《土木施工技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新研究

張卓如，李曉冬，王志強(qiáng)

（青島理工大學(xué) 管理工程學(xué)院，山東 青島 266520）

《土木施工技術(shù)》是工程管理及相關(guān)專業(yè)本科生必修的專業(yè)核心課程，課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的施工技術(shù)和工藝原理，在工程實(shí)踐中獨(dú)立分析和解決相關(guān)施工技術(shù)問題的基本能力，成為具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和一定工程實(shí)踐水平的應(yīng)用型人才。本課程與工程實(shí)踐聯(lián)系密切相關(guān)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法對(duì)于學(xué)生理解課程內(nèi)容存在困難，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。隨著我國(guó)高校教育改革的發(fā)展，通識(shí)教育學(xué)時(shí)增加，專業(yè)教育學(xué)時(shí)有所壓縮[1]。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，通過多種教學(xué)模式和手段，使學(xué)生盡可能多地掌握知識(shí)，提高分析和解決問題的能力，是課程教學(xué)面臨的共同問題。本文依托《土木施工技術(shù)》課程實(shí)踐改革，探討該課程的背景與現(xiàn)狀，并從完善實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)、改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶椭匾暯處熥陨硖嵘人膫€(gè)方面進(jìn)行了探索，以期通過提升教學(xué)效果為同類課程的教學(xué)改革提供參考。

1 《土木施工技術(shù)》課程實(shí)踐改革背景

1.1 BIM技術(shù)的政策支持

隨著近20年來BIM技術(shù)在中國(guó)的快速發(fā)展，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及各地區(qū)推出了一系列BIM技術(shù)政策，國(guó)家和行業(yè)BIM技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)，促進(jìn)了BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目和企業(yè)中的推廣和普及。

隨著“數(shù)字中國(guó)”概念的提出，建筑行業(yè)越來越重視數(shù)字化升級(jí)和智慧建造，2020年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司2020年工作要點(diǎn)》的通知明確指出“要大力推動(dòng)綠色建造發(fā)展，推動(dòng)BIM技術(shù)在工程建設(shè)全過程的集成應(yīng)用，提升建筑業(yè)信息化水平?！盵2]由此可看出BIM技術(shù)在當(dāng)前建筑業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，高校也需要順應(yīng)時(shí)代需求培養(yǎng)人才。

1.2 《土木施工技術(shù)》的課程特點(diǎn)

《土木施工技術(shù)》是工程管理專業(yè)的一門必修核心課，具有覆蓋面廣、知識(shí)實(shí)用性強(qiáng)、與實(shí)踐聯(lián)系密切的特點(diǎn)。內(nèi)容覆蓋房屋建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、工程制圖、工程造價(jià)等多門專業(yè)課程的專業(yè)知識(shí)。知識(shí)內(nèi)容從工程建造出發(fā)，介紹國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并說明施工過程中涉及的各種主要工種的施工工藝、施工順序和施工方法[3]。目前高校中課程的教學(xué)內(nèi)容更多地關(guān)注原理，而較少關(guān)注與實(shí)際工程密切相關(guān)的模板與腳手架內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)這部分理論知識(shí)掌握不足，對(duì)實(shí)際工程操作缺乏了解。

1.3 OBE理念對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的影響

隨著OBE理念的深化，現(xiàn)有 《土木施工技術(shù)》課程的教學(xué)改革迫在眉睫，要采用成果為導(dǎo)向的培養(yǎng)理念，通過對(duì)《土木施工技術(shù)》課程的課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，將技術(shù)和工程成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)成果，根據(jù)社會(huì)市場(chǎng)需求培養(yǎng)和輸送應(yīng)用型人才，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要。

1.4 BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系

目前，國(guó)家大力發(fā)展智慧建造產(chǎn)業(yè)，工程項(xiàng)目數(shù)字化應(yīng)用得到迅速推廣和落地。高校目前開設(shè)的大多數(shù)與BIM相關(guān)的課程主要集中在計(jì)量與計(jì)價(jià)、施工場(chǎng)地布置以及項(xiàng)目管理等方向的軟件，并未將模板腳手架軟件整合至課程中。此外，我院的實(shí)踐教學(xué)體系采用了貫通式項(xiàng)目制的實(shí)踐教學(xué)方式，因此有必要將模板腳手架軟件教學(xué)與《土木施工技術(shù)》課程結(jié)合，融合在教學(xué)體系中形成協(xié)同效應(yīng)[4]。

1.5 行業(yè)推動(dòng)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

隨著建筑業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從業(yè)人員的綜合素質(zhì)也需要提高。因此高校工程類專業(yè)課程需要改革原有的課程設(shè)置和培養(yǎng)計(jì)劃，通過進(jìn)行實(shí)踐課程教學(xué)改革，以適應(yīng)市場(chǎng)變化的就業(yè)需求，培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求的高層次應(yīng)用型人才。高校作為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的人才培養(yǎng)基地，也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流，學(xué)習(xí)新技術(shù)，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際情況與條件對(duì)課程進(jìn)行調(diào)整和完善。高校應(yīng)切實(shí)利用已有實(shí)踐教學(xué)資源，積極與市場(chǎng)需求對(duì)接，培養(yǎng)符合未來發(fā)展、創(chuàng)新務(wù)實(shí)的高素質(zhì)人才。

2 《土木施工技術(shù)》課程現(xiàn)狀

2.1 課程教材資源不夠豐富

近年來，建筑業(yè)發(fā)展迅速，建筑業(yè)的四新技術(shù)（新工藝、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備）也極大地推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步，“四新”技術(shù)不但提高了施工企業(yè)的科技含量，而且通過高科技手段保證了項(xiàng)目的安全、質(zhì)量和工期，同時(shí)增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展?jié)摿5]。在業(yè)界快速發(fā)展和國(guó)家規(guī)范、規(guī)程、法規(guī)不斷更新的背景下，盡管近年來出版的施工技術(shù)教材的內(nèi)容已經(jīng)有所調(diào)整，仍然落后于施工工藝的發(fā)展和應(yīng)用速度。而高?！锻聊臼┕ぜ夹g(shù)》課程往往僅注重教材中“過時(shí)”的知識(shí)，不能跟上技術(shù)發(fā)展的前沿，不能滿足市場(chǎng)對(duì)高技術(shù)人才的需求。

傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材不能滿足教學(xué)的所有需要，在目前基于教材的被動(dòng)聽課學(xué)習(xí)模式下，枯燥單調(diào)的理論知識(shí)難以激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此，對(duì)課程開展全方位賦能、多維度開發(fā)，向立體化教育資源建設(shè)方向發(fā)展是必然。

2.2 人才培養(yǎng)體系與市場(chǎng)需求脫軌

隨著《中國(guó)制造2025》核心戰(zhàn)略計(jì)劃的提出，我國(guó)大力推進(jìn)傳統(tǒng)建筑行業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，在卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)與新工科建設(shè)的推動(dòng)下，應(yīng)用型人才培養(yǎng)應(yīng)以服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求、追求可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)。

第四次產(chǎn)業(yè)革命給工程管理專業(yè)人才的市場(chǎng)需求帶來了重大變化，在人工智能技術(shù)的沖擊下，對(duì)工程管理專業(yè)人才的專業(yè)能力和素質(zhì)提出了更高的要求。僅僅按照傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)，在本科學(xué)習(xí)后很難實(shí)現(xiàn)與工程界的無(wú)縫對(duì)接，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)目標(biāo)與新產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求嚴(yán)重脫節(jié)。學(xué)校必須通過一系列的調(diào)研、結(jié)合市場(chǎng)需求，改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方式。

2.3 教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足

當(dāng)前新工科應(yīng)培養(yǎng)出具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合型應(yīng)用人才，因此同時(shí)擁有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和企業(yè)實(shí)踐的教師很重要?，F(xiàn)有的專業(yè)課教師雖然有豐富的執(zhí)教經(jīng)驗(yàn)和深厚的理論知識(shí)，但缺乏相關(guān)企業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)，缺乏工程實(shí)踐技能，在教學(xué)過程中不能有效地把理論與實(shí)際聯(lián)系起來，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐水平的提高有限。

2.4 課程實(shí)踐性要求高

《土木施工技術(shù)》課程實(shí)踐性和應(yīng)用型較強(qiáng)，學(xué)生要掌握施工技術(shù)知識(shí)和技能，但由于行業(yè)的特殊性，建筑工人、機(jī)械、場(chǎng)地情況復(fù)雜，不確定性因素、安全問題都存在較大挑戰(zhàn)，在課程教學(xué)中應(yīng)組織相關(guān)的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)[6]。目前，課程理論教學(xué)以教師講授專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)與技能為主，教學(xué)過程中缺乏實(shí)踐環(huán)境，使學(xué)生無(wú)法更深入地掌握與工藝過程相關(guān)的實(shí)踐技能。

許多應(yīng)用型高校工程管理類專業(yè)的施工技術(shù)教學(xué)實(shí)踐缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目 （實(shí)驗(yàn)資源）的建設(shè)，并且由于經(jīng)費(fèi)、課時(shí)壓縮等多種條件制約，教學(xué)實(shí)踐缺少配套的軟件及虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)，影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，給教學(xué)實(shí)踐的具體操作帶來一定挑戰(zhàn)。

3 《土木施工技術(shù)》課程實(shí)踐改革

3.1 課程實(shí)踐改革設(shè)計(jì)

本文圍繞教學(xué)改革目標(biāo)針對(duì)上述問題進(jìn)行研究與實(shí)踐，擬從完善實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)、改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶椭匾暯處熥陨硖嵘人膫€(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)化的教學(xué)研究與改革。

3.2 課程實(shí)踐改革措施

3.2.1 完善實(shí)踐教學(xué)體系

土木施工技術(shù)課程既要掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，又要與工程實(shí)踐相結(jié)合，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解與鞏固，使學(xué)生熟悉復(fù)雜的施工工藝，了解施工規(guī)范和法規(guī)，拓寬知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高解決實(shí)際工程問題的能力[7]。因此既要注重理論學(xué)習(xí)，又要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。

我院工程管理專業(yè)《土木施工技術(shù)》課程開設(shè)在大三第一學(xué)期，2.5個(gè)學(xué)分，40個(gè)課時(shí)?；贠BE理論，針對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，在19級(jí)人才培養(yǎng)方案中，安排了32個(gè)理論教學(xué)課時(shí)，增加了8個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，讓學(xué)生能夠更細(xì)致全面地掌握施工技術(shù)有關(guān)知識(shí)，為實(shí)際工程應(yīng)用奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

廣聯(lián)達(dá)公司軟件已經(jīng)在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用，為了和市場(chǎng)接軌，幫助學(xué)生將手算和軟件計(jì)算結(jié)合同步學(xué)習(xí)，對(duì)照現(xiàn)有《土木施工技術(shù)》的課程大綱，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，購(gòu)置了廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架設(shè)計(jì)軟件GMJ，增加兩個(gè)綜合性課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步完善了實(shí)踐教學(xué)體系，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容[8]。土木施工技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)由模板與腳手架兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組成，要求學(xué)生不僅了解所學(xué)知識(shí)原理和理論，在有限的實(shí)驗(yàn)課堂上，使學(xué)生掌握模板設(shè)置與承載力計(jì)算和外腳手架排布的知識(shí)，還能明白模板腳手架軟件在實(shí)際工程中的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生在校期間掌握實(shí)際工作所需的技能，畢業(yè)后可直接從事相關(guān)工作，從而縮短適應(yīng)期，降低培訓(xùn)成本，滿足社會(huì)需求，使學(xué)生盡快就業(yè)。

3.2.2 創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)

模板腳手架的知識(shí)內(nèi)容理論概念較多，只通過書本講授原理，學(xué)生理解困難。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過廣聯(lián)達(dá)模板腳手架軟件GMJ，向?qū)W生展示模板腳手架的結(jié)構(gòu)，安排學(xué)生觀看模板腳手架視頻，加深學(xué)生對(duì)模板腳手架工程結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的理解，加強(qiáng)課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系。

根據(jù)上述需求，本課程主要采用項(xiàng)目式案例教學(xué)方法，讓學(xué)生和教師在實(shí)際工程案例的背景下共同開展深入全面的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目式案例教學(xué)法以學(xué)生為中心，讓學(xué)生成為項(xiàng)目活動(dòng)的主體，而且在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力方面起著獨(dú)特的作用[9]。

理論知識(shí)是學(xué)生未來工作的基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師首先對(duì)原理進(jìn)行系統(tǒng)性的講授，使學(xué)生從根本上理解知識(shí)點(diǎn)。然后教師將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分配各每個(gè)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生將任務(wù)具體化，并鼓勵(lì)學(xué)生積極討論。教師在指導(dǎo)過程中，既有針對(duì)性的解答了學(xué)生的難點(diǎn)問題，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)他們的參與感和成就感。例如在模板實(shí)驗(yàn)中，涉及柱梁板等構(gòu)件排布的模板承載力計(jì)算，以往是教師在黑板上使用公式進(jìn)行計(jì)算教學(xué)，現(xiàn)在要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自己根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范選擇合適的材料在軟件中進(jìn)行工程搭建，隨之出現(xiàn)的如何確定合適的材質(zhì)參數(shù)等問題，教師引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀教材、查閱相關(guān)規(guī)范數(shù)據(jù)等方式確定參數(shù)，然后在軟件中導(dǎo)入案例工程模型，設(shè)置參數(shù)、繪制模板并導(dǎo)出排布模板的承載力計(jì)算書。通過項(xiàng)目式案例學(xué)習(xí)，可以提升教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生在機(jī)械模仿簡(jiǎn)單操作的基礎(chǔ)上，能操作更復(fù)雜的工作任務(wù)，提高學(xué)生在實(shí)踐中的操作能力。

3.2.3 改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，混合式教學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一種有效的教學(xué)手段，它結(jié)合了線上教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)深度。在土木施工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課中，混合式教學(xué)模式依托于“建筑云課”上的開放課程。按照項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的理念，課程內(nèi)容主要基于具體的建設(shè)項(xiàng)目案例，旨在鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生在項(xiàng)目工作中的實(shí)踐能力，促進(jìn)教學(xué)任務(wù)的完成和課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)驗(yàn)課開始前由教師通過 “建筑云課”推送課程視頻等自學(xué)材料，并進(jìn)行預(yù)習(xí)監(jiān)測(cè)及課前答疑，這不僅節(jié)省了課堂教學(xué)時(shí)間，而且讓課堂教學(xué)能更精準(zhǔn)地把握課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。在接下來的課堂教學(xué)中，通過學(xué)生的操作和教師的答疑解惑，使知識(shí)進(jìn)一步被內(nèi)化和鞏固，提高了學(xué)生在課堂上的參與度和習(xí)得感。在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的過程中，創(chuàng)新了教學(xué)形式，選用了線上課程的數(shù)字資源，打破了教學(xué)的時(shí)空、內(nèi)容及渠道的限制，使學(xué)生能夠在獲取課程資源的同時(shí)進(jìn)行碎片化、可重復(fù)的學(xué)習(xí)。

通過綜合運(yùn)用上述多種教學(xué)手段，形成學(xué)生為中心的課堂，發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，有利于提升教學(xué)質(zhì)量，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并取得較好的教學(xué)效果。給予學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的機(jī)會(huì)，充分利用課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，在解決問題的過程中學(xué)生提出了新的問題，課堂由原來的教師講授變成了學(xué)生討論，無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生追求卓越的工匠精神。

3.2.4 重視教師自身提升

傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容只圍繞書本原理，可能會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理。隨著行業(yè)與技術(shù)的不斷發(fā)展，僅局限于教科書的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足用人單位的需求，要改變以書本為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，在引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣的過程，不斷豐富和改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段。

為培養(yǎng)新時(shí)代應(yīng)用型專業(yè)人才，教學(xué)內(nèi)容要時(shí)刻與工程實(shí)際相接軌，不斷更新授課資料，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣。由于每年都有大量新項(xiàng)目開建，新技術(shù)、新工藝、新材料不斷被投入工程建設(shè)中，施工規(guī)范、法規(guī)內(nèi)容也在不斷更新和變化，基于OBE理論，教師需要不斷補(bǔ)充和完善實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)更新課程內(nèi)容，以彌補(bǔ)教材內(nèi)容的滯后，從而更好地開展教學(xué)工作。

在教學(xué)引導(dǎo)過程中要理論與實(shí)踐并重，授課與講解不能脫離實(shí)際應(yīng)用。教師可以通過行業(yè)協(xié)會(huì)組織的培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流和網(wǎng)絡(luò)等資源，來提高自己的工程實(shí)踐能力。對(duì)于教材上的知識(shí)要有自己的創(chuàng)新，積極引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生的問題，使書本知識(shí)生動(dòng)起來，從而創(chuàng)造高效課堂。

另外，學(xué)校也要通過對(duì)外合作交流學(xué)習(xí)，為教師搭建學(xué)習(xí)建筑工程經(jīng)驗(yàn)和了解國(guó)內(nèi)外施工技術(shù)發(fā)展情況的平臺(tái)。以實(shí)現(xiàn)資源共享，更好地服務(wù)于教學(xué)。并且要加強(qiáng)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，建立有效的團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制，有利于提高課程教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從《土木施工技術(shù)》課程的背景及現(xiàn)狀出發(fā)，從完善實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)、改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶椭匾暯處熥陨硖嵘膫€(gè)方面進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，以期更好地提升學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，只有持續(xù)推進(jìn)教育教學(xué)改革，才能滿足市場(chǎng)對(duì)人才的需求，培養(yǎng)出專業(yè)技能強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型工程人才。