土木工程施工課堂教學(xué)的改進(jìn)措施研究

王永泉

摘要：土木工程施工課程是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，針對(duì)其實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，如何開展教學(xué)，確保教學(xué)效果，是值得深思的問題。結(jié)合土木工程施工課堂教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了對(duì)該課程進(jìn)行課堂教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革措施，把BIM技術(shù)、圖片和視頻資源等手段引入課堂教學(xué)，不僅豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，而且能夠提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的專注度和教學(xué)質(zhì)量，為該課程教學(xué)改革提供了一種思路。

關(guān)鍵詞：土木工程施工;課堂教學(xué);教學(xué)質(zhì)量;BIM技術(shù);改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）50-0145-03

土木工程施工是土木工程專業(yè)本科教學(xué)中的一門重要專業(yè)必修課程?，F(xiàn)階段，土木工程專業(yè)在校本科生的培養(yǎng)方案中，各大高校均主要通過課堂教學(xué)的方式講授土木工程施工[1，2]，內(nèi)容包括土方工程、樁基礎(chǔ)工程、模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、預(yù)應(yīng)力工程、結(jié)構(gòu)安裝工程等各大關(guān)鍵工序的施工技術(shù)和施工組織管理的基本概念。培養(yǎng)方案要求學(xué)生在學(xué)習(xí)相應(yīng)課程后，具備根據(jù)土木工程項(xiàng)目的實(shí)際情況優(yōu)選施工方案、施工方法的基本能力，具備有效組織、管理建筑施工安全生產(chǎn)的基本能力，也就是土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生應(yīng)該達(dá)到“能設(shè)計(jì)、會(huì)施工、懂管理”的水平。目前土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)于施工企業(yè)或與施工相關(guān)的單位的較多，因此土木工程施工課程對(duì)學(xué)生尤為重要，如何在傳統(tǒng)的教學(xué)方法基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使學(xué)生具備基本的工程認(rèn)知和實(shí)踐能力，需要進(jìn)行教學(xué)改革研究[3，4]，大膽探索，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代化工程施工的應(yīng)用型人才[5]。

一、土木工程施工的教學(xué)對(duì)象

在現(xiàn)代教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，他們是根據(jù)自己的特點(diǎn)來進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)的，因此，要取得好的教學(xué)效果在教學(xué)中必須注重對(duì)教學(xué)對(duì)象——學(xué)生的分析。南京工程學(xué)院是江蘇省屬普通本科高校，學(xué)校始終堅(jiān)持以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為中心的辦學(xué)定位，形成了校企合作、注重實(shí)踐、產(chǎn)學(xué)研相融的鮮明特色，在全國(guó)率先提出和開展應(yīng)用型本科教育的轉(zhuǎn)型改革。建筑工程學(xué)院是南京工程學(xué)院二級(jí)學(xué)院之一，設(shè)有土木工程、建筑學(xué)、城市地下空間工程三個(gè)專業(yè)，土木工程專業(yè)下設(shè)有三個(gè)培養(yǎng)方向——建筑工程、交通土建及建筑工程管理，學(xué)院現(xiàn)有全日制在校學(xué)生1783人。學(xué)生畢業(yè)后可在房屋建筑、地下建筑與工程、橋梁工程、隧道與城市軌道工程等土木工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、施工、管理、投資、房地產(chǎn)開發(fā)等工作。作為應(yīng)用型本科院校畢業(yè)的土木工程專業(yè)本科生，不僅要求掌握基本的施工工藝、材料、設(shè)備和方法等，而且要求能夠研究施工、解決難題。這既符合應(yīng)用型大學(xué)對(duì)本科生培養(yǎng)的要求，又滿足我們學(xué)生自身學(xué)習(xí)和提升的內(nèi)在需求。學(xué)校整體定位對(duì)于應(yīng)用型本科生培養(yǎng)的總體要求，以及學(xué)生個(gè)體差異對(duì)于本科生課堂教學(xué)的個(gè)性要求，均是南京工程學(xué)院土木工程施工教學(xué)對(duì)象的特色，研究教學(xué)方法改革，應(yīng)立足于這兩點(diǎn)要求，努力探索，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的新突破。

二、土木工程施工的教學(xué)模式

目前，土木工程施工課堂教學(xué)采用的均是講授法，即教師通過口頭語言且結(jié)合多媒體（視頻、照片等）向?qū)W生描繪情境、講述方法、闡明概念、講解原理的教學(xué)方法，這是目前高校課堂教學(xué)最常用、最穩(wěn)妥、最安全的教學(xué)方法。在土木工程施工課堂教學(xué)過程中，教師通過生動(dòng)形象地描繪工程施工過程中的現(xiàn)象，講述工程施工的關(guān)鍵技術(shù)和工藝過程，使學(xué)生形成鮮明的概念。教學(xué)過程中也會(huì)結(jié)合教材中的某一專題進(jìn)行具體的單項(xiàng)工程或分部分項(xiàng)工程講解，但中間不插入或很少插入其他活動(dòng)。

這種課堂教學(xué)方法對(duì)土木工程施工專業(yè)的教師的要求包括：（1）熟練掌握教材內(nèi)容，對(duì)講授的知識(shí)要點(diǎn)、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、聯(lián)系等做到胸有成竹、熟能生巧，同時(shí)能夠結(jié)合學(xué)生的反饋，調(diào)控教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)展。（2）熟悉土木工程施工的施工技術(shù)，土木工程施工專業(yè)的教師對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的熟悉程度、對(duì)各種施工技術(shù)的了解程度，以及教師的表達(dá)能力，直接影響講授法的效果。該專業(yè)的教師應(yīng)在平時(shí)加強(qiáng)對(duì)工程施工經(jīng)驗(yàn)的積累，使講授時(shí)的語言更加貼近施工現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生獲得身臨其境的感覺。

三、現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問題

講授法是目前最流行的教學(xué)方法，但其有一定局限性，易導(dǎo)致形成“填鴨式”教學(xué)。首先，土木工程施工課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，而許多教師沒有參與工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，講課時(shí)照本宣科，局限于書本，無法與工程實(shí)際相聯(lián)系，也無法拓展和發(fā)揮，教學(xué)效果較差，從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。其次，土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)較高，要求學(xué)生掌握多門學(xué)科的知識(shí)和技能，教學(xué)計(jì)劃中安排了大量課程，施工課程的學(xué)時(shí)也受到了影響，我校土木工程專業(yè)本科生的工程施工課程學(xué)時(shí)已減到56學(xué)時(shí)，作為專業(yè)課教師，必須按照教學(xué)計(jì)劃的安排，不能任意加課。教師在講課過程中，為了盡快完成教學(xué)內(nèi)容，大多數(shù)教師采用單向灌入式授課，學(xué)生被動(dòng)聽課、記筆記，課堂上學(xué)生幾乎沒有思考的時(shí)間，教師和學(xué)生的互動(dòng)較少，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新熱情。

由于土木工程施工課程具有實(shí)踐性、綜合性、獨(dú)立性和理論跨度大等特點(diǎn)，因此，一方面要求教師必須具有較廣的知識(shí)面和豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，否則教學(xué)只能照本宣科，將嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量;另一方面要求學(xué)生有一定的專業(yè)基礎(chǔ)、綜合分析能力和實(shí)踐知識(shí)，而這些恰恰是學(xué)生的弱點(diǎn)。目前，我校的工程施工課程放在大三年級(jí)的第二學(xué)期，與很多專業(yè)基礎(chǔ)課并行，也就是很多在工程施工課程講授需要用的專業(yè)課知識(shí)學(xué)生并未學(xué)習(xí)或正在學(xué)習(xí)中，也就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)工程施工時(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備不足，教師需要補(bǔ)充講授許多專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)輔助同學(xué)們?nèi)ダ斫庀鄳?yīng)的施工工藝和施工方法。一方面由于工程施工的課堂學(xué)時(shí)本來就偏少，過多地要求講解其他專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)壓縮了本課程的學(xué)時(shí);另一方面學(xué)生在較短的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)不可能完全理解各個(gè)專業(yè)課知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)時(shí)較為吃力，無從抓住學(xué)習(xí)重點(diǎn)，甚至出現(xiàn)不想學(xué)習(xí)的思想。

針對(duì)上述工程施工教學(xué)中存在的多種問題，應(yīng)摸索出一種既符合現(xiàn)階段教學(xué)方式、教師特點(diǎn)、學(xué)生特性的工程施工教學(xué)方法改進(jìn)措施，改變學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只能被動(dòng)接受知識(shí)的現(xiàn)狀，積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，在較短的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，具備初步的、滿足工程單位要求的工程認(rèn)知，提升綜合分析和實(shí)踐能力。

四、土木工程施工課堂教學(xué)的改進(jìn)措施

如何解決上述問題，改善工程施工課程的教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，是土木工程施工教學(xué)團(tuán)隊(duì)目前必須面對(duì)的問題。對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行改革，才能滿足課程教學(xué)的需要，而計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化的發(fā)展也為教學(xué)改革提供了有效工具。

1.充分利用BIM技術(shù)。結(jié)合BIM技術(shù)的可視化等特點(diǎn)，在工程施工課程教學(xué)當(dāng)中，可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的作用，在多媒體和信息化教學(xué)過程中調(diào)用系統(tǒng)中的典型工程BIM模型，虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的建造全過程，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。如，講授基坑工程施工技術(shù)時(shí)，可以借助BIM技術(shù)，讓學(xué)生建立基坑的全局認(rèn)識(shí)，并能夠理解不同支護(hù)體系的施工工藝、構(gòu)造細(xì)節(jié)等，甚至可以加入施工降排水、基坑的開挖全過程、土方運(yùn)輸?shù)仁┕は嚓P(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握基坑工程施工技術(shù)。

2.充分利用工程圖片。工程圖片具有直觀的特點(diǎn)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、吸引學(xué)生的注意力、啟發(fā)學(xué)生思考等。在土木工程施工課堂教學(xué)中，合理地運(yùn)用工程圖片，將復(fù)雜的施工工藝、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和關(guān)鍵部件等直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，把施工工地直接“搬”進(jìn)了課堂。對(duì)照?qǐng)D片素材介紹各種構(gòu)件在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中是如何使用的，現(xiàn)實(shí)中各種復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)是如何一步步施工完成的，學(xué)生的思維隨著工程圖片中的場(chǎng)景變換變得異?；钴S，最終達(dá)到理想的教學(xué)效果。用好圖片素材可將一些教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)形象化、直觀化，從而使學(xué)生更易理解。如，工程施工課程涉及的預(yù)應(yīng)力夾片錨、擠壓錨等錨具既是難點(diǎn)又是重點(diǎn)，單靠語言講解很難在短時(shí)間內(nèi)使學(xué)生理解掌握。而利用一系列預(yù)應(yīng)力錨具的示意圖演示，則可把這一問題講解清楚，從而大幅提高課堂教學(xué)效率。

作為教師，一方面要不斷提高自己甄選圖片素材的能力，對(duì)于來源存疑或是突出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)不充分的圖片素材，無論其如何精美清晰，都要毫不猶豫地舍棄;另一方面要注重平時(shí)圖片素材的積累，在日常生活和工作實(shí)踐中，遇到對(duì)教學(xué)有幫助的場(chǎng)景要及時(shí)用照相器材拍攝下來，不斷地豐富自己的個(gè)人素材庫。如圖1（a）所示，為講解預(yù)應(yīng)力混凝土采用的多孔夾片錨錨頭構(gòu)造需要，如圖1（b）所示，為講解預(yù)應(yīng)力張拉端的設(shè)備、人員配置等情況。

3.充分利用視頻資源。從學(xué)習(xí)知識(shí)的比率看，視覺占83%、聽覺占11%;從集中注意力的比率看，視覺占81.7%、聽覺占54.6%;從同一材料學(xué)習(xí)三天后記住知識(shí)的比率看，視聽并用為75%，視覺為15%，聽覺為40%?；诖?，在土木工程施工教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)適當(dāng)實(shí)用視頻資源，不僅可以用來傳播知識(shí)，還可以培養(yǎng)人才，更好地為工程單位服務(wù)。

目前，高校中教師獲得工程施工視頻的途徑主要包括兩種：（1）自行拍攝的施工現(xiàn)場(chǎng)視頻和;（2）借用同行的優(yōu)質(zhì)視頻。在講課過程中，教師結(jié)合視頻講述相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)問題，可以起到事半功倍的效果。如，在講授模板工程的爬模技術(shù)過程中，如何描述爬模的整體構(gòu)造、爬模動(dòng)力裝置、作業(yè)過程、爬升過程是每個(gè)講課教師比較頭疼的問題，若能借助相應(yīng)的視頻，并逐一介紹相關(guān)構(gòu)件和施工過程，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中會(huì)很容易掌握相應(yīng)的施工關(guān)鍵技術(shù)。

五、結(jié)論

土木工程施工課程是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，針對(duì)其實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，如何開展教學(xué)，確保教學(xué)效果，是值得深思的問題。本課題針對(duì)該課程教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了對(duì)該課程進(jìn)行課堂教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革，把BIM技術(shù)、圖片和視頻等手段貫穿于課程教學(xué)，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)質(zhì)量，為該課程教學(xué)改革提供了一種思路，主要研究成果如下。

1.基于教學(xué)對(duì)象的充分分析制定出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和講授方法。南京工程學(xué)院屬于應(yīng)用型本科高校，學(xué)生對(duì)工程施工課程的理解和接受水平應(yīng)區(qū)別于研究型大學(xué)和高職院校，應(yīng)考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的總體需求和個(gè)體差異，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)滿足大部分同學(xué)的認(rèn)知要求，并留有一些探索性的思考問題滿足學(xué)習(xí)力較強(qiáng)的同學(xué)繼續(xù)探索的需求。

2.基于具體的課程學(xué)時(shí)安排選擇教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教育部的“大土木、寬口徑”的要求，各高校都在壓縮工程施工課程的學(xué)時(shí)。土木工程施工課程為56個(gè)學(xué)時(shí)，在選擇課堂教學(xué)內(nèi)容時(shí)，一方面應(yīng)充分考慮學(xué)生的接受能力，另一方面應(yīng)保證教師在寬松的時(shí)間條件下講授課程，而不至于為了趕課程，讓教師疲于講解、學(xué)生疲于應(yīng)付。

3.在目前課堂學(xué)時(shí)少、學(xué)生積極性不高、教學(xué)手段單一、學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備不足等條件下，應(yīng)在課堂教學(xué)中使用現(xiàn)代化教學(xué)手段，如采用BIM技術(shù)為學(xué)生三維動(dòng)態(tài)演示各分部分項(xiàng)工程的施工過程;采用圖片資料講解細(xì)部構(gòu)造、關(guān)鍵部件等;采用視頻資料講解單項(xiàng)關(guān)鍵施工技術(shù)的具體過程和動(dòng)作分解。這些現(xiàn)代化教學(xué)手段，不僅可加深學(xué)生對(duì)工程施工的理解和認(rèn)識(shí)，而且可以讓教學(xué)過程事半功倍，大大縮短教學(xué)時(shí)間，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生獲取工程認(rèn)知和實(shí)踐能力。

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