基于应用型人才培养的“土木工程施工”课程建设与改革＊

李 强，张乐芳

（西安欧亚学院人居环境学院，陕西 西安 710065）

“土木工程施工”课程是中国土建类专业的核心课程之一。课程主要是运用土木工程各学科知识及工程经验，解决土木工程施工工艺技术问题的一门技术学科。西安欧亚学院为应用型本科院校，重视实践教学，目标为培养具有一定竞争力，并能迅速适应社会的应用型人才。在学生人才培养方案中，主要注重学生在工作中对知识应用能力的培养。而“土木工程施工”课程的教学目标是以土木工程施工技术为依托，在教学中除了要求学生掌握现代建筑工程的主要施工工艺，还要求学生在毕业后能从事现代建筑工程项目的技术咨询服务工作、施工技术及管理工作，具备施工技术及管理、咨询服务、专业沟通、解决问题、组建有效的团队合作能力和创新能力。课程具有知识面横向宽，实践性、综合性强的特点[1-2]，同时课程涉及学科有房屋建筑学、土木工程材料、工程测量、土力学、钢筋混凝土与砌体结构、钢结构等，学科交叉性强[3]。对已毕业且从事建筑行业学生的调研中，“土木工程施工”课程为学生一致认可的对工作指导作用最大的课程。

因此，传统的以教师为主体、书本为中心，单纯进行施工技术知识传授的教学模式已经无法满足分院土建类专业“土木工程施工”课程的教学需求和行业需要[4]。基于“土木工程施工”课程在土木类专业的重要性，该课程作为首批校级重点课程进行建设。

1 目前施工课程教学中存在的主要问题

1.1 教材内容落后

近年来中国建筑业发展迅速，新技术、新材料、新工艺、新设备不断涌现，而土木工程施工教材内容无法做到及时更新，对新技术新工艺的覆盖面比较小。另外，教材的内容更新滞后于国家建筑工程施工规范和规程的补充与修改，授课中仅使用教材内容授课，无法满足建筑市场对人才的需要。

1.2 教学课时短

国内设置土建类专业的高等院校多数将“土木工程施工”课程设置为40～50学时。西安欧亚学院“土木工程施工”课程开设在第六学期，共48授课学时加30学时课程设计。该课程涵盖的学习模块，包括土方、基础、砌筑、钢筋混凝土、预应力混凝土、装配式结构、结构安装及防水等工种工程。在学习该课程前，需要有一定的学习基础，因此学校对“土木工程施工”课程设置的前置课程有“房屋建筑学”“工程测量”“土木工程材料”“土力学与地基基础”“混凝土结构”等课程。但是针对没有实际工程经验的学生，在48学时内只能对课程内容进行基本讲述，学生虽然能通过考试，但缺乏对工程的实际了解，不能为就业打下良好基础。

1.3 教学手段缺乏创新

“土木工程施工”课程传统授课主要采用多媒体结合板书的教学模式，课堂主要采用PPT授课，辅助使用施工现场图片、施工视频以及Flash动画等方式，帮助学生理解教学内容。授课中，教学重心主要放在理论知识教学上。在这种单一的教学模式下，很多学生会对工程施工失去学习的兴趣，从而导致课程教学质量无法得到有效保证。同时在授课过程中，对于有些实践性较强的教学环节，例如基础工程施工部分、混凝土浇筑部分及结构安装部分，存在施工工艺复杂、技术要点难、使用机械设备种类多等问题，如果学生缺乏必要的动手操作过程，教学中只使用简单动画模拟施工基本流程，教师无法讲解透彻，学生也只能一知半解。

1.4 实践教学环节质量难以保证

学习施工工艺最直接、最有效的方法为到现场参观学习，同时对各种设备、各类施工工艺进行操作，但是建筑工程一般施工工艺种类多、施工工期长，不能保证同学们对全部工艺流程进行参观学习，同时经费、安全、时间等客观因素的存在，学校也无法组织学生大批次长时间到施工现场进行实习。而实习单位考虑到安全问题，也不情愿接受学生到施工现场实习。理论教学与实际工程的明显脱节，导致学生缺乏工程意识和认知意识。

1.5 教师缺乏施工现场经验

目前教授本课程的教师，主要为高校研究生毕业后直接从事教学工作的教师，无施工现场工程实践经验[5]。在教学中，教师主要通过自学及想象现场施工工作，对引导学生深入学习非常不利。

2 “土木工程施工”课程教学改革策略

为全面提升“土木工程施工”课程的教学质量，培养满足社会需求的应用型土建类人才，针对以上“土木工程施工”课程教学中存在的问题，结合教学的实际情况，学校“土木工程施工”课程组采取了一系列的教学改革措施，主要包括以下几个方面。

2.1 线上线下混合式相结合

为打破传统教育的时空界限和学校的围墙，颠覆传统大学课堂教学的教与学的方式，推动教学理念、教学方法、教学技术、教学方式、教学模式的变革，教育部积极推动国家精品在线开放课程，增强课程的信息化教学[6]。针对目前“土木工程施工”课程存在的教学课时不足、学生的学习积极性不高等问题，课程组将线下课程改造为线上线下混合式教学模式，引入国家精品在线课程，将30%的基础教学内容设置为线上自主学习，同时将课内学时进行1∶1课外学时配比，要求学生在线下授课前必须完成相应课程的视频学习及测试。学生在完成线上学习任务及测试后，在课堂上基本能够展开有针对性的主动学习，而教师则在课前根据测试结果调整课堂授课内容、授课进度及课程重难点。学生通过课前学习及测试，有准备地进入课程，提升了学习效果。另外线上课程资源丰富，各种施工工艺更新及时，是对课堂授课内容和知识点的有效补充。除去线上课程外，教学中还使用网络教学辅助平台，教师在平台设置课堂测试、讨论、作业、分组学习等内容，师生可以随时随地使用手机在平台上进行学习交流。使用混合式教学方法，不仅可以有效督促学生积极自主学习，教师可以更有效地利用课堂时间，提升了学习深度，有时间完成更多学习活动，将课程向高阶性更迈进一步。

2.2 VR、AR虚拟仿真技术融入课程

数字化信息资源是新形态教材的重要组成部分。数字化信息教学资源具有信息内容丰富、信息表达形式多样、信息资源系统优化、信息资源效用更高等特点，能够紧跟行业企业技术的发展，能快速对教材内容进行更新[7]。伴随着5G网络和VR虚拟技术的快速发展，有效利用虚拟仿真技术辅助教学成为课程改革的方向之一[8-10]。学校建立VR建筑仿真模拟实验室，在“土木工程施工”课程中使用VR虚拟仿真系统，通过视频方式演示一些关键的施工环节、工艺流程等，可以让学生对现代建筑工程每个施工阶段所需要做的工作有深入的了解，也可以直观明了地看到整个施工过程及所使用的材料、工具、设备等。学生还可选择不同的工程技术人员进入工地漫游，可以模拟土方开挖、土方回填、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工艺流程，在不同工况下选择相关机械及工具进行施工模拟操作。学习过程中，软件系统会根据国家施工规范及规程对学生的操作规范性进行评价，并指出存在的问题，方便同学们对自己的问题及时更正，也加深了对国家规范的学习。

为响应国务院出台的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，装配式行业处于快速发展时段，施工企业需要大量掌握装配式建筑安装技术及施工技术的人员，装配式建筑人才市场存在很大缺口。高校应积极发展实践教学资源，培养建筑类高素质装配式人才以适应装配式行业需求。为加大培养新型建筑工业化专业人才力度，学校进一步引进装配式建筑AR实景化仿真实训教学系统，从知识教学层面及行业技能层面提出装配式人才培养方案。该系统包括AR教学平台、AR交互系统、教学系统PC端、AR立体图集（AR端）等。学生在学习中如身临其境学习装配式建筑构造及真实化节点，有效提高学习效果。

采用VR、AR虚拟技术的场景沉浸式教学模式提升了“土木工程施工”学习的趣味性，学生在教学过程由被动转为主动，不仅能满足学习的情景化的要求，还可以较好地解决学生由于缺乏现场感观而学习效率低的问题，为土建专业实践教学突破传统瓶颈提供了良好的条件。

2.3 与企业联合授课

课程组加大对装配式技术的教学力度，为提高学生对装配式施工的认知，课程组组织学生到装配式工厂开展实践教学，学习最新的装配式构件的制作及装配式建筑的安装工艺。课程组还邀请装配式工厂一线施工与管理经验丰富的工程师到学校授课，给学生讲解装配式建筑发展现状和技术体系。学生从实际工程中学习了最新的技术知识，加强了学生对施工工艺的认知。在“土木工程施工”课程设计中，也积极探索与企业联合开展，根据企业需要在企业导师指导下，学生进行了场地平整、基坑开挖、填充墙砌筑、楼梯模板安装、工业厂房吊装方案制定、脚手架搭设等多个实际工程的施工工艺设计。

与企业联合授课的方式打破了传统的教室授课模式，建立更注重应用实践的教学形式，有效促进了学生从学校到工作岗位的无缝对接，增强职业竞争力。通过企业导师授课，也提高了学校教师的专业技术水平。

2.4 以赛促教，以赛促学

对实践性强的“土木工程施工”课程，需要实践性操练才能加深对课程理解。课程组采取教学与比赛相结合的方式，促进学生更好地学习专业知识、钻研专业技能，为熟练掌握施工技术及就业打下良好基础。课程组以施工技术应用技能大赛、BIM应用技能大赛为抓手，在授课内容中添加“大赛知识点”模块并进行讲授，增加了学生对大赛考核点的学习，增强了课程的挑战度。课程选拔优秀的学生组队参赛，与全国各大高校的优秀学子同台竞技，拓宽了学生的视野，提高了学生的核心就业竞争力。

2.5 重组课程授课内容

课程授课内容是教学过程的主线。课程组积极调研施工企业的现代施工技术，弱化传统的拼装式模板工程、砌筑工程等，增加了工程中使用较多的新型工具式模板体系、深基坑防护体系及BIM技术在施工中的应用，加大了装配式安装工程中多高层房屋结构安装、大跨度空间结构安装的授课学时，并及时更新授课内容，将工程中的新技术、新方法引入课堂，做到授课与工程应用紧密结合。针对课程涉及学科较多的问题，将授课内容与相关课程进行结合，引导学生学习将知识点融会贯通。并与知名建筑企业联合，携手企业共同确定课程大纲、授课内容及课程实践活动等相关教学工作，将实际工程与教学工作密切结合。

2.6 加大师资培养力度

为增强教师的业务素质和专业技能，学校支持教师参加各种学术研讨会、学术讲座、教学比赛等，使教师开阔了眼界，更新了知识储备，掌握了专业发展的最新动态。以课程建设为平台，课程组鼓励青年教师在教学中进行科学研究，既能解决实际工程技术问题，又能锻炼自己的工作能力，也积累了有效的课程素材。在教学中为增强教师对实际工程的认识，学校加强双师型教师的培养。课程组积极鼓励并组织教师深入工程一线，在建设单位进行挂职锻炼，增强教师的工程实践能力，提高课程的应用性。在遴选企业师资时，主要选择工程一线的高级职称人员和现场管理人员。学校教师与企业教师的结合，建立了课程多层次的双师型实践教学队伍，同时建立了完善的实践教学师资队伍培训体系，为学生学习开发多样化的课堂形式。

2.7 完善教学评价体制

为完善课程建设体系，课程组分别从学生、同行教师、企业三方面对课程进行评价。在一系列课程改革后，在校生对课程的评价为：通过VR、AR教学系统，对图纸有更细致的认识，而对项目施工现场的参观，更清晰地了解了实际的施工过程；参加大赛，使自己成长更快，赛中与行业前辈的同台竞技，认识到自己的不足；比赛评委的点评和教导，使自己对学习及就业的方向更加清晰。同行教师的课堂听课评价为：授课内容丰富，理想联系实际，能有效使用信息化教学，教学内容有一定的高阶性、创新性。施工企业对毕业生反馈为：学生实践能力强综合素质高，在接触新工作时能更好地做到理论与实践结合，缩短了企业培养周期。教师根据评价反馈的意见及建议，及时调整授课，深化课程改革力度。

3 结语

“土木工程施工”课程涉及的学科多，施工工艺种类多而复杂，对学生的综合能力和实践能力要求高。在教学过程中不仅要求教师具有高水平的理论知识，更要求有多样的教学方式才能在教学中提高学生的自主学习兴趣与工程实践能力，培养满足企业需要的应用型技术人才。本课程在建设中采取形式多样的教学方式，在课程建设中取得丰富课程建设成果，教学中取得一定成效，目前已顺利完成校级重点课程建设结题。“土木工程施工”课程使用以上改革措施后，在校生的学习效果评价明显提高。而对已毕业学生以及用人企业的调研中，均表明刚毕业学生作为施工技术人员在技术水平、现场管理及现场处理问题的能力上有明显提高。