土木工程施工课程的教学改革

韩 硕，孔祥清,2，董锦坤

土木工程施工课程的教学改革

韩 硕1，孔祥清1,2，董锦坤1

(1. 辽宁工业大学 土木建筑工程学院，辽宁 锦州 121001；2. 松山湖材料实验室，广东 东莞 523000)

为提高学生学习专业课的兴趣，改善教师教学效果，提高学生学习效率，本文对土木工程施工课程的教学建设不断研究和探索，总结了本课程在土木工程专业人才培养中的重要地位，分析了学生学习积极性不高的原因，结合工程教育专业认证评价体系，在与时俱进的教学内容、现代化的教学手段和方法、综合性的全过程考核评价方式等方面进行教学改革与探讨。实践表明，此教学改革在加强学生专业课理论学习的同时，培养了学生的创新思维和工程实践能力，为社会培养了具备综合素质的新工科人才。

课程建设；土木工程施工；教学改革

“土木工程施工”是土木工程专业的基础必修课，课程内容丰富、知识面涉猎较广，是一门综合性和实践性较强的课程。在辽宁工业大学（以下简称本校）土木工程专业本科培养方案中，开设于第6学期，48学时，3学分。教学内容：土木工程施工中主要工种工程的施工方法、工艺流程和机械设备；施工组织的基本理论和原理等。结合工程教育专业认证评价体系，教学目标为：（1）知识目标：掌握土木工程施工的基本知识、理论和决策方法；（2）能力目标：具有独立分析、解决土木工程施工技术和施工组织计划基本问题的初步能力；（3）素质目标：培养学生的科学精神和态度，具有良好的职业道德和强烈的社会责任感。

多年教学经验，笔者发现学生学习积极性不高的原因在于：对专业认识和了解不足，不清楚所学知识在工作中的作用；以教材为中心的讲授法侧重理论知识的传授，内容枯燥乏味，对学生理论联系实际能力的培养容易忽视。近年，随着科学技术的发展，土木工程施工与虚拟仿真结合的课题不断涌现[1-3]，使教学方法和手段发生了巨大的变化。本文以本校土木工程施工课程教学为例，对其进行教学改革和探索。

一、存在的主要问题

（一）教材内容过于陈旧

建筑业对社会的发展具有巨大的推动力。随着科学技术的发展，新材料、新技术和新工艺不断涌现，其在建筑领域的应用对保证工程质量、安全和工期具有重要影响。由于各种规范、法规等的不断更新，虽然教材内容有所更新，但仍落后于实际施工工艺的发展。例如“瘦身钢筋”——正常钢筋拉长后用于房屋建设，目的是减少成本，但钢筋拉长后延伸性遭到破坏，突破拉伸安全极限，一旦发生地震，建筑物很容易垮塌。我国是多地震国家，建筑物的抗震性能应受到重视。此外，还会造成房屋承载力下降。因此，如何保证建筑质量安全，彻底杜绝“瘦身钢筋”是亟待解决的问题。但目前仍有很多教材对此内容有大篇幅介绍，故土木工程施工教学内容需要不断更新完善。

（二）教学方法和手段落后

传统教学方法大多以教师讲授理论知识为主，板书和多媒体为辅，抽象地讲授复杂的土木工程施工技术和方法[4]。学生被动接受学习，课堂上互动活动少，不能积极参与教学活动，难以全面理解和掌握真实施工工艺，同时忽视了学生思维、创新能力的培养，把学生接受水平评价过低。多次单调的重复不能调动学习积极性，使学生产生厌学心理。例如，泥浆护壁钻孔灌注桩章节，根据泥浆循环方式不同分为正循环和反循环，可根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理条件、允许沉渣厚度等进行选择。虽然教材对其施工工艺流程、适用范围等进行了详细介绍，但学生很难通过抽象的描述掌握施工技术。此外，由于土木工程施工环境复杂，无法在课堂上让学生进行实践，只能通过短期的集中实习接触施工现场，而到达施工现场后，受实习性质和地点等限制，也难以将理论知识与工程实践相结合，导致教学效果不理想。故需改变传统教学方法和手段，提高教学效果。

二、课程教学改革思路

针对土木工程专业学生就业方向及社会发展需求[5]，以土木工程施工课程理论教学与实践教学相融合为立足点，梳理课程教学内容、强化教学方法和教学手段、引入全过程考核模式等方式进行教学改革，以培养学生理论联系实际的能力，为学生提供综合素质提高的机会。

（一）与时俱进的教学内容

结合本校学科建设特点，选择符合要求的教材——国家级规划教材《土木工程施工》（第三版）。根据专业特色对教材内容进行适当调整，有选择性地教学。结合当今社会对土木工程专业人才的需求，通过实地走访调查施工单位和施工现场，根据最新执行规范、规程等要求，对教学内容进行改革更新，弥补教材落后的缺陷。在保留现行常用施工技术的基础上，摒弃落后的施工技术，尽可能多地采用新技术和新工艺的工程案例进行教学。同时，精炼教学内容，融入课程思政，并调整课程结构体系，根据专业特点，在基本理论知识的深度和广度方面进行延伸拓展。土木工程施工技术和方法都有适用范围，需要根据施工条件进行选择。不仅需要学生掌握理论知识，还需要对施工流程和要点有相当程度的了解。紧密结合教学大纲的教学内容，引入职业资格考试中建造师的《专业工程管理与实务》案例分析题。以钢筋机械连接为例——2020年二级建造师考试真题，某新建住宅楼为框剪结构，地下两层，地上一层，建筑面积2.5万m2，甲公司总承包施工。新冠肺炎疫情后，项目部按照住建部和当地政府要求组织复工。成立以项目经理为组长的疫情防控领导小组，并制定“项目疫情防控措施”，明确“施工现场实行封闭式管理，设置包括废弃口罩类等分类收集装置，安排专人负责卫生保洁工作……”，确保疫情防控工作有效、合规。项目部质量月活动中，组织了直螺纹套筒连接等知识竞赛活动，以提高管理人员、操作工人的质量意识和业务技能，减少质量通病的发生。钢筋直螺纹加工、连接常用检查和使用工具的作用如图1所示。问题：（1）除废弃口罩类外，现场设置的收集装置还有哪些分类?（2）对图1中钢筋直螺纹加工、连接常用检查工具及待检（施）项目对应关系进行正确连线。

图1 钢筋直螺纹加工、连接常用检查和使用工具作用连线

教学过程中，案例教学使学生理解并掌握理论知识与工程实际的紧密结合，从而提高学生对理论知识综合应用的能力。同时，结合新冠肺炎疫情防控，培养学生的安全意识和绿色施工意识。此外，工程案例还可以改善学生的学习状态，提高学生的学习积极性，培养学生的工程意识和素养。

（二）强化教学方法和手段

现代社会对新工科人才提出了更高的要求，目前，培养综合型创新人才已成为高校的重要使命。土木工程专业实践对理论知识的理解非常重要，对学生掌握施工经验及了解施工技术具有重要意义。基于虚拟仿真技术模拟现场施工，对讲授的理论知识点和系统操作的方式进行同步仿真模拟，清晰全面地为学生提供生动的教学内容。通过情景性、互动性和过程性的模拟系统，给学生营造一种身临其境的教学情景，使学生在轻松的环境下，掌握施工技术，熟悉施工流程和施工要点，将虚实结合成为目前提高教学质量的有效途径之一，确保学生能印象深刻地掌握课程的理论知识，从而建立理论联系实践的教学体系。虚拟仿真技术作为一种新型的教学手段，打破了传统理论教学的局限性，在传授知识的同时，培养了学生理论联系实际的能力，激发了学生学习兴趣，提高了学习效率和专业技能水平，同时给学生提供了一个自主学习平台，有更多时间进行深入研究和思考，培养了学生自主学习的能力，以适应当今社会对高层次应用型技术人才的需要，增强学生就业的竞争力。

依托大连通科应用技术有限公司的建筑工程施工工艺仿真系统，让学生对施工过程使用的工具设备、施工材料、工艺流程、注意事项和质量标准等进行模拟操作，真实地体验施工全过程。进入仿真系统后，弹出一个提示框，介绍施工环境、安全施工、文明施工和材料准备等信息；接着进行仿真施工，完成整个操作过程。此外，系统内有项目进程和施工提示（见图2），可以显示施工工艺流程和具体操作提示。以沉管灌注桩工程施工为例，对其施工工艺流程（桩机就位→锤击或振动沉管→上料→边轻击或振动边拔管，边浇筑混凝土→下钢筋笼→继续拔管，浇筑混凝土→成桩）进行虚拟仿真。

图2 虚拟仿真系统操作平台

图3 模拟过程中测验题

进行沉管灌注桩施工教学时，首先讲理论知识，使学生有初步了解，熟悉施工规范要求。然后利用虚拟仿真再现施工流程及所需设备和材料，学生在有序轻松的环境下学习，全面地了解施工过程及要点，弥补传统教学中缺乏实物认识的不足，以生动、直观、形象的方式呈现给学生，将原本静态的知识动起来。模拟过程中设置测验题（如图3），使学生印象深刻、理解全面，从而取得较好学习效果，提高教学质量。最后讨论已经完成的工程和在施工过程中遇到的问题，加深学生对理论知识的理解，培养学生解决工程实际问题的能力。

虚拟仿真系统不仅可以使学生熟悉施工流程，还可以掌握相关规范要求，激发学生自主学习的兴趣，使其在轻松环境中学习，对提高教学质量和实践能力都很有益。实践证明，在土木工程施工课程中引入虚拟仿真技术，不但能丰富教学内容，还可以改变传统教学手段，提高学生学习兴趣和效果。

（三）全过程考核模式

传统考核方式为期末一考定成绩，大部分学生只是在考试前进行机械性记忆，不能检验学生的真实掌握程度。

由于本课程具有实践性和综合性的特点[6]，需要对传统考核方式进行改革，提出全过程考核模式，引导学生注重平时学习，具体指标如表1所示。充分利用本校MOOC网络教学平台进行过程考核，通过改变传统考核形式，培养学生的综合素质能力，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。此外，通过虚拟仿真系统设置实操作业和测试题等，考查学生对知识的掌握程度和实际运用能力，体现本课程改革的应用性和实际操作性。

表1 教学目标的全过程考核

三、结束语

传统教学模式已经不能满足社会和行业的发展需求，传统的教学内容、方法手段和考核模式等亟须改革。针对本校土木工程施工课程的教学改革和探讨，以掌握施工技术基本理论知识为立足点，充分利用虚拟仿真技术，改进教学方法和手段。通过调整传统施工技术、更新现代技术应用的方式，使教学内容与时俱进；利用基于工程实践的虚拟仿真系统改变传统教学模式，激发学生学习积极性和兴趣，培养学生理论联系实际的能力，努力使其成为适应社会发展的现代化、专业化高素质人才。

[1] 张明明, 李婷婷, 王建辉. 基于仿真建造技术的土木工程施工实践教学改革与探索[J]. 中国高新科技, 2020(17): 138-139.

[2] 殷振瑶, 安镜如. 基于3D仿真平台的工程管理专业《土木工程施工技术》课程改革探讨[J]. 砖瓦, 2020(10): 173-174.

[3] 宋梦, 刘允才. 以能力为导向的BIM技术在土木工程施工教学改革中的应用研究[J]. 大学教育, 2020(12): 77-80.

[4] 徐磊.《建筑工程施工技术》课程教学改革与实践的探讨[J]. 课程教育研究, 2019(1): 249-250.

[5] 谢娜, 刘杰. 工程教育认证下《土木工程施工技术》课程改革[J]. 房地产世界, 2020(19): 144-146.

[6] 王继兵, 张庆章. 建筑施工技术课程教学改革探讨[J]. 管理工程师, 2021, 26(1): 61-64.

10.15916/j.issn1674-327x.2022.06.031

G642.0

B

1674-327X (2022)06-0119-03

2021-04-20

辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(lgsy1801)

韩硕(1988-)，女(蒙古族)，辽宁北票人，讲师，硕士。

(责任编辑：付春玲)