《土木工程施工技术》课程模块化教学改革与实践

2020-02-19庄金平陈光辉王德奎

福建建筑 2020年1期

庄金平陈光辉王德奎

(1.福建工程学院土木工程学院福建福州 350118； 2.福建工程学院管理学院福建福州 350118)

0 引言

《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020)》明确：重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。很多地方院校将转型为应用技术型高校，主要分为高考扩招后升格为本科公立的高校、民办高校和独立学院等，有600余所高校将重点转向应用技术型人才培养。目前，新建本科的土木工程专业的毕业生就业仍大部分分布在施工单位、监理单位、造价咨询公司、房地产公司等。因此，《土木工程施工技术》及其相应内容、技能的掌握程度依旧很重要。

1 《土木工程施工技术》教学特点

1.1 涵盖内容广、涉及学科多

《土木工程施工技术》课程在新建本科土木工程专业、工程造价专业、工程管理专业的课程体系中占有不可替代的地位，其涉及的概念、内容较其他学科更为广泛。《土木工程施工技术》课程内容一般包括土石方工程、地基与基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土结构工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等。如钢筋混凝土结构工程中的大体积混凝土施工的内容就涉及到《建筑材料》中水泥水化反应的过程、粉煤灰二次水化反应的机理；脚手架、模板支撑体系的稳定性设计的内容涉及到《结构力学》中稳定性问题，模板强度、刚度的验算涉及到《理论力学》《材料力学》的知识点。

1.2 实践性强、讲授难度较大

于德国[1]指出：许多学校对于《土木工程施工技术》课程的教学仍然是以理论讲授为主，或先理论后实践，不能使学生做到理实相结合。对学生而言，只听教师讲解、只看图片资料，而不亲临施工现场观摩，很难真正理解和掌握该部分内容，教学效果难以保证。对于教师而言，有些机具、构件言语表述费劲，学生也似懂非懂。如梁板柱模板的搭设方法、构造措施，装饰工程中的干挂石材、铝合金门窗安装、塑钢门窗安装等实践性很强，如果学生有亲自动手操作安装过，则很容易理解、掌握，相反学生很难接受，甚至产生厌学心理。

1.3 教学手段有待完善

针对该课程讲授难度大、学生缺少现场经验难以理解等问题，施工立体化教学如图片、动画、视频等在课堂上得到了广泛的运用，将施工中的难点、施工工艺流程、机械构造等直观、形象地展示出来，使学生有更好的感性认识。然而，多媒体教学也存在一些不足，如多媒体教学往往重形式、轻内容，课堂上声、光、像、图过度堆砌，缺乏系统性，视频资源不连贯[2]。启发性、讨论式的教学模式，往往由于《土木工程施工技术》课程的知识点较为分散、抽象，也带有几分经验成分，而很少在课程被采用。为此，《土木工程施工技术》课程的教学模式有待于进一步改进完善。

2 理论讲授与实训模块化教学模式

2.1 理论讲授与实训模块化教学的概念

目前，新建本科院校在土木工程施工技能的培养环节，一般包括如下部分：《土木工程施工技术》理论课程及《土木工程施工技术课程设计》《施工工艺实训》《岗位实习》等，各个部分独立考核。如果将《土木工程施工技术》理论讲授课程排在最前面，则学生面对抽象、陌生的施工工艺难于理解、接受；整门课程结束后，学生再面对《施工工艺实训》课程时，由于对课程内容没有理解到位，对该工艺实训所开展项目的原理、规范要求的要点、误差控制标准等依然认识不够，导致工艺实训仅仅是简单的手工操作，并未达到设想的理论知识、动手能力和规范知识点的融会贯通。相反，如将《施工工艺实训》放在《土木工程施工技术》理论讲授课程之前，则学生对施工工艺实训项目则完全没有概念，导致教师仅进行简单的操作介绍、学生进行简单的模仿。

韩培锋[3]提出了一种项目驱动式的《土木工程施工技术》，以典型的大型建筑工程施工案例，在课堂上进行分组教学谈论、汇报。但是，施工技术课程实践性很强，从视频、图片等资源往往不能了解到施工中关键难点，而实际的动手操作既能加深对知识点的印象，又能发现其中的难点。为此，本文提出将施工工艺实训环节分散到《土木工程施工技术》讲授教学中的模块化教学方法，即将《土木工程施工技术》论讲授与《施工工艺实训》合为一门课程，将原本集中2周的《施工工艺实训》分解到学期的课程讲授中，学生上完相应章节的理论讲授课程后，随即进行相应项目1～2天的工艺实训。即“课堂教授+随即实训”模式，既是对课堂抽象的知识进行巩固、深化，也可通过实训环节对课堂讲授中的知识点进行补缺补漏，克服连续课堂教学的枯燥无味，提高学生的学习兴趣。

《土木工程施工技术》课程内容，大致分为土石方工程、地基与基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土结构工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等几个模块。但考虑到施工工艺实训条件的差异以及一些施工工艺项目难以在实训过程中实现，提出了一些可开展的典型的“课程讲授+随即实训”的模块化教学方案，如表1所示。

表1 典型的“课程讲授+随即实训”的教学模块

2.2 理论与实训模块化教学设计

2.2.1学生动手为主的教学模式

在完成相应的课程理论讲授教学后，即开展1～2天的工艺实训。在工艺训练中，一般由教师演示、学生亲自动手操作为主，以增强学生的实践动手能力。如开展些钢筋节点的绑扎工艺实训，事先加工好钢筋节点的配筋，然后要求学生按图纸(平法表示)完成整个节点的绑扎工作，期间以学生动手为主，指导教师仅做要点介绍。图1为正在进行中的梁柱钢筋节点的绑扎过程。图2为正在进行的干挂石材安装检测过程。

图1 钢筋节点绑扎过程

图2 学生干挂石材安装检测过程

2.2.2分散教学模式

工艺实训项目无法由一个学生独立完成，因此分组进行，各组学生一般控制6人以下。但是考虑到实训场地、试验器械组数等的限制，很难各组同时开展，故将实训项目教学时间分散到课外时间，如周末、晚上等。当然，这也无形中增加了指导老师和试验室老师的工作量，也是这种教学模式推广运用中需要考量的地方。

2.2.3紧密联系规范教学模式

考虑到土木工程技术发展迅速以及规范的条目细致繁多，《土木工程施工技术》教材与规范的结合并不是很紧密，尤其是对检测内容、检查方法、误差控制等，而且一些实践性强的构造措施、施工工艺在理论教学过程较难讲授清楚。但是，工艺实训过程，针对具体进行演示、讲解则更容易将这些内容讲解清楚。因此，在工艺实训过程，更应该侧重对于国家规范、行业标准、地方标准的运用讲解，引导学生能够尽早地熟悉规范，尤其是强制性条文，促进学生在将来工作时能够具备从事本专业工作的专业能力以及工作方法。

2.3 课程考核模式设计

2.3.1工艺实训中团队考核模式

分组形式的工艺实训过程，难免有些学生的参与度较差，存在蒙混过关的现象。为了促进学生之间团结互助，养成良好的团队精神，采用团队考核的模式。具体做法：在各组实训完成后对学生的操作情况进行检查评定，并随机抽查其中一个学生进行答辩和重复一些操作过程，并以该学生的答辩成绩作为整组的实训成绩。这样，学生在实训过程，就会有紧迫感，相互之间形成传帮带，从而达到每个学生都掌握相应知识点的效果。

2.3.2课程理论实训相结合的考核模式

在采取课堂理论讲授教学与工艺实训模块化教学后，纯粹的课程理论考试模式不能全面反映学生对知识的掌握情况，必须综合考虑工艺实训的成绩。考虑到工艺实训成绩可能存在偏差或者实训容易取得高分等因素，具体的考核模式为：课程理论考试和工艺实训考核各自均须达到及格水平，只要有一部分不及格，该门课程即为不及格；在两部分均及格的情况下，可以根据具体情况设置两部分的比例，如课程理论考试占70%，工艺实训项目占30%。

3 高大模板支撑模块化教学案例

高大模板支撑体系，由于稳定性差，施工中潜在的危险源多，现行规范对设计、施工方法、构造措施、检查标准等均做了详细的规定[4-6]。但是，大部分的《土木工程施工技术》教材中并没有相应的内容或者只是简单的提及，尤其是构造措施的做法更少涉及。

为此，在超高模板支撑模块化教学过程，在理论课堂教学部分，增加了相应内容的阐述，主要包括立杆的垂直度、扣件的拧紧扭力矩、立杆纵横距偏差、步距偏差、竖向剪刀撑和水平剪刀撑设置等。然而，在理论讲授教学过程，学生对构造措施的理解往往不够明确，如《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162-2008)[3]第6.2.4条的规定：当支架立柱的高度大于5m时，必须在立柱周圈外侧与中间有结构柱的部位，按照水平间隔6m～9m、竖向间隔2m～3m和建筑结构布置一个固结点。由下至上竖向连续剪刀撑，剪刀撑宽度宜在4m～6m左右，并在竖向剪刀撑的顶部、扫地杆位置处布置水平向剪刀撑。竖向剪刀撑杆件的底部应与地面顶紧，其夹角为45°～60°之间。若建筑物层高为8m～20m时，除必须满足上述规定之外，还应在纵横向相邻两个竖向连续剪刀撑之间另外增加之字斜撑。当建筑物的层高超过20m时，除在满足以上规定的基础上，尚应将所有的之字斜撑均改为连续剪刀撑。

在高大模板支撑模块化教学的工艺实训中，要求每6个学生一组，完成一个纵横8跨，高度6步的超高模板支撑体系搭设。考虑学生操作的安全性，在跨度和高度上按比例缩小，缩小后高度一般控制在3m以内。图3为学生搭设脚手架的过程。但是，由于模型缩小，可能出现在立杆、横杆不需要对接扣件的情况，为此明确要求学生根据比例在立杆、横杆上虚拟地表示出来对接扣件的位置。此外，重点考察学生对水平剪刀撑和垂直剪刀撑构造布置的认识，以体现对规范的理解程度。