新工科背景下的土木工程課堂教學(xué)模式的升級(jí)改造

李楠 王來(lái) 郗亞軍

摘 ?要：在黨的十九大報(bào)告中指出：實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)以及中華民族偉大復(fù)興，歸根結(jié)底要靠人才。人才是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的源泉，是企業(yè)、行業(yè)乃是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心。隨著“一帶一路”項(xiàng)目的推進(jìn)，基礎(chǔ)工程建設(shè)企業(yè)迫切需要具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及工程應(yīng)用能力的應(yīng)用型人才。在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型背景下，傳統(tǒng)的課堂模式已不能滿足土木工程專業(yè)人員對(duì)于新的工程技術(shù)和工程能力的需求，課堂教學(xué)模式亟需從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)換、從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)換、從封閉課堂向開放課堂轉(zhuǎn)換、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)換、從重知輕行向知行合一轉(zhuǎn)換、從重教輕學(xué)向教主于學(xué)轉(zhuǎn)換、從共性培養(yǎng)向因材施教轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)新工科背景下的新型土木工程專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)面向未來(lái)的高素質(zhì)智慧型建筑人才。

關(guān)鍵詞：新工科 ?土木工程 ?課堂教學(xué)模式 ?應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G71 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0106-03

1 ?從灌輸向?qū)υ?、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

教育與迅猛發(fā)展的信息技術(shù)的高度融合，大大推動(dòng)了教育信息化的進(jìn)程，傳統(tǒng)的課堂模式已無(wú)法滿足土木工程專業(yè)學(xué)生對(duì)教育的需求，時(shí)代發(fā)展亟需教學(xué)上的“創(chuàng)新”?！胺D(zhuǎn)課堂”作為一種新式的技術(shù)教學(xué)模式，為處于“深水區(qū)”的土木工程課堂教學(xué)模式的改革提供了新思路?！胺D(zhuǎn)課堂”起源于美國(guó)科羅拉多州洛基山的“林地公園”高中化學(xué)課程，可汗學(xué)院《Khan Academy》在線教學(xué)視頻的推廣讓翻轉(zhuǎn)課堂風(fēng)靡全球，2011年加拿大的《環(huán)球郵報(bào)》稱之為“影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革”?！胺D(zhuǎn)課堂”將傳統(tǒng)教學(xué)模式中的知識(shí)傳教和知識(shí)內(nèi)化兩個(gè)過(guò)程逆序，即由教師在課堂講授知識(shí)，學(xué)生課后通過(guò)作業(yè)、練習(xí)、實(shí)踐完成知識(shí)的內(nèi)化轉(zhuǎn)變成由學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課堂上教師協(xié)助探討完成知識(shí)的內(nèi)化[1]，這種由“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)向“先學(xué)后教”，由“注重學(xué)習(xí)結(jié)果”轉(zhuǎn)向“注重學(xué)習(xí)過(guò)程”由“以教導(dǎo)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)定教”的課堂教學(xué)模式通過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì)（見圖1），可以實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，交流反思、協(xié)作探究、深度融合，繼而提高高階思維能力。

在課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐中，堅(jiān)持“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念，通過(guò)學(xué)生角色、老師角色、課堂時(shí)間分配的轉(zhuǎn)變[2]，結(jié)合學(xué)校作息時(shí)間安排、教師教學(xué)計(jì)劃安排等，摒棄照本宣科，灌輸式課堂模式，推廣互動(dòng)式、探討式、啟發(fā)式、深思式課堂模式[3]，重建課堂模式的結(jié)構(gòu)體系，探索工程教育人才的培養(yǎng)“新模式”。

2 ?從重知輕行向知行合一、從知識(shí)向能力的實(shí)踐課堂教學(xué)模式

自1995年中國(guó)教育體制改革以來(lái)，土木工程專業(yè)在國(guó)家教育改革的推動(dòng)下開始探索實(shí)踐型人才培養(yǎng)的模式，然而隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的專業(yè)人才培養(yǎng)模式和方法已不能滿足社會(huì)對(duì)土木工程實(shí)踐型專業(yè)人才的迫切需求[4]，傳統(tǒng)的重知輕行的課堂模式已進(jìn)入深水區(qū)，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)該由理論知識(shí)的灌輸與傳教轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實(shí)踐相結(jié)合的模式，更加重視實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，尤其是應(yīng)用基本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)掌握的深度與廣度，正如“紙上得來(lái)終覺淺，絕知此事要躬行”。結(jié)合土木工程專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的課堂內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)知行合一的新式課堂模式如圖2所示。

2.1 實(shí)例教學(xué)

目前大多高校針對(duì)土木工程專業(yè)的課堂教學(xué)活動(dòng)僅以教學(xué)大綱為目標(biāo)，然而教學(xué)大綱提供的內(nèi)容寬泛、未突出教學(xué)重點(diǎn)，同時(shí)由于建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展和知識(shí)深度的拓展，課本理論知識(shí)更新?lián)Q代不及時(shí)，使得學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力普遍較差，難以滿足用人單位的要求。因此教師需要加強(qiáng)自身專業(yè)素質(zhì)，摒棄照本宣科的課堂教學(xué)模式，在課堂教學(xué)過(guò)程中幫助同學(xué)們構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的理論知識(shí)框架，同時(shí)借助土木工程專業(yè)的新技術(shù)，采用視頻等多媒體手段為學(xué)生提供生動(dòng)具體的實(shí)例，讓學(xué)生結(jié)合課堂所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析討論，最后總結(jié)分析，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解與深化[4]。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在特定的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行的一種實(shí)踐課堂模式，實(shí)驗(yàn)課教師首先通過(guò)引導(dǎo)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)了解實(shí)驗(yàn)儀器、土木工程產(chǎn)品的功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)儀器裝置通過(guò)力學(xué)、土木工程材料、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水力學(xué)及結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)和理論的演示與驗(yàn)證[5]，對(duì)課本理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生鞏固課堂知識(shí)、內(nèi)化理論知識(shí)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的實(shí)施應(yīng)循序漸進(jìn)，學(xué)生根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容，借助教師傳教的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作方式和經(jīng)驗(yàn)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)，自己設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和內(nèi)容，培養(yǎng)自我的動(dòng)手能力、應(yīng)變能力以及創(chuàng)新思維，更好地將理論與實(shí)際完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的跨越式發(fā)展，為日后從事實(shí)踐工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)習(xí)教學(xué)

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)是學(xué)生在專業(yè)帶隊(duì)教師或者學(xué)生本人自主聯(lián)系的生產(chǎn)、施工的單位進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，了解生產(chǎn)、施工機(jī)械設(shè)備，學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)生產(chǎn)、施工技術(shù)的課堂實(shí)踐模式的一種方式[5]。學(xué)生首先通過(guò)課程安排的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)進(jìn)入生產(chǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)員工的講解演示下初步了解有關(guān)土木工程專業(yè)的生產(chǎn)施工機(jī)械使用方法及其工作原理，同時(shí)要不斷地將課本講述的內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，書寫實(shí)習(xí)報(bào)告、小結(jié)并分析探討，從而不斷更新知識(shí)體系，克服課本理論知識(shí)的滯后性。其次，學(xué)生要在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上通過(guò)課程安排的生產(chǎn)實(shí)習(xí)親自動(dòng)手操作參與現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)施工，從生產(chǎn)施工材料的認(rèn)識(shí)分析到施工機(jī)械設(shè)備的了解操作，再到生產(chǎn)施工流程的掌握、新技術(shù)的調(diào)查試驗(yàn)以及有關(guān)技術(shù)的管理工作，編寫書面報(bào)告并參與口試答辯，進(jìn)一步提升認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量，豐富實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及提高實(shí)踐動(dòng)手能力。

2.4 設(shè)計(jì)教學(xué)

設(shè)計(jì)教學(xué)是以課堂教學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的，對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化的實(shí)踐活動(dòng)。針對(duì)設(shè)計(jì)教學(xué)課堂模式，學(xué)生要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)搜集大量數(shù)據(jù)、工程實(shí)例資料，結(jié)合模型計(jì)算與模擬實(shí)驗(yàn)以及教師在設(shè)計(jì)全過(guò)程中的具體指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)有關(guān)土木工程專業(yè)的建筑物，并進(jìn)行小組研究探討及公開答辯，在逐步完善相關(guān)設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)可行性與完整性的同時(shí)提升分析解決問(wèn)題的能力。

3 ?從封閉向開放、從共性培養(yǎng)向因材施教的課堂教學(xué)模式

3.1 開放式教學(xué)

以學(xué)生為課堂教學(xué)主體、以知識(shí)教學(xué)為載體、注重學(xué)生能力發(fā)展以及具有豐富內(nèi)涵的開放式課堂模式打破了傳統(tǒng)課堂模式的封閉性、僵化性、教條性以及活力缺乏性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。開放式課堂教學(xué)一方面借助精品學(xué)習(xí)網(wǎng)站為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)和豐富的教學(xué)資源，學(xué)生不僅可以在線觀看或下載與專業(yè)學(xué)習(xí)相關(guān)的電子教材、課件、授課教案、教學(xué)錄像、配套習(xí)題庫(kù)、相關(guān)案例、參考文獻(xiàn)等[6]，而且可以利用網(wǎng)站平臺(tái)發(fā)布專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑難問(wèn)題并與其他學(xué)習(xí)者共同交流探討，同時(shí)借助網(wǎng)站傳播速度快、信息量大的特點(diǎn)獲取相關(guān)專業(yè)人員的指導(dǎo)，從而更好更深入地解決問(wèn)題。另一方面教師利用校園網(wǎng)站借助現(xiàn)有多媒體設(shè)備及技術(shù)為學(xué)生提供沒(méi)有固定時(shí)間和形式的網(wǎng)絡(luò)課程，該課堂學(xué)習(xí)模式為由教師發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生自由學(xué)習(xí)，通過(guò)一系列的提問(wèn)、討論、作業(yè)完成情況、測(cè)試等完成相關(guān)課程的學(xué)習(xí)（見圖3），更注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自由探索，是對(duì)傳統(tǒng)教室授課課堂教學(xué)形式的有益補(bǔ)充。

3.2 因材施教式教學(xué)

正如諺語(yǔ)“世界上沒(méi)有兩片完全一樣的葉子”所說(shuō)，教學(xué)對(duì)象由于家庭背景、生活環(huán)境、基礎(chǔ)教育、個(gè)人性格等因素處于各異的學(xué)習(xí)層次，而原有的“一刀切”課堂教學(xué)模式一味地強(qiáng)調(diào)共性教育，忽略了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，因此我們提出“分層次教學(xué)法”[7]，針對(duì)不同層次的學(xué)生實(shí)施不同的課堂教學(xué)模式，堅(jiān)持以學(xué)生為教學(xué)中心，真正地做到以學(xué)生為本、因材施教?！胺謱哟谓虒W(xué)法”充分考慮了因材施教的問(wèn)題，首先學(xué)生可以在完成必修專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身情況和能力需求自主靈活地選擇選修課程，從而構(gòu)成自己的主修方向[8]，其次教師根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度、動(dòng)手實(shí)踐能力以及創(chuàng)新思維等差異，實(shí)行不同學(xué)習(xí)深度以及不同層次擴(kuò)展的課堂教學(xué)方式，最大限度地挖掘?qū)W生的個(gè)人潛能，量身定做發(fā)展規(guī)劃及培養(yǎng)方案，使不同能力層次、不同個(gè)性特點(diǎn)的學(xué)生都能學(xué)有所長(zhǎng)，從而更好、更快地滿足社會(huì)對(duì)土木工程專業(yè)人才能力的要求。

4 ?結(jié)語(yǔ)

結(jié)合土木工程行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)以及行業(yè)對(duì)具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及工程應(yīng)用能力的應(yīng)用型人才迫切需求，推進(jìn)課堂模式改革，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量迫在眉睫，探索與應(yīng)用灌輸向?qū)υ?、知識(shí)向能力、封閉向開放的新式課堂模式將為土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)注入源源不斷的活力，從而促進(jìn)新型土木工程專業(yè)向更高層次、更廣深度發(fā)展。

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