程领域的学者可以通过互联网轻易查阅其他各个学科的文献，将其他学科的研究方法进行加工创新运用到土木工程领域中，以完成土木工程领域中难以解决的问题。如土木工程与计算机编程相结合，可以把复杂的力学问题和数据处理问题用计算机编程轻易的实现；如土木工程与机械工-131-程相结合，在装配式构件的吊装中使用相应的安装设备或者直接采用机械连接方式，可以轻易实现装配式构件与构件之间的连接，或者将各个构件打包，通过一个按钮就可以实现整个楼房的组装；如土木工程与生物工程以及医学工程结合，可以实现土木工程材料的自修复与自愈合等功能，大大增加了土木工程材料的使用寿命；如土木工程与车辆工程和机械工程相结合，可以制造可移动别墅，极大地缓解普通房车空间过小、安全性不足等问题。利用信息可以迅速搜索到不同行业的相关资料，也可以轻易找到不同行业的领军人物，从而更加轻松地实现不同学科之间的相互融合。3大学生教育存在问题目前国内主要的大学生教育在研究生阶段的教育方式为导师导学制 10 。学校课程主要安排在大学生第一学年，第二与第三学年主要跟着导师学习，参加一些科研讲座和准备毕业论文。研究科学问题的主要方式为试验研究、理论研究和数值模拟研究三种方式，对广西科技大学2 0 19 级土木工程类大学生在研究生阶段使用的主要研究方法进行调查，调查结果见图2。试验+理论13%试验模拟26%图2 2 0 19 级土木工程类大学生由图2 可知，该校土木工程类大学生的主要研究方法为纯理论研究、纯试验研究以及试验研究与理论研究相结合，对于使用试验+数值模拟方法进行科研的人相对较少，仅占全部大学生的2 6%，说明该校大学生使用传统研究方法进行科研的大学生较多。对该校土木工程类大学生培养情况进行调研，发现该校土木工程类大学生培养存在以下问题。3.1大学生课程教育问题目前大学生在研究生阶段的教育现状为大部分学校大学生课程教育仍然采用传统的教学方式，使用未及时更新的教材，教导学生传统的学科知识，大多数课程对解决目前的科研问题并无实际性帮助，浪费大量时间。这些传统的教学知识对于处于信息时代的大学生来说可以轻易获得，而对于国际最前沿的知识、最前沿信息的获取、新理念的培养以及学科与学科之间的交又融合，推陈出新的教学课程相对较少，且缺少通过信息获取国际前沿知识方面的教学，导致大学生创新能力与解决实际科研问题的能力有所不足。3.2大学生培养方式问题在信息时代到来以前，国内外学者的主要研究方式为单-132-一的试验研究或者理论研究，以及试验研究与理论研究相结合。试验研究工作量大，耗时久，成本高，由于试验环境的不同，操作方式的不同，容易产生偶然误差，出现问题时难以及时发现，如果能够提前进行数值模拟则可以在出现问题时及时发现并及时解决。理论研究耗时久，随着信息时代的到来，将试验研究和理论研究与数值模拟相结合，不仅能大幅地减小工作量、缩短构件制作时间，还可以极大地减少许多理论推导过程，大大缩短了探究事物本质的时间。但目前的大学生教育偏向于单独一个方向的研究，如做实验的不搞理论和数值模拟，搞理论的不做试验和数值模拟，真正把三种科研手段结合来解决科研问题的大学生相对较少，对大学生科研能力的提高极为不利。3.3大学生创新能力培养问题随着信息时代的到来，部分学者已经开始通过学科交又融合来进行科学研究，但目前大部分大学生教育中直接以导师提供的研究方向进行研究，对为什么要进行此类研究和为什么要使用这种研究方法研究理解还不够透彻，多数大学生还处于单一学科领域研究中，跨学科研究的大学生还相对较少，大多数大学生无跨学科融合创新的意识，仅学习本方向的知识，导致大学生的创新能力难以提高。4土木工程领域大学生教育途径理论32%新时代对高层次人才要求越来越高。大学生教育是培养高层次人才的一个重要途径，对大学生的培养越来越重要。试验2 9%作为新时代的大学生，不仅需要德智体美劳全面发展，掌握本学科坚实的基础理论和与专业相关的科研知识，还应该紧跟时代发展的脚步，将信息时代所带来的各项技术运用到科研中来。4.1通过信息获取新事物的能力信息时代的大学生教育要坚持育人为本，以培养大学生德智体美劳全面发展为基础，以培养大学生更快适应在科学技术与信息技术高速发展的新时代进行科研创新的能力为提高。在信息时代的大学生课程中应以培养大学生通过信息来获取信息，将所获取的信息进一步加工、处理，推陈出新，不断探索新领域的知识与解决实际科研问题的能力为主；导师也应该在培养大学生研究能力的过程中更多地引导学生培养自主创新和获取国内外最前沿的知识与技能解决实际科研问题的能力。4.2使用科研工具缩短研究周期信息时代的土木工程类大学生教育要以需求为导向，强化科教与产教相结合培养人才的体系，以培养高效、低能耗地解决实际科研问题为总目标。研究科学问题的方法主要有三种，分别为试验研究、理论研究和数值模拟。对于试验研究，成本高，所需时间长，试验具有离散性，研究精度相对较低，难以实现通过大批量的试件制作来减小试验误差，以及通过细化的试验参数来研究某个参数的变化规律；理论研究主要通过对试验结果进行抽样，对试验参数进行理论推导，通过相应的软件对试验数据的高效处理，可以节约大量5结束语得出参数与参数之间的变化规律或者通过理论计算简化公式，减少运算的次数，但信息的到来使计算变得简单，一部分理论推导可用计算机代替，纯理论推导对工程实际的作用被削弱；数值模拟则是通过虚拟单元将现实中的试验在电脑中进行再现，同时将试验参数进行扩展，得到更多的试验数据，然后对试验数据进行处理与理论推导，最终得出相应的结论。因此，信息时代的大学生教学应该以培养大学生的综合科研能力为培养目标，在大学生课程中设置通过试验和计算软件进行理论研究与通过数值模拟软件进行数值研究相结合的课程，以培养大学生的综合科研能力。导师也应该引导大学生通过试验、理论与数值模拟三种方法进行科学研究，培养高效低耗的科研能力。4.3通过信息进行学科交叉融合创新信息时代的土木工程类大学生教育要以培养大学生自主通过学科之间的交又融合提高创新意识与能力为导向，在解决科研问题时主动通过获取不同学科之间基础知识与研究方法，增强学科与学科之间的联系。每一门成功的学科都是无数位科研学者经过不断探索与研究形成的，是无数位科研学者智慧的结晶，但单一学科对人们的帮助是有限的，且由于学科数量众多，对人们的工作效率提高相当有限，将不同学科融合起来，推陈出新，形成新的科技产物，不仅能极大地提高科研学者的科研效率，还能提高人们的生活质量和工作效率。因此，大学生教学应该注重培养大学生的跨学科融合能力，在大学生课程中设置如何跨学科融合创新类课程，提高大学生跨学科融合创新意识；鼓励大学生自主选修相关专业的知识，可通过增设辅修学位的方式引导大学生学习其他专业知识，促进学科与学科之间的交叉融合。导师也应该引导大学生培养通过信息自主探索其他学科知识、探索学科与学科之间的联系的意识，在探索过程中发挥大学生本身的主观能动性，探索寻找有利于自己研究方向的因素。时间，让大学生有更多时间去思考更深入的研究问题；通过数值模拟，不仅能细化试验研究参数，降低试验误差，使试验结果更加接近事物的实际规律，还可以减少试验材料的浪费，减少环境污染，节省大量的试验经费。因此，土木工程类大学生在信息时代中能够更好地运用信息时代的产物进行科研，对我国土木工程领域的发展具有重要意义。【参考文献】1中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议 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