土木工程施工课堂教学的改进措施研究

王永泉

摘要：土木工程施工课程是土木工程专业的一门重要专业课，针对其实践性强的特点，如何开展教学，确保教学效果，是值得深思的问题。结合土木工程施工课堂教学的现状，提出了对该课程进行课堂教学手段和教学方法的改革措施，把BIM技术、图片和视频资源等手段引入课堂教学，不仅丰富了课堂教学内容，而且能够提高学生课堂学习的专注度和教学质量，为该课程教学改革提供了一种思路。

关键词：土木工程施工;课堂教学;教学质量;BIM技术;改进措施

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）50-0145-03

土木工程施工是土木工程专业本科教学中的一门重要专业必修课程。现阶段，土木工程专业在校本科生的培养方案中，各大高校均主要通过课堂教学的方式讲授土木工程施工[1，2]，内容包括土方工程、桩基础工程、模板工程、钢筋工程、混凝土工程、预应力工程、结构安装工程等各大关键工序的施工技术和施工组织管理的基本概念。培养方案要求学生在学习相应课程后，具备根据土木工程项目的实际情况优选施工方案、施工方法的基本能力，具备有效组织、管理建筑施工安全生产的基本能力，也就是土木工程专业本科毕业生应该达到“能设计、会施工、懂管理”的水平。目前土木工程专业本科毕业生就业于施工企业或与施工相关的单位的较多，因此土木工程施工课程对学生尤为重要，如何在传统的教学方法基础上加以改进，使学生具备基本的工程认知和实践能力，需要进行教学改革研究[3，4]，大胆探索，培养出适应现代化工程施工的应用型人才[5]。

一、土木工程施工的教学对象

在现代教学中，学生是学习的主体，他们是根据自己的特点来进行独立学习的，因此，要取得好的教学效果在教学中必须注重对教学对象——学生的分析。南京工程学院是江苏省属普通本科高校，学校始终坚持以应用型人才培养为中心的办学定位，形成了校企合作、注重实践、产学研相融的鲜明特色，在全国率先提出和开展应用型本科教育的转型改革。建筑工程学院是南京工程学院二级学院之一，设有土木工程、建筑学、城市地下空间工程三个专业，土木工程专业下设有三个培养方向——建筑工程、交通土建及建筑工程管理，学院现有全日制在校学生1783人。学生毕业后可在房屋建筑、地下建筑与工程、桥梁工程、隧道与城市轨道工程等土木工程领域从事设计、施工、管理、投资、房地产开发等工作。作为应用型本科院校毕业的土木工程专业本科生，不仅要求掌握基本的施工工艺、材料、设备和方法等，而且要求能够研究施工、解决难题。这既符合应用型大学对本科生培养的要求，又满足我们学生自身学习和提升的内在需求。学校整体定位对于应用型本科生培养的总体要求，以及学生个体差异对于本科生课堂教学的个性要求，均是南京工程學院土木工程施工教学对象的特色，研究教学方法改革，应立足于这两点要求，努力探索，实现人才培养的新突破。

二、土木工程施工的教学模式

目前，土木工程施工课堂教学采用的均是讲授法，即教师通过口头语言且结合多媒体（视频、照片等）向学生描绘情境、讲述方法、阐明概念、讲解原理的教学方法，这是目前高校课堂教学最常用、最稳妥、最安全的教学方法。在土木工程施工课堂教学过程中，教师通过生动形象地描绘工程施工过程中的现象，讲述工程施工的关键技术和工艺过程，使学生形成鲜明的概念。教学过程中也会结合教材中的某一专题进行具体的单项工程或分部分项工程讲解，但中间不插入或很少插入其他活动。

这种课堂教学方法对土木工程施工专业的教师的要求包括：（1）熟练掌握教材内容，对讲授的知识要点、系统、结构、联系等做到胸有成竹、熟能生巧，同时能够结合学生的反馈，调控教学活动的进展。（2）熟悉土木工程施工的施工技术，土木工程施工专业的教师对施工现场的熟悉程度、对各种施工技术的了解程度，以及教师的表达能力，直接影响讲授法的效果。该专业的教师应在平时加强对工程施工经验的积累，使讲授时的语言更加贴近施工现场，让学生获得身临其境的感觉。

三、现有教学模式存在的问题

讲授法是目前最流行的教学方法，但其有一定局限性，易导致形成“填鸭式”教学。首先，土木工程施工课程具有很强的实践性，而许多教师没有参与工程实践的经验，讲课时照本宣科，局限于书本，无法与工程实际相联系，也无法拓展和发挥，教学效果较差，从而影响学生学习的积极性。其次，土木工程专业培养目标较高，要求学生掌握多门学科的知识和技能，教学计划中安排了大量课程，施工课程的学时也受到了影响，我校土木工程专业本科生的工程施工课程学时已减到56学时，作为专业课教师，必须按照教学计划的安排，不能任意加课。教师在讲课过程中，为了尽快完成教学内容，大多数教师采用单向灌入式授课，学生被动听课、记笔记，课堂上学生几乎没有思考的时间，教师和学生的互动较少，无法激发学生学习中的学习和创新热情。

由于土木工程施工课程具有实践性、综合性、独立性和理论跨度大等特点，因此，一方面要求教师必须具有较广的知识面和丰富的实际工作经验，否则教学只能照本宣科，将严重影响教学质量;另一方面要求学生有一定的专业基础、综合分析能力和实践知识，而这些恰恰是学生的弱点。目前，我校的工程施工课程放在大三年级的第二学期，与很多专业基础课并行，也就是很多在工程施工课程讲授需要用的专业课知识学生并未学习或正在学习中，也就导致学生在学习工程施工时的知识储备不足，教师需要补充讲授许多专业基础课的知识辅助同学们去理解相应的施工工艺和施工方法。一方面由于工程施工的课堂学时本来就偏少，过多地要求讲解其他专业基础课的知识压缩了本课程的学时;另一方面学生在较短的学习时间内不可能完全理解各个专业课知识，导致学习时较为吃力，无从抓住学习重点，甚至出现不想学习的思想。

针对上述工程施工教学中存在的多种问题，应摸索出一种既符合现阶段教学方式、教师特点、学生特性的工程施工教学方法改进措施，改变学生在学习过程中只能被动接受知识的现状，积极主动地参与学习，在较短的课堂学习时间内，具备初步的、满足工程单位要求的工程认知，提升综合分析和实践能力。

四、土木工程施工课堂教学的改进措施

如何解决上述问题，改善工程施工课程的教学方法，提高教学效果，是土木工程施工教学团队目前必须面对的问题。对现有的教学方式进行改革，才能满足课程教学的需要，而计算机技术、信息化的发展也为教学改革提供了有效工具。

1.充分利用BIM技术。结合BIM技术的可视化等特点，在工程施工课程教学当中，可以充分发挥BIM技术在专业实践教学环节中的作用，在多媒体和信息化教学过程中调用系统中的典型工程BIM模型，虚拟现实项目的建造全過程，提升学生对专业知识的理解。如，讲授基坑工程施工技术时，可以借助BIM技术，让学生建立基坑的全局认识，并能够理解不同支护体系的施工工艺、构造细节等，甚至可以加入施工降排水、基坑的开挖全过程、土方运输等施工相关内容，让学生在较短的时间内掌握基坑工程施工技术。

2.充分利用工程图片。工程图片具有直观的特点，能够充分调动学生的积极性、吸引学生的注意力、启发学生思考等。在土木工程施工课堂教学中，合理地运用工程图片，将复杂的施工工艺、节点构造和关键部件等直观地展现给学生，把施工工地直接“搬”进了课堂。对照图片素材介绍各种构件在实际工程结构中是如何使用的，现实中各种复杂的工程结构是如何一步步施工完成的，学生的思维随着工程图片中的场景变换变得异常活跃，最终达到理想的教学效果。用好图片素材可将一些教学难点、重点形象化、直观化，从而使学生更易理解。如，工程施工课程涉及的预应力夹片锚、挤压锚等锚具既是难点又是重点，单靠语言讲解很难在短时间内使学生理解掌握。而利用一系列预应力锚具的示意图演示，则可把这一问题讲解清楚，从而大幅提高课堂教学效率。

作为教师，一方面要不断提高自己甄选图片素材的能力，对于来源存疑或是突出相关知识点不充分的图片素材，无论其如何精美清晰，都要毫不犹豫地舍弃;另一方面要注重平时图片素材的积累，在日常生活和工作实践中，遇到对教学有帮助的场景要及时用照相器材拍摄下来，不断地丰富自己的个人素材库。如图1（a）所示，为讲解预应力混凝土采用的多孔夹片锚锚头构造需要，如图1（b）所示，为讲解预应力张拉端的设备、人员配置等情况。

3.充分利用视频资源。从学习知识的比率看，视觉占83%、听觉占11%;从集中注意力的比率看，视觉占81.7%、听觉占54.6%;从同一材料学习三天后记住知识的比率看，视听并用为75%，视觉为15%，听觉为40%。基于此，在土木工程施工教学活动中，应适当实用视频资源，不仅可以用来传播知识，还可以培养人才，更好地为工程单位服务。

目前，高校中教师获得工程施工视频的途径主要包括两种：（1）自行拍摄的施工现场视频和;（2）借用同行的优质视频。在讲课过程中，教师结合视频讲述相关关键技术问题，可以起到事半功倍的效果。如，在讲授模板工程的爬模技术过程中，如何描述爬模的整体构造、爬模动力装置、作业过程、爬升过程是每个讲课教师比较头疼的问题，若能借助相应的视频，并逐一介绍相关构件和施工过程，学生们在学习过程中会很容易掌握相应的施工关键技术。

五、结论

土木工程施工课程是土木工程专业的一门重要专业课，针对其实践性强的特点，如何开展教学，确保教学效果，是值得深思的问题。本课题针对该课程教学的现状，提出了对该课程进行课堂教学手段和教学方法的改革，把BIM技术、图片和视频等手段贯穿于课程教学，丰富了课堂教学内容，提高了教学质量，为该课程教学改革提供了一种思路，主要研究成果如下。

1.基于教学对象的充分分析制定出相应的教学内容和讲授方法。南京工程学院属于应用型本科高校，学生对工程施工课程的理解和接受水平应区别于研究型大学和高职院校，应考虑学生在学习过程中的总体需求和个体差异，教学内容应满足大部分同学的认知要求，并留有一些探索性的思考问题满足学习力较强的同学继续探索的需求。

2.基于具体的课程学时安排选择教学内容。根据教育部的“大土木、宽口径”的要求，各高校都在压缩工程施工课程的学时。土木工程施工课程为56个学时，在选择课堂教学内容时，一方面应充分考虑学生的接受能力，另一方面应保证教师在宽松的时间条件下讲授课程，而不至于为了赶课程，让教师疲于讲解、学生疲于应付。

3.在目前课堂学时少、学生积极性不高、教学手段单一、学生知识储备不足等条件下，应在课堂教学中使用现代化教学手段，如采用BIM技术为学生三维动态演示各分部分项工程的施工过程;采用图片资料讲解细部构造、关键部件等;采用视频资料讲解单项关键施工技术的具体过程和动作分解。这些现代化教学手段，不仅可加深学生对工程施工的理解和认识，而且可以让教学过程事半功倍，大大缩短教学时间，在有限的课堂时间内让学生获取工程认知和实践能力。

参考文献：

[1]娄培杰.《土木工程施工》课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2017，（37）：106-107.

[2]邓华.应用微缩模型提升土木工程施工教学效果[J].天津中德应用技术大学学报，2018，（4）：111-114.

[3]祝磊.土木工程施工课程模块化教学的实践与探索[J].长春大学学报，2018，28（8）：87-89，93.

[4]刘勇，徐森，章莉.工程管理专业土木工程施工课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育，2013，22（3）：78-81.

[5]蔡敬民，魏朱宝.应用型人才培养的思考与实践[J].中国大学教学，2008，（6）：14-21.