土木工程施工課程與仿真實(shí)訓(xùn)融合教學(xué)研究

王宇 雷進(jìn)生 鄧華鋒

摘要：土木工程施工課程是我國高等教育院校土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。文章從土木工程施工課程特點(diǎn)出發(fā)，介紹土木工程仿真實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)情況，提出土木工程施工課程與仿真實(shí)訓(xùn)平臺融合教學(xué)的一系列改革措施，旨在有效激發(fā)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，提高課程教學(xué)效果，增強(qiáng)土木工程專業(yè)核心競爭力。

關(guān)鍵詞：土木工程施工；仿真實(shí)訓(xùn)；融合教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0152-02

隨著時代的快速發(fā)展，高新科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中，土木工程領(lǐng)域也隨之發(fā)生了日新月異的變化[1-3]。土木工程施工課程作為我國高等教育院校土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課之一，旨在使學(xué)生掌握土木工程施工技術(shù)的基本知識、基本原理和決策方法，具有實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的特點(diǎn)，而傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

目前，已有相關(guān)教學(xué)和研究人員從課程定位、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式等對土木工程施工課程的教學(xué)改革進(jìn)行了相關(guān)討論[4-6]。隨著各類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在各大高校的推廣建設(shè)，開展土木工程施工課程與仿真實(shí)訓(xùn)平臺相融合的教學(xué)研究，已成為提高土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)水平的重要思路，也是一項(xiàng)需要認(rèn)真研究和探索的實(shí)踐教學(xué)課題。

一、土木工程施工課程特點(diǎn)及改革思路

土木工程是傳統(tǒng)四大工科專業(yè)之一，該專業(yè)歷史悠久，覆蓋面大，幾乎涉及到國家基本建設(shè)的各個領(lǐng)域。而土木工程施工課程作為土木工程專業(yè)的主要核心課程，其理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的融合對于土木工程專業(yè)建設(shè)意義重大。然而，由于土木工程施工環(huán)境復(fù)雜、施工過程存在不可逆的操作，再加上大型設(shè)備操作的綜合訓(xùn)練高成本、高消耗等特點(diǎn)，導(dǎo)致多年來土木工程施工課程的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)合程度不高，形成了學(xué)生在實(shí)習(xí)現(xiàn)場有了“眼前一片工地，腦中一片空白”的切身體會和“現(xiàn)場一學(xué)就會，課本晦澀難懂”的真實(shí)感受。

作為以培養(yǎng)高級應(yīng)用型技術(shù)人才為目標(biāo)的普通高等學(xué)校，在人才能力培養(yǎng)過程中應(yīng)突出對基本知識的熟練掌握和靈活運(yùn)用，強(qiáng)調(diào)與工程一線和生產(chǎn)一線實(shí)際相結(jié)合。鑒于這一基本理念，三峽大學(xué)成立了水利與土木工程仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心作為新的安全、可靠、直觀和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，能進(jìn)行演示觀看、手動操作和自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)等不同層面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，如何合理利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行土木工程施工課程理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程的融合研究，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力，提高我校土木工程專業(yè)的核心競爭力，無疑是擺在土木工程專業(yè)教師面前的一個重要課題。

二、土木工程仿真實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)

土木工程實(shí)訓(xùn)是土木工程專業(yè)教學(xué)計劃中的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)場操作和仿真實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生對施工中臨時結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造等更加清晰明確地掌握，更好地理解土木施工基本工種施工課程中的理論知識。通過土木工程施工仿真實(shí)訓(xùn)和設(shè)計綜合訓(xùn)練，達(dá)到“理論結(jié)合實(shí)踐，實(shí)踐貼近實(shí)際”的教學(xué)效果，深化對已學(xué)專業(yè)理論知識的理解，強(qiáng)化專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，提升學(xué)生對土木工程專業(yè)技術(shù)崗位的認(rèn)知度，以適應(yīng)社會對高層次應(yīng)用型技術(shù)人才的需要。

通過與廠家協(xié)同合作，聯(lián)合進(jìn)行土木工程專業(yè)施工仿真實(shí)訓(xùn)平臺開發(fā)，以施工課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)為依托，建立和完善土木工程專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，以便于有效促進(jìn)土木工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃項(xiàng)目及相應(yīng)課程教學(xué)，加強(qiáng)土建類理論課程與實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)涵建設(shè)，探索以土木工程施工課程群為龍頭，以教育仿真技術(shù)、實(shí)訓(xùn)手段的信息化帶動建筑專業(yè)人才現(xiàn)代化培養(yǎng)的新思路，推動土木工程專業(yè)課程關(guān)聯(lián)與重組，推動在教學(xué)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)手段、實(shí)訓(xùn)模式、實(shí)訓(xùn)方法上的現(xiàn)代化改革，鍛煉教師隊(duì)伍，為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更多高技能、創(chuàng)新型人才服務(wù)。

三、土木工程施工課程教學(xué)與仿真實(shí)訓(xùn)融合改革措施

針對學(xué)生就業(yè)面向施工單位和提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐能力的普遍社會需求，以土木工程專業(yè)施工課程理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)融合為立足點(diǎn)，通過理順融合教學(xué)體系，整合資源、研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，為學(xué)生提供更多、更好的發(fā)展自身綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的機(jī)會。通過帶動優(yōu)秀學(xué)生自學(xué)參加到自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或教師的科研項(xiàng)目中去，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，達(dá)到良好的理論與實(shí)訓(xùn)融合的教學(xué)效果，具體可從以下幾個方面加以研究和改善。

（一）進(jìn)行培養(yǎng)方案改革和課程調(diào)整，探索仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)與理論教學(xué)融合模式

在土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案修訂中，結(jié)合培養(yǎng)方案改革和課程調(diào)整，在原有的《土木工程施工》理論課程基礎(chǔ)上，增加土木工程實(shí)訓(xùn)課程，探索仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)與理論教學(xué)融合的方法。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的理論知識授課只能在課堂完成的想法，將理論知識點(diǎn)講授結(jié)合到虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中去，對每個講授完的理論知識點(diǎn)都采用演示觀看、動手操作和自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)等不同層面的同步實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，將理論知識教學(xué)融入到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，確保學(xué)生能更為直觀、深刻地掌握土木施工課程中的理論知識點(diǎn)，建立理論與實(shí)訓(xùn)融合的教學(xué)體系。

（二）優(yōu)化虛擬仿真平臺，保證壓縮學(xué)時下的課內(nèi)外貫通教學(xué)，研究融合教學(xué)體系及效果評價

依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)發(fā)展，在融合教學(xué)過程中進(jìn)一步優(yōu)化虛擬仿真平臺，確保學(xué)時普遍壓縮的大環(huán)境下課內(nèi)外貫通教學(xué)過程的實(shí)施，研究不同模塊、不同層次相互交叉和融合滲透，形成多元化的融合教學(xué)體系。同時，針對目前土木與水利工程虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺中已開發(fā)的主體實(shí)訓(xùn)模塊，通過作業(yè)、測試、考試、課程設(shè)計等方式考察學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，分析理論與實(shí)訓(xùn)融合教學(xué)體系的教學(xué)效果，并針對不足的方面進(jìn)行改進(jìn)和完善。

（三）進(jìn)行配套課程改革及教學(xué)方式創(chuàng)新，依托科研優(yōu)勢促進(jìn)教學(xué)軟件資源開發(fā)及遠(yuǎn)程共享，鍛煉教師隊(duì)伍

我院目前從事土木工程專業(yè)教學(xué)和科研的教師較多，承擔(dān)的縱橫向科研項(xiàng)目層次高、數(shù)量大，可利用配套課程改革、教學(xué)手段和教學(xué)方式創(chuàng)新過程，圍繞施工主線，依托科研優(yōu)勢進(jìn)行教學(xué)軟件資源開發(fā)，建設(shè)和豐富虛擬資源。例如，將學(xué)院的專業(yè)方向與目前土木工程市場需求相結(jié)合，在現(xiàn)有主體模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行“大體積混凝土施工”、“水下混凝土施工”、“地下工程施工”等新的教學(xué)模塊開發(fā)。通過提供增加新開發(fā)仿真實(shí)驗(yàn)軟件遠(yuǎn)程訪問合學(xué)習(xí)共享的接口，讓學(xué)生對課程知識的學(xué)習(xí)始于課堂但不止于課堂，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)和理論課程融合，并為其他專業(yè)課程的理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)融合提供思路。另外，還可通過與虛擬仿真軟件技術(shù)服務(wù)公司協(xié)商，提供系統(tǒng)培訓(xùn)等售后服務(wù)，通過針對性地系統(tǒng)培訓(xùn)來鍛煉教師隊(duì)伍，提高教學(xué)水平。

四、結(jié)語

通過對土木工程施工課程與仿真實(shí)訓(xùn)平臺融合教學(xué)的研究，完善土木工程施工課程的實(shí)踐教學(xué)體系，推進(jìn)土木工程施工課程理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的融合，建立教學(xué)融合效果評價體系，探索土木工程專業(yè)人才現(xiàn)代化培養(yǎng)的新思路。然后以此為基礎(chǔ)，結(jié)合我院專業(yè)方向及土木工程市場需求進(jìn)一步完善及開發(fā)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，以提高我院學(xué)生的市場競爭力，拓展我院學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域，提升我院學(xué)生的就業(yè)層次。同時，通過與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件服務(wù)公司的長期合作提高我院相關(guān)課程教師的實(shí)訓(xùn)能力，從而提高土木工程專業(yè)的核心競爭力。

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Abstract：The course of civil engineering construction is a professional basic required course for the undergraduate students in civil engineering. According to the characters of the course，introducing the civil engineering virtual simulation training platform，proposing a series of reform measures about integration teaching of the civil engineering construction course and the virtual simulation training platform were brought forward to effectively inspire the student's interest，improve the teaching quality，enhance the core competitiveness of the undergraduate students in civil engineering.

Key words：civil engineering construction；virtual simulation training；integration teaching