全过程、全方位、开放式混合教学模式创新与探索——基于工程建造课程的实践

王 路 （江苏大学，江苏 镇江 212013）

0 引言

我国经济社会发展进入新时代，基础设施建设日新月异，大型复杂工程建造及信息化技术应用对人才培养提出了更高要求，尤其是如何满足学生主动适应新技术、新产业、新经济发展的需要，有力支撑国家创新高质量发展，建成工程强国等一系列时代问题成为当前高校工程建造领域专业需要深入思考和谋求创新的发展方向。

工程建造与管理类专业传统的教学方式主要围绕书本讲知识点，不仅讲授方式老套、枯燥、知识抽象难于理解，学生的参与度还不高。同时，课程开设主要面向在校本科学生，此阶段的学生还存在对现代大型复杂工程认识不足、知识储备不够、缺乏理论联系实际、自主学习能力不强、学习动力不够等情况[1-2]。为此，本文对我国高校工程建造类专业创新培养模式及改革创新方向进行了探索，力争实现全过程、全方位、开放式混合教学模式的创新[3-4]。

1 工程建造课程“痛点”：教学反思与问题剖析

在课程建设过程中，通过收集用人单位反馈意见、社会需求调查、学生反馈及自我反思，发现学生学习及知识获取中存在如下“痛点”问题。

1.1 如何减少回溯性知识学习与增加前瞻性知识学习

大部分专业课程的教学内容是基于以往成熟的知识，并将其传授给学生，采用的是回溯性学习方式，聚焦于相对固定的知识。然而，现代工程环境和对象是复杂多变的，很难遇到能够直接使用以往知识或者成熟方法解决的问题。学生或多或少地遇到了所学知识无法发挥作用的问题。究其原因，对未来可能遇到的问题缺少预见性是关键所在。

同时，现代信息技术发展更是时变常新。因此，教学中要带领学生洞察和预测未来发展趋势，有的放矢地开展前瞻性学习，将守正创新的理念体现在课程知识重构、教学方法创新等方面，从而让学生对未来工作做好准备。

1.2 如何提高课堂参与度与增大课堂学习效能

现实中，学生已经习惯了老师在讲台上讲、自己坐在下面听。在此情形下，老师成为了课堂的主角，学生成为了听众甚至旁观者。因此，在课堂教学中一直致力于提高学生的参与度，努力将教学过程变成学生自主探索实践的过程。但是，大部分学生参与课堂活动的积极性并不高，或者无法在研讨环节中积极思考并提出有价值的问题。

所以，需要进一步加强具身认知下的感知教学，将传授为主的教学模式，转变为以感知、探索、体验、实践为核心的教学模式，尽可能地结合实物、实际工程等讲授课程内容，让学生能够亲身地去体验原本只在书本上出现的教学内容。

1.3 如何摒弃被动式学习方式与倡导求知探索精神

虽然学生具备了一定的专业基础知识，但大多数学生的思维方式和认知能力并没有发生实质性的变化。在对知识积累、科学问题探索，尤其是对专业知识的深入理解上，仍然寄托在老师身上，或者很大程度地依靠课堂上教师的讲解，而且这种接受方式是被动的，也就是学生对专业知识不由自主生成的“被动认知”“现象思考”“机械记忆”“蜻蜓点水”“浮光掠影”，无从谈及主动探索，更无从追求探索创新。

研究可知，造成此类问题的根源不完全在于学生自身，与教师的授课方式、引导学生思路能力等息息相关。从市场机制的角度来看，教师在教书育人过程中，没能够很好地把握“供需关系”，没能够全面深入地了解学生的真实需求，很容易造成供给侧的“有效偏离”。加之，学生作为需求侧，也没能够深入认识大学阶段的教学方式（“供给方式”），没能够很好地按照教师的有效供给，进行自身需求侧的动态调整，而是在一味的循规蹈矩，逐渐对专业失去兴趣，更是失去了求知探索精神。

基于此，工程建造类课程围绕建筑业转型升级对新时代人才培养新需求、新要求，在课程建设及改革创新中，急需要探索新的教学模式。课程建设考虑“全过程、全方位、开放式”改革创新，主要围绕以下六个方面建设课程[5]，问产业需求建专业——面向产业发展新需求重构专业知识建设前沿课程，问技术发展改内容——注重学科交叉与前沿技术讲授新内容，问学生主体推改革——考虑人才培养助力社会发展增效实用教育，问学生志趣变方法——突破传统教学定式改革教学方法建立新模式，问内外资源创条件——强化产教融合协同育人创立新机制，问国际前沿立标准——探索最新前沿发展讲好中国故事。

2 混合式教学模式创新：体现“全过程、全方位、开放式”

2.1 课程目标与教学理念创新

当前，中国正在由“建造大国”向“建造强国”不断迈进。同时，现代工程日趋复杂，工程建造方式与技术发展也在发生变革，参数化设计、数字化施工、智能化运维成为了行业热门，建筑业正奋力向着智能化和工业化协同发展的方向不断转型升级。

在此双重背景下，课程主动迎合国家建筑业转型升级发展带来的更新、更广、更高的人才培养要求，将前瞻性与实用性知识融合，聚焦工程建造领域前沿、热点与难点的关键问题，帮助学生掌握现代工程建造的新理念、新理论、新设备、新模式、新方法、新技术、新工法等重要理论与实践知识，全面拓宽知识面，全面提升核心竞争力，对未来职业发展全过程也有着先导和引领作用。

课程坚持立德树人，开展了以“砥砺建造强国志，力践工程报国行”为主题的课程思政教育，不断坚定学生“工程报国”的理想信念，不断孕育学生“工程强国”的家国情怀，让学生将专业知识和技能真正转化为未来立足岗位、服务国家的爱国心、强国志、报国行。

课程注重知行合一，采用线上线下混合式开放教学模式，线上平台包含视频课程、在线实验、工程案例库等，注重学习广度。线下环节开展案例分析、研讨交流、探索实践等，加强学习深度并提升课程高度，同时支持学生开展研究型、项目式学习。最终，建成了线上线下既能相互独立，也能相互融合的多模式混合开放课程。

课程践行科研反哺教学，将自主研发的各类智能建造与管理系统、国家级科研平台和校企联合实验室等最新技术成果、参与的多项国家重大工程实践案例等融入课程。最终，在智能建造与管理方面形成鲜明特色。

2.2 课程内容创新

课程立足“建造强国”背景，以工程问题贯穿式解决方案为主线，重构专业知识点，在教学中强调学生的自主学习和探索能力，全面采用了“线上学习拓展+线下探索实践”的开放式混合教学模式，结合典型工程问题和案例，综合采用问题导向和案例导向的教学方法，激发学生学习兴趣并培养学生科研思维与习惯。

课程全面融入课程思政元素，致力于帮助学生树立土木工程大国与强国自信，强化未来工程建设者的使命担当意识，围绕工程建设的社会责任、工程施工的工匠精神、工程管理的责任担当等重要思政主题，打造了以“砥砺建造强国志，力践工程报国行”为主题的特色思政课程。

课程全面采用线上线下混合开放教学模式，并提供丰富的混合式学习资源。线上环节通过自主建设的在线课程平台和实验系统进行自主探索性学习，线下学习充分利用国家级科研平台等优质软硬件资源，开展问题导向下的研讨互动和探索实践，为学生提供全方位、多场景的学习平台和资源。

课程教学内容与先进技术装备结合紧密，注重新技术、新设备与传统的工程建造活动的深度融合。因此，课程建设中加强了自主探索实践平台建设，将无人机、虚拟现实、超声相控阵探伤仪、扫描式激光多普勒测振仪等最新设备作为学生进行课程探索实践的硬件支撑，并帮助学生将感性认识与理性认知相融合。

课程核心、前沿教学内容大多源自自主科研和工程实践成果，实现了科研反哺教学，并在“智能建造与管理”方面形成了鲜明特色。例如，智能建造与管理系统研发、虚拟现实和机器视觉技术应用、装配式建筑施工质量智能检测、工程结构健康监测与损伤检测方面所使用的教学案例均为团队原创成果。这不但有利于激发学生的科研兴趣，也为后续科研活动提供先导。

2.3 教学方式创新

课程全面推进线上线下混合式教学改革。学生先进行线上学习，充分利用自主录制的视频课程、自主编写的工程案例、自主开发的在线实验等丰富的学习资源，自主利用各类时空场景进行“碎片化”学习，拓展知识广度。再进入线下课堂，在老师的带领下聚焦重点和难点问题，开展案例分析、问题研讨、实践探索等活动，不断加强学习深度。最后，在线提交作业和考核，问题和体会亦可在线反馈交流。最终，创建课内课外连通、线上线下融合、校内校外协同的开放教学模式。

课程强化机器人、虚拟现实、机器视觉等先进技术在建筑业中的应用场景，围绕工程问题的创新型解决方案，向学生提供相关硬件设备和开发平台，支持学生通过实践探索的方式开展研究型、项目式学习。

具体教学中，将课程分为课前注重基础先导、课中聚焦核心关键、课后加强进阶提高的3 个学习任务阶段，形成“线上学习—实践探索—案例剖析—问题研讨—深度思考”的教学主轴线。

课程实施了以“砥砺建造强国志，力践工程报国行”为主题的课程思政教育，设计了“以观入境—践行入术—践史入理—辩证入道”为主轴的课程思政教学主轴线，围绕问题引入、支架搭建、过程组织、点拨纠错、考核评价的全过程，采用引领启发、互动研讨、体验实践、情境观摩等多种教学方法。同时，主讲教师利用自身参与工程实践和学术交流的机会，挖掘亲历真实课程思政素材，将课程思政融入大型复杂工程案例教学，用身边人讲身边事的方式，将学生代入课程思政教学情境，讲好工程建造的中国故事。最终，实现了课程思政教学与专业知识教学的“同频共振”，不断提升课程高度。

2.4 教学研究拓展创新

课程注重教学研究，尤其关注学生对工程建造领域的前沿技术和学习能力探索，教学上注重启发式教学，突出前沿技术的研究，向学生引入大量的科研知识，鼓励学生主动探索和钻研。

3 教学成果辐射：实现学生、教师、课程增益闭环

3.1 激发学生综合潜能

课程“全过程、全方位、开放式”创新极大吸引了学生的学习主动性，提升了学生的综合能力。近三年，学生评价始终处于专业前列，学生对课程的认可度高，认为内容新颖、前沿性好、专业性强，教学过程中互动多，注重科研思维和能力训练，对于学生学习有着很好的引导和启发作用。

课程思政教学成效突出，学生提前、充分了解我国现阶段工程建造水平和实现超级工程的建造能力，增强了学生对我国工程建造硬实力的自豪感和荣誉感，树立土木工程大国与强国的自信心。同时，也加强了学生寻找技术差距、攻克工程建造世界难题，为我国更快更好实现建造强国而努力奋斗的使命感。此外，课程还有力地支撑了研究创新创业实践竞赛活动，学生依托课程获得各类大学生创新创业大赛奖项。

3.2 提升教师育人能力

依托课程建设，团队教师育人与教学能力显著提升，不仅获得各类教学比赛奖项，同时依托课程建设还获批课程思政示范课、一流（精品）课程、优秀团队、教改课题等教学教改类项目，提升教师教学与育人能力。

3.3 增强课程辐射推广

课程坚持“创新内容课程化、创新过程普适化、创新作品成果化”的理念，充分体现“以学生发展为中心”，提出解决问题的思路与方法，课程教学创新服务于学生有效收益。课程形成的创新成果可推广到兄弟院校及相关专业学习借鉴。

课程团队还积极开展国内外学术交流和课程推广，以“智能建造与管理”为代表的特色教学内容在国内具有较广泛的受众面，并形成了示范效应。