路橋?qū)I(yè)實地工程試驗教學(xué)模式的探討

王修山

(浙江理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，杭州 310018)

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路橋?qū)I(yè)實地工程試驗教學(xué)模式的探討

王修山

(浙江理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，杭州 310018)

在分析高等院校路橋?qū)I(yè)大學(xué)生實踐能力培養(yǎng)過程中存在問題的基礎(chǔ)上，以《道路建筑材料》課程為例，提出“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式。該模式結(jié)合了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)成果評價方式三方面的內(nèi)容，首先進入實地工程前進行“理論學(xué)習(xí)”，其次進入實地工程后開展“專項探究”和“雙師精講”，最后教學(xué)完成進行“課堂測評”和“技能考評”。經(jīng)過實踐檢驗,該教學(xué)模式針對“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”要求效果明顯，有效提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，學(xué)生認可度較高，對工程學(xué)科教學(xué)方式改革提供了一定的借鑒。

理論學(xué)習(xí)；試驗教學(xué)；綜合測評；教學(xué)模式；實踐能力

隨著工程技術(shù)的進步與發(fā)展，社會對當(dāng)代工科大學(xué)生的各方面綜合素質(zhì)，尤其是實踐能力的要求越來越高。實踐是工程的基本屬性，實踐能力是高素質(zhì)工程技術(shù)人員的核心和靈魂[1]。教育部在最新頒布的本科與高職高專專業(yè)目錄中指出：高等教育模式應(yīng)將以培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要和地方經(jīng)濟發(fā)展需要、德智體全面發(fā)展的高級技術(shù)應(yīng)用人才為目標(biāo)，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力，建立符合新世紀(jì)社會經(jīng)濟建設(shè)需要的人才培養(yǎng)模式[2-4]。

一、路橋?qū)I(yè)大學(xué)生實踐能力培養(yǎng)存在的問題

(一)實踐基地建設(shè)問題

實踐基地的建設(shè)是實踐教學(xué)能否順利開展的必要前提，是實踐教學(xué)能否達到預(yù)期效果的保證。高校的實踐基地通常分為校內(nèi)實驗室和校外企業(yè)兩類，其中以校外企業(yè)為主，大力推進產(chǎn)學(xué)結(jié)合是拓展校外實踐基地的一個重要途徑。對于路橋?qū)I(yè)來講，施工企業(yè)出于安全方面的考慮，不愿意與高校開展實踐基地合作；即使合作了，往往會將實習(xí)學(xué)生安排在相對安全的工作崗位，或者以參觀的形式進行，大大削弱了學(xué)生實習(xí)的效果[5-6]。如何尋找校企產(chǎn)學(xué)合作的平衡點，達到雙方共贏，是校外實踐基地建設(shè)的關(guān)鍵。

(二)實踐教學(xué)條件有待提高

“軟件”和“硬件”條件是高等工科院校實踐教學(xué)的基礎(chǔ)。其中，“軟件”主要指教師實踐教學(xué)水平。目前工科院校的大多數(shù)任職教師為“學(xué)校到學(xué)?！钡恼衅改Ｊ?，自身理論知識很豐富，但缺乏實踐經(jīng)驗，達不到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求；“硬件”主要指學(xué)校實驗室條件。路橋?qū)I(yè)等工科類學(xué)生，在大學(xué)期間要進行很多實驗課程，而學(xué)校實驗室的建設(shè)水平、設(shè)備儀器的數(shù)量及質(zhì)量等往往無法與擴招的大學(xué)生人數(shù)相匹配，無法開展有效的實驗教學(xué)工作[7-9]。

(三)實踐教學(xué)方法“模式化”

路橋?qū)I(yè)學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的方法比較單一，教師教學(xué)“模式化”[10]。 以《道路建筑材料》為例，目前高校教師在授課時，往往照搬教材內(nèi)容，即使使用了PPT、視頻等多媒體，也是對書本內(nèi)容的復(fù)制，內(nèi)容缺乏多樣性和拓展性，出現(xiàn)“教師講完，學(xué)生忘完”的現(xiàn)象；實驗課程中，驗證性實驗過多，設(shè)計性、綜合性實驗太少。授課教師要求學(xué)生只需按課本上的步驟完成實驗即可，學(xué)生缺乏主動性和創(chuàng)造性，對實驗內(nèi)容理解不充分，對遇到的問題無法正確解決。此外可供學(xué)生進行實踐操作的內(nèi)容僅限校內(nèi)測量實習(xí)和簡單工程材料試驗，學(xué)生缺乏實際工程鍛煉，使得學(xué)生工程實踐能力得不到有效的鍛煉提高。

二、“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式構(gòu)建方案

(一)“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式構(gòu)建思路及內(nèi)涵

大學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力密切相關(guān)，是培養(yǎng)科研能力的基礎(chǔ)，同時實踐創(chuàng)新能力也是制約高等教育發(fā)展的重要因素。因此對大學(xué)生能力的培養(yǎng)必須要重視實踐環(huán)節(jié)，采取有效措施，真抓實干做好實踐能力培養(yǎng)的各項工作?！兜缆方ㄖ牧稀氛n程是路橋?qū)I(yè)一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，課程的設(shè)置在于配合專業(yè)課程，為專業(yè)設(shè)計和施工管理提供合理的選擇以及使用材料的基礎(chǔ)知識。包括道路建筑材料理論學(xué)習(xí)和道路建筑材料試驗學(xué)習(xí)兩個部分，要求學(xué)生不僅掌握理論知識，同時更要熟練試驗操作方法，能夠根據(jù)工程實際需要完成試驗檢測。因此，教和學(xué)都需要從實際應(yīng)用出發(fā)[11-12]。

筆者根據(jù)多年教學(xué)和工程實踐經(jīng)驗，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)成果評價方式三方面，提出“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式，如圖1所示。其中第一個“1”是指學(xué)生在進入實地工程進行學(xué)習(xí)前的基礎(chǔ)“理論學(xué)習(xí)”；中間的“2”是指進入實地工程后教師與學(xué)生之間的交流方式，即引導(dǎo)學(xué)生開展“專項探究”，最后校內(nèi)外導(dǎo)師進行“雙師精講”；第二個“2”是指教學(xué)完成后，對學(xué)生表現(xiàn)進行分塊測評，鞏固學(xué)生實踐技能。需要指出的是，“1+2+2”教學(xué)模式需要在實地工程中開展，不適用于大班教學(xué)，建議以20～30人為1個教學(xué)班，以小組形式分批次進行。

圖1 “1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式

(二)“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式建設(shè)方案

根據(jù)前述“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式基本內(nèi)涵可知，該模式針對如何有效改進道路建筑材料課程的教學(xué)方式，從豐富教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)方法和完善成績評定方式三個層面依次進行布局，并將其細分為“理論學(xué)習(xí)+(專項研究+雙師精講)+(課題測評+技能考評)”五個分項。

1.理論學(xué)習(xí)

對于“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式，理論學(xué)習(xí)是指在學(xué)生在學(xué)校完成的授課學(xué)習(xí)，包括了教師授課方式、授課內(nèi)容等方面，主要介紹學(xué)生課前預(yù)習(xí)和多樣化課堂授課。

(1)課前預(yù)習(xí)

課堂授課前，教師可以通過QQ討論組、微信群或班長通知等方式布置預(yù)習(xí)任務(wù)和討論題，學(xué)生完成預(yù)習(xí)和討論題，并記錄預(yù)習(xí)過程中遇到的疑難問題，在每節(jié)課答疑環(huán)節(jié)進行提問。教師應(yīng)對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進行檢查，對未提前預(yù)習(xí)的同學(xué)應(yīng)減少其平時成績分數(shù)。

(2)多樣化課堂授課

多樣化課堂授課是指教師應(yīng)及時調(diào)整教課形式，摒除填鴨式教學(xué)，注重傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)方式的結(jié)合以及理論知識與實際工程應(yīng)用的結(jié)合。根據(jù)每節(jié)課的教學(xué)重點，以多媒體形式播放工程實例和實驗操作過程，教師在教學(xué)過程中不是充當(dāng)“傳輸者”，而是“引導(dǎo)者”，將學(xué)生的思維引入工程實例和實驗中。所選工程實例應(yīng)為實際的道路或橋梁施工，同時要注意實例的系統(tǒng)性，而實驗操作應(yīng)與教材內(nèi)容相符或適當(dāng)增加。

2.教學(xué)互動

教學(xué)互動是指在開展實地工程試驗教學(xué)時，教師與學(xué)生在工地試驗室內(nèi)針對試驗過程中問題進行的面對面的交流狀態(tài)，是教與學(xué)的統(tǒng)一表現(xiàn)，主要包括如下兩方面：

(1)專項探究

從工程實際出發(fā)，根據(jù)工程分部分項施工內(nèi)容，設(shè)置不同的專項子題。道路建筑材料第五章為瀝青混合料，主要介紹了瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、配合比設(shè)計等內(nèi)容，試驗部分第五章為瀝青混合料試驗，內(nèi)容對應(yīng)于實際工程中的路面分項工程。因此，可設(shè)置不同級配瀝青混合料配合比設(shè)計分題，將教材理論部分和試驗部分進行有機結(jié)合。專項探究應(yīng)以小組進行，教師根據(jù)小組成員的理論學(xué)習(xí)情況布置研究專題，要求學(xué)習(xí)小組根據(jù)要求確定研究內(nèi)容、編制研究方案并完成相應(yīng)的試驗，學(xué)生在這一環(huán)節(jié)要學(xué)會相關(guān)材料性能檢測試驗步驟和相關(guān)數(shù)據(jù)處理及分析方法，最后完成專題報告。專項分題研究成果以“結(jié)題匯報”的形式進行，小組每個成員均要進行發(fā)言(表現(xiàn)計入平時成績)，提出在研究過程中遇到的問題和難點，教師將其匯總，進行“雙師精講”。這部分重在培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)合作能力、分析解決問題能力和研究創(chuàng)新能力。

(2)雙師精講

聘請工程高級技術(shù)人員成為校外導(dǎo)師，與授課教師一起，對學(xué)生專項探究過程進行全程指導(dǎo)，并對專題報告進行評審。對于學(xué)生提出的問題，根據(jù)自身豐富的工程實踐經(jīng)驗進行精講，同時注重挖掘?qū)W生對科學(xué)探究的欲望，鼓勵學(xué)生進行大膽試驗、創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生知識點的串聯(lián)，達到舉一反三的效果。

在整個“教學(xué)互動”階段，教師應(yīng)不斷向?qū)W生強調(diào)實踐的意義，要求學(xué)生思考問題要堅持從實際出發(fā)，在大膽試驗的同時要嚴(yán)格要求學(xué)生遵守試驗規(guī)程(準(zhǔn)則)。

3.分塊測評

根據(jù)“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式前兩部分內(nèi)容，建立分塊測評準(zhǔn)則，分為課堂測評和技能測評兩部分。

(1)課堂測評

課堂測評主要針對第一部分“理論學(xué)習(xí)”，占總分的40%。在校內(nèi)課程學(xué)習(xí)完后，進行測試，包括平時表現(xiàn)、理論知識和基礎(chǔ)試驗操作三部分。其中平時成績主要是課堂點名、課前預(yù)習(xí)和課后作業(yè)等，占課堂測評分數(shù)的20%；理論知識測評根據(jù)筆試成績確定，占課堂測評分數(shù)的50%；基礎(chǔ)試驗操作采取抽簽進行實際操作確定，占課堂測評分數(shù)的30%，見表1。

(2)技能考評

技能考評根據(jù)學(xué)習(xí)小組在實地工程開展專項探究中的表現(xiàn)確定，占總分的60%。主要包括平時表現(xiàn)、試驗操作和專題報告質(zhì)量三部分。其中平時表現(xiàn)占技能考評分數(shù)的10%；試驗操作包括熟練程度和操作規(guī)范程度，占技能考評分數(shù)的30%；專題報告質(zhì)量包括專題報告編寫質(zhì)量和“結(jié)題匯報”表現(xiàn)，占技能考評分數(shù)的60%，見表1。分塊測評評分以小組為基準(zhǔn)，對于小組內(nèi)各成員成績根據(jù)其所作貢獻乘以不同的權(quán)重比值最終確定。評分方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識和責(zé)任意識，同時充分調(diào)動小組成員的能動性，達到提高學(xué)生實踐能力的目的。

表1 各小組實踐成績評分構(gòu)成表 分

三、“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)新模式的實踐效果分析

筆者所在的大學(xué)與廣東省大廣高速公路從化段技術(shù)咨詢部門合作建立了工程實踐教學(xué)基地。2015年7月，筆者從大學(xué)三年級土木工程專業(yè)中選出路橋方向?qū)W生組成實踐小組，在大廣高速從化段工地試驗室進行實地工程試驗教學(xué)，聘請工地試驗室主任(高級工程師)作為校外導(dǎo)師。以此次實地工程試驗教學(xué)為例，筆者對“1+2+2”教學(xué)模式的教學(xué)效果進行了分析。

(1)實踐效果

本次實踐教學(xué)由于受到食宿條件、路程和合作單位要求等多種因素的影響，分次安排2個小組(共十人)進行實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。實踐教學(xué)結(jié)束后，對“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)新模式的實施效果進行問卷調(diào)查，調(diào)查對象包括參與實踐教學(xué)的十名在校學(xué)生和工地試驗室里剛參加工作的7名大學(xué)生，調(diào)查內(nèi)容為要求學(xué)生根據(jù)自身體驗，從創(chuàng)新能力的提高、動手能力的增強、責(zé)任意識的提高、理論知識掌握度和教學(xué)滿意度5個方面，對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式和“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式的教學(xué)效果分別進行評分(以百分制計)，本次問卷調(diào)查共發(fā)放17份，回收17份。對問卷調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計整理，如圖2所示。

圖2 學(xué)生對不同教學(xué)模式的評價值

分析圖2可知：相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式在學(xué)生創(chuàng)新能力的提高方面評價值提高55.3%；在學(xué)生動手能力的增強方面評價值提高39.6%；在學(xué)生責(zé)任意識的提高方面評價值提高35.8%；在學(xué)生理論知識掌握度方面評價值提高19.6%；在學(xué)生教學(xué)滿意度方面評價值提高36.3%。表明所建立的教學(xué)模式能夠有效提高學(xué)生的工程實踐創(chuàng)新能力，同時對學(xué)生的責(zé)任意識和知識的鞏固都有提高，學(xué)生對這種新的教學(xué)模式認可度較高。

(2)延伸效果

實地工程試驗教學(xué)完成后，指導(dǎo)實踐小組積極申報浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項目(立項成功1項)和全國“挑戰(zhàn)杯”大賽(晉級中)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在制定項目研究方案和編寫項目申請書方面的能力均得到改善。通過暑假實踐學(xué)習(xí)，學(xué)生的科研創(chuàng)新能力得到了切實提高。

四、結(jié) 語

我國的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》將“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”作為重點改革項目，表明培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力越來越成為高等教育工作的重中之重?！?+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式，營造出了新穎現(xiàn)實的學(xué)習(xí)氛圍，以實際出發(fā)，探討了適應(yīng)時代發(fā)展需要的具有實踐創(chuàng)新精神的高素質(zhì)工程人才模式；改革了課堂教學(xué)方式、拓寬了教育教學(xué)手段、完善了學(xué)習(xí)成效評價方式，提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力；除適用于《道路建筑材料》課程教學(xué)外，還可用于相似的工程類課程，在應(yīng)用時教師需要根據(jù)自身的教學(xué)和實踐經(jīng)驗對模式中的部分模塊內(nèi)容進行調(diào)整。

在“1+2+2”實地工程試驗教學(xué)模式實踐過程中，有幾個問題有待進一步的研究：a)該模式的實踐教學(xué)只有一年，很多地方尚處于探索階段，因此，需要不斷的進行總結(jié)和改進；b)確保實地工程試驗教學(xué)的正常開展必須要與施工企業(yè)建立良好的長期合作關(guān)系，因此，如何建立多樣化實踐教學(xué)基地是教師和院、校需要研究的一個重要課題。

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(責(zé)任編輯： 任中峰)

Discussion on Field Engineering Experiment Teaching Mode for Highway & Bridge Major

WANGXiushan

(College of Architectural Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Based on the research on the problems in training practical ability of students majoring in highway & bridge, this paper took the course of Road Constructional Materials for example and proposed “1+2+2” field engineering experiment teaching mode. This mode combines teaching contents, teaching methods and learning achievements. Firstly, students carried out “theory study” before entering the field engineering. Secondly, “special exploration” and “double-teacher explanation in details” were conducted after entering the field engineering. Finally, “classroom assessment” and “skill test” were implemented after the teaching ended. The results show that this teaching mode has significant effect on Excellence Engineers Education Program, and effectively improves students’ practical and innovative ability. Students highly recognize this teaching mode. This paper offers certain reference for the reform of engineering discipline teaching mode.

theory study; experiment teaching; comprehensive assessment; teaching mode; practical ability

10.3969/j.issn.1673-3851.2017.02.015

2016-10-17 網(wǎng)絡(luò)出版日期：2017-01-19

浙江理工大學(xué)繼續(xù)教育研究課題(JJYB15A01)；廣東省交通運輸廳科技項目(科技-2015-02-019)

王修山(1974-)，男，山東肥城人，副教授，博士，主要從事公路路基路面材料與結(jié)構(gòu)方面的研究。

G640.2

A

1673- 3851 (2017) 01- 0086- 05