基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“土木工程施工”課程建設(shè)與改革＊

李 強(qiáng)，張樂(lè)芳

（西安歐亞學(xué)院人居環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710065）

“土木工程施工”課程是中國(guó)土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程之一。課程主要是運(yùn)用土木工程各學(xué)科知識(shí)及工程經(jīng)驗(yàn)，解決土木工程施工工藝技術(shù)問(wèn)題的一門(mén)技術(shù)學(xué)科。西安歐亞學(xué)院為應(yīng)用型本科院校，重視實(shí)踐教學(xué)，目標(biāo)為培養(yǎng)具有一定競(jìng)爭(zhēng)力，并能迅速適應(yīng)社會(huì)的應(yīng)用型人才。在學(xué)生人才培養(yǎng)方案中，主要注重學(xué)生在工作中對(duì)知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。而“土木工程施工”課程的教學(xué)目標(biāo)是以土木工程施工技術(shù)為依托，在教學(xué)中除了要求學(xué)生掌握現(xiàn)代建筑工程的主要施工工藝，還要求學(xué)生在畢業(yè)后能從事現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目的技術(shù)咨詢服務(wù)工作、施工技術(shù)及管理工作，具備施工技術(shù)及管理、咨詢服務(wù)、專(zhuān)業(yè)溝通、解決問(wèn)題、組建有效的團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力。課程具有知識(shí)面橫向?qū)?，?shí)踐性、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)[1-2]，同時(shí)課程涉及學(xué)科有房屋建筑學(xué)、土木工程材料、工程測(cè)量、土力學(xué)、鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等，學(xué)科交叉性強(qiáng)[3]。對(duì)已畢業(yè)且從事建筑行業(yè)學(xué)生的調(diào)研中，“土木工程施工”課程為學(xué)生一致認(rèn)可的對(duì)工作指導(dǎo)作用最大的課程。

因此，傳統(tǒng)的以教師為主體、書(shū)本為中心，單純進(jìn)行施工技術(shù)知識(shí)傳授的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足分院土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)“土木工程施工”課程的教學(xué)需求和行業(yè)需要[4]?；凇巴聊竟こ淌┕ぁ闭n程在土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要性，該課程作為首批校級(jí)重點(diǎn)課程進(jìn)行建設(shè)。

1 目前施工課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1.1 教材內(nèi)容落后

近年來(lái)中國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅速，新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，而土木工程施工教材內(nèi)容無(wú)法做到及時(shí)更新，對(duì)新技術(shù)新工藝的覆蓋面比較小。另外，教材的內(nèi)容更新滯后于國(guó)家建筑工程施工規(guī)范和規(guī)程的補(bǔ)充與修改，授課中僅使用教材內(nèi)容授課，無(wú)法滿足建筑市場(chǎng)對(duì)人才的需要。

1.2 教學(xué)課時(shí)短

國(guó)內(nèi)設(shè)置土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高等院校多數(shù)將“土木工程施工”課程設(shè)置為40～50學(xué)時(shí)。西安歐亞學(xué)院“土木工程施工”課程開(kāi)設(shè)在第六學(xué)期，共48授課學(xué)時(shí)加30學(xué)時(shí)課程設(shè)計(jì)。該課程涵蓋的學(xué)習(xí)模塊，包括土方、基礎(chǔ)、砌筑、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、裝配式結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)安裝及防水等工種工程。在學(xué)習(xí)該課程前，需要有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，因此學(xué)校對(duì)“土木工程施工”課程設(shè)置的前置課程有“房屋建筑學(xué)”“工程測(cè)量”“土木工程材料”“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”“混凝土結(jié)構(gòu)”等課程。但是針對(duì)沒(méi)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，在48學(xué)時(shí)內(nèi)只能對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行基本講述，學(xué)生雖然能通過(guò)考試，但缺乏對(duì)工程的實(shí)際了解，不能為就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

1.3 教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新

“土木工程施工”課程傳統(tǒng)授課主要采用多媒體結(jié)合板書(shū)的教學(xué)模式，課堂主要采用PPT授課，輔助使用施工現(xiàn)場(chǎng)圖片、施工視頻以及Flash動(dòng)畫(huà)等方式，幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。授課中，教學(xué)重心主要放在理論知識(shí)教學(xué)上。在這種單一的教學(xué)模式下，很多學(xué)生會(huì)對(duì)工程施工失去學(xué)習(xí)的興趣，從而導(dǎo)致課程教學(xué)質(zhì)量無(wú)法得到有效保證。同時(shí)在授課過(guò)程中，對(duì)于有些實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，例如基礎(chǔ)工程施工部分、混凝土澆筑部分及結(jié)構(gòu)安裝部分，存在施工工藝復(fù)雜、技術(shù)要點(diǎn)難、使用機(jī)械設(shè)備種類(lèi)多等問(wèn)題，如果學(xué)生缺乏必要的動(dòng)手操作過(guò)程，教學(xué)中只使用簡(jiǎn)單動(dòng)畫(huà)模擬施工基本流程，教師無(wú)法講解透徹，學(xué)生也只能一知半解。

1.4 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量難以保證

學(xué)習(xí)施工工藝最直接、最有效的方法為到現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)，同時(shí)對(duì)各種設(shè)備、各類(lèi)施工工藝進(jìn)行操作，但是建筑工程一般施工工藝種類(lèi)多、施工工期長(zhǎng)，不能保證同學(xué)們對(duì)全部工藝流程進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，同時(shí)經(jīng)費(fèi)、安全、時(shí)間等客觀因素的存在，學(xué)校也無(wú)法組織學(xué)生大批次長(zhǎng)時(shí)間到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)習(xí)。而實(shí)習(xí)單位考慮到安全問(wèn)題，也不情愿接受學(xué)生到施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)。理論教學(xué)與實(shí)際工程的明顯脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏工程意識(shí)和認(rèn)知意識(shí)。

1.5 教師缺乏施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)

目前教授本課程的教師，主要為高校研究生畢業(yè)后直接從事教學(xué)工作的教師，無(wú)施工現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[5]。在教學(xué)中，教師主要通過(guò)自學(xué)及想象現(xiàn)場(chǎng)施工工作，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)非常不利。

2 “土木工程施工”課程教學(xué)改革策略

為全面提升“土木工程施工”課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型土建類(lèi)人才，針對(duì)以上“土木工程施工”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況，學(xué)?！巴聊竟こ淌┕ぁ闭n程組采取了一系列的教學(xué)改革措施，主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 線上線下混合式相結(jié)合

為打破傳統(tǒng)教育的時(shí)空界限和學(xué)校的圍墻，顛覆傳統(tǒng)大學(xué)課堂教學(xué)的教與學(xué)的方式，推動(dòng)教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)方式、教學(xué)模式的變革，教育部積極推動(dòng)國(guó)家精品在線開(kāi)放課程，增強(qiáng)課程的信息化教學(xué)[6]。針對(duì)目前“土木工程施工”課程存在的教學(xué)課時(shí)不足、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高等問(wèn)題，課程組將線下課程改造為線上線下混合式教學(xué)模式，引入國(guó)家精品在線課程，將30%的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為線上自主學(xué)習(xí)，同時(shí)將課內(nèi)學(xué)時(shí)進(jìn)行1∶1課外學(xué)時(shí)配比，要求學(xué)生在線下授課前必須完成相應(yīng)課程的視頻學(xué)習(xí)及測(cè)試。學(xué)生在完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)及測(cè)試后，在課堂上基本能夠展開(kāi)有針對(duì)性的主動(dòng)學(xué)習(xí)，而教師則在課前根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整課堂授課內(nèi)容、授課進(jìn)度及課程重難點(diǎn)。學(xué)生通過(guò)課前學(xué)習(xí)及測(cè)試，有準(zhǔn)備地進(jìn)入課程，提升了學(xué)習(xí)效果。另外線上課程資源豐富，各種施工工藝更新及時(shí)，是對(duì)課堂授課內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)的有效補(bǔ)充。除去線上課程外，教學(xué)中還使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺(tái)，教師在平臺(tái)設(shè)置課堂測(cè)試、討論、作業(yè)、分組學(xué)習(xí)等內(nèi)容，師生可以隨時(shí)隨地使用手機(jī)在平臺(tái)上進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。使用混合式教學(xué)方法，不僅可以有效督促學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)，教師可以更有效地利用課堂時(shí)間，提升了學(xué)習(xí)深度，有時(shí)間完成更多學(xué)習(xí)活動(dòng)，將課程向高階性更邁進(jìn)一步。

2.2 VR、AR虛擬仿真技術(shù)融入課程

數(shù)字化信息資源是新形態(tài)教材的重要組成部分。數(shù)字化信息教學(xué)資源具有信息內(nèi)容豐富、信息表達(dá)形式多樣、信息資源系統(tǒng)優(yōu)化、信息資源效用更高等特點(diǎn)，能夠緊跟行業(yè)企業(yè)技術(shù)的發(fā)展，能快速對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行更新[7]。伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)和VR虛擬技術(shù)的快速發(fā)展，有效利用虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué)成為課程改革的方向之一[8-10]。學(xué)校建立VR建筑仿真模擬實(shí)驗(yàn)室，在“土木工程施工”課程中使用VR虛擬仿真系統(tǒng)，通過(guò)視頻方式演示一些關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)、工藝流程等，可以讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)代建筑工程每個(gè)施工階段所需要做的工作有深入的了解，也可以直觀明了地看到整個(gè)施工過(guò)程及所使用的材料、工具、設(shè)備等。學(xué)生還可選擇不同的工程技術(shù)人員進(jìn)入工地漫游，可以模擬土方開(kāi)挖、土方回填、模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工藝流程，在不同工況下選擇相關(guān)機(jī)械及工具進(jìn)行施工模擬操作。學(xué)習(xí)過(guò)程中，軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)國(guó)家施工規(guī)范及規(guī)程對(duì)學(xué)生的操作規(guī)范性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并指出存在的問(wèn)題，方便同學(xué)們對(duì)自己的問(wèn)題及時(shí)更正，也加深了對(duì)國(guó)家規(guī)范的學(xué)習(xí)。

為響應(yīng)國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》，裝配式行業(yè)處于快速發(fā)展時(shí)段，施工企業(yè)需要大量掌握裝配式建筑安裝技術(shù)及施工技術(shù)的人員，裝配式建筑人才市場(chǎng)存在很大缺口。高校應(yīng)積極發(fā)展實(shí)踐教學(xué)資源，培養(yǎng)建筑類(lèi)高素質(zhì)裝配式人才以適應(yīng)裝配式行業(yè)需求。為加大培養(yǎng)新型建筑工業(yè)化專(zhuān)業(yè)人才力度，學(xué)校進(jìn)一步引進(jìn)裝配式建筑AR實(shí)景化仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，從知識(shí)教學(xué)層面及行業(yè)技能層面提出裝配式人才培養(yǎng)方案。該系統(tǒng)包括AR教學(xué)平臺(tái)、AR交互系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)PC端、AR立體圖集（AR端）等。學(xué)生在學(xué)習(xí)中如身臨其境學(xué)習(xí)裝配式建筑構(gòu)造及真實(shí)化節(jié)點(diǎn)，有效提高學(xué)習(xí)效果。

采用VR、AR虛擬技術(shù)的場(chǎng)景沉浸式教學(xué)模式提升了“土木工程施工”學(xué)習(xí)的趣味性，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，不僅能滿足學(xué)習(xí)的情景化的要求，還可以較好地解決學(xué)生由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)感觀而學(xué)習(xí)效率低的問(wèn)題，為土建專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)突破傳統(tǒng)瓶頸提供了良好的條件。

2.3 與企業(yè)聯(lián)合授課

課程組加大對(duì)裝配式技術(shù)的教學(xué)力度，為提高學(xué)生對(duì)裝配式施工的認(rèn)知，課程組組織學(xué)生到裝配式工廠開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，學(xué)習(xí)最新的裝配式構(gòu)件的制作及裝配式建筑的安裝工藝。課程組還邀請(qǐng)裝配式工廠一線施工與管理經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師到學(xué)校授課，給學(xué)生講解裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)體系。學(xué)生從實(shí)際工程中學(xué)習(xí)了最新的技術(shù)知識(shí)，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)施工工藝的認(rèn)知。在“土木工程施工”課程設(shè)計(jì)中，也積極探索與企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展，根據(jù)企業(yè)需要在企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行了場(chǎng)地平整、基坑開(kāi)挖、填充墻砌筑、樓梯模板安裝、工業(yè)廠房吊裝方案制定、腳手架搭設(shè)等多個(gè)實(shí)際工程的施工工藝設(shè)計(jì)。

與企業(yè)聯(lián)合授課的方式打破了傳統(tǒng)的教室授課模式，建立更注重應(yīng)用實(shí)踐的教學(xué)形式，有效促進(jìn)了學(xué)生從學(xué)校到工作崗位的無(wú)縫對(duì)接，增強(qiáng)職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)企業(yè)導(dǎo)師授課，也提高了學(xué)校教師的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。

2.4 以賽促教，以賽促學(xué)

對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的“土木工程施工”課程，需要實(shí)踐性操練才能加深對(duì)課程理解。課程組采取教學(xué)與比賽相結(jié)合的方式，促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、鉆研專(zhuān)業(yè)技能，為熟練掌握施工技術(shù)及就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。課程組以施工技術(shù)應(yīng)用技能大賽、BIM應(yīng)用技能大賽為抓手，在授課內(nèi)容中添加“大賽知識(shí)點(diǎn)”模塊并進(jìn)行講授，增加了學(xué)生對(duì)大賽考核點(diǎn)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了課程的挑戰(zhàn)度。課程選拔優(yōu)秀的學(xué)生組隊(duì)參賽，與全國(guó)各大高校的優(yōu)秀學(xué)子同臺(tái)競(jìng)技，拓寬了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的核心就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.5 重組課程授課內(nèi)容

課程授課內(nèi)容是教學(xué)過(guò)程的主線。課程組積極調(diào)研施工企業(yè)的現(xiàn)代施工技術(shù)，弱化傳統(tǒng)的拼裝式模板工程、砌筑工程等，增加了工程中使用較多的新型工具式模板體系、深基坑防護(hù)體系及BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用，加大了裝配式安裝工程中多高層房屋結(jié)構(gòu)安裝、大跨度空間結(jié)構(gòu)安裝的授課學(xué)時(shí)，并及時(shí)更新授課內(nèi)容，將工程中的新技術(shù)、新方法引入課堂，做到授課與工程應(yīng)用緊密結(jié)合。針對(duì)課程涉及學(xué)科較多的問(wèn)題，將授課內(nèi)容與相關(guān)課程進(jìn)行結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)將知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。并與知名建筑企業(yè)聯(lián)合，攜手企業(yè)共同確定課程大綱、授課內(nèi)容及課程實(shí)踐活動(dòng)等相關(guān)教學(xué)工作，將實(shí)際工程與教學(xué)工作密切結(jié)合。

2.6 加大師資培養(yǎng)力度

為增強(qiáng)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技能，學(xué)校支持教師參加各種學(xué)術(shù)研討會(huì)、學(xué)術(shù)講座、教學(xué)比賽等，使教師開(kāi)闊了眼界，更新了知識(shí)儲(chǔ)備，掌握了專(zhuān)業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。以課程建設(shè)為平臺(tái)，課程組鼓勵(lì)青年教師在教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)研究，既能解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題，又能鍛煉自己的工作能力，也積累了有效的課程素材。在教學(xué)中為增強(qiáng)教師對(duì)實(shí)際工程的認(rèn)識(shí)，學(xué)校加強(qiáng)雙師型教師的培養(yǎng)。課程組積極鼓勵(lì)并組織教師深入工程一線，在建設(shè)單位進(jìn)行掛職鍛煉，增強(qiáng)教師的工程實(shí)踐能力，提高課程的應(yīng)用性。在遴選企業(yè)師資時(shí)，主要選擇工程一線的高級(jí)職稱(chēng)人員和現(xiàn)場(chǎng)管理人員。學(xué)校教師與企業(yè)教師的結(jié)合，建立了課程多層次的雙師型實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍，同時(shí)建立了完善的實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍培訓(xùn)體系，為學(xué)生學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)多樣化的課堂形式。

2.7 完善教學(xué)評(píng)價(jià)體制

為完善課程建設(shè)體系，課程組分別從學(xué)生、同行教師、企業(yè)三方面對(duì)課程進(jìn)行評(píng)價(jià)。在一系列課程改革后，在校生對(duì)課程的評(píng)價(jià)為：通過(guò)VR、AR教學(xué)系統(tǒng)，對(duì)圖紙有更細(xì)致的認(rèn)識(shí)，而對(duì)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的參觀，更清晰地了解了實(shí)際的施工過(guò)程；參加大賽，使自己成長(zhǎng)更快，賽中與行業(yè)前輩的同臺(tái)競(jìng)技，認(rèn)識(shí)到自己的不足；比賽評(píng)委的點(diǎn)評(píng)和教導(dǎo)，使自己對(duì)學(xué)習(xí)及就業(yè)的方向更加清晰。同行教師的課堂聽(tīng)課評(píng)價(jià)為：授課內(nèi)容豐富，理想聯(lián)系實(shí)際，能有效使用信息化教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容有一定的高階性、創(chuàng)新性。施工企業(yè)對(duì)畢業(yè)生反饋為：學(xué)生實(shí)踐能力強(qiáng)綜合素質(zhì)高，在接觸新工作時(shí)能更好地做到理論與實(shí)踐結(jié)合，縮短了企業(yè)培養(yǎng)周期。教師根據(jù)評(píng)價(jià)反饋的意見(jiàn)及建議，及時(shí)調(diào)整授課，深化課程改革力度。

3 結(jié)語(yǔ)

“土木工程施工”課程涉及的學(xué)科多，施工工藝種類(lèi)多而復(fù)雜，對(duì)學(xué)生的綜合能力和實(shí)踐能力要求高。在教學(xué)過(guò)程中不僅要求教師具有高水平的理論知識(shí)，更要求有多樣的教學(xué)方式才能在教學(xué)中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)滿足企業(yè)需要的應(yīng)用型技術(shù)人才。本課程在建設(shè)中采取形式多樣的教學(xué)方式，在課程建設(shè)中取得豐富課程建設(shè)成果，教學(xué)中取得一定成效，目前已順利完成校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)結(jié)題。“土木工程施工”課程使用以上改革措施后，在校生的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)明顯提高。而對(duì)已畢業(yè)學(xué)生以及用人企業(yè)的調(diào)研中，均表明剛畢業(yè)學(xué)生作為施工技術(shù)人員在技術(shù)水平、現(xiàn)場(chǎng)管理及現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題的能力上有明顯提高。