工程教育专业认证背景下水利工程施工课程教学的探索

唐双成 单正清 王景才 程娜 徐波

摘   要：工程教育专业认证背景下，对工科专业教学提出了更高的要求。为改善水利工程施工课程的教学效果，本文分析水利工程施工教学过程环节中面临的主要问题，结合施工企业用人单位对毕业生的反馈，通过优化教学内容和丰富教学手段进行改革创新，将BIM技术构建的虚拟建筑模型的可视化融入教学。以期采用新的讲授方法、新的讲授内容以及新的考核方式提高学生掌握综合知识能力。

关键词：工程教育专业认证  水利工程施工  目标导向  问题  对策

中图分类号：G642                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0050-02

2016年6月我国成为《华盛顿协议》正式成员，将全面参与《华盛顿协议》各项规则规定，我国工程教育认证的结果将得到其他成员国的认可[1-2]。因此，国内高等院校工科专业均以工程教育专业认证的要求自查和改进。水利类本科高校以此为目标，充分调查了社会和企业真实的人才需求，以目标为导向作为人才培养指导原则。水利工程施工是研究水利工程建设的施工技术、施工组织与施工管理的学科，具有较强的综合实践性和学科交叉性。现结合新时代工程教育专业认证的需求，结合水利工程施工课程特点、施工企业用人需求现状、课程实践中存在的问题和教学改革的思路等问题展开探索与讨论。

1  水利工程施工课程特点

水利工程施工作为水利类高等本科院校的核心专业课程，其开设时间一般在大三下学期或者大四上学期。开课之前，学生需要完成对水力学、水工建筑物、工程测量和钢筋混凝土等专业前导基础课程的学习，且各学科与水利工程施工课程交叉性较强。另外，在讲授内容上，水利工程施工主要包括与水利工程施工有关的施工原理、施工方法、施工机具以及有部分与施工有关的管理和经济分析等，要求学生掌握和运用各类水利水电工程的施工技术、施工程序以及施工组织等基本原理从事各类施工组织设计和现场的施工作业，综合实践性较高[3]。

2  水利工程施工企业用人现状调查分析

笔者走访江苏省内3个大型水利施工单位进行调查（工地现场观察统计），对某水利工程施工现场技术、管理人员学历背景统计显示，具有硕士及以上占10%、本科生占47%、大专生占34%、高职和中专占9%。其中，具有本科及以上学历占了企业人才的大多数。这说明当前大众化教育和就业市场竞争激烈的情况下，本科生已逐步取代高职生成为了承担施工企业一线的技术、管理等岗位主力军。同时，企业用人情况的改变也促使部分高校在人才培养模式和目标上的转变。

从企业对所招聘员工的岗位职能要求上来看，本科生在施工现场从事的工作，大多是施工現场技术和管理等方面领导者，在某些具体的关键环节需要独当一面。但是，可能由于在水利工程施工课程理论教学和实践环节当中出现了某些问题，毕业生在接手项目时，对于一些施工基本理论、工序衔接顺序和工程细部构造还是不够明确，所掌握的知识片面，不能满足自身岗位需求。导致企业不得不花费大量的人力财力对这部分新进员工重新培训。因此，当前企业对走上施工一线岗位的毕业生所掌握施工专业基础知识还不满意。

3  教学环节中存在的问题

3.1 教学手段和课程内容固化

当前教学大纲要求下，水利工程施工教学环节分为课堂学习和实践教学两个部分。其中课堂理论学习部分主要通过板书、PPT、案例分析等教学形式，介绍与水利工程有关的水工建筑物的施工顺序、施工方案、施工方法以及与施工组织管理有关的基本原理等。课堂教学仍然采取“教师讲、学生听”的方式，这种灌输式填鸭教学虽可以在短时间内授予学生大量知识，但是时间一长必然造成课堂气氛沉闷，学生学习的积极性下降。同时，课堂理论教学环节一般在实践环节在之前进行，以传统方法进行水利工程施工课程理论教学，学生存在联想障碍，讲到的一些理论知识无法和工程实体联系起来，多数采用强制记忆法去学习。在教材的选择和课程内容编排上，虽然目前可供选择的水利工程施工类教材很多，但是从其内容体系上来看，往往都是以追求知识体系的系统性和完整性为主，难以突出施工课程教学的目标。

3.2 实践教学环节薄弱

实践教学环节则是由实习老师根据实习内容选择在建施工工地，带领学生亲身观摩施工过程、参与部分项目施工管理、观看主要施工工艺流程等。受制于实习时间和实习经费的限制，每次校外施工实习只能看到工程施工局部过程，寻找代表性较强的综合大型枢纽工程在建工地困难，目前的在建水利工程工地以中小型工程为主，水工建筑物较少，结构单一，不具备代表性，实习过后，学生能获取的综合能力不强。目前，虽然大多数高校都通过与一些水利施工企业合作来解决实习场地的问题，但是效果都不尽人意。一方面，高校寻求企业为实习提供场地往往是为了完成教学任务，对实习基地没有按照其课程内容进行合理筛选。另一方面，考虑到学生安全等因素，企业和高校很少让学生参加实际施工现场劳动，难以体现出实践教学目的。

4  水利工程施工课程改革措施

4.1 科学遴选课程内容和丰富教学手段

目前，围绕水利工程施工课堂的改革，要在教学内容和方法上下功夫。首先，在教学内容上，必须明确在目标导向下的课堂教学目的，以社会和企业需要什么样的人才对课程所涉及到的知识点进行科学遴选。对于一些过时的或者即将要淘汰的施工技术与方法可以略将或不讲。同时，鼓励高校教师不断的自我学习，深入施工企业一线，掌握行业最新前沿动态，及时更新教学内容。其次，可采用多种教学方式，以培养学生的学习兴趣为切入点展开多层次的课堂教学法。以小组讨论法为例，教师按照课程讲授内容对各小组安排任务，小组成员在收集资料、查找文献后经过小组讨论等形式达成统一的书面报告，并以PPT或者演讲的方式将讨论结果展现出来。教师在此过程中负责解决一些难点和疑问，调动课堂的气氛。在这种模式的学习下，学生由被动性转变为主动性学习，不仅有利于提高自己查找文献和阅读能力，同时也提高了学生自身的团队合作能力。

4.2 BIM三维可视化模型拓展融入教学

随着现代电子信息仿真技术的发展，利用BIM技术对水利工程项目进行全生命周期管理得到了越来越广泛的应用。在水利工程施工的过程中，通过BIM技术构建的虚拟建筑模型的可视化和参数化的优点，可以有效地提高水利工程的工程质量和管理效率[4，5]。另外，借助于4D（3D+时间）模型的直观性，即使是以往没有工程施工经验的学生，也能对整个施工过程有一个清晰的了解。

基于BIM模型的仿真实践教學，不但可以通过模拟仿真将教学过程中难以展示和讲授清楚涉及水利工程施工的具体施工步骤、施工方法、关键施工工序安排等带入课堂，让学生身临其境，全面彻底地了解施工现场真实状况。比如在介绍钢筋绑扎的时候，借助BIM的三维可视化图形，对钢筋的排布方式，连接方法和锚固长度等在空间上有一个立体的展示，可以更加方便学生对于书本上的抽象知识加以理解。而且，通过在课堂中将这些细节再现，使得部分的实践教学环节不再受时间、地点、场地等传统客观因素的影响和限制。

同时，借鉴BIM技术在施工项目管理过程中发挥出来的优势可以对项目全过程展开虚拟仿真管理教学。例如，基于真实水利施工项目，在施工开始之前通过BIM技术对施工全过程进行展示，导截流-围堰-基坑排水-地基处理-建筑物施工等，全过程进行连续展示，可视化的动画展示，有助于学生对施工工序和方法的深入理解;同时可对施工过程的工作量进行拆分，结合现场实际场地布置和人、材、机配备情况，对可采取的几种具体施工方案和学生集中进行讨论，并确定最优施工方案。另外，还可以在虚拟的施工管理过程中加入添加部分可能影响工期的变量，结合课本中施工进度管理的知识，充分利用现有资源，采取相应的措施对实际进度计划进行调整保证计划工期。相比于工地现场管理实践教学，采用数字化模型更能从空间上直观展现管理的过程和目标。

4.3 优化教学考核评价机制

教学考核评价机制在水利工程施工教学培养的过程中起到主导作用，目标导向型水利工程施工教育在考核方式上应当弱化理论知识和综合实践考核之间的界限，在基础理论考试的过程中可以参照当前专业执业资格考试题型入一些案例分析，考察学生用理论知识解决实际问题的能力。同时，对于综合实践考核的方式应当呈现出多元化，鼓励和引导学生参加各类与水利公司施工、管理相关的课程设计和撰写施工专题报告等，并将其成果作为评判标准纳入到教学考核中去。

5  结语

水利工程施工作为一门核心专业课程，要求学生具备各类水利水电工程的施工技术、施工程序以及施工组织等能力。在新工科工程教育专业认证需求的驱使下，提高工科专业本科生的教育水平尤为重要，尤其是对水利工程这类传统学科本科生的培养提出了更高的要求。水利工程施工实践性和综合性较强，通过优化教学内容和丰富教学手段，将BIM技术构建的虚拟建筑模型的可视化融入教学，提高学生掌握综合知识能力，以期为水利工程施工课程教学带来一些新的思路。

参考文献

[1] 胡德鑫.新工业革命背景下工程教育专业认证制度国际改革的比较与借鉴[J].高等教育管理，2019，13（5）：72-81.

[2] 吴云芳，程勇刚，严鹏.基于工程教育专业认证的水利类专业“毕业要求达成度评价”的研究与实践[J].教育教学论坛，2019（35）：1-4.

[3] 王福来，彭玉林，孙海燕，等.“卓越计划”下水利类施工课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2017（49）：117-118.

[4] 郭媛.论高校土建类专业BIM教学改革[J].建材与装饰，2019（24）：156-157.

[5] 芦琴，屈朗.浅析BIM技术在水利水电工程中的应用[J].杨凌职业技术学院学报，2019，18（3）：6-9.