新工科背景下土木工程施工課程教學(xué)改革與實踐

程旭東 王積靜 高福聚 黃思凝 張如林

[摘 要]課題組以“新工科”理念為指導(dǎo)，針對土木工程施工課程的特點及教學(xué)現(xiàn)狀，在土木工程施工課程教學(xué)中進(jìn)行了課程新培養(yǎng)理念、課程新知識體系、課程新教學(xué)模式、課程新考核方式等四個方面的改革和實踐。通過對近三屆學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成度評價和課程教學(xué)問卷調(diào)查，證明該課程的教學(xué)改革與實踐效果良好。

[關(guān)鍵詞]新工科;土木工程施工;課程教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）02-0090-03

我國教育界于2016年提出了新工科概念，現(xiàn)在已經(jīng)在全國高校教育中得到大力推廣和落實。我國建設(shè)新工科的背景是基于目前工科人才培養(yǎng)存在以下共性問題：培養(yǎng)目標(biāo)定位不清晰，工科教學(xué)理科化，對于通識教育與工程教育、實踐教育與實驗教學(xué)之間的關(guān)系和區(qū)別存在模糊認(rèn)識，工程教育與行業(yè)企業(yè)實際脫節(jié)太大，工科學(xué)生存在綜合素質(zhì)與知識結(jié)構(gòu)方面的缺陷[1-5]。土木工程專業(yè)屬于傳統(tǒng)工科專業(yè)，必須結(jié)合新工科的理念深化工程教育改革，對土木工程專業(yè)工程教育進(jìn)行升級改造，在建筑產(chǎn)業(yè)化的背景下使工程教育與建筑產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，以培養(yǎng)新工科人才。土木工程專業(yè)深化工程教育改革的落腳點在于專業(yè)課程的教學(xué)改革，本文主要探討土木工程施工課程的教學(xué)改革與實踐。

一、土木工程施工課程的特點及地位

（一）土木工程施工課程的特點

土木工程施工是土木工程專業(yè)的主干課程之一，是研究土木工程中的各主要工程施工技術(shù)和施工組織管理一般規(guī)律的科學(xué)。它是繼土木工程制圖、土木工程材料、工程測量、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)原理、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)抗震等理論課程學(xué)習(xí)之后開展的教學(xué)課程，具有綜合性強、涉及面廣和實踐性強的特點?，F(xiàn)階段，由于大批超級工程的建設(shè)需要，土木工程涌現(xiàn)出大量新的施工技術(shù)、工藝和材料，信息技術(shù)也在工程施工中得到廣泛應(yīng)用，該課程還具有知識發(fā)展快的顯著特點。

（二）土木工程施工課程的地位

目前高校的土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案中，專業(yè)課的教學(xué)主要分為兩大類：結(jié)構(gòu)設(shè)計理論類課程和施工及管理類課程。近年來，土木工程專業(yè)超過90%的本科畢業(yè)生到建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、房地產(chǎn)行業(yè)等從事土木工程施工管理相關(guān)工作?？梢?，土木工程施工作為專業(yè)核心課程之一，其在人才培養(yǎng)中的地位相當(dāng)高，這也對該課程的教學(xué)提出了更高的要求。新工科的培養(yǎng)理念要求在課程教學(xué)中堅持：能力的培養(yǎng)比知識的傳授更重要，學(xué)習(xí)的過程比考試的結(jié)果更重要。

二、土木工程施工課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教師工程經(jīng)驗不足

教師“傳道授業(yè)解惑”轉(zhuǎn)到“悟道、求業(yè)、生惑”，才能真正做到“授人以魚不如授人以漁”。在土木工程施工技術(shù)、工藝、材料、信息化管理快速發(fā)展的今天，對授課教師“授人以漁”的能力提出了挑戰(zhàn)。目前中國高校由于各種人事制度的限制，土木工程專業(yè)的教師大多是博士學(xué)歷，從高校畢業(yè)到高校任教，這些教師缺乏必要的工程實踐鍛煉，強理論弱實踐的現(xiàn)象普遍存在;博士進(jìn)入高校任教后，受高校的教師評價制度影響，大多教師重科研輕教學(xué)，沒有時間參與企業(yè)的工程一線活動，沒有精力和機會提升工程實踐經(jīng)驗;校企合作、協(xié)同培養(yǎng)機制不完善，學(xué)校無法根據(jù)課程教學(xué)需要及時聘請工程技術(shù)人員承擔(dān)部分教學(xué)工作或?qū)嵺`教學(xué)指導(dǎo)。這些情況導(dǎo)致目前高校教師的工程經(jīng)驗不足現(xiàn)象普遍存在。

（二）教材內(nèi)容滯后工程實際

我國被稱為“基建狂魔”，為適應(yīng)超高建筑、大跨度橋梁、特殊環(huán)境下的隧道、地下大空間等大項目的建設(shè)需要發(fā)展了大批新的施工技術(shù)、工藝和新材料，以及相對應(yīng)的新的施工管理理論和方法，但由于教材的滯后性，教材內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于工程實際。

（三）教學(xué)方式缺乏活力

目前大多高校的專業(yè)課教學(xué)還是基于傳統(tǒng)教學(xué)方式：大班上課，以教師的課堂講解為主，注重知識的傳授，忽視能力的培養(yǎng);土木工程施工課程內(nèi)容多、散，經(jīng)驗性敘述多，課堂講解缺乏活力和吸引力，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，“低頭族”多;課程考核以筆試為主，重點考查學(xué)生對知識的記憶，忽視學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用綜合能力的培養(yǎng)。雖然有些高校在嘗試小班上課、研討式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)方式，但效果離達(dá)到“金課”的標(biāo)準(zhǔn)還有很大差距。

（四）實踐教學(xué)效果不理想

土木工程施工課程的最突出的特點是工程實踐性強，培養(yǎng)方案中一般都安排該課程相對應(yīng)的施工組織課程設(shè)計和施工生產(chǎn)實習(xí)兩個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但實踐教學(xué)環(huán)節(jié)由于現(xiàn)實條件的制約，有些流于形式。施工組織課程設(shè)計大多是學(xué)生根據(jù)教師提供的課程設(shè)計任務(wù)書針對某一工程項目，通過網(wǎng)絡(luò)查詢一些實際工程施工組織設(shè)計完成一個虛擬的施工方案，學(xué)生對其中的工藝流程、施工方法很難真正深入理解，課程設(shè)計的成果千篇一律。生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)，雖然有安排學(xué)生到一些工程的施工現(xiàn)場學(xué)習(xí)，但由于安全問題、學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、實習(xí)時間短以及受實際工程施工進(jìn)度的影響，學(xué)生無法真正參與工程實踐，只能走馬觀花，實踐效果不理想。

三、土木工程施工課程教學(xué)改革與實踐

新工科要求土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備合格的土木工程師的素質(zhì)和能力，具備獨立從事土木工程領(lǐng)域的施工和管理的工作能力，培育學(xué)生的認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)問題的能力以及團隊協(xié)作解決工程問題的能力，使學(xué)生具有不斷學(xué)習(xí)和尋找解決問題的欲望且具有推廣新技術(shù)的進(jìn)取精神。作為土木工程專業(yè)核心課程之一的土木工程施工，必須進(jìn)行教學(xué)改革以適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)的需求。中國石油大學(xué)（華東）根據(jù)新工科的理念、建筑產(chǎn)業(yè)化的新需求，在土木工程施工課程教學(xué)中對課程新培養(yǎng)理念、課程新知識體系、課程新教學(xué)模式、課程新考核方式等四個方面進(jìn)行了改革和實踐。

（一）課程新培養(yǎng)理念

土木工程施工課程新的培養(yǎng)理念是通過課程學(xué)習(xí)，建立土木工程結(jié)構(gòu)全壽命知識體系（概念、原理）→培養(yǎng)施工技術(shù)人員專業(yè)素養(yǎng)→提升分析問題、解決問題的施工管理綜合能力→鍛煉施工管理中發(fā)現(xiàn)新問題的能力→創(chuàng)新思維的養(yǎng)成。

具體來說就是：根據(jù)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過本課程的學(xué)習(xí)，以材料員、施工員、質(zhì)檢員、安全員等職業(yè)崗位能力培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成為導(dǎo)向，統(tǒng)籌考慮相關(guān)課程的知識銜接，以真實的工程項目為載體，以專業(yè)知識和職業(yè)技能、自主學(xué)習(xí)能力及綜合素質(zhì)培養(yǎng)為課程目標(biāo)，讓學(xué)生掌握土木工程結(jié)構(gòu)概念體系、設(shè)計基本原理，掌握土木工程材料的基本性能及其耐久性，學(xué)會如何正確選擇和使用建筑材料，最大限度地發(fā)揮其效能，實現(xiàn)資源的最大化利用;掌握基本的土木工程施工技術(shù)和施工組織原理，能按照設(shè)計圖紙選用合適且合格的土木工程材料、合理的施工技術(shù)、高效的施工組織管理方法，完成建筑物的安全施工并關(guān)注其服役壽命;通過施工組織課程設(shè)計，學(xué)習(xí)工程管理的“三控制（質(zhì)量安全、投資、進(jìn)度控制）”“兩管理（合同管理、信息管理）”“一協(xié)調(diào)（協(xié)調(diào)建設(shè)方、施工方、設(shè)計方三方關(guān)系）”，具有解決實際工作中遇到的具體問題的能力;同時通過施工生產(chǎn)實習(xí)理論聯(lián)系實踐，提高工程實踐能力及發(fā)現(xiàn)新問題的能力，從而形成創(chuàng)新思維。

（二）課程新知識體系

由于目前使用的教材具有滯后性，教師在課程教學(xué)計劃學(xué)時不變的情況下要合理分配教學(xué)課時，在傳統(tǒng)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，增加新知識模塊，以“知識拓展”形式學(xué)習(xí)增加的新知識，用新知識體系支撐新的培養(yǎng)理念。比如增加BIM技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用、裝配式建筑施工、土木工程施工十大新技術(shù)、施工質(zhì)量驗收新標(biāo)準(zhǔn)、施工與工程造價等新知識模塊，將新知識模塊有機地融入課程教學(xué)內(nèi)容中，與時俱進(jìn)，密切聯(lián)系工程實際。

（三）課程新教學(xué)模式

受土木工程施工課程實踐性強、教師工程實踐經(jīng)驗相對缺乏、教材滯后工程實際的影響，本課程改革主要是采用“校企協(xié)同”和“師生協(xié)同”的教學(xué)模式，以提高課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生的綜合能力，實踐新培養(yǎng)理念。

校企協(xié)同：課程內(nèi)容增加新的知識模塊，以“知識拓展”形式邀請企業(yè)技術(shù)專家（兼職教授）開展專題講座;將施工組織課程設(shè)計與施工投標(biāo)書結(jié)合起來，學(xué)生以小組形式完成施工投標(biāo)的技術(shù)標(biāo)書和商務(wù)標(biāo)書，并組織模擬開標(biāo)會，邀請企業(yè)技術(shù)專家參與指導(dǎo)并擔(dān)任模擬開標(biāo)會的評委;實行施工生產(chǎn)實習(xí)雙導(dǎo)師制，生產(chǎn)實習(xí)中每組學(xué)生安排一名校內(nèi)帶隊教師，每個實習(xí)工地聘任1名企業(yè)導(dǎo)師。為確保學(xué)生實習(xí)效果，我們要求學(xué)生每天記實習(xí)日記、撰寫生產(chǎn)實習(xí)總結(jié)報告并舉行生產(chǎn)實習(xí)答辯。教師將根據(jù)學(xué)生的實習(xí)總結(jié)報告、實習(xí)日記、答辯成績、考勤記錄綜合評定生產(chǎn)實習(xí)成績。實習(xí)答辯評委包括校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師。在生產(chǎn)實習(xí)過程中，學(xué)生將教師施加的壓力轉(zhuǎn)化為動力，將自己融入實際的施工生產(chǎn)實踐中，理論聯(lián)系實際，達(dá)到了生產(chǎn)實習(xí)的預(yù)期效果，并積累了一定的實踐經(jīng)驗。

師生協(xié)同：所有的教學(xué)改革都是為了學(xué)生，學(xué)生是真正的主體。教師通過教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，創(chuàng)建土木工程施工課程網(wǎng)站和教學(xué)平臺，利用教學(xué)平臺進(jìn)行“線上教學(xué)”和“線下教學(xué)”的教學(xué)互動與專題研討。在“教”和“學(xué)”的過程中形成了“師生間協(xié)同”，增強學(xué)生的“向?qū)W力”。教師通過師生協(xié)同盡可能地引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動實踐，鼓勵學(xué)生悟道、問道、尋道，啟發(fā)學(xué)生求是、求真、求業(yè);學(xué)生在此過程中主動思考問題、煥發(fā)更大的激情，自己更好地成為學(xué)習(xí)的主人，從而培養(yǎng)專業(yè)修養(yǎng)和綜合能力。師生協(xié)同實施方案見圖1。

（四）課程新考核方式

以前傳統(tǒng)的課程考核方式主要是閉卷考試。閉卷考試題型包括填空、選擇、判斷、簡答等題型，占分80%;由于課程重點相對較為集中，考核的題目在幾年內(nèi)會出現(xiàn)較多重復(fù)，這導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生考試前背一背就可以過關(guān)的思想，學(xué)習(xí)的主動性不夠，對于重要知識點的學(xué)習(xí)也只停留在記憶的層面上，缺乏知識的綜合應(yīng)用能力的鍛煉。課程新考核方式突出了過程考核和綜合應(yīng)用知識的能力的考查，分為三部分：平時線上交流（10%）、研討式作業(yè)及匯報（30%）、期末考試（60%）。

1.平時線上交流（10%）：根據(jù)平時在課程教學(xué)平臺上的自學(xué)記錄、線上提問及回答問題記錄進(jìn)行評價。

2.研討式作業(yè)及匯報（30%）：課程教學(xué)開始即在課程教學(xué)平臺發(fā)布研討式作業(yè)，包括必選式和任選式，以專題形式要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和總結(jié)，并制作幻燈片以PPT格式在教學(xué)平臺提交，每次選出幾位作品具有代表性的學(xué)生進(jìn)行課堂展示和匯報交流。作業(yè)成績評價根據(jù)內(nèi)容的創(chuàng)新性和邏輯性、編輯整理的條理性和規(guī)范性、幻燈片制作的效果等進(jìn)行賦分，被選中進(jìn)行課堂展示和匯報交流的學(xué)生給予附加分獎勵。

3.期末考試（60%）：采用傳統(tǒng)模式閉卷考試，但是考試內(nèi)容更注重對知識點的理解和應(yīng)用，其中綜合型的工程案例分析題占50%。

四、教學(xué)改革與實踐效果評價

為了評價土木工程施工課程的教學(xué)改革與實踐的效果，根據(jù)土木工程專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度計算方法，課題組對我校土木工程2014級、2015級、2016級進(jìn)行了課程目標(biāo)達(dá)成度評價，目標(biāo)達(dá)成度基本良好。通過該課程平臺對我校土木工程專業(yè)2014級、2015級和2016級342名學(xué)生開展了土木工程施工課程教學(xué)四個方面的問卷調(diào)查，分別涉及課程培養(yǎng)理念、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)模式和考核方式，教學(xué)效果問卷調(diào)查結(jié)果表明，課程的教學(xué)改革與實踐得到了大部分學(xué)生的認(rèn)可。

五、結(jié)語

課題組分析了土木工程施工課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合新工科的培養(yǎng)理念和建筑產(chǎn)業(yè)化的新需求，對土木工程施工課程教學(xué)進(jìn)行了四個方面的改革與實踐，涉及課程新培養(yǎng)理念、課程新知識體系、課程新教學(xué)模式、課程新考核方式。近三屆課程目標(biāo)達(dá)成度評價和問卷調(diào)查說明，該課程的教學(xué)改革和實踐是有效的，值得進(jìn)一步完善和推廣。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[5] 朱正偉，周紅坊，李茂國. 面向新工業(yè)體系的新工科[J]. 重慶高教研究，2017（3）：15-21.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]