面向具有國際視野卓越工程師培養(yǎng)的工程施工類課程教學(xué)改革

潘盛山　潘寶峰

摘要：配合我國“一帶一路”建設(shè)的推進(jìn)，如何培養(yǎng)具有國際視野的卓越工程師成為高校面臨的重要課題。針對《橋梁工程施工》課程教學(xué)中目前存在的問題，本文從教學(xué)內(nèi)容的制定、教學(xué)組織、授課方式、教師的工程能力培養(yǎng)、國際化教學(xué)及課程考核等方面介紹了該門課程的教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果，為土木工程專業(yè)課的教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：施工課；橋梁；國際化；卓越工程師

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）29-0099-03

改革開放以來，我國的土木工程發(fā)展取得了舉世矚目的成就，眾多世界級工程拔地而起，中國企業(yè)在海外承建了大量的工程項目，正一步一步的走向世界，配合我國“一帶一路”建設(shè)的推進(jìn)，土木工程與國際接軌是不可避免的趨勢，因此如何培養(yǎng)具有國際視野的卓越工程師，為國家戰(zhàn)略需求儲備高端人才，是高校面臨的重要課題。土木工程施工是課程體系中最重要的課程之一，具有很強(qiáng)的工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性。因此，土木工程施工課程具有獨(dú)特的教學(xué)難度。本文將以《橋梁工程施工》課程的教學(xué)改革為例，為高校培養(yǎng)具有國際視野的卓越工程師提供一些有益的經(jīng)驗和參考。當(dāng)前《橋梁工程施工》課程教學(xué)中主要存在的問題有：（1）教材建設(shè)跟不上當(dāng)今橋梁施工技術(shù)的發(fā)展；（2）課時有限，課堂教學(xué)內(nèi)容無法完全覆蓋所有施工內(nèi)容；（3）有些任課教師沒有橋梁設(shè)計及施工的相關(guān)經(jīng)驗，不了解國內(nèi)外橋梁施工技術(shù)的進(jìn)展，照本宣科，講課沒有重點(diǎn)，不生動、不直觀；（4）由于教材建設(shè)的落后及教師不熟悉橋梁施工的進(jìn)展，授課內(nèi)容不符合目前用人單位的需求，不利于學(xué)生就業(yè)后的進(jìn)一步發(fā)展；（5）有些任課教師的國際化視野不夠，無法結(jié)合國外工程進(jìn)行授課。

關(guān)于橋梁施工課程的教學(xué)改革研究，朱勁松[1]研究了以培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)的教學(xué)模式，并基于此提出了對應(yīng)的課程教學(xué)目標(biāo)和要求、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計及考核環(huán)節(jié)設(shè)計等。張輝[2]等基于高職學(xué)生提出了以應(yīng)用為目的的教學(xué)改革，爭取學(xué)生與用人單位的“零磨合期”就業(yè)。王超[3]提出了增加工程現(xiàn)場教學(xué)及分散現(xiàn)場實(shí)習(xí)的方法來提高學(xué)生解決實(shí)際工程的能力，然而落實(shí)在實(shí)際教學(xué)中，課程組織、經(jīng)費(fèi)、是否有適合學(xué)生學(xué)習(xí)的工地等條件制約了這種教學(xué)改革的可操作性。吳金榮[4]提出換位教學(xué)法，讓學(xué)生以教師身份進(jìn)行講課，但是學(xué)生缺少工程經(jīng)驗，僅靠教科書內(nèi)容在有限的課時里給師生們講課，也是不具有現(xiàn)實(shí)意義的。此外，不少教師研究了案例教學(xué)法、三段式和四段式教學(xué)法等[5-6]，獲得了一些有益的教學(xué)經(jīng)驗。然而，面向具有國際視野卓越工程師培養(yǎng)的教學(xué)改革研究相關(guān)研究很少，本文將從以下幾方面進(jìn)行教學(xué)改革研究。

一、教學(xué)內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有《橋梁工程施工》教材跟不上施工技術(shù)發(fā)展的問題，在教學(xué)內(nèi)容的制定上，筆者通過大量的調(diào)研和討論，咨詢對象包括校內(nèi)外工程領(lǐng)域頗有建樹的專家、教授以及設(shè)計院和施工單位的高級工程師，確定了基于滿足用人單位需求的關(guān)鍵學(xué)習(xí)內(nèi)容。筆者承擔(dān)的《橋梁施工》課程僅為32學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容涵蓋了施工技術(shù)、施工組織設(shè)計及施工管理三部分。課程首先是介紹國內(nèi)外橋梁施工的最新進(jìn)展，主要介紹國內(nèi)外具有標(biāo)志性施工技術(shù)進(jìn)步的工程項目，然后分別講授施工技術(shù)、施工組織設(shè)計及施工管理的內(nèi)容。橋梁施工技術(shù)部分又分為施工設(shè)備介紹、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工與下部結(jié)構(gòu)施工三大部分。施工技術(shù)部分的教學(xué)內(nèi)容主要以現(xiàn)行的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》為基礎(chǔ)展開，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)知識及教師的工程經(jīng)驗進(jìn)行解釋，力圖使學(xué)生熟悉、理解并能應(yīng)用“規(guī)范”來指導(dǎo)施工，對于關(guān)鍵的條文解釋清楚其規(guī)定的緣由。通過規(guī)范的學(xué)習(xí)，學(xué)生參加工作后會更加迅速地投入實(shí)際工程項目中，滿足施工單位的用人需求，也為學(xué)生今后的發(fā)展奠定較好的基礎(chǔ)。在具體的施工技術(shù)教學(xué)內(nèi)容上，橋梁上部結(jié)構(gòu)包含鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋和鋼橋的施工，根據(jù)“規(guī)范”的編制內(nèi)容切割為不同的專題進(jìn)行教學(xué)，如支架施工法、預(yù)制安裝法、逐孔施工法、懸臂施工法、頂推施工法及轉(zhuǎn)體施工法等，并介紹這些施工法如何應(yīng)用到各種橋型中。下部結(jié)構(gòu)施工分為墩、塔、臺的施工專題和橋梁基礎(chǔ)施工專題，基礎(chǔ)施工中重點(diǎn)講授施工單位最常用到的鉆孔灌注樁、沉入樁、人工挖孔樁、剛性基礎(chǔ)及沉井和沉箱基礎(chǔ)等。以上教學(xué)內(nèi)容均以專題出現(xiàn)，每個專題中均采用案例分析法，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課知識，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程的能力。如在講授支架施工時，通過展示支架施工中支架失穩(wěn)造成的事故圖片，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解力學(xué)中的失穩(wěn)問題，使學(xué)生能應(yīng)用基礎(chǔ)力學(xué)知識來分析問題和解決工程問題，令學(xué)生體會到基礎(chǔ)力學(xué)是解決實(shí)際問題的根本，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二、教學(xué)組織

為了取得良好的教學(xué)效果，教學(xué)組織采用“學(xué)生自學(xué)+教師課堂教學(xué)”的方式進(jìn)行授課。對于通過教科書即可掌握的基本知識，如施工組織設(shè)計及施工管理中的基礎(chǔ)性知識，還有“規(guī)范”中的一般性條文，安排學(xué)生課外自學(xué)。在自學(xué)完基礎(chǔ)性知識后，教師再在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)問題的解釋、討論及案例分析，結(jié)合工程實(shí)際問題來進(jìn)行知識拓展。這種組織方式有利于教師利用有限的課時來完成高效的課堂教學(xué)任務(wù)，取得較好的教學(xué)效果。此外，創(chuàng)建網(wǎng)上社交平臺提供教學(xué)資源和師生互動，是在課外主動延長學(xué)習(xí)時間的有效途徑。教師通過微信群與QQ群等網(wǎng)上社交平臺，也可通過學(xué)校門戶網(wǎng)站的網(wǎng)上課堂，將一些和教學(xué)內(nèi)容息息相關(guān)的施工圖片、視頻及本專業(yè)最新進(jìn)展等教學(xué)材料提前或同步上傳，讓學(xué)生通過網(wǎng)上平臺自行學(xué)習(xí)。特別是一些時間比較長的施工視頻，學(xué)生通過網(wǎng)上平臺在課余時間觀看，能直觀了解施工，又節(jié)省課堂教學(xué)時間?；谶@些平臺，將國內(nèi)外的先進(jìn)施工技術(shù)實(shí)時介紹，學(xué)生在課堂之外即可了解國內(nèi)外橋梁施工的發(fā)展動態(tài)，如在本年度的教學(xué)活動中恰逢港珠澳大橋的施工，筆者將相關(guān)施工視頻及新聞上傳至網(wǎng)上平臺，學(xué)生在了解最新施工技術(shù)發(fā)展的同時，作為未來的從業(yè)者也體會了工程師工作的驕傲和自豪，對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高起到很好的促進(jìn)作用。在課程結(jié)束后，對本專業(yè)感興趣的學(xué)生仍可通過網(wǎng)上平臺來跟蹤相關(guān)的知識和發(fā)展，起到終身學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生在學(xué)習(xí)這些材料的同時，可在網(wǎng)上平臺提問和討論，學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間進(jìn)行互動，教師實(shí)時在線答疑，從而提高了學(xué)習(xí)效率。

三、課堂教學(xué)的授課方式

教師課堂教學(xué)水平高低是教學(xué)質(zhì)量的保證。采用豐富的授課方式，不僅提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，又能拓寬學(xué)生的知識面，增加工程經(jīng)驗，提高施工技能及綜合解決工程問題的能力。首先，授課以多媒體課件展示為主，實(shí)物展示為輔。對于復(fù)雜的施工工藝，通過圖片和視頻立體化展示，幫助學(xué)生理解。而對于一些小的零部件，比如鋼絞線及其錨具的夾片、擠壓錨、高強(qiáng)鋼絲及鐓頭錨等等，均可通過實(shí)物展示，讓學(xué)生近距離接觸。此外，聘任兼職教師來給學(xué)生上課為另外一種行之有效的教學(xué)方式，兼職教師的工程經(jīng)驗可以豐富學(xué)生的知識，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師的工程經(jīng)驗，是課堂教學(xué)水平高低的保證。為了豐富課堂教學(xué)，筆者采用主講教師和兼任教師共同為學(xué)生授課的課堂教學(xué)方式。兼職教師為外聘的國外專家、教授及國內(nèi)橋梁施工企業(yè)具有豐富施工技術(shù)及管理經(jīng)驗的高級工程師。如何穩(wěn)定、連續(xù)地聘任到高水平的兼職教師是個關(guān)鍵的問題。筆者所工作的學(xué)校鼓勵和支持有資格的外聘教師為本科生授課，并為此制定了一系列的政策。比如筆者通過申請學(xué)校的“海外學(xué)者”項目，獲批后可聘請外國教授來我校進(jìn)行每年一次的短期教學(xué)，一聘三年，保證了外聘教師授課的穩(wěn)定性和連續(xù)性。對于國內(nèi)施工企業(yè)的高級工程師，科任教師可以通過個人或單位與施工企業(yè)的工作聯(lián)系來聘請，并通過學(xué)校的審查，每次聘期可達(dá)五年。根據(jù)教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容聘請到高水平兼職教師后，科任教師和兼職教師共同確定教學(xué)內(nèi)容細(xì)節(jié)，避免重復(fù)講授，各人根據(jù)所長來對學(xué)生進(jìn)行授課。如在講授國外橋梁施工進(jìn)展時，筆者邀請加拿大的教授來給學(xué)生直接用英語授課，講授北美一些重要橋梁工程的施工現(xiàn)狀及發(fā)展；在講授基礎(chǔ)施工中常用的鉆孔灌注樁施工時，筆者邀請了施工企業(yè)的總工程師來講授施工中常見的問題、難點(diǎn)、施工事故及對策；在講授施工組織設(shè)計時，邀請施工企業(yè)的經(jīng)理根據(jù)實(shí)際案例來給學(xué)生講授，將實(shí)際工程的施工組織設(shè)計內(nèi)容如大連星海灣跨海大橋直接展示，從投標(biāo)階段、中標(biāo)后各個階段對施工組織設(shè)計的深度、重點(diǎn)及應(yīng)該注意的問題等等，多角度多方面給學(xué)生講解，講課內(nèi)容很接“地氣”（與施工單位實(shí)際工作內(nèi)容一致），又能生動地調(diào)動課堂氣氛。除了課堂教學(xué)內(nèi)容之外，學(xué)生還可在出國留學(xué)問題、就業(yè)形勢、施工企業(yè)的工作狀況、企業(yè)文化、人文氛圍等內(nèi)容和兼職教師互動，取得非常好的教學(xué)效果。通過近幾年課程結(jié)束后的不記名調(diào)查，學(xué)生對這種授課方式非常歡迎。

四、教師的工程能力培養(yǎng)

主講教師的工程能力，是土木工程施工課程教學(xué)的根本。提高主講教師的工程能力，進(jìn)行講師和工程師結(jié)合的“雙師型”教師隊伍培養(yǎng)至關(guān)重要。為了開拓青年教師科研視野、提升青年教師教學(xué)科研水平、加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系，筆者所工作的學(xué)校加強(qiáng)工科專業(yè)青年教師工程實(shí)踐培訓(xùn)，晉升副教授或教授專業(yè)技術(shù)職務(wù)時原則上應(yīng)具有在大中型企業(yè)累計6個月以上的全職工作經(jīng)歷，其中每次不少于2個月。這個政策對提高教師對工程實(shí)踐的重視起到重要的作用。然而，作為施工類課程的主講教授，僅靠這些時間的工作經(jīng)歷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。主講教師應(yīng)主動創(chuàng)造條件參與國內(nèi)外重大工程的設(shè)計、施工監(jiān)控、科研及咨詢項目工作，再結(jié)合自己的經(jīng)驗和體會，實(shí)時把握行業(yè)信息，將自己的工程經(jīng)驗及科研成果介紹給學(xué)生，在更新知識的同時，講課也會更加生動。對于沒有條件參與實(shí)際工程鍛煉的教師，應(yīng)積極到別的高校觀摩學(xué)習(xí)，和有經(jīng)驗的教師多多溝通，吃透課程內(nèi)容，爭取各種機(jī)會多到工地調(diào)研學(xué)習(xí)，增加工程經(jīng)驗，提高自身水平，從而提高教學(xué)水平。

五、國際化教學(xué)

在培養(yǎng)學(xué)生國際視野方面的教學(xué)，最關(guān)鍵的因素仍是教師。有條件的情況下，鼓勵任課教師到國外訪學(xué)或進(jìn)修，提高教師的國際視野。筆者在美國伊利諾伊大學(xué)香檳校區(qū)（UIUC）（該校土木工程本科教學(xué)多年排名全美數(shù)一數(shù)二）訪學(xué)期間，從頭到尾觀摩了該校土木工程施工的教學(xué)過程，學(xué)習(xí)了一些有用的教學(xué)手段如專題式教學(xué)、分組式答疑等。專題式教學(xué)將授課內(nèi)容切割成若干專題如測量技術(shù)專題、BIM技術(shù)專題等，在部分專題邀請該領(lǐng)域的兼職專家來給學(xué)生授課。分組式答疑是將學(xué)生分為每三、四人一組，定期在規(guī)定時間內(nèi)師生見面，討論問題。這些教學(xué)方法為筆者的教學(xué)改革起到一些啟發(fā)和借鑒作用。此外，教師應(yīng)熟悉國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的施工技術(shù)與管理的發(fā)展現(xiàn)狀，特別對于土木工程方面技術(shù)先進(jìn)的國家，應(yīng)更加重點(diǎn)了解其行業(yè)動態(tài)。除了介紹國外重點(diǎn)工程及行業(yè)信息外，多媒體課件宜采用雙語，關(guān)鍵的專業(yè)名詞、施工方法宜用中英文表示。有條件的學(xué)校，可以聘請外國教授來給本科生上課，分享教學(xué)資源。筆者聘請了加拿大教授來給本科生講授北美橋梁施工進(jìn)展，課件采用中英文模式，教授采用英語教學(xué)，學(xué)生能親身體驗外國教授的授課，大幅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并為部分學(xué)生將來出國留學(xué)起到積極的引導(dǎo)作用。

六、課程考核方式

土木工程施工課程的考核目標(biāo)是考察學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力高低，不應(yīng)以期末考試作為成績評定的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)采用平時作業(yè)分?jǐn)?shù)和期末考試分?jǐn)?shù)的組合來綜合評定。為了督促學(xué)生自學(xué)，檢查學(xué)生自學(xué)內(nèi)容成果，如施工組織設(shè)計中的網(wǎng)絡(luò)計劃圖繪制，筆者就采用作業(yè)的形式進(jìn)行考核，每位學(xué)生的題目各不相同，通過作業(yè)評分的壓力，學(xué)生會更加認(rèn)真地完成必須掌握的內(nèi)容。另外，一些案例分析題目的作業(yè)，需要學(xué)生課后投入一定的時間搜集資料才能完成，能考察學(xué)生解決問題能力的水平，也可作為綜合成績評定的一部分。

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