赵兴艳 (南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西 南昌 330099)
自2016 年我国正式成为《华盛顿协议》的第18 个成员国以来,工程教育专业认证在我国得到高度重视,各层次高校积极开展工程教育专业认证工作[1]。工程认证是国际公认的工程教育质量保障制度,也是工程教育国际互认和工程师资格国际互认的前提和基础。工科专业通过工程认证意味着其人才培养质量具有相应的国际竞争力[2]。
在工程教育认证标准中,经过高校本科阶段的培养,学生需达到毕业要求涵盖的工程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究等12条能力和素质要求[3]。工程教育的主要目的是培养现代工程师,反映在实际教学过程中就是必须重视工程实践能力的培养和训练。通过实践教学培养学生的工程思维,综合运用所学知识分析和处理复杂工程问题的能力。而课程实验是工程教育中非常重要的实践教学环节之一,因此,注重实验教学改革、提高教学质量和效果是践行工程教育标准和理念的本质要求。
《工程造价管理》是工程造价或工程管理专业的核心基础课程,也是土木类其他专业重要的专业课程,在土木类专业人才培养中具有重要的作用。该课程以工程造价全过程管理为主,全面系统地介绍建设工程造价的基本概念、工程量清单计价原理、计价程序以及建设工程各阶段内容及相应工程造价管理的方法[4]。主要培养学生利用全过程工程造价的基本原理、工程造价控制的方法和措施,对工程建设中实际工程造价问题进行分析、总结、评价,并给出优选方案。因此,本文对《工程造价管理》课程实验教学进行改革,在工程认证背景下,以“解决复杂工程问题”为落脚点,重构课程实验教学体系,创新实验教学模式,从而提升课程教学质量,培养学生综合运用所学知识解决复杂工程问题的能力。
《工程造价管理》具有课程知识体系综合性强、实践操作能力要求高、教学内容更新快等优点,而传统的实验教学模式存在如下问题:
(1)实验内容多为经典的验证性实验,缺乏综合性实验案例。目前,课程设置的实验项目多为验证性或者演示性实验项目,学生照着实验指导书,按部就班完成相应实验任务,即重现指导书要求的结果就达到要求。实验项目单一,缺乏综合性、设计性实验项目,缺乏行业一线案例,很难培养学生的工程实践能力和解决土木行业复杂工程问题的能力。
(2)实验教学手段单一,教学方式缺乏创新。目前,实验课的开展还是传统教学方式,即教师首先讲授、学生利用广联达或斯维尔进行上机操作,进行工程量计算和计价处理,整个教学过程枯燥,且计量方式准确率不高。需引入新技术和新方式进行改革,以增强实验教学方式的多样性和趣味性。
(3)考核方式单一,缺乏过程性考核。传统实验课程成绩考核以实验报告为唯一依据,而实验报告多为文字性叙述,不能准确反映学生的实际动手能力。尤其是存在抄袭的情况,教师不能很好地判断学生的实验动手能力。实验考核未能真实反映学生对实验内容的学习情况以及学生实践动手能力,未起到正向激励作用,容易挫伤学生学习积极性。
以工程认证标准为依据,遵循工程认证“以学生为中心”的理念,结合行业发展需求,重构实验教学内容和教学模式,强化实践能力培养,着重培养学生解决土木工程领域复杂工程造价问题的能力,从而满足人才培养要求和行业需求。
根据工程认证要求,强化学生实践动手能力、工程意识、合作精神以及解决复杂工程问题的能力。针对《工程造价管理》课程均为验证性实验、学生工程实践能力训练不足的问题,优化实验教学内容,重新构建“验证/演示性实验+综合性实验+开放性实验”三大类实验项目,各类实验分别占比为30%、50%和20%。
验证/演示性实验项目为基础性实验,培养学生能运用基础概念和知识解决简单结构工程量清单计价和预算书编制,如简单工程图形算量、钢筋工程算量、工料数量表生成、料差调整、单项工程施工图预算造价生成等。
综合性实验项目在验证性实验项目的基础上,综合运用各模块知识,完成一个较为复杂的工程造价编制方案,实验项目来源于教师横向科研课题和一线工程实际案例。通过给定实验任务,以学生为中心,在老师指导下,学生自主预习、查找资料、自行拟定实验方案,完成实验操作和结果分析。这类实验项目不但在理论知识上具有较强的综合性,而且在方法和技能上也具有综合性,学生需要掌握制图、测量、施工组织、土木工程材料、造价管理、合同管理、工程经济、财务管理、工程估价、BIM技术等不同课程的知识点,还需要具有建模、计算、仿真、估算等方面的综合技能,从而较好地发挥学生主观能动性,培养学生解决实际工程问题的能力。
开放性实验项目来自企业一线真实项目,主要是针对学有余力的学生,开展工程实操训练。此类项目主要培养学生知识综合运用能力和创新能力,开放性实验由学生自主选修。
改革传统“教师讲授、学生验证操作”实验教学模式,以学生为中心,调动其积极性,让其主动学习、主动思考、主动解决实验中碰到的问题。
充分利用网络平台优势,构建“互联网+实验”教学平台。在课前,教师以课前导学的方式,将项目背景、项目内容、所需理论知识、实验报告要求等事先发布于在线教学平台,学生提前预习、查找资料,充分做好准备。“线上+线下”教学模式扩展了实验场地和时间限制,提升了教学效果。
对于开放性实验项目,由教师事先发布至在线课程教学平台,由学生自主选题,自由组队,以小团队的方式编制工程项目预算书,并设小组长1名。学生针对实验项目,由组长全程负责团队分工和进度管理,自主查找文献、自主探索,学校教师以项目导师的角色发挥跟踪监督作用,也可参与小组讨论进行关键问题的具体指导。团队协作的方式在增强学生解决工程实际问题的同时,培养了沟通协调能力和合作精神。
在实验操作实施环节,融入BIM技术,丰富实验教学方法。通过BIM可视化仿真技术,在项目实施前,可将真实复杂的实验项目信息完整展现在学生面前,学生可直观感受项目全貌和具体细节,如项目的结构、水电、机电、造价等信息,还可获取项目的形象、进度、产值等。对工程造价管理课程而言,使用BIM 技术也有助于缩短造价编制时间、消除预算外变更,在工程实施环节,通过发现和解决冲突,也可为业主降低工程造价、缩短项目工期[5]。因此,BIM技术的引入,不但使实验教学更形象生动有趣,提升工程造价编制方案的精确性,也有利于学生提前了解复杂工程实施中碰到的各种问题,提高解决复杂工程问题的能力,从而给出优化方案。
由于综合性实验和开放性实验涉及学生多种能力的培养,改革现有以实验报告为唯一依据的考核方式,加强实验过程性考核。从学生开始参与实验的各个环节开始均进行考核,包括课前线上预习记录,课中实验操作表现、实验答辩情况,课后实验报告撰写完成情况。对开放性实验,还要考核团队各成员的协作能力、组长的组织能力等。各阶段赋分占比为:课前评价占20%,课中操作和答辩占30%,课后实验报告占40%,实验过程中沟通表现占10%。通过实验过程中全方位考核,尤其注重参与过程而不是最终的报告成果,能比较客观反映学生学习效果,较好地贯彻工程教育认证理念,有利于培养学生独立思考能力和实践动手能力。
《工程造价管理》实验课程教学改革模式已在笔者所属高校2021~2022 级工程造价专业两届学生进行了试点,并与2020 级传统教学模式进行了对比分析。分析结果表明,课程教学效果得到了明显提升。首先,学生的学习积极性和主动性得到了提高。原有教学模式学生做完实验就“躺平”了。现有教学模式引入综合性和开放性实验项目,学生有了压力,更有了动力,主动查阅资料,主动提问,针对具体问题设计方案并验证可行性,大大调动了学生的积极性;其次,学生的专业能力得到了提升,原有教学模式对复杂工程问题不涉及,学生也没有思路,也没有手段去解决。现在引入复杂的一线工程案例,并融入BIM技术,教师引导学生分析问题,可有效地对问题进行建模、仿真、计算并给出优化方案,学生求解复杂工程问题的能力得到了极大锻炼和提升;最后,通过开放性实验,以研发小组的方式提升了学生团队协作精神,在实验项目研发过程中,学生有机会接触一线工程问题,拓宽了学生视野,激发了学生探究精神。
工程认证对教学质量和人才培养提出了更高要求,在此背景下,针对《工程造价管理》实验课程教学存在的问题,本文从教学内容、教学方式以及考核标准三方面进行了改革。在教学内容上,引入综合性和开放性实验,教学内容贴近一线工程案例,有利于学生工程能力的培养;在教学方式上,以学生为中心,引入“线上+线下”混合式教学模式,同时融入BIM 信息技术手段,增强了教学方式的多样性和趣味性;在考核方式上,引入全方位过程考核,使考核标准更客观。实际实施结果表明,本课程实验教学改革成果有利于发挥学生学习积极性和主观能动性,增强实践动手能力和团队协作精神,特别是解决土木行业复杂工程造价问题的能力。