基于“互联网+”的“新工科”专业课程改革与实践

王程程 许立强 明杏芬 赵三青 艾丽 颜红专

摘 要：在“互联网+”信息化的推动及“新工科”的背景下，结合建筑工程施工课程特点，笔者对该课程进行了信息化教学改革实践。采用“互联网+”线上线下混合式教学模式，探索了课前、课中及课后三环节的信息化教学设计与实施路径，融入课程思政元素，并改革教学评价机制，从案例成果等级、虚拟仿真实践、企业顶岗实习鉴定及期末考试多方面与传统教学对比分析，较好地体现了教学改革的效果，满足了“新工科”人才培养的目标。

关键词：“互联网+”；“新工科”；建筑工程施工；教学改革

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.07.087

0 引言

教育部高等教育司司长吴岩在“2022年全国高教处长会”上强调，要深化新教改，打造新形态，提高新质量，深化“新工科”等四新建设，实施高等教育数字化战略行动，提高中国高等教育的质量和品牌。

“新工科”是适应中国社会主义新时代的高技术发展需求所诞生的学科，是以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、智能科学与技术等相关工科专业，旨在培养综合素质高、创新能力强且思想觉悟高的综合性人才，相对于传统的工科人才，新工科更加强调学科的综合性、交叉性和实用性。“新工科”建设是我国迎接新时代挑战、振兴民族工业的重要举措，也是中国工程教育在新时代体现新作为的重要发力点。“新工科”的兴起以及在高校的有效推进，全面反映了我国高等教育深化改革的内在需求。如何快速引领科技和产业变革下创新型“新工科”人才的培养，已经成为高等教育亟待解决的难题。

而数字化教育改革的深化，则需要依托互联网平台。在互联网、云平台、大数据等新技术的影响下，高效的教学模式和方法正在不断发生变革，通过开展“互联网+”信息化教学，构建数字化虚拟仿真实训平台，实现计算机与互联网有机结合的“互联网+”在线开放课程教学。笔者以建筑工程施工课程为例，探索了基于“互联网+”的“新工科”专业课程改革与实践，以培养建筑信息化“新工科”人才。

1 教学改革的必要性

1.1 “新工科”的内在需求

随着“互联网+”和智能建造的出现，创新型、技能型和工匠型人才最为紧缺，而“新工科”教育不仅要从科学技术和工程应用等方面进行人才培养，还必须兼顾管理创新及工程素养的培育。因此工科专业教学改革，是“新工科”的内在需求。

1.2 “互联网+”信息化的推动

互联网的飞速发展，让人们的衣食住行发生了翻天覆地的变化，也让出生在互联网时代的零零后们，早已习惯了依靠网络的生活方式。教师应用数字化的教学软件，建立信息化线上学习平台，更好地适应学生的学习方式，较好地实现了学生素质与能力的提升，为应用型人才培养奠定了基础。因此，在“互联网+”信息化的推动下，采取信息技术教学已成为必然。

1.3 建筑工程施工课程特点

建筑工程施工课程具有涉猎面广，实践性强，知识点繁多等特点，该课程与工程实际联系紧密，知识技术更新换代快，要求学生具备较强的综合应用能力。而目前大部分教材知识体系陈旧，教学模式单一，实践教学流于形式，与职业能力的培养存在一定的差距。且部分教师工程实践经验不足，存在强理论、弱实践的现象，对施工工艺的讲解不够透彻。为了更好地满足建筑业市场人才需求，建筑工程施工课程教学改革势在必行。

2 教学改革实践

在“互联网+”信息化的推动下，根据“新工科”的内在需求，笔者针对武昌工学院城市建设学院2019级土木工程专业的大三学生，实施建筑工程施工课程信息化教学改革实践。

按照“项目引领、任务驱动”教学模式的要求，课程采用“互联网+”线上线下混合式教学方法，线上课堂以泛雅教学平台、超星学习通APP为教学平台，建设涵盖工程案例、施工视频、动画、图片、课件、试题等学习资源库的网络课程。课程充分利用网络平台的考核评价和统计功能，实时监测学生课前、课中和课后的学习进度和学习效果，为该课程的数字化改革提供了数据支持。线下课堂采用翻转课堂、项目教学法等开展教学，实现图文并茂、动静结合。同时，增加BIM虚拟仿真实训操作环节，结合真实的工程案例，拟定施工方案，模拟施工进度及施工平面布置等工作，提高实践应用能力。并在专业内容讲解中融入课程思政元素，有效实现正面引导和反面教育相结合、学习和评价相结合的“三全”育人目标。

2.1 教学分析

2.1.1 学情分析

建筑工程施工课程为土木工程专业核心课，共64学时，4学分。教材选取《土木工程施工》（第3版），共15章节。授课对象是2019级土木工程专业的大三学生。本课程教学内容包括两部分：建筑施工技术和建筑施工组织。其中，1-11章为建筑施工技术板块内容，每章为一个独立的工程，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、砌体与脚手架工程、防水工程及装饰工程。12-15章為建筑施工组织板块内容，主要讲授施工组织设计的知识，教会学生如何科学地组织施工。

该课程教学内容繁多，知识点零碎，施工规范及要求严格，对大部分学生来说是一门较难的专业课，从而导致部分学生缺少学习兴趣，学习积极性较低。虽然学生具备了一定的专业基础知识，但不能较好地运用所学知识来解决实际问题，且实践操作能力不足。因此，亟待需要通过教学改革，运用信息化的手段加深学生对专业知识的理解程度，提升应用能力，并结合“互联网+”虚拟化的网络体验，增强学生的感性认识，以提高学生的学习兴趣。

2.1.2 教学内容

教学内容以结构安装工程为例。主要介绍建筑施工现场起重安装设备，混凝土结构预制构件的安装，装配式结构构件安装及钢结构构件安装的施工流程、施工工艺和施工要点。

2.1.3 教学目标

要求学生了解建筑工程常用起重安装机械的特点、适用范围及优秀的结构安装工程案例，熟悉混凝土预制构件、装配式及钢结构构件的特点，掌握各构件安装的方法和工艺要求，培养工程责任意识，并学会运用所学知识解决实际施工现场的构件安装问题。

2.1.4 教学方法

采取“互联网+”线上线下相结合的混合式教学模式，通过课前、课中、课后三环节教学，运用信息化手段，探索以学生为中心，以教师为主导的主动式学习方式，利用翻转课堂、项目教学法、虚拟仿真教学法等开展教学。将理论与实践相结合、实体模拟与三维仿真相结合，更好地激发学生的学习热情，提高学习效率。

2.2 教学实施过程

2.2.1 课前

教师于课前三天在泛雅教学平台上上传结构安装工程教学课件、工程案例、施工视频、动画、讨论题等在线学习资料，通过实际施工现场结构安装工程案例创设学习情境，并引入施工规范及企业标准。以案例及问题导入的方式，引出本次课学习主题和学习任务。如：指出建筑工程施工中混凝土预制构件安装包括哪些施工工序？简要论述案例中结构安装方法？

学生根据收到的学习任务，通过“互联网+”网络教学资源的搜集，完成指定任务，并要求学生在泛雅教学平台上反馈所发现的问题，准备课上发言。教师根据后台数据库反馈的学习掌握情况对学生进行分组并制定教学实施计划。同时，根据学生问题的难易程度，选择性地采取线上解答和线下讲解相结合的方式进行答疑，该环节极大地提高了学生的学习主动性，同时也培养了学生的职业素养。

2.2.2 课中

知识点引入。教师分析课前发布的结构安装工程学习主题，引导学生将课前搜集的知识点、施工规范及工程视频、案例进行分享，并组织各小组分析讨论，结合视频、案例中的混凝土预制柱、吊车梁、屋架、天窗架及屋面板等构件的安装技术要求，解决实际工程混凝土预制构件的安装问题，并学会突破和创新。通过施工规范中预制构件安装标准应用，法律法规，培养学生实事求是的工作态度。

疑难点突破。教师随机指定小组学生进行预制梁安装的案例分析，补充安装工艺中的不足之处，并组织各小组对其进行点评，引导各小组学生独立完成结构安装工程案例解析，运用所学知识分析并解决实际问题，对学生存在的疑问巡回指导并进行评价。通过串线的方式，将本节课知识点串联起来，与学生共同归纳总结。注重学思结合、知行统一，增强学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。

知识检验。教师引导学生将完成好的结构安装工程案例上传至泛雅教学平台，组织各小组结合评分细则对汇报成果进行小组互评及组内自评，最后开展混凝土结构安装知识的随堂测试，分析结构安装工程事故发生的原因及处理措施，培养学生互帮互助的团队协作精神。

总结提高。教师查看泛雅教学平台上得分最高的小组，由优胜小组分享学习经验，然后由各小组总结课程学习体验，认识各自的优缺点并加以完善，将课程思政润物细无声的融入其中，培养学生的社会主义核心价值观。

课外延伸。将教学内容与本行业施工新材料、新机械以及新技术相结合，融入先进的施工理念，介绍建筑工程领域先进的起重安装机械及混凝土结构安装前沿知识和技术，并对新工艺进行突出和强调，开拓学生学习的新方法、新思路，拓宽知识面，以此来提高学生对于结构安装的认识，并促进学生的求知欲，培养探索精神。

虚拟仿真实践。依托BIM虚拟仿真实训平台、VR虚拟仿真实践基地以及万霆虚拟仿真实训软件进行虚拟仿真实践教学。结合建筑工程施工教学的实际情况，通过BIM技术，构建实体化的三维教学模型，依托先进的信息技术和丰富的教学资源数据库，对三维模型进行虚拟化、网络化的操作，实现三维场地漫游、施工进度模拟等仿真应用，让学生置身于一个真实的建筑工程施工环境当中，将虚拟环境和实体环境一一对应，使学生更加全面深入地理解课堂上所学的理论知识，并转变成实实在在的生产力，从而提高学生的实践操作技能，促进学生职业素养和工匠精神的培育。

2.2.3 课后

完成课后作业，搜集下一课堂的学习主题材料，同时进行拓展实践活动，完成相应工程施工方案的编制，并上传至泛雅教学平台。结合校企合作协同育人机制，落实实习基地顶岗实习任务，建立企业导师责任制，实现校企的资源共享和优势互补。通过学生案例与素材的收集、实习日志、实习报告的撰写以及企业的实习鉴定，不断探索实际工程结构安装方案的改进之处、创新之处，将实践教学环节落到实处。并在实践过程中，培养学生爱岗敬业的职业素养，诚实守信的职业道德，勇于探索、克服困难、创造与革新的创新创业精神。此外，通过企业与高校的不断交流与反馈过程中，调整人才培养目标和实施方案，最终实现校企协同育人的目的。

2.3 教学评价机制

适应“新工科”建设的课程评价应突出过程性考核，以学生为中心，提高学生的参与度和主动性，注重综合应用能力、创新能力以及职业素养的考查。因此，教学评价机制应综合考虑线上及线下教学、虚拟仿真实践、企业顶岗实习、期末考试等多元化的考核方式。其中线上教学占总成绩的10%，包括预习记录、交流讨论、案例分析三部分，分别为20分、30分、50分；线下教学占20%，包括课堂考勤、课堂表现和课后作业，分别为20分、30分、50分；虚拟仿真实践占10%，主要考核学生的实践报告，总分100分；企业顶岗实习占30%，包括实习日志、实习报告和实习鉴定，分别为30分、30分、40分；期末考试总分100分，占总评成绩的30%。

3 教学改革效果

笔者从武昌工学院城市建设学院2019级土木工程专业的大三学生中随机抽取50位学生，根据上述信息化的教学过程，实施建筑工程施工课程数字化教学改革实践。并从学生完成课后案例分析成果、虚拟仿真实践操作、企业顶岗实习鉴定及期末考试四方面的成绩对比，下图1、图2中分别为企业顶岗实习鉴定及期末考试等级的成绩对比。

从以上对比图中可以看出，实施信息化教学改革的学生在企业顶岗实习鉴定及期末考试等级均优于传统教学的学生，说明学生在任务参与度、信息化搜集、知识接收度、实践应用性等方面的能力均要远大于传统教学的学生，真正体现了信息化教学改革的效果。

4 结语

笔者采用“互联网+”线上线下相结合的教学模式，从课前、课中及课后三环节探索了“新工科”背景下建筑工程施工课程“互联网+”信息化的教学改革，融入课程思政元素，并改革教学评价机制，通过案例成果等级、虚拟仿真实践操作、企业顶岗实习鉴定及期末考试多方面与传统教学对比分析，体现了教学改革的效果，达到了“三全”育人目标，满足了“新工科”人才培养的需求。

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