基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革研究

戎贤,崔武文,闫西康

(河北工业大学土木工程学院,天津 300401)

教育理论与实践

基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革研究

戎贤,崔武文,闫西康

(河北工业大学土木工程学院,天津 300401)

分析了基于创新能力培养的教学改革的必要性与土木工程施工课的特点,以马克思主义关于认识发展的规律为指导,指出基于创新能力培养的土木工程施工课教学改革的依据与内容,结合具体教学实践,阐述了土木工程施工课教学改革的教学环节、目的及作用。以多年教学实践证明,该教学模式学生欢迎,教学效果显著。最后,建议推行基于创新能力培养的土木工程施工课程教学模式,还应改革现有课程考核制度,切实注重学生创新能力和综合能力的考核。

创新能力;土木工程施工;教学改革;考核

土木工程施工是土木工程专业本科生三年级学生必修的一门专业基础课,它以各类建筑物或构筑物的施工技术与施工组织为研究对象。该课程着重培养大学生土木工程施工现场的实际操作能力,使其在以后的工作中能够具备一定的解决土木工程施工实践问题的能力,更好地学以致用,服务社会。

一、基于创新能力培养的教学改革的必要性

(一)建设创新型国家是教育的历史使命,创新是知识经济的本质要求

2005年6月27日中共中央政治局会议确定了我国2020年进入创新型国家行列的目标。“功以才成,业由才广。建设创新型国家,关键在人才,尤其在创新型科技人才”,“世界范围的综合国力竞争,归根到底是人才特别是创新型人才的竞争。”现阶段,高校学历教育仍然是培养科技人才的重要途径,使得以创新能力培养为目标的教学改革显得尤为必要。纵观世界经济,经济发展正处在如下阶段:从工业经济向知识经济的过度,即将完成科学技术发展日益迅猛,科技成果转化为商品的周期、商品的生命周期日益缩短。知识对社会发展的贡献空前巨大。

(二)现行教学环节,不太适应学生创新能力培养的需要

教育学家保罗·郎格郎提出:“教育不再是为了传递知识、而是促进人的发展。在终身教育背景下,教师的作用不再是传授知识,而应注重培养学生的自学能力,发掘学生的特长,形成良好的个性品质。”

目前,土木工程施工课程教学包括先课堂教学后施工生产实习两个环节,这种安排主要基于以下两个目的。

第一,通过课堂理论教学,使学生掌握施工技术与施工组织的基本知识,为下一个环节的施工生产实习做知识上的准备,以保证生产实习的效果。

第二,通过施工生产实习,课堂理论知识得以运用工程实践,通过参与工程实践,加深对课堂理论知识的理解,强化未来工程师的工程整体意识与现场意识,还可以大大缩短工作后的适应期,早日胜任工作。

通过问卷调查发现,以上述课堂教学方式完成该课程学习的毕业生,以上两个目的实现得并不好。原因主要在于以下两点。

第一,该课程综合性强、知识跨度大,同时课程中存在大量的施工工艺等动态施工过程,在缺乏感性认识,欠缺施工现场意识的条件下,学生分不清工程中的重点与难点,导致学生不能主动地、有针对性地去学习,仅靠教师以课堂讲授的方式将课程内容教给学生,实际教学效果并不理想,也必将影响生产实习的效果。

第二,施工生产实习顺利进行及其目的的实现,是以学生具备相当的土木工程施工的基本理论为前提,但是,由于第一环节学习效果差,学生所能掌握的施工知识与施工实习顺利进行所需的知识相比严重匮乏,最终,施工生产实习难以达到预期目的。

二、土木工程施工课程的特点

土木工程施工课程的特点也是该课程与本专业其他课程的显著区别,课程的主要特点如下:

第一,该课程知识体系涉及了结构力学、材料力学、建筑结构、建筑材料、工程测量等课程。因此,课程知识跨度大、综合性强。

第二,该课程与土木工程生产关系密切,课程知识体系多是土木工程施工实践的总结,课程内容多为典型土木施工工艺和实际操作过程。因此,课程具有较强的工程实践性。

第三,案例性强。土木工程施工课程一般按照工程建造的先后次序组织各章节,各章节多以分部分项工程为单元讲述本部分的施工技术与方法,章节间相互独立几乎没有联系,以土方工程为例,该章仅讲述场地标高的确定、土方调配、土方运输机械、土方压实、基坑支护、开挖与降水,这些知识点自成体系与其他章节没有联系,这一特点为土木工程施工课程进行案例教学奠定了知识体系基础。

三、基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革的实施

(一)教学改革的依据

1.马克思主义关于认识发展的一般规律是课程教学改革的指导。

教学改革遵循土木专业感性知识源于土木工程施工实践,并在土木工程施工实践中提升为理性知识,专业理性知识在新的施工生产实践中得到发展;同时,并在土木工程施工课程教学改革中着重强调学生创新能力的培养。

基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革的基本思路如下:

通过土木工程施工场景建立感性知识→提出需要解决的土木工程施工问题(激发学生的学习兴趣)→讲解建立土木工程施工的知识体系→给学生启发,使其创造性解决上述问题,这也是理性知识的实践运用→课程生产实践。

2.土木工程施工课程教学改革的另一依据是土木工程施工课程的特点,即工程实践性强、案例性强,这也为教学改革提供了可能。

3.启发式教学是课程教学改革的又一依据

启发式教学是恰当选择教学方式,激发学生发挥主观能动性发现问题并创造性的解决问题,这与土木工程施工课程的要求一致。解决土木工程实践中出现的问题的方案绝不是唯一的,教学改革能够为学生营造工程现场氛围,有助于培养学生的创新能力。

(二)教学改革的内容

1.课程知识体系优化整合。

通过课程知识体系优化整合,确定课程讲授内容和讲授重点,这对授课效果至关重要。整合课程知识体系时既要突出重点和难点,又要与工程施工实际保持同步,及时搜集整理国内外最新有关课程的相关资料,补充最新专业成果。

2.把整合后的课程知识体系加工成相对独立的教学模块。

表1仅以“土方工程”、“桩基工程”、“混凝土工程”,“吊装工程”为例说明各章节中模块的划分与案例的设置。对于知识量大的章节,根据施工的连贯性、知识点的内在联系和知识量的大小可以设置几个模块。

表1

3.确定并完成各教学模块所涉及教学环节的内容

进行模块与案例设置时,一个案例或两个案例对应一个模块,每一个案例体系一般包括:针对本案知识点的施工现场录像、工程场景介绍、可能遇到的工程问题、演示典型工艺过程原理的flash动画。

(三)基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革的教学环节

1.通过播放工程现场录像,激发学习兴趣,建立感性知识。录像的内容主要涉及施工场景、地质状况、工程概况、施工中涉及的工种、施工机具与机械、施工的难点与质量控制重点等。

2.以施工场景为基础,以严谨的工程语言提出工程参数(如地质参数、材料参数、设备参数等工程信息)及工程施工中要解决的问题,营造浓厚施工现场氛围,增强学生的主动学习意识,激发学生创造性。

3.以课堂教学方式重点讲解该案例涉及的主要知识点,构建各模块涉及的知识理论体系。

考虑到施工过程的动态性,课堂教学可利用flash动画演示典型的施工工艺过程原理,也可采用工程图片来说明。

案例3主要知识点包括:

地下水知识、流砂现象(文字讲述、公式推导并采用flash演示,介绍流砂现象的产生机理、工程危害、防治的途径与措施);基坑明排水降水(文字讲述并采用flash演示,介绍基坑明排水施工过程);井点降水(文字讲述井点降水类型与工程应用,文字讲述轻型井点设备、设计、安装、调试与使用,并采用flash演示其降水过程);基坑开挖所使用的机械(文字讲述并采用flash演示正铲、反铲、拉铲、挖铲挖土机的工作特点、适用范围与施工原理);挖土机械的开挖方式(文字讲述并采用flash演示挖土机械进出基坑的通行方式与运土机械位置关系等知识);以上是该案例涉及的重要知识点,需要课堂解决,该案例涉及的其他知识点要求学生自学。

图1 引入案例教学方式后土木工程施工课程的教学程序

4.课程理论运用与检验

回顾该教学模块或案例中需要解决的实践问题,启发和引导学生通过讨论、查阅文献,“创造、协作、分工、独立”地完成针对工程实践问题的技术报告。

基于创新能力培养的土木工程施工课教学改革的实施程序如图1所示。

四、土木工程施工课程教学改革的作用

教学改革克服了以往填鸭式枯燥的、过于理论化的被动教学方式,让学生积极主动地投入学习,有利于发挥学生的主观能动性,有利于培养学生的创新能力。

教学中不给予学生工程问题的特定答案,而是培养他们独立思考、批判思维的能力,严密分析工程问题的能力,创造性地解决工程问题的能力,这是本课程改革的最大意义所在。因此,该教学模式有利于培养学生创造性地探寻解决工程问题的意识与能力。

课堂是师生交流、对话、沟通和探究学问的舞台,师生共同参与。课堂既是引导、启发学生自主探究知识,让学生自由和自主地讨论、辩论的场所,又是教师艺术化地进行教学,充分展示教学智慧和经验的圣地。教学改革有利于形成相互激励、教学相长的师生关系,有利于形成人才成长的良好教育环境和社会环境。

基于创新能力培养的土木工程施工课教学改革的主要作用有如下几点:

第一,提升学生自主分析、熟悉并掌握解决问题的能力;提升学生互相沟通及改善团队精神的能力。

第二,提升土木工程施工课程授课教师的教育理念并提高授课教师的综合业务能力。课程改革要求授课教师在具备扎实的本课程基本理论的基础上,积极投身土木工程施工与管理实践,努力把自己打造成合格的土木专业工程师,这也是该教学改革对授课教师的基本要求。课程改革是对土木工程行业需求应用型人才的响应,有利于培养工程创新能力的教学方式,最终有利于提高土木工程专业毕业生的就业竞争力。经过对多届土木专业学生的教学实践证明,这种教学方式深受学生欢迎,学生反应强烈,教学效果显著。

五、建议

建议土木工程施工课程推行以上教学模式,应该改革考试制度和评分标准,彻底改变以考试为中心、以死记硬背为基础的教学制度,实行选拔方法多样化,评价标准多元化。考试内容应优化考核内容,注重创新能力和综合能力的考核。在考试形式上,要注重对知识理解、掌握和运用的能力考核;在考试手段上,除传统的闭卷以外,还可以采用综合题开卷、讨论、答辩、科技论文写作等形式(应创新考核方式),比如“没有标准答案的考试”(没有标准答案的试题,主要考查学生理论联系实际及创新能力),再比如“一页开卷考试”(允许学生带一张纸进考场,每人可以在纸的正反面写下自己认为最重要的知识点。这实际是进行一次印象十分深刻的复习)等,从多个角度考查学生的综合能力。

[1]胡锦涛2006年6月5日出席中国科学院第十三次院士大会、中国工程院第八次院士大会,发表重要讲话。

[2]崔武文.案例教学在土木工程专业课程教学中的应用[J].教育探索,2007(5).

[3]姜秀英.土木工程专业建筑施工课程教学改革与实践[J].高等理科教育,2001(4).

[4]仲景冰.土木工程施工课程教学改革及思考[J].高等建筑教育,2002(6).

[5]叶作楷.土木工程施工课程教学改革的探讨[J].高等建筑教育,2000(4).

Educational Reform and Practice of Civil Eng ineer ing Construction Based on I nnovation Ability

RONG Xian,CUIW u-wen,YAN Xi-kang

(School of Civil Engineering,HebeiUniversity of Technology,Tianjin.300401,China)

Analyzing the necessary for educational reform based on innovation ability and the characteristics of civil engineering construction,taking Maxis theory on recognitions for guideline,considering the property of the curriculum,the thesis puts forward dependence and content and illustrates the steps and goals of the reform and influence through the specific example.Teaching practice proves that student are satisfied with it,and the effect is remarkable.Finally,the thesis recommends to reform the existing curriculum assessment system and focuson innovation and comprehensive ability of students assessment for practice of the teaching model.

innovation capacity;civil engineering construction;teaching reform;assessment

G424

A

1674-7356(2010)01-0009-05

河北省教育科学研究“十一五”规划重点项目(06020438);河北工业大学教改项目。

戎贤(1965-),男,汉族,河北定州人,博士,教授,研究方向为结构工程,现任河北工业大学常委,副校长。

2010-01-15