信息技術(shù)引領(lǐng)土木工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新模式探討

郭慧珍 李敏 王芃

摘要：隨著土木工程在全世界的疾速開展，為適應(yīng)時(shí)代潮流，國(guó)內(nèi)外高校的各種實(shí)踐性改革勢(shì)在必行，其中信息技術(shù)成為當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐改革模式中最有用的工具之一。文章主要針對(duì)以前本專業(yè)方向的教師結(jié)構(gòu)單一化，教學(xué)內(nèi)容和方法不能跟隨土木工程的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的問題，提出了如何利用信息技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐改革研究，如何利用信息技術(shù)更新課堂教學(xué)實(shí)踐模式、提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，最后推進(jìn)實(shí)踐創(chuàng)新的目標(biāo)。并提出信息化教學(xué)可以把本專業(yè)的所有課程的實(shí)踐教學(xué)做到極致，但它并不排斥傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐的精華部分。

Abstract： With the rapid development of civil engineering in the world， in order to adapting the trend of the times， all kinds of practical reform of colleges and universities are imperative， and information technology has become one of the most useful tools in the current reform mode of teaching practice. The article mainly focuses on the past structure of teachers engaged in the professional direction of the single， the contents and methods of teaching can not keep pace with the development of civil engineering. It puts forward how to use information technology to carry out teaching practice reform research， how to use information technology to update teaching practice mode， enhance learning effect， and finally promote the goal of improve teaching effect. It also puts forward that the teaching of information can make all the courses of the professional teaching well， but it does not exclude the essence of traditional teaching part.

關(guān)鍵詞：土木工程；信息技術(shù)；實(shí)踐創(chuàng)新

Key words： civil engineering；information technology；practice innovation

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）17-0296-03

0 引言

隨著科學(xué)發(fā)展，信息化建設(shè)不斷加速，各個(gè)高校都在通過信息技術(shù)打造智慧校園。所謂信息技術(shù)主要是應(yīng)用了計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)，這種技術(shù)在高校的教育教學(xué)實(shí)踐中主要有以下四種，多媒體教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂模式、遠(yuǎn)程直播模式和實(shí)景對(duì)接模式等[1]。對(duì)于土木工程專業(yè)，它是國(guó)家建筑業(yè)以及其它基礎(chǔ)設(shè)施中培養(yǎng)人才的搖籃。尤其是隨著工業(yè)化與計(jì)算機(jī)一體化技術(shù)的發(fā)展，使工程設(shè)計(jì)、施工管理、質(zhì)量控制與檢測(cè)技術(shù)、勘察技術(shù)等都出現(xiàn)了智能化。其快速發(fā)展也在推動(dòng)土木工程建設(shè)向更高更遠(yuǎn)的方向前進(jìn)，因此對(duì)土木工程專業(yè)所培養(yǎng)的人才提出了更新的要求。尤其是學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力、從業(yè)水平等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。信息技術(shù)的出現(xiàn)能使以上幾種方向能同時(shí)結(jié)合，形成學(xué)生特有的土木工程良好素養(yǎng)，對(duì)于各學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)達(dá)到融會(huì)貫通的培養(yǎng)效果。

1 信息技術(shù)推動(dòng)下，目前土木工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐改革的必然性

①當(dāng)前土木工程建設(shè)如雨后春筍般在神州大地出現(xiàn)，有功能完美的高層建筑、有方便快捷的地鐵和輕軌、有可與飛機(jī)相媲美的高速鐵路、有造福萬民的大型水利工程及各種橋梁隧道等。這些都必須要在信息化技術(shù)支持下，使各種專業(yè)設(shè)計(jì)理論精確化、專業(yè)設(shè)計(jì)工作自動(dòng)化、土木工程材料多樣化、施工設(shè)施大型化、施工過程工業(yè)化、最后才能達(dá)到城市建設(shè)的立體化、交通運(yùn)輸?shù)母咚倩?、?jīng)濟(jì)管理智能化的水平[2]。因此對(duì)土木工程的人才結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力和從業(yè)水平等都提出了更高更強(qiáng)的要求，更需要有基礎(chǔ)厚、口徑寬、方向多、素質(zhì)高的土木專類業(yè)學(xué)生，這也是推動(dòng)土木工程專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革的第一動(dòng)力。

②對(duì)于教師的教與學(xué)生的學(xué)，在土木工程技術(shù)高速發(fā)展的今天，教學(xué)不只單純應(yīng)用于目前的專業(yè)教育，更要著眼于學(xué)生今后的發(fā)展，因此要結(jié)合實(shí)際情況，優(yōu)化課程體系，而且課程體系要結(jié)合信息化時(shí)代的社會(huì)需求，才能真正培養(yǎng)出滿足和適應(yīng)社會(huì)潮流及其變化的土木類專業(yè)復(fù)合型人才。

③在信息化發(fā)展的今天，土木工程專業(yè)課教學(xué)的內(nèi)容要逐漸與國(guó)際接軌，因此必須要選用合適教材并及時(shí)更新教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容。然而當(dāng)前學(xué)校的課程很多都是過去有用，現(xiàn)在并沒有及時(shí)更新，而且老師按照教材講解的過程中也沒有刻意去適應(yīng)當(dāng)今土木工程發(fā)展要求，這些內(nèi)容反而占領(lǐng)了學(xué)校很多的資源。一些國(guó)際通行的做法，如ISO質(zhì)量認(rèn)證體系、FIDIC合同條件、PM項(xiàng)目管理、CM模式的規(guī)劃慣例在當(dāng)前教材中少有體現(xiàn)，因此在信息化技術(shù)的支持下，專業(yè)課程體系及專業(yè)教材建設(shè)也是當(dāng)務(wù)之急[2]。

④土木工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，在信息化時(shí)代下所培養(yǎng)的學(xué)生至少應(yīng)在某一方面有較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐能力。因此實(shí)踐性教學(xué)的環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生在未來從業(yè)范圍內(nèi)具有分析和解決實(shí)際問題的能力，其實(shí)踐能力也反映了土木類高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，也是反映人才培養(yǎng)能否符合市場(chǎng)要求的一個(gè)重要指標(biāo)。但現(xiàn)在高校的實(shí)踐性課程還是保留在10多年以前的基本操作上，有些儀器和操作方法已經(jīng)明顯落后于土木工程當(dāng)前發(fā)展的速度。

⑤教師是土木專業(yè)類人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，其水平高低與學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)息息相關(guān)，多數(shù)教師以高學(xué)歷為首要條件，其工作重心偏向于縱向研究性課題和橫向企業(yè)技術(shù)難題，但真正有能力在工程實(shí)踐一線工作的老師卻有所欠缺，這對(duì)學(xué)生達(dá)到高素質(zhì)要求的復(fù)合型人才目標(biāo)非常不利。

⑥過去教師的授課是單一的，主要將各個(gè)大問題化為小知識(shí)點(diǎn)各個(gè)擊破，但現(xiàn)在同時(shí)要求學(xué)生在小問題當(dāng)中能進(jìn)行整合，能形成系統(tǒng)性的思維，養(yǎng)成跨學(xué)科的素養(yǎng)。因此土木工程專業(yè)的學(xué)生需要養(yǎng)成一定的邏輯思維能力，并且具有獨(dú)特的力學(xué)素養(yǎng)，這些能力同樣對(duì)教師的職業(yè)要求也提出了更大的挑戰(zhàn)性，教師的知識(shí)面不能僅僅局限在課本上，不能只傳授教材內(nèi)容，要用更超前的眼光和思維探索現(xiàn)在的學(xué)習(xí)儲(chǔ)備對(duì)未來土木工程的實(shí)際影響力。因此老師和學(xué)生都要及時(shí)獲取更多更廣的知識(shí)量，才有可能具備跨學(xué)科的素養(yǎng)，才有可能培養(yǎng)出高素質(zhì)的學(xué)生。

2 信息技術(shù)支持下，土木工程專業(yè)教學(xué)改革的方法探討

①在信息技術(shù)支持下，將遠(yuǎn)程直播模式和實(shí)景對(duì)接模式引入傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，可以使老師很快構(gòu)建出最前沿的信息和知識(shí)，尤其是土木專業(yè)方向的許多課程都需要與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐相互聯(lián)系，來促進(jìn)教育教學(xué)理念更新，豐富課堂教學(xué)模式，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。所以應(yīng)用信息化技術(shù)能成功的為土木工程專業(yè)隨時(shí)隨地搭建一個(gè)新的應(yīng)用平臺(tái)。在這個(gè)應(yīng)用平臺(tái)上，能使教師探索到目前最前沿的知識(shí)領(lǐng)域，獲得當(dāng)時(shí)最豐富的網(wǎng)絡(luò)信息，即時(shí)傳播，自由獲取，將學(xué)生的課堂認(rèn)知通過現(xiàn)場(chǎng)施工和設(shè)計(jì)進(jìn)行多方向并軌，使教學(xué)思路也會(huì)靈活多樣，更有利于發(fā)現(xiàn)新的目標(biāo)和方向，而且老師可以在信息化平臺(tái)支持下，用更加合理的教學(xué)手段，用最直觀的畫面設(shè)置問題來引導(dǎo)學(xué)生，而不是像過去的教學(xué)中只靠一些書面的問題來牽引學(xué)生。

②在信息技術(shù)時(shí)代下，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源也會(huì)使教師的教育理念發(fā)生改變，使教師的講課更能深入淺出，合縱連橫。對(duì)于信息技術(shù)中多媒體帶來的友好界面、形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，圖文并茂的多重化感觀刺激，更能優(yōu)化教師講解過程，突破重點(diǎn)難點(diǎn)，提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。還有可能使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)更加形象、生動(dòng)、具體、逼真。

③為了培養(yǎng)土木工程類學(xué)生的工程實(shí)踐能力，動(dòng)腦動(dòng)手能力，還可以通過多媒體技術(shù)將實(shí)踐教學(xué)程融于課堂教學(xué)，尤其是專業(yè)課教學(xué)。因?yàn)閷?shí)踐課教學(xué)和專業(yè)課教學(xué)都是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，因此在多媒體課程教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)插入現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像、動(dòng)畫操作、插入最合適的專業(yè)軟件等教學(xué)資料可以使學(xué)生對(duì)本知識(shí)的掌握更加直觀明了。這對(duì)完善學(xué)生的創(chuàng)新性教學(xué)也是很有幫助的。

④信息技術(shù)中翻轉(zhuǎn)課堂模式的應(yīng)用可以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，由此產(chǎn)生了交叉學(xué)科的系統(tǒng)性思維。這種系統(tǒng)性思維為學(xué)生達(dá)到土木工程的專業(yè)高度產(chǎn)生了巨大推動(dòng)作用。況且與以前的課程教學(xué)設(shè)計(jì)及課堂教學(xué)設(shè)計(jì)相比，翻轉(zhuǎn)課堂還可以借用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的前提下更懂得與他人合作，遠(yuǎn)距離獲取信息，學(xué)會(huì)最直接最獨(dú)立的學(xué)習(xí)。最重要的是通過翻轉(zhuǎn)課堂，可以反復(fù)回放課程重點(diǎn)難點(diǎn)，多次讓學(xué)生琢磨理解其中深意，由此激發(fā)不同層次的學(xué)生產(chǎn)生探索未知的希望，從而讓更多學(xué)生對(duì)本知識(shí)點(diǎn)都能熟練掌握，學(xué)生也可以通過看其它教學(xué)名師的翻轉(zhuǎn)課堂講解，使自己所學(xué)的內(nèi)容達(dá)到融會(huì)貫通的要求，甚至觸類旁通的學(xué)會(huì)更多知識(shí)，擴(kuò)展自己知識(shí)面，增長(zhǎng)自己對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)和見解。

⑤網(wǎng)絡(luò)課程MOOC作為另外一個(gè)大型開放的課程平臺(tái)，在信息化環(huán)境下，它成為老師與學(xué)生開展“教”與“學(xué)”這些模式研究的熱點(diǎn)話題。它能應(yīng)用于多元化、全覆蓋的課程體系，是精品化、精細(xì)化教學(xué)資源的發(fā)源地，它有力的拓寬了學(xué)生國(guó)際視野，促進(jìn)了國(guó)際教育的全面推進(jìn)，從而培養(yǎng)了具有全球化國(guó)際素養(yǎng)要求的學(xué)生。MOOC的應(yīng)用推廣可以促進(jìn)國(guó)內(nèi)外高校推行同課異構(gòu)的教學(xué)模式，為學(xué)生多元化學(xué)習(xí)打開思路，進(jìn)行國(guó)際資源共享，同時(shí)深化本專業(yè)的課程教學(xué)特色。MOOC的應(yīng)用還有利于教師采用國(guó)內(nèi)外具有很強(qiáng)針對(duì)性、很好獨(dú)特性和適應(yīng)性的成功案例進(jìn)行教學(xué)[3]。

⑥在信息技術(shù)推動(dòng)下，互動(dòng)教學(xué)云課堂模式在學(xué)校也有會(huì)持續(xù)跟進(jìn)，云課堂可以進(jìn)行模塊教學(xué)，從點(diǎn)到面，將各個(gè)資源用一個(gè)個(gè)小模塊的形式讓學(xué)生學(xué)習(xí)和練習(xí)，最后再進(jìn)行資源整合，讓學(xué)生進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)，使學(xué)生能主動(dòng)選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，主動(dòng)篩選自己感到有興趣的內(nèi)容，最后再參與到整個(gè)課程的學(xué)習(xí)中?；?dòng)教學(xué)云課堂中還會(huì)出現(xiàn)一種探索學(xué)習(xí)，它使教師應(yīng)用信息技術(shù)的水平有很大的提高，對(duì)教師因材施教也提供了很好的思路。因此將云課堂應(yīng)用于課程教學(xué)，能在師生之間轉(zhuǎn)變了教與學(xué)的方式，高效的課堂教學(xué)由此應(yīng)用而生[4]，學(xué)生學(xué)習(xí)不僅能在課內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)，課外仍然可以與老師和其它同學(xué)通過云課堂的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí)，為師生進(jìn)行課外交流提供了一條新的思路。因此云課堂模式能使學(xué)生在課堂內(nèi)外都能大面積參與互動(dòng)，使教育方式得到創(chuàng)新。達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

3 結(jié)束語

總之，隨著土木工程技術(shù)的飛快發(fā)展，國(guó)內(nèi)外都在嘗試應(yīng)用信息技術(shù)推動(dòng)傳統(tǒng)課堂教育教學(xué)的改革探討，這一改革實(shí)踐工作受到國(guó)內(nèi)外許多專家和同行的關(guān)注。

①信息化技術(shù)的各種可視化效果能幫助學(xué)生重構(gòu)本專業(yè)的前沿知識(shí)并加以應(yīng)用，信息獲取方便，資源可以共享，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維的開發(fā)，強(qiáng)化了師生互動(dòng)，開闊了學(xué)生的視野，并能隨時(shí)與當(dāng)今國(guó)際接軌。翻轉(zhuǎn)課堂和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)讓老師對(duì)所講知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了有一定深度的挖掘，學(xué)生能在課堂內(nèi)外進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)和反復(fù)學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生很容易進(jìn)入老師設(shè)置的各個(gè)問題角色。因此信息化技術(shù)憑借其特有的時(shí)效性和很強(qiáng)的互動(dòng)性真正推動(dòng)了教學(xué)改革前進(jìn)的步伐。

②信息化技術(shù)的應(yīng)用雖然成就了教育教學(xué)改革，但它也存在一些弊端，比如一些同學(xué)會(huì)癡迷于網(wǎng)絡(luò)，浪費(fèi)了自己的精力和學(xué)習(xí)時(shí)間。信息化技術(shù)的出現(xiàn)也使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生特有的依賴作用，對(duì)自學(xué)能力的培養(yǎng)不容樂觀。

③因此信息技術(shù)這一很好的資源主要是用來開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，發(fā)揮其創(chuàng)新能力和動(dòng)力動(dòng)腦能力，從而解決當(dāng)前存在的新問題。信息技術(shù)并不排擠過去傳統(tǒng)教學(xué)方法的精華部分，它重點(diǎn)強(qiáng)化了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的環(huán)境設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了學(xué)生應(yīng)用各種信息資原的能力，同樣老師也應(yīng)該在這項(xiàng)教學(xué)改革的浪潮中真正認(rèn)識(shí)到信息化技術(shù)在土木工程本專業(yè)教學(xué)模式中的特色所在，揚(yáng)長(zhǎng)避短才能更好地把握住信息化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，最終于無形之中深度融于課程，重點(diǎn)聚焦本專業(yè)各個(gè)課程的主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)過程[5]。

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