鄧代強
(湘潭大學 土木工程學院,湖南 湘潭 411105)
近年來,教育界不斷提倡和加強對學生素質(zhì)的培養(yǎng),在小學、初中、高中、大學及研究生等各個階段均體現(xiàn)出了對素質(zhì)教育的大力推進。高等教育之中的素質(zhì)培養(yǎng)具體呈現(xiàn)為,學生動手能力得到加強,具有較好的解決實際問題和與人交流溝通的能力,能夠學以致用,積極探索科學技術及事物的發(fā)展規(guī)律。對于土木工程專業(yè)的高等院校學生來說,提升自身素質(zhì)主要在于能夠應用所學的基礎知識與專業(yè)知識,當面對所遇到的土木工程問題時,可以具體問題具體分析,借助豐富的理論知識對客觀事物展開探索,為處理工程實際問題提出相對合理的方案,并最終使問題得以較好地解決。在各類專業(yè)學科發(fā)展的不同階段,課程教學體系通常也會隨著培養(yǎng)目標和教學要求的變化而做一定調(diào)整,以便為適應社會對人才需求轉變而提供所需的教學模式和教學方法保障。當前的社會發(fā)展較為快捷,這也對高等院校向社會輸出的人才提出了一些新要求,為適應社會經(jīng)濟建設發(fā)展,針對性強的人才培養(yǎng)模式隨之應運而生,也有的專業(yè)根據(jù)實際需求而量體打造培養(yǎng)體系,從而為培養(yǎng)出適應人才市場需求的技術、經(jīng)濟與管理類人員創(chuàng)造了對應的學習條件?,F(xiàn)階段不同工程專業(yè)都在著力于工程教育認證準備、申請、自評、復評等一系列的相關工作,此項工作對于各個學校的相關專業(yè)提升實力大有裨益,因此有關的課程體系也隨工程教育專業(yè)認證需求而變得更加靈活實用,相關的教學規(guī)劃、研究與改革也逐漸活躍起來。
在不同的行業(yè)里對于能力和素質(zhì)培養(yǎng)的體現(xiàn)有所不同,由于專業(yè)方向的差異,其所處環(huán)境與面對的事物也有所不同,因此面對出現(xiàn)問題所需采取的策略也有所不同,需要結合專業(yè)特點、具體問題采用不同的方法加以處置,如在工科專業(yè)的學習與工作中,其所面臨的事物通常為工程現(xiàn)場、施工設備、工藝器具和工程材料物資等,因而所需采用的策略為如何將材料、人力、財力等優(yōu)化配置,使工程進度、工藝設施等達到較好地工程狀態(tài),在保障安全的前提下提高工作效率,同時將生產(chǎn)成本控制在合理的范圍之內(nèi)。在國內(nèi)、外近年來的一些研究中,著力于學生能力素質(zhì)、創(chuàng)新實踐培養(yǎng)課程體系建設的報道越來越多,這些分析研究中通常結合重要的目標需求,在逐步延展的過程中深入探討人才培養(yǎng)思路,通過具體實施后得到的經(jīng)驗體會為后繼研究提供了良好的借鑒作用,同時也為培養(yǎng)合格人才創(chuàng)造了必要的理論與實踐指導。對于一些高校安全工程專業(yè)在工程教育認證階段的發(fā)展,相關文獻討論了專業(yè)課程結構優(yōu)化,并在實踐應用的過程中體現(xiàn)出了較好效果。結合工程教育專業(yè)認證背景要求,一些研究對軟件工程專業(yè)、電氣工程專業(yè)課程體系及能力培養(yǎng)方式進行了探索與分析,為相關教學提供了良好的參考作用。在實踐教學模式的實施與新工科背景下的課程體系構建方面,相關探討與實踐對學科發(fā)展具有一定程度的促進作用。
由于土木工程專業(yè)面對的是性質(zhì)迥異的工程結構、巖土材料、工程地質(zhì)等,各類情況所需的施工設計、施工技術、工藝流程、工程材料、實施進度和工程性能要求也有所不同,需要針對具體情況具體對待,土木工程具有較強的實踐性要求,有關的專業(yè)課對于學生們的重要性不言而喻,因此許多相關的教育工作者在傳遞書本理論知識的同時,也在想方設法地構思應用與實踐內(nèi)容,如在各類實踐環(huán)節(jié)中,積極開展、試驗設計、試驗操作、觀摩演示、交流探討、體會反饋和持續(xù)改進等。對于地下工程施工技術課程體系建設,文獻[8-9]進行了四維實踐教學模式探索和將BIM 技術應用于教學環(huán)節(jié),在課程教學中收效較好。文獻[10]在產(chǎn)學研協(xié)同培養(yǎng)機制建設中,通過卓越計劃目標,在地下工程施工技術教學過程中加強了學生的能力提升。本研究立足于能力培養(yǎng)需求,結合地下工程施工技術課程內(nèi)容,開展基于工程教育專業(yè)認證背景下的課程教學改革,探索該門課程教學內(nèi)容的選擇、工程案例的收集、教學內(nèi)容的組織、教學效果的反饋、教學方法的完善等相關的規(guī)律與聯(lián)系,以期為課程教學體系的改善與優(yōu)化創(chuàng)造條件,最終起到促進學生學習效率提高的目的。
在土木工程領域,工程經(jīng)驗的積累對于工程結構的設計、優(yōu)化選取、工程造價、工序流程、應用效果、結構維護等極其重要。工程施工伊始,具有豐富工程經(jīng)驗和實踐能力是工程順利實施的必然要求,以便為做出合理的評估、計算、推理、判斷、指揮等提供堅實的人員智力保障。對于土木工程的一些相關問題,除具有自身特有的性質(zhì)外,有時還需要采用工程類比法,了解別人如何構思、如何實施,同時結合自身的特點進行引申與思索,以最終達到預定的功能為目標。在此教學階段需要盡可能多地引入生動的實例,將動態(tài)的教學內(nèi)容融入到相對枯燥的現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)中。精細化構建教學內(nèi)容體系,使之具有層次感與時空邏輯性,以便創(chuàng)造適宜的學習場景,最大限度地發(fā)揮學生們的主觀能動性,使學生能夠真正地參與進來,深度融入課堂氛圍當中,開拓思維、展開聯(lián)想與比較。在此教學環(huán)節(jié)實施過程中,需要提前按照培養(yǎng)法、教學大綱、教學日歷、課程教案等選定的一些內(nèi)容開展素材調(diào)研與收集,并做相應地歸類與整合,使之精煉且豐富,便于引人入勝,促進獨立思考和交流探討。將生動的工程案例引入到課堂教學之中,構建精細化的教學內(nèi)容,其體系結構如圖1 所示。
圖1 將生動的工程案例引入課堂教學
在實際各類工作中,均涉及到相關工作內(nèi)容的組織與實施、協(xié)調(diào)與改進,其最終的目的在于提高工作效率,降低各類生產(chǎn)與運營成本。對于高等教育的教學工作而言,其教學內(nèi)容的收集整理、組織模式、實施方式也關乎著學生們的學習效率,因而需要對學習內(nèi)容進行有機的組織與協(xié)調(diào),使學生們在有限的教學課時內(nèi)吸收和掌握規(guī)定的學習內(nèi)容,并最終實現(xiàn)學習效率最大化的目標。在不同階段的課程教學實施中,需要根據(jù)事物發(fā)展的客觀規(guī)律,循序漸進地組織相關的教學內(nèi)容,以由淺入深、有張有弛、寬嚴并進的方式逐步推進教學的準備與實施工作。如對一些系統(tǒng)性的知識進行講解,需要把所涉及到的準確概念展現(xiàn)給學生們,同時可使用類似較為常見的知識點輔助其理解記憶,并以此為基礎對系統(tǒng)進行逐項發(fā)掘拓展,使學生能夠針對復雜工程問題具備獨立思考的潛能。此階段的教學工作要求較為細膩,教師能夠結合學生們的感觀視角,將自己視為學習者,感受不同教學內(nèi)容組織方式所產(chǎn)生的效果,總結其中的可能存在的差別與聯(lián)系,將效果較好的模式應用于課堂教學,并在實施的過程中及時總結心得體會,并隨時記錄下來,用于今后教學內(nèi)容構建與組織方面的優(yōu)化改進。教學內(nèi)容構建與組織的基本模式如圖2 所示。
圖2 教學內(nèi)容構建與組織
適時激勵的方法在各行各業(yè)均有較為廣泛的應用,該種方法能夠為提升工作效率起到較好的促進作用。激勵法在各類教學過程也有較多的應用,并在各類教學的環(huán)節(jié)中起到了很好的提升學習效率、增進師生了解、改善學習氛圍的作用。在國外的高等院校教學過程中,往往會穿插一些相關的實踐案例,在觀察、操作、思考、反饋等各個流程中,教師也會適時與學生探討交流,并適時表達對學生的贊賞與認可之意。一個整體的教學體系是由不同階段組合而成,不同的學科根據(jù)自己的課程教學體系將各項內(nèi)容做合理安排,從而得到適應于特定專業(yè)的教學體系。在完成各階段教學內(nèi)容的過程中,學生們通常會有一定的收獲與提升。在此環(huán)節(jié)往往需要一定激勵,以便促進后繼工作的開展,教師增加對學生鼓勵與肯定的頻次,從而為其樹立信心、再接再厲創(chuàng)造和諧條件。在不同的教學階段,教師可以邀請學生進行相關知識的講解與闡述,教師以通過點評和分組討論的形式對學生講解效果進行評述,指出其中的相關問題,使學生揚長避短,加深學生對知識點的理解記憶。適時激勵學生勇于展示自我,鍛煉分析問題和解決問題的能力,其具體實施的基本模式如圖3 所示。
圖3 激勵學生勇于展示自我
在教學環(huán)節(jié)中的期初、期中、期末,可以有針對性地進行所教班級課程教學模式、內(nèi)容、方法等的相關調(diào)研與考察,以便在相應的環(huán)節(jié)改進教學方法、完善教學內(nèi)容、成效總結和突出重點。通過有針對性地瞄準地下工程施工技術課程教學中的一些問題,積極應對處理和思考,發(fā)掘其中的內(nèi)在規(guī)律,使學生掌握其中的聯(lián)系與特征,為今后的工作打下基礎。如在進行地下巖石硐室工程的開掘與支護過程的教學內(nèi)容講解中,教師需要使學生了解巖石工程的具體作用,同時激發(fā)學生們的主動探究和研判興趣,對其功能有比較深入的知悉;如果教學素材更為豐富,還可以將工程所處地質(zhì)巖層特性、圍巖風化程度及穩(wěn)定性、巖石硐室工程的可行性分析、技術經(jīng)濟比較、工藝設計、施工圖設計、鑿巖爆破與支護等一些列相關的內(nèi)容進行適度簡介,將其中的一些細節(jié)初步“點、畫”出來,學生通過實際案例而獲得較多的工程知識,由此使學生們對工程實際地掌握更為全面,出現(xiàn)偏差的可能性也可大大減少。教學成效由此而得到明顯體現(xiàn),在建構培養(yǎng)目標具體化的活動中,以往單調(diào)乏味的教學過程也將會更加具有趣味性。
湘潭大學土木工程專業(yè)的地下工程施工技術課程為本校土木工程專業(yè)重要的專業(yè)課,選課主體為城市地下工程方向的本科生,該課程為土木工程的專業(yè)選修課,總共32 學時,2 學分,無課帶實驗內(nèi)容。該課程具體涉及到各類常見的地下工程施工技術問題、工藝流程、施工裝備、人員調(diào)配、事故處理、應急預案及效果分析等內(nèi)容,旨在為進行地鐵車站、水底設施、地鐵隧道、地下倉儲、地下商業(yè)與民用設施的順利施工、安全管理、加固維護等提供技術支持。在該課程教學的各個環(huán)節(jié)中,做了許多案例采集與選別工作,通過引入一些典型的工程案例,結合書本理論知識進行教學內(nèi)容的協(xié)調(diào)與組織,課堂教學的實施過程中增強了師生互動,并通過課堂提問或場景創(chuàng)設的方式適時激勵學生,通過與以往教學方式比較,總體上在教學過程中獲得了良好的效果,為相關的專業(yè)課程教學積累了一定的經(jīng)驗。通過對課程實施過程的分析與總結、精簡與改進,地下工程施工技術課程所采用的教學體系架構如圖4 所示。
圖4 地下工程施工技術課程教學架構
作為土木工程等相關工科專業(yè)的學習內(nèi)容,地下工程施工技術課程相關的知識點非常重要,地下工程施工技術往往面對的是復雜多變的工程實況,即使是同一區(qū)域的類似工程,其施工環(huán)節(jié)也會因為現(xiàn)場的情況不同而呈現(xiàn)出較大的差異,施工過程中往往需要根據(jù)地質(zhì)情況和工程結構、設施功能等做靈活處理。由于該課程相關的知識點較多,且較為分散,因此需學生們要有較好的歸納和總結能力;該課程具有一定的難度,從其教學內(nèi)容來看,地下工程施工技術課程往往偏重于施工技術的過程體現(xiàn),而施工過程通常是按照安全規(guī)程、行業(yè)規(guī)范等進行,此階段也是工程安全的保障環(huán)節(jié),因此必須要在保證安全的前提下提高質(zhì)量和加快施工進度。通過對地下工程施工技術課程教學影響因素的探究,掌握該課程中一些明顯的和隱含的問題,分析其中的規(guī)律與緣由,對于類似專業(yè)課程教學改進具有一定的促進作用。
土木工程專業(yè)內(nèi)容涉及面較廣,不同的方向所面臨的工程問題也不盡相同,對于土木工程之中的地下工程,由于其深埋于地下,許多感官現(xiàn)象與判斷需要作較為深入的決策,根據(jù)自身的情況作合理的分析與處理。作為土木工程施工的傳統(tǒng)模式,通常根據(jù)類似工程的施工情況,加以分析與總結,將在施工過程中所遇到的問題與自己所具有的經(jīng)驗相比較,結合案例,舉一反三,最后作出合理的判斷。在構思地下工程施工技術課程的教學內(nèi)容過程中,需要緊密聯(lián)系工程教育專業(yè)認證要求,加強學生利用基礎知識、掌握相關專業(yè)知識,對復雜土木工程所遇到的問題進行分析與判斷,在符合各項要求的前提下按照規(guī)定完成學習與工作任務。通過將生動靈活的工程案例引入到課程教學,可以引導學生們發(fā)散思維,積極聯(lián)想與思考,在將文字性的課程教學內(nèi)容穿插于聲、像教學材料的過程中,輔以清晰地講解與勾畫,使所有的內(nèi)容有機協(xié)調(diào),從而為增進教學效率提供幫助。在教學各環(huán)節(jié),教師以欣賞的眼光去發(fā)現(xiàn)一些學生較好的學習策略,對其進行適當鼓勵,使之具有一定的收獲感,進而推動地下工程施工技術課程體系建設。