KAPIV项目驱动式在“土木工程施工”课程教学模式中的改革与实践

赵海霞，于丽波，孙倩 （南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 210000）

1 引言

随着社会的进展，建筑市场需要高质量的人才来满足生产、管理、服务等技术复合型应用型人才，以适应国际化发展趋势。土木工程企事业单位需求大多是生产技术人员，其储备知识离不开核心课程“土木工程施工”的学习。

孙康宁教授课题团队于2017 年提出了一种全新的教学方法——KAPI（或KAPIV）教学方法，针对材料工程相关课程进行改革，开创了新工科建设的新格局。

“土木工程施工”课程教改拟采用KAPIV中的项目驱动为牵引，在授课过程中将思政元素润物无声地融入教学过程中，从而有效提升知识向能力转化的速度，构建一种全新的课程思政金课模式。这种教学模式中会融入施工中的专业知识点，培养施工技能、施工方法创新、实践能力、超级工程中遇到的复杂问题解决及立德树人的基本要素，使土木工程施工课程具有了高阶性、创新性、挑战度。

2 研究现状

我国很多高校在“土木工程施工”本科生教学中仍沿用传统的教学模式，一直坚持理论教学，采用专业课程体系培养专业人才。课程中的实践性的课时虽然在微调中增加，但考虑到学生的人身安全、经济承受情况，一般授课时以观看现场为主，讲解时也只是大致介绍，在提高学生应用能力方面收效甚微。大多数“土木工程施工”教改的目的是对学生实践意识进行认可和强化，教学中还是以填鸭式的形式灌输给学生，“教师教，学生学”。学生针对不同的案例，会因接受新奇知识而持续一段时间出现高涨情绪，但是学生的知识体量有余，能力要求深度不足，品行粘结力不够，框架成型不充分、不牢固，达不到强大的支撑效果，导致学生整体发展潜力不足。

近几年来，许多优秀教师提出了教学模式改革，宋宜祥等[1]在2021 年在面向新工科的《＜土木工程施工＞课程教学改革与实践》一文中提出教学改革要紧扣课程“新”的价值取向，深入挖掘“实”和“融”之间的深意。在教学中着重强调和突出了新工艺的推广和新材料的发现，用来提高学生相关的专业认识。孙宗丹[2]在2018 年提出《土木工程施工课程教学模式改革》涉及到完善实践训练设施，积极丰富教学形式以及优化相关课程内容。杨惠君[3]在2017 年提出《土木工程施工课程教学模式改革》涉及到模拟实验室实训中心的建设、模型实验室里面形象教学方法、虚拟仿真实训中心、远程开放教育、进行校企合作模式和“双师型”教师队伍培养模式等方面进行创新。笔者曾尝试通过教学来进行提高学生掌握知识的能力，让学生撰写知识点相关的小论文，学生经常因为核心知识点领悟不透，写出来的材料内容浅尝辄止。

从大量文献资料上来看，“土木工程施工”教学中将通过教师自身能力的提高、教学方式采用高科技、教学内容或者考核方式进行优化、教学模式改革侧重教学内容与实际案例的结合等方面来深化学生对于知识的学习，此时知识、能力、思政教育相对独立，从而会形成课程功能单一，教改形式陈旧，这些教学资源导致理论教学和实践教学脱节，更深层次进行提高学生的实践动手、分析解决问题的能力会比较困难。

由此构建合理的教学模式，特别是在人才培养计划中，这种需求更加突出。“土木工程施工课”教改在KAPIV 项目驱动下新的教学模式下，以项目任务为驱动，打破传统的教学模式，做到知行合一，促使学生与企业快速接轨，落实立德树人的根本任务，从而培养合格的社会主义建设者和接班人。随着社会的发展，新的教学模式亟待推行，突破势在必行。

3 研究内容

新的“土木工程施工”教学模式的改革指导思想是将知识（Knowledge）、能力（Ability）、实践（Practice）、创新（Innovation）通过项目驱动式教学有机融为一体，在人才培养过程中紧紧围绕立德树人的根本任务对学生进行价值观（Value）的引领塑造和品行（Virtue）的培养（KAPIV体系）。

在新形态的施工课程教学指导思想下，提高学生的学习积极性、主动性，增强学生兴趣，通过大创实践训练，以各种学科竞赛项目为导向并以做任务的方式引导学生将理论知识应用实践，锻炼学生解决和分析问题的能力。

新形态课程的关键任务是课程的独特性，吸引和提高学生的兴趣点，然后延伸到思政课程中的立德树人、育人方面上。新形态课程是基于课程自身的基础性、课程之间的协同关联性，学生各种才能叠加性的基础上开展的。具体来说，这种新形态课程的教学模式是将原有施工课程中的理论知识、实习、课设、毕设等基本要素，优化设计成提炼出理论知识中一个个核心知识点，运用课程设计及工程实践、创新项目训练、竞赛的驱动的一种表达形式。这些有别于普通课程的性质，是一种新形态的课程，能很好支撑立德树人的框架。

4 教学实践

4.1 教学项目导入

项目驱动式教学关键是项目的设计，需要充分体现项目的层次性、连贯性和一致性。

首先，以KAPIV 为背景，项目设计必须将知识点、学生能力、实践、创新、立德树人要素融为一体。

其次，项目设计的逐步深入性，由简单的单体构件（分项工程项目）到实际工程（单位或单项工程项目），形成层次性，逐步逐级递进。土木工程施工拟计划将项目4 个不同的层次，即分部工程中的项目（各章节）、单位工程中的项目（土建）、单项工程中的项目（某栋楼）、建设项目（体现在综合性课程设计、生产实习和毕业设计中）项目层次和传统实践形式的关系递进式推进。

最后，项目的目标是锻炼和培养学生的实践能力和创新能力。在项目的第一个层次上，以分项工程为基础构件，以学生绘制和考虑各方面影响因素为驱动，以完成工作中的任务为激励手段，开展各门专业课程。主要目的是培养学生的科学态度、基本专业知识探究的技能和学习工具使用技能。而在第四个层次上，综合实践性的项目培养学生综合运用专业知识的能力和创新意识。这里可能涉及到一门或多门课程知识点的内在联系而设置的独立的课程设计。

4.2 项目的落实

项目驱动式教学前提是教学的具体实施。以KAPIV 为背景，通过项目的驱动，在授课过程中将思政元素润物无声地融入教学过程中，将“土木工程施工”课程中的至少一半的核心知识点体现出来，其他知识点在课程设计、创新训练和各项学生竞赛中体现，确保核心知识点获取。课程指导图见图1。

图1 课程指导图

以第一章土石方工程（教学计划4课时）为例，每班分出若干学习小组，学生自行组队，成员中知识能力搭配合理，每小组4～5名成员。

第一步：老师布置教学项目任务计划。某小区住宅楼（地下二层，桩基底标高-50m，桩长44m，基础底标高-6m）开间约44m，进深约16m，具体见图纸。试安排机械和人工进行组织开挖方案。通过电脑，根据图纸运用BIM 软件绘制一个大开挖。

第二步：解答要点提示。开挖施工流程是什么？主要做哪些工作？基坑坡度怎么处理？是否需要降水？降水方案是什么？验槽需要哪些人员组织，做哪些工作？回填土的质量保证措施有哪些？以软件三维展示和学生汇报的方式开展课程。

第三步：教师提供网络学习视频和上课教材的PPT课件。绘制和查找资料学生自学，教师参与辅导（及时跟进）。

课堂翻转，学生上台汇报讲解设计方案。竞争上岗讲解，小组得分奖励。每汇报一个小组，项目成果交流时，其他组找出该组中比较好的地方（至少三处），不足的地方（至少三处）（课堂时间45～60min）。

这种互评形式，激发小组之间的学习竞争意识。教师做好统计工作，统计小组得分情况，并对方案中遭遇的瓶颈和突破点给出优化建议，拓宽所学知识（45min）。

第四步：老师针对项目没有涉及到的知识点进行系统的补充和讲解，融入思政教育理念，树立立德树人的目标（30～45min）。

4.3 项目跟踪

实施项目的制定，必须涉及到创新设计与思维课程主要知识，体现在学生的知识主动获取、实践能力提高、创新意识提升和立德树人等方面。学生带着任务积极主动学习专业知识，自主建构知识体系，认知、运用已学知识并灵活运用和活化知识，解决每一个原有章节的内容，培养学生思考及解决问题的能力。

4.4 项目反馈

基于KAPIV 项目驱动式的教学让学生带着问题去自学，充分利用各种资源，引发学生深层次的思考，不再是抽象的、被动接受所学的知识，而是更有针对性地通过翻转课堂把自学的知识进行理解，无形中掌握了核心知识点，再通过老师补充讲解，更加牢固地把握知识。KAPIV 的融入，不仅是一种更高效的学习方式，还无形中影响了学生的生活态度。有的学生几乎每天都在惦记项目的落实情况，干什么都充满了干劲。

项目驱动没有局限在课堂上，凌驾于每年举行的BIM 类应用技能大赛。比如，大学生创业创新大赛、成图大赛、构力杯、全国BIM 毕设大赛等。利用比赛，熟悉掌握建造过程、场布设计、模拟施工工序动画等，进一步让学生所学的知识融合贯通，实现立德树人的培养目标。

土木工程施工课程思政教学改革在南航金城学院航空运输与工程学院土木工程专业两个班级试实施运营，根据课堂教学效果，对学生进行了问卷了解，共收回80 份，有效问卷75 份。在课程满意度的选项中，85%的学生认为课程安排和任务合理，学习难度不高；在课堂教学的选项中，71%的学生偏向课堂氛围活跃；在学习效果的选项中，83%的学生获得充实感和成绩感；在课程思政授课效果的多项选项中，学生获得大国工匠影响占到67%，获得德育影响占53%，获得三观影响占到51%。从调查问卷中可以看出，学生提高了学习主动性。

在对试实施的后评价及反思环节中，KAPIV 驱动式教学在提高学生积极性及学习兴趣上有很大优势。能改善学习环境，提高学生的实践能力。一个学期下来，通过开展大创训练、参与比赛项目、收获获奖证书，学生的成就感满满，对进一步的课程学习充满期待。

5 结语

通过这次教改项目的开展，利用翻转课堂、线上课程、线下课程、现场教学及自主学习等方式，让学生在知识获取、能力培养、创新训练、思政品行磨练上都得到了很大突破。结合期末布置的小论文(课余时间多翻阅与工程相关的书刊、网络资源，了解本领域的新技术、新材料、新工艺、新方法等新的行业发展动态)，学生基本上能更好地了解专业内涵，甚至领悟工程所蕴含的智慧和情怀，激发学生的爱国热情及民族自豪感。