《土木施工技术》课程实践教学改革与创新研究

张卓如，李晓冬，王志强

（青岛理工大学 管理工程学院，山东 青岛 266520）

《土木施工技术》是工程管理及相关专业本科生必修的专业核心课程，课程目标是培养学生掌握基本的施工技术和工艺原理，在工程实践中独立分析和解决相关施工技术问题的基本能力，成为具有扎实理论基础和一定工程实践水平的应用型人才。本课程与工程实践联系密切相关，传统的教学方法对于学生理解课程内容存在困难，不利于激发学生的学习兴趣和积极性。随着我国高校教育改革的发展，通识教育学时增加，专业教育学时有所压缩[1]。如何在有限的学时内，通过多种教学模式和手段，使学生尽可能多地掌握知识，提高分析和解决问题的能力，是课程教学面临的共同问题。本文依托《土木施工技术》课程实践改革，探讨该课程的背景与现状，并从完善实践教学体系、创新课程教学设计、改革课内实验模式和重视教师自身提升等四个方面进行了探索，以期通过提升教学效果为同类课程的教学改革提供参考。

1 《土木施工技术》课程实践改革背景

1.1 BIM技术的政策支持

随着近20年来BIM技术在中国的快速发展，住房和城乡建设部及各地区推出了一系列BIM技术政策，国家和行业BIM技术规范和标准相继出台，促进了BIM技术在工程项目和企业中的推广和普及。

随着“数字中国”概念的提出，建筑行业越来越重视数字化升级和智慧建造，2020年住房和城乡建设部印发的《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2020年工作要点》的通知明确指出“要大力推动绿色建造发展，推动BIM技术在工程建设全过程的集成应用，提升建筑业信息化水平。”[2]由此可看出BIM技术在当前建筑业的发展中发挥着极其重要的作用，高校也需要顺应时代需求培养人才。

1.2 《土木施工技术》的课程特点

《土木施工技术》是工程管理专业的一门必修核心课，具有覆盖面广、知识实用性强、与实践联系密切的特点。内容覆盖房屋建筑学、结构力学、建筑材料、工程制图、工程造价等多门专业课程的专业知识。知识内容从工程建造出发，介绍国家和行业标准规范，并说明施工过程中涉及的各种主要工种的施工工艺、施工顺序和施工方法[3]。目前高校中课程的教学内容更多地关注原理，而较少关注与实际工程密切相关的模板与脚手架内容，导致学生对这部分理论知识掌握不足，对实际工程操作缺乏了解。

1.3 OBE理念对实验教学改革的影响

随着OBE理念的深化，现有 《土木施工技术》课程的教学改革迫在眉睫，要采用成果为导向的培养理念，通过对《土木施工技术》课程的课程内容和实验教学方法的改革，将技术和工程成果转化为教学成果，根据社会市场需求培养和输送应用型人才，以适应行业发展的需要。

1.4 BIM实验教学课程体系

目前，国家大力发展智慧建造产业，工程项目数字化应用得到迅速推广和落地。高校目前开设的大多数与BIM相关的课程主要集中在计量与计价、施工场地布置以及项目管理等方向的软件，并未将模板脚手架软件整合至课程中。此外，我院的实践教学体系采用了贯通式项目制的实践教学方式，因此有必要将模板脚手架软件教学与《土木施工技术》课程结合，融合在教学体系中形成协同效应[4]。

1.5 行业推动人才培养转变

随着建筑业向数字化转型，从业人员的综合素质也需要提高。因此高校工程类专业课程需要改革原有的课程设置和培养计划，通过进行实践课程教学改革，以适应市场变化的就业需求，培养符合市场需求的高层次应用型人才。高校作为我国现代化建设事业的人才培养基地，也应顺应时代潮流，学习新技术，结合专业特点和实际情况与条件对课程进行调整和完善。高校应切实利用已有实践教学资源，积极与市场需求对接，培养符合未来发展、创新务实的高素质人才。

2 《土木施工技术》课程现状

2.1 课程教材资源不够丰富

近年来，建筑业发展迅速，建筑业的四新技术（新工艺、新技术、新材料和新设备）也极大地推动了社会进步，“四新”技术不但提高了施工企业的科技含量，而且通过高科技手段保证了项目的安全、质量和工期，同时增强了企业的竞争力和发展潜力[5]。在业界快速发展和国家规范、规程、法规不断更新的背景下，尽管近年来出版的施工技术教材的内容已经有所调整，仍然落后于施工工艺的发展和应用速度。而高校《土木施工技术》课程往往仅注重教材中“过时”的知识，不能跟上技术发展的前沿，不能满足市场对高技术人才的需求。

传统的纸质教材不能满足教学的所有需要，在目前基于教材的被动听课学习模式下，枯燥单调的理论知识难以激发学生的兴趣和学习动力。因此，对课程开展全方位赋能、多维度开发，向立体化教育资源建设方向发展是必然。

2.2 人才培养体系与市场需求脱轨

随着《中国制造2025》核心战略计划的提出，我国大力推进传统建筑行业向现代工业化方向转型升级，在卓越工程师培养计划的基础与新工科建设的推动下，应用型人才培养应以服务国家战略、满足产业需求、追求可持续发展为目标。

第四次产业革命给工程管理专业人才的市场需求带来了重大变化，在人工智能技术的冲击下，对工程管理专业人才的专业能力和素质提出了更高的要求。仅仅按照传统的人才培养方案进行工程管理专业人才培养，在本科学习后很难实现与工程界的无缝对接，现有的人才培养目标与新产业市场需求严重脱节。学校必须通过一系列的调研、结合市场需求，改变人才培养方式。

2.3 教师实践经验不足

当前新工科应培养出具有较强实践能力的复合型应用人才，因此同时拥有教学经验和企业实践的教师很重要。现有的专业课教师虽然有丰富的执教经验和深厚的理论知识，但缺乏相关企业的工作经验，缺乏工程实践技能，在教学过程中不能有效地把理论与实际联系起来，导致学生实践水平的提高有限。

2.4 课程实践性要求高

《土木施工技术》课程实践性和应用型较强，学生要掌握施工技术知识和技能，但由于行业的特殊性，建筑工人、机械、场地情况复杂，不确定性因素、安全问题都存在较大挑战，在课程教学中应组织相关的实践和实验[6]。目前，课程理论教学以教师讲授专业基础理论知识与技能为主，教学过程中缺乏实践环境，使学生无法更深入地掌握与工艺过程相关的实践技能。

许多应用型高校工程管理类专业的施工技术教学实践缺乏相关实验教学项目 （实验资源）的建设，并且由于经费、课时压缩等多种条件制约，教学实践缺少配套的软件及虚拟仿真实践平台，影响实践教学质量，给教学实践的具体操作带来一定挑战。

3 《土木施工技术》课程实践改革

3.1 课程实践改革设计

本文围绕教学改革目标针对上述问题进行研究与实践，拟从完善实践教学体系、创新课程教学设计、改革课内实验模式和重视教师自身提升等四个方面进行系统化的教学研究与改革。

3.2 课程实践改革措施

3.2.1 完善实践教学体系

土木施工技术课程既要掌握扎实的理论知识，又要与工程实践相结合，从而加深对理论知识的理解与巩固，使学生熟悉复杂的施工工艺，了解施工规范和法规，拓宽知识结构，提高解决实际工程问题的能力[7]。因此既要注重理论学习，又要加强实践环节的教学。

我院工程管理专业《土木施工技术》课程开设在大三第一学期，2.5个学分，40个课时。基于OBE理论，针对应用型人才的培养，在19级人才培养方案中，安排了32个理论教学课时，增加了8个实验教学课时，让学生能够更细致全面地掌握施工技术有关知识，为实际工程应用奠定扎实的理论基础与实践经验。

广联达公司软件已经在工程实际中得到广泛应用，为了和市场接轨，帮助学生将手算和软件计算结合同步学习，对照现有《土木施工技术》的课程大纲，结合实验室现有条件，购置了广联达BIM模板脚手架设计软件GMJ，增加两个综合性课内实验，进一步完善了实践教学体系，优化了实验课程教学内容[8]。土木施工技术课内实验由模板与脚手架两个实验组成，要求学生不仅了解所学知识原理和理论，在有限的实验课堂上，使学生掌握模板设置与承载力计算和外脚手架排布的知识，还能明白模板脚手架软件在实际工程中的应用。培养学生在校期间掌握实际工作所需的技能，毕业后可直接从事相关工作，从而缩短适应期，降低培训成本，满足社会需求，使学生尽快就业。

3.2.2 创新课程教学设计

模板脚手架的知识内容理论概念较多，只通过书本讲授原理，学生理解困难。在实验教学中通过广联达模板脚手架软件GMJ，向学生展示模板脚手架的结构，安排学生观看模板脚手架视频，加深学生对模板脚手架工程结构和对应知识点的理解，加强课本知识与实际应用的联系。

根据上述需求，本课程主要采用项目式案例教学方法，让学生和教师在实际工程案例的背景下共同开展深入全面的教学活动。项目式案例教学法以学生为中心，让学生成为项目活动的主体，而且在提高学生的学习兴趣和增强团队合作能力方面起着独特的作用[9]。

理论知识是学生未来工作的基础，在实验教学中，教师首先对原理进行系统性的讲授，使学生从根本上理解知识点。然后教师将实验任务分配各每个学生，引导学生将任务具体化，并鼓励学生积极讨论。教师在指导过程中，既有针对性的解答了学生的难点问题，又能调动学生的学习主动性，增强他们的参与感和成就感。例如在模板实验中，涉及柱梁板等构件排布的模板承载力计算，以往是教师在黑板上使用公式进行计算教学，现在要求学生在实验中自己根据标准与规范选择合适的材料在软件中进行工程搭建，随之出现的如何确定合适的材质参数等问题，教师引导学生通过阅读教材、查阅相关规范数据等方式确定参数，然后在软件中导入案例工程模型，设置参数、绘制模板并导出排布模板的承载力计算书。通过项目式案例学习，可以提升教学质量，激发学生对专业知识学习的积极性，使学生在机械模仿简单操作的基础上，能操作更复杂的工作任务，提高学生在实践中的操作能力。

3.2.3 改革课内实验模式

随着互联网的快速发展，混合式教学已经发展成为一种有效的教学手段，它结合了线上教学与传统教学的优势，有效提高了学生的学习深度。在土木施工技术实验课中，混合式教学模式依托于“建筑云课”上的开放课程。按照项目驱动教学法的理念，课程内容主要基于具体的建设项目案例，旨在巩固学生的基础知识，提高学生在项目工作中的实践能力，促进教学任务的完成和课程目标的实现。

在实验课开始前由教师通过 “建筑云课”推送课程视频等自学材料，并进行预习监测及课前答疑，这不仅节省了课堂教学时间，而且让课堂教学能更精准地把握课程的重点和难点内容，提高教学效果。在接下来的课堂教学中，通过学生的操作和教师的答疑解惑，使知识进一步被内化和巩固，提高了学生在课堂上的参与度和习得感。在引导学生学习兴趣的过程中，创新了教学形式，选用了线上课程的数字资源，打破了教学的时空、内容及渠道的限制，使学生能够在获取课程资源的同时进行碎片化、可重复的学习。

通过综合运用上述多种教学手段，形成学生为中心的课堂，发挥学生的主体作用和教师的主导作用，有利于提升教学质量，引导和激发学生的学习积极性并取得较好的教学效果。给予学生实践教学的机会，充分利用课堂上学到的理论知识，在解决问题的过程中学生提出了新的问题，课堂由原来的教师讲授变成了学生讨论，无形中培养了学生追求卓越的工匠精神。

3.2.4 重视教师自身提升

传统的教学内容只围绕书本原理，可能会让学生产生厌烦心理。随着行业与技术的不断发展，仅局限于教科书的知识远远无法满足用人单位的需求，要改变以书本为中心的传统教学模式，在引导学生产生学习兴趣的过程，不断丰富和改进教学方法和教学手段。

为培养新时代应用型专业人才，教学内容要时刻与工程实际相接轨，不断更新授课资料，激发学生对本课程的学习兴趣。由于每年都有大量新项目开建，新技术、新工艺、新材料不断被投入工程建设中，施工规范、法规内容也在不断更新和变化，基于OBE理论，教师需要不断补充和完善实践经验，及时更新课程内容，以弥补教材内容的滞后，从而更好地开展教学工作。

在教学引导过程中要理论与实践并重，授课与讲解不能脱离实际应用。教师可以通过行业协会组织的培训、学术交流和网络等资源，来提高自己的工程实践能力。对于教材上的知识要有自己的创新，积极引导学生自主学习，关注学生的问题，使书本知识生动起来，从而创造高效课堂。

另外，学校也要通过对外合作交流学习，为教师搭建学习建筑工程经验和了解国内外施工技术发展情况的平台。以实现资源共享，更好地服务于教学。并且要加强课程教学团队建设，建立有效的团队合作机制，有利于提高课程教学质量。

4 结语

本文从《土木施工技术》课程的背景及现状出发，从完善实践教学体系、创新课程教学设计、改革课内实验模式和重视教师自身提升四个方面进行实践教学改革，以期更好地提升学生的实践应用能力。随着科学技术的飞速发展和应用，只有持续推进教育教学改革，才能满足市场对人才的需求，培养出专业技能强、综合素质高的复合型工程人才。