面向“一带一路”的土木工程留学生培养策略
蔡忠奎 王震宇 王代玉
[摘 要] “一带一路”倡议中量大面广的基础设施工程的顺利建设，需要我国联合沿线诸国培养大量能够担负重任、解决实際工程问题的土木工程留学生创新人才。提高来华土木工程留学生培养质量，可为“一带一路”倡议实施提供人才支持，提升我国高等教育国际化影响力。从“一带一路”基建工程项目技术特点出发，分析面向“一带一路”土木工程留学生应具有的专业素养和培养目标，继而提出相应的培养对策，为我国高等院校在土木工程留学生培养方案的改进方面提供参考。
[关键词] “一带一路”;留学生;土木工程;培养目标;培养方案
[基金项目] 2019年度江苏省教育厅江苏省高等学校自然科学基金面上项目（19KJB560013）
[作者简介] 蔡忠奎（1989—），山东济宁人，博士，南京工业大学土木工程学院副教授，主要从事结构防灾韧性研究;王震宇（1971—），黑龙江哈尔滨人，博士，哈尔滨工业大学土木工程学院教授，博士生导师，主要从事工程结构抗震研究;王代玉（1984—），山东济宁人，博士，哈尔滨工业大学土木工程学院副教授，博士生导师，主要从事新材料与新型结构研究。
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2021）32-0172-05 [收稿日期] 2020-12-13
一、引言
在“一带一路”建设进程中高等教育具有基础性和先导性作用，加强“一带一路”沿线国家高等教育合作，既是共建“一带一路”的重要组成部分，又是为“一带一路”倡议提供人才支撑，同时还可有效推进中国教育改革发展，提升高等教育国际影响力[1]。就土木工程领域而言，协同“一带一路”沿线各国多层次高校，培养大量工程创新能力良好的国际化土木工程技术人才，是加快“一带一路”基础设施建设和交通网络互连的重要举措，驱动“一带一路”相关各国贸易畅通、文化沟通和民心相通的强大推力。然而，中亚、南亚、东南亚等区域国家大多因经济水平不高而工程教育基础薄弱。根据Quacquarelli Symonds （QS）和Time Higher Education（THE）公布的大学排名可知，“一带一路”沿线65国中，有36%的国家未有高校进入上述两个排行榜的前1000名[2]。因此，以中国高校为主体，协同“一带一路”沿线国家培养创新型土木工程留学生人才，对于推进“一带一路”基础设施建设和教育文化共同繁荣，促进我国高等工程教育改革发展具有重要意义[3]。鉴于此，本文以“一带一路”沿线国家来华的土木类留学生为研究主体，以“一带一路”倡议背景下交通、水利、能源、通信等基础设施工程技术特征为出发点，分析当前及未来阶段土木工程科技人才应具有的专业素养，提出土木工程留学生的具体培养目标，继而提出实现上述培养目标的具体对策，以期为相关院校开展教学体系改革提供些许参考。
二、“一带一路”基础设施工程的主要技术特点
1.项目数量多、体量大。丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路所经国家大多为发展中国家，经济、教育欠发达，但国家实力处于上升期。所涉及国家及地区的人口总数为44亿，约占全球人口的62%，而经济总量仅占全球的28%[4]。“一带一路”倡议的稳步推进可概括为“五通发展”，即政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通和民心相通五个阶段。当前，政策沟通已在国际上取得显著成效，而交通、通信等基础设施互联互通是贸易畅通实现的重要前提，因此也是现阶段“一带一路”建设的主要任务。巨大的人口基数、滞后的经济现状及整体向好的经济发展态势，决定了“一带一路”沿线国家具有巨大的基础设施建设需求，当前及未来相当长一段时期内规划建设的基础设施工程项目数量将蔚为壮观。
2.技术难度高。目前，“一带一路”沿线国家几乎全部位于世界三大地震带中的阿尔卑斯-喜马拉雅地震带和环太平洋地震带上。因此，基础设施工程在抗震设计环节应予以高度重视。再者，上述桥梁、铁路、发电厂、通信站等基础设施大多位于地势崎岖、淡水资源不足的山地、盆地，这些恶劣的自然条件使得传统现浇钢筋混凝土结构在施工阶段，面临异常苛刻的制约条件。另外，沿海地区钢筋混凝土或钢结构的基础设施，将面临氯盐腐蚀的严重问题，这将给此类重大结构物的耐久性带来严峻考验。基础设施结构因环境恶劣而导致的耐久性不足，又将给结构的安全性带来严重隐患。总体来看，“一带一路”的基础设施建设在设计、施工、运维等方面均存在较高的技术难度。
3.技术标准不统一。“一带一路”沿线国家众多，由于历史和政治问题，这些国家的工程建设规范和技术标准差别较大，有美国规范、欧洲规范、英国规范、俄罗斯规范及中国规范。我国是“一带一路”倡议的发起者，在境内外完成了众多举世瞩目的复杂大型基础设施工程的设计和施工。然而，我国现行建筑、桥梁等设计规范与美国规范、欧洲规范等国际适用范围较广的建设规范相差不小。例如，我国混凝土强度等级采用边长150mm的立方体抗压强度标准值确定，而美国混凝土协会（American Concrete Institute，ACI）规范采用直径150mm、高300mm的圆柱体轴心抗压强度平均值表征混凝土强度。因此，工程建设规范不统一问题，将在基础设施工程项目的规划和整个建设阶段带来诸多不便。
4.国际化与特色化并著。“一带一路”倡议落实进程的第二个环节为“设施联通”，而交通、通信等基建设施的互联互通必然是多方共商共建的结果。不同国家在开展相互交汇的基础设施建设工程中，将委托来自多国家的诸多工程项目设计、咨询、施工和管理领域的技术类公司，这决定了“一带一路”中基建工程是国际化程度较高的项目。另外，中亚、西亚、南亚、东南亚、东欧等区域的国家，在文化、宗教和经济方面差异显著，在规划、设计和建造基础设施工程时也将具有自身鲜明的特色。倡议中“设施联通”的过程将是全球参与，同时又有各国特色的基建工程交汇互联的进程。
三、面向“一带一路”建设的土木工程留学生培养目标
来华土木工程留学生毕业之后在“一带一路”倡議中发挥重要作用的前提条件是，能够胜任“一带一路”基础设施建设工作。根据前述基建项目特点、难点分析，可得出土木工程留学生的宏观培养目标，如图1所示。
1.能够独立承担完成建设工程分项任务。“一带一路”沿线国家基建项目数量庞大，为实现建设项目快速高质量落成，要求我国培养出的面向“一带一路”建设的土木留学生人才具有过硬的专业技能，能够快速成长为独当一面、独自承担分项任务的工程师。
具有独立承担完成建设工程分项任务的能力，具体来说，就是能够对复杂工程问题进行分析、推理、论证、判断，能够针对项目当前阶段的分项任务提出系统科学的整体解决方案。不同的工程项目之间从知识原理上讲具有很多相似之处，然而对于任何单独的工程都有其鲜明的特征与特殊的棘手之处。土木工程留学生人才在进行“一带一路”基础设施工程结构的设计、施工和管理过程中，必然遇到诸多与学习阶段所处理的工程问题有所不同的技术难题。面对这些新的工程问题时，相关工程师及技术人员应能够结合所学知识和积累的工程经验，根据所处理的基建工程在造型设计、结构设计、施工组织管理等方面的具体特点以及自身所在工程项目团队的技术特色、设备情况、工期进度等因素，进行创新性思考，提出符合工程特点和自身情况的创新型解决方案。
2.成为应用-科研并重型的土木工程师。由于“一带一路”经济区域基础设施建造需求巨大，因此应以较高效率培养较大数量能够解决实际工程问题的应用—科研并重型土木工程师，而不应将重心偏向于培养从事前沿科学和理论的科研型人才。类似地，可以借鉴工程硕士和工学硕士的培养定位区别更深入地理解上述人才能力的差异。应用-科研并重型人才相比于科研型人才，具有更加丰富的工程实践经验和实际操作能力，能够完成具有较高难度水准的技术工作，因而在大体量的“一带一路”基建浪潮中能发挥更切实有效的作用。
将留学生培养成为应用-科研并重型的土木工程师，关键是培养其知识灵活运用的能力。来华的土木工程本科留学生经过四年系统学习，对土木学科基础知识有了较好掌握，而知识的学习在于运用，在于能高效地解决实际工程建设中遇到的问题。从纵向来看，土木留学生所学的知识由高等数学、计算机程序设计语言等通识教育课程，加上理论力学、材料力学、结构力学等学科基础课程，再加上钢结构设计原理、工程结构抗震设计原理等学科专业课程累积而成;从横向来看，无论是通识教育课程、学科基础课程抑或学科专业课程，均由理论类课程学习和实验、实习等实践类课程学习两部分组成。经过上述教学体系的培养，一方面，土木工程留学生能够深刻认识到各阶段所学各门课程是如何应用于解决实际工程问题的;另一方面，在学习分析、解决工程问题时，能够熟练应用上述课程知识。培养土木工程留学生的知识运用能力，是解决“一带一路”基建工程问题的核心。
3.能够运用基本原理和知识开展自主学习、终身学习。“一带一路”基建项目工程技术难度高，要求从事基建项目的土木工程行业技术人员能够综合运用所学多学科基础和专业知识，善于利用常规计算机及信息技术、文献检索工具和数据库来收集相关专业知识，持续开展自主学习，通过创新性思维发现适合项目特点的解决方案。同时，由于当前国际化工程结构建设规范尚不统一，要求土木工程留学生不断学习其他国家的技术标准，即了解本国工程建设沿袭规范的传统，又对国际范围内较为普及的规范与本国规范的差异有较深入了解，因此要求来华留学生具备较强的自主学习和终身学习能力。当前，工程建设项目的一大特点是快速应用新型材料、新结构体系、新施工方法及新机械设备，而“一带一路”倡议中数目庞大的基础设施工程，为各种土木工程新技术的实践应用和改良提供了绝佳机会。由此可见，作为“一带一路”共建中担当重任的土木工程留学生，应当在工程技术快速变革的时代，掌握利用文献数据库和网络资源检索、学习的方法，有不断更新自身土木工程专业知识的能力。
4.善于沟通交流与团队协作。“一带一路”基建工程国际化与特色化并著，所涉及的铁路、桥梁、发电厂、油气储运网络等基建工程，均由大体量结构物、构筑物以及众多专业设施设备共同组合而成，整体工程的不同区块可能由多个国家的多个工程设计、咨询、建造公司承包，不同专业领域的技术人员共同组成该基建项目的建造团队。因此，所培养的土木工程留学生创新人才应至少熟练掌握一门外语，如英语或汉语，能够与国际化多学科工程项目团队融洽工作，并能与工程相关各方、各界进行有效沟通和协作，在多元文化团队中快速融入并带动、领导本专业团队高效开展项目工作，确保多国各方的工程交汇互联进程和谐推进。
四、具体培养对策探讨
前文分析指出，在培养面向“一带一路”土木工程来华留学生时，应侧重于培养其综合运用所学知识、开展创新思考、进行团队协作、解决实际工程问题的能力。该培养目标决定了我国高校进行土木工程留学生培养时，应注意在教育理念、培养方案、课程体系、教学内容和师资队伍等方面进行相应调整和改进。
成果导向教育（Outcome Based Education）理念，即强调所培养学生在接受教育之后取得的能力成果，并以此为培养目标对现有的培养方案进行调节，而不再以授课教师和专业知识为导向。成果导向理念在诸多发达国家中已形成共识并得到广泛实践，但在我国等教育中尚未深入实施[5]。下面针对图1所述土木工程留学生创新人才的四个培养目标，基于成果导向教育理念，结合笔者执教留学生的经验，提出相应的培养对策，以期为相关院校在培养方案改进时提供参考。
1.增加实践类教学比重，优化考核方式。鉴于面向“一带一路”的土木工程留学生培养以应用型和应用科研并重型为重心，培养科研型人才为次要重心，因此，切实提高留学生在实际工程中解决具体工程问题的能力至关重要。为实现此目标，提出以下具体对策。
第一，增加课程设计的学时、学分，适度提高课程设计所解决工程项目的难度。例如，“建筑钢结构设计”的理论知识课程学分一般为32学时、2学分，而后紧跟的“建筑钢结构课程设计”一般为1学分并在1周内完成。后者是应用所学设计理论知识、结合设计标准对实际钢构件或钢结构工程进行设计，因此“建筑钢结构课程设计”对于提高留学生应用理论知识解决实际问题的能力更加直接有效。为此，建议将土木工程学科教学大纲中工程设计类课程的学分增加至与设计理论课程一致;同时，适度提高课程设计所解决工程问题的复杂程度，随之增加具体培养方案提高课程设计的学时。另外，教师应加强对实践类课程的重视程度，因材施教地创新教学方法，提高工程设计类课程的目标达成度。
第二，针对核心专业基础课和重要的工科基础课增设相应的实验课程。以土木类专业核心课程“结构力学”为例，目前大多数高校尚未开设相应的“结构实验”“建筑结构实验”等类似的实验课程，如简单桁架、钢架结构模型的制作、加载和实验分析。当前，土木类专业基础课教学大纲侧重于理论分析而轻实践，并不适用于绝大多数来自“一带一路”沿线国家的留学生群体。类似的还有“土力学”及“计算机程序设计语言”等课程。
第三，对于实践类课程采用更加合理的考核方式。实践类课程一方面是培养学生的既有知识综合运用能力，另一方面对培养其创新思考能力和团队协作攻关能力也有良好效果。因此，在考核留学生实践类课程的完成水平时，不仅应检查其完成的设计图纸或结构模型的正确性、合理性，还应考查其在整个实践课程过程中的创新性思考及与团队成员的协作和谐度。为此，应采用多种评价指标和方法，对知识和能力两方面进行综合合理评价，并建议采用“操作技能”+“协作能力”+“答辩评分”相结合的方式对实践类课程进行合理考核。
2.开展多形式、多途径、现代化的实习教学，加强校企合作，为留学生创造实习机会。土木工程是与具体工程项目联系紧密、强调高效解决实际问题的学科，因此，实习环节是将土木工程学生锻造为土木工程师的重要步骤，也是培养与提升学生能力的阶段。下面提出一些具体对策来提高面向“一带一路”的土木工程留学生在实习环节中的能力提升效果。
第一，充分利用多媒体、虚拟现实技术、BIM仿真模拟等现代技术，开展多形式的远程或模拟实习课程教学。为将土木工程留学生培养为能够独立承担工程分项任務的高素质人才，应当增加其在校期间实习环节的数量和课时长度。然而，在高校附近找到合适的工程项目对于土木工程留学生而言具有较大的现实难度。因此，高校应结合多种现代技术开展多形式的远程或模拟实习课程教学。例如，播放典型结构工程各分部工程的施工视频，基于虚拟现实技术开发VR工程实习视频及VR云课件，通过头戴设备进行VR沉浸式实习环节教学。还可基于AutodeskRevit、Tekla、Navisworks等平台软件建立建筑或桥梁等结构建造阶段的3D模型，通过BIM技术仿真模拟施工进度，从而生成可用于留学生实习教学的4D模型。
第二，开展国内高校与参与“一带一路”倡议建设的相关国外、国内企业间的校企合作，为留学生实习提供更多机会。笔者在海外留学及学术访问期间，发现北美、澳洲等地区的一流高校、普通高校及地方院校均有良好的校企合作传统，不仅高校科研与企业生产结合紧密，学生自主联系企业开展实习的难度也远小于国内，单就此而言值得国内借鉴。与参与“一带一路”倡议建设的相关国内外企业开展校企合作，能让土木工程留学生更快地熟悉其毕业后的工作环境和所接触的工程特点。在拓展校企合作时，不仅要充分利用大型国有建筑、交通建设集团，同时调动了国外当地企业的积极性。例如，我国中建集团参与巴基斯坦基础设施建设已有20余年经验，其代表作有伊斯兰堡国际机场等闻名遐迩的特大工程[6]。同时，与“一带一路”沿线国家本地大型或中小工程企业合作，对增加留学生实习概率和就业率也是上佳选择。
3.加快工程教育专业认证步伐，实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认。目前，国际上已逐渐形成以《华盛顿协议》（Washington Accord）为核心的工程教育专业认证国际协议体系，经认证的工程专业学历作为工程职业的国际准入标准，成为工程技术人才国际流动的通行证。该协议的核心内容是各成员的认证标准、认证程序和认证结果具有实质等效性。我国于2005年建立了与《华盛顿协议》实质等效的《工程教育认证体系》;2013年，我国以全票通过称为《华盛顿协议》的预备会员;2015年，中国工程教育专业认证协会成立;2016年，又以全票通过成为《华盛顿协议》的第18个正式会员[7]。以《华盛顿协议》为指导框架，结合高校自身办学优势和特点，围绕“学生为本”“成果导向”和“持续改进”三大核心，推动落实土木工程教育专业认证工作，加快学历学位国际互认步伐，对于提高我国培养的土木工程留学生的国际认可度至关重要，也是促进“一带一路”基础设施建设稳步实施的重要举措。
4.加强教师队伍的国际化建设。提高土木工程留学生培养质量的最终落实者是高校教师队伍，因此，应加强高校教师与“一带一路”沿线各国高校的教学及科研互动，推动沿线各国校长互访，促进教师及管理人员交流研修，推进优质教育模式在沿线各国互学互鉴。应充分利用国际、国家内、省级和学校等多层级资源，加强教师队伍的国际化访问和学习，以此提高我国高校国际化教育水准，开阔国际化视野，提高自身英语教学水平。以南京工业大学土木工程学院为例，具有一年以上海外留学或访问经历的教师共35人，占全体教师的38%，这为学院开设国际班教学、指导留学生进行创新实验项目和结构建模竞赛等，奠定了较为坚实的师资力量。因此，加强教师队伍的国际化建设是实现土木工程留学生创新人才培养目标的根基。
五、结语
提升来华土木工程留学生的培养质量，推进“一带一路”教育共同繁荣，既是加强与沿线各国教育互利合作的需要，也是推进我国高等教育改革发展的需要。国内高校在培养土木类留学生时，应以“一带一路”建设对工程人才的需求为导向，结合高校自身优势和特点，制订科学合理的培养方案。积极参与“一带一路”共建，敢于担负国际互认工程人才教育重任，对我国高等院校而言是义不容辞的光荣职责，也是提升工程教育质量的宝贵机遇。
參考文献
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Training Strategies for International Students of Civil Engineering Major under the Background of the Belt and Road Initiative
CAI Zhong-Kui1， WANG Zhen-yu2， WANG Dai-yu2
（1. School of Civil Engineering， Nanjing Tech University， Nanjing， Jiangsu 211816， China; 2. School of Civil Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin， Heilongjiang 150090， China）
Abstract：
The accelerated construction of infrastructures projects with a large range of areas in the Belt and Road Initiative requires China to cooperate with all countries along the route to cultivate a large number of innovative talents of civil engineering who can shoulder important responsibilities and solve practical engineering problems. Improving the training quality of international students of civil engineering can provide talent support for the implementation of the Belt and Road Initiative， enhance the internationalization and influence of China"s higher education. Based on the technical characteristics of the infrastructure projects of the Belt and Road Initiative， it analyzes the professional quality and training objectives for the civil engineering international students under the background of the Belt and Road initiative， and then puts forward some corresponding training countermeasures， so as to provide reference for colleges and universities in the improvement of the training plan of civil engineering international students in China.
Key words：
the Belt and Road Initiative; international students; civil engineering; training objectives; training program
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