新工科背景下土木工程施工组织课程教学改革探讨

罗勇 李咏梅 蒲成志

摘  要：文章通过分析高校土木工程施工组织课程特点和教学现状，以培养面向未来新工科创新型工程应用技术人才为目标对课程教学进行了改革探讨，提出了“线下+线上”结合教学模式、及时更新课程教材、增加BIM实训操作环节、加强校企合作、课程考核方式多元化的教学改革方案。研究结果有助于土木工程类专业教师更好地开展土木工程施工组织课程教学，进而使土木工程施工组织课程教学在培养面向未来新工科创新人才方面起到好的效果，为高校土木工程类专业开展新工科建设提供参考。

关键词：新工科;施工组织;BIM建模;校企合作;课程考核

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）35-0018-04

Abstract： By analyzing the characteristics and teaching status of Civil Engineering construction organization courses in colleges and universities， this paper discusses the reform of course teaching with the goal of cultivating innovative engineering application technical talents facing the future Emerging engineering education. The paper puts forward the teaching reform plan of "offline + online" combination teaching mode， timely updating curriculum teaching materials， increasing BIM training operation links， strengthening school-enterprise cooperation and diversified course assessment methods. The research results are helpful for civil engineering teachers to better carry out the teaching of civil engineering construction organization， so as to make the teaching of Civil Engineering construction organization play a good effect in cultivating emerging engineering education innovative talents for the future， and provide reference for the construction of emerging engineering education in Civil Engineering majors in colleges and universities.

Keywords： emerging engineering education; construction organization; BIM modeling; school enterprise cooperation; course assessment

基礎设施是保障国家经济和社会稳定健康发展的基础，在较大程度上基础设施建设水平代表着一个国家或地区的整体经济、社会发展质量及水平[1-2]。近年来，我国高等工程教育为国家基础设施建设培养了大批的工程技术人员，在保障国家经济和社会稳定健康发展方面做出了巨大的贡献[3]。2020年4月，国家发改委对新基建（即新型基础设施）进行了定义，同时在国家“十四五”规划中，新基建从国家战略层面进一步被确认[4-5]，而新工科创新型人才的培养是保证新基建顺利实施的基础。由此可见，加快适应和引领新一轮科技、产业变革的高质量、多层次的创新型土木工程新工科人才培养，已成为我国高等工程教育亟待解决的重大难题[6]。高校是进行新工科人才培养最重要的基地，而高校的课程教学是人才培养过程中不可缺少的关键环节[7]。土木工程属于传统工科专业，在新时期必须重视课程教学改革，以培养出适应新基建要求的创新型新工科人才。土木工程施工组织课程是本科土木工程类专业必修的一门重要课程，在高校新工科建设推动下开展课程教学改革研究刻不容缓。为此，本文总结了土木工程施工组织课程特点，并对目前课程教学现状进行了深入分析，进而对新工科建设背景下该课程教学改革从多方面进行分析和探讨，提出了“线下+线上”结合教学模式、及时更新课程教材、增加BIM实训操作环节、加强校企合作、课程考核方式多元化的教学改革方案。

一、土木工程施工组织课程特点及教学现状

（一）课程特点

土木工程施工组织课程主要研究土建类工程项目建设过程中统筹安排和系统管理的客观规律，以便制定出最合理的施工组织与管理[8]方案。该课程教学目的是让学生掌握土建工程类项目开展施工组织设计的基本原理、方法和步骤以及施工管理等，培养学生的工程创新意识和运用流水施工原理、网络计划技术和工程规范等解决土木工程中施工组织设计和管理相关问题的基本能力。本课程教学内容主要有施工组织概论、流水施工原理、网络计划技术、施工组织总设计、单位工程施工组织设计、建设工程项目管理规划概述六章内容，概念和计算多、图表复杂、理论面宽，且各章节间跨度较大，综合性较强。同时，在学习过程中需要学生具备较强的逻辑推理、组织协调、动手能力，并能将理论知识应用于工程实践，具有较强的实践性。

（二）课程教学现状

1. 教学方式落后

目前，在土木工程施工组织课程教学中，绝大部分高校主要还是采用传统课堂教学为主，进行大班上课。教师注重课程内容知识的讲解和传授，采用“满堂灌”的方式，学生则被动接受知识，教学方式单一，加之课程教学内容本身枯燥、抽象，教学内容直观性差，学生缺少必要的实训操作，使学生很难将课本理论知识与工程实际建立起联系。在教学过程中，虽然教师想通过提问、讨论等环节来调动学生的积极性和进行思考，但由于受课程教学任务重、教学课时少的影響，在教师和学生之间很难进行深入的互动，进而不利于学生发现问题、解决问题以及创新能力的培养，达不到课程深度学习的教学目标。因此，在这种教学方式下，学生将失去学习的乐趣，课堂反响不强烈;同样，教师也会逐渐失去教学热情，学生很难形成自主意识和发挥创新思维，最终导致课堂教学效果差。此外，课程的考核方式也较单一，大多以卷面闭卷笔试为主，教师根据课程知识点出试卷，而卷面考试主要侧重于考查学生对知识点的记忆能力，忽略了学生对课程知识点的理解以及将理论应用于实践的综合能力培养，这样培养出来的学生大都很难适应工程实践需要。

2. 教材过于陈旧

在传统课堂教学活动中，教师教学和学生学习大多是围绕课程教材来进行的。而土木工程施工组织课程教材内容的更新换代速度往往赶不上工程施工技术和施工工艺的发展，多数高校课堂采用的教材中部分内容相对陈旧，与目前工程现场实施工中所采用的工艺差距较大，尤其是近年工程建设引进和采用的新科技、新技术在教材中基本没有覆盖或覆盖很小，甚至教材中的一些技术在实际工程实践活动中已被取代和淘汰。然而，近年来我国基础设施建设得到了高速发展，在大跨度桥梁、地质条件复杂的大埋深隧道、大型水利水电工程、超高建筑、深地实验室和核废料深地处置等建设方面引进和发展了一大批新施工工艺、新技术、新材料、新施工管理理论和新方法。教材内容滞后于工程实际较长时间，使得学生从课程教材中很难接触到新工艺、新技术、新理论和新方法，甚至书中学到的施工方法或工艺早已被淘汰，这样不仅浪费了学生的学习时间和精力，最终还导致学生学到的知识与工程实践脱节，很难适应我国“十四五”规划新基建实践需要。

3. 教师工程经验不足

实践性强是土木工程施工组织课程最显著的特点，因而要讲授好这门课程需要教师具有较丰富的工程一线施工经验。然而，目前我国高校大部分教师从高校土木工程相关专业博士毕业后，便直接进入学校当教师，并没有参加相关工程建设一线的实践锻炼，缺乏工程现场经验，因而高校教师普遍存在强理论、弱实践的现象。工程实践经验不足的教师授课时，由于自身对工程现场具体施工过程了解不够详细，因而很难将课程内容讲解透彻和清楚，从而易造成课程讲授课与工程实际脱节。同时，教师课程内容讲不清，会增加学生对课程内容理解的难度，进而直接影响教学效果。

4. 实践教学流于形式

通常，为了实现较好的教学效果，增强学生对工程施工组织设计的感性认识、激发学生的学习热情和兴趣，会相应设置课程设计和生产实习实践教学环节。然而，在实践教学环节实际执行时，由于受生产实习实践学生安全、影响实际工程进度、实习时间短、学生学习态度好坏难以确定等影响，往往导致生产实习环节学生不能真正参与到实际工程实践中去，大多走马观花、流于形式，经过实习后，仍然对实际工程工艺流程、施工方法不了解，实践效果较差。此外，在进行课程设计时，许多学生积极性差，不愿意主动思考，动手能力差，且大家抱着等成绩优异的同学做好后拿来“借鉴”一下的心理，导致课程设计报告千篇一律，使得课程设计没有起到很好的作用。最终，课程实践教学流于形式，学生通过生产实习实践教学环节后仍然对工程实践没有较深刻的认识，而浮于课程知识表面。

二、土木工程施工组织课程教学改革思路

（一）“线下+线上”教学模式

随着科技的快速发展，高校的课程教学方法和教学模式在互联网、大数据、云平台等新技术的影响下正不断发生变革，而这些技术的发展和应用使开展多模式相结合教学成为了可能。因此，随着高校网络教学平台日益搭建和完善，使得“线下+线上”教学模式成为了高校课程教学的改革新方向。

1. 线上教学

教师利用教学网络平台，建设在线精品课程，标注出每章节的重点和难点，同时将线下教学PPT以及相应的辅助教学动画、视频、图片、练习题、工程实践案例上传至网络教学资源平台。在线下课堂每次开课学习之前，教师会将抽象、难懂，而且比较耗时的教学内容通过网络教学平台给学生下达预习任务，并要求学生预习完成后将难以理解的知识点在网络平台上进行及时反馈。因此，学生通过线上观看教学资料（PPT、动画、视频、图片、练习题、工程实践案例），可以提前在线上将自己预习时遇到的难题及时与老师进行沟通和交流，将一部分问题在线上解答，能节省教师在线下课堂讲解知识点的时间，进而可以保障线下教学有足够的时间进行师生互动。在线下课堂之后，学生还可以根据自己线下课堂学习情况，结合线上课堂内容进一步对知识点进行巩固和强化。

2. 线下教学

线下课堂多媒体教学最大的特点是图文并茂，将枯燥的教学内容生动、形象和直观地展现出来，通过图形、动画、文字等不同组合形式可以将抽象复杂的施工过程表现出来。教师可以结合教学内容，将相关的理论、计算公式、流水施工横道图、网络计划图、施工进度计划图等制作成多媒体课件，用的新颖、形象的画面将课程内容以动态的形式进行模拟演示。这样在课堂教学中，会使枯燥乏味的课本知识由抽象、静态变为具体化、动态化情景，吸引学生的眼球，让学生产生学习的兴趣，激发学生的自主学习和思考，使学生的学习过程变得轻松和愉悦。同时，对于教材中一些重要的理论公式进行讲解时，则需要发挥传统板书教学的优点，教师结合多媒体课件，在黑板上对理论公式逻辑推导过程进行板书推导，既能有效缓解学生长时间看多媒体课件产生的视觉疲劳，而且可以让学生深入理解公式的推导过程，同时板书相对多媒体教学进度较慢，从而有相对多的时间给学生理解和思考。充分发挥板书教学与多媒体教学各自的优势，根据具体课程教学内容将两者有机的相互穿插结合，以保证线下课堂高质量、高效率教学的实现。

采用“线上+线下”教学模式，教师开展教学活动和学生课程学习可以不再受时间和地点的限制，使学习过程更具有灵活性，因而给教师和学生创造更多的交流、讨论和互动时间，使教师的教学和学生的学习时间及精力得到更高效的利用，可以在一定程度上有效解决传统线下课堂教学课时紧张的难题，将课程教学效果实现最大化，保证课程教师教学和学生学习高效率、高质量。

（二）更新课程教材

教材是教师和学生开展教学活动的基础，没有能够反映土木工程施工组织当前新工艺、新技术、新理论和新方法的教材，就很难培养出适应面向未来、面向世界、面向新基建的土木工程新工科创新型技术人才。然而，目前高校土木工程施工組织课程教学使用的教材比较陈旧，对当前工程实践所采用的新技术、新理论、新方法覆盖率很低。采用新的和适宜新工科建设要求的教材，不仅有利于激发学生的学生兴趣、提升学习效率，而且可以培养出满足为我国“十四五”规划及新基建需求的新工科人才。因此，教师应多深入工程一线，多参加本专业建设论坛，实时了解现场土木工程施工技术的发展情况和未来发展趋势。有条件的学校可以给教师提供资金支持，教师基于经典教材，并结合当前工程施工组织中所采用的新工艺、新技术、新理论和新方法，进行新教材的编写，使课堂教材与工程实践结合并与时俱进。这样就可以保证在教学活动最基本环节上与工程实践保持同步，使学生毕业后能够更快更好的融入到工程项目建设中去。

（三）增加BIM实训操作环节

土木工程施工组织课程教学内容抽象、不够形象，手工绘制施工现场平面布置、流水施工横道图、网络进度计划图的难度，造成学生理解难度大，学生学习兴趣低、效果差。BIM建模软件能将土木工程项目设计和建造过程中的各项相关数据信息进行整合和快速建立相应的高准确度的项目信息化模型，可完成工程项目的设计、施工组织和施工管理等工作[9-10]。利用BIM软件可以实现施工进度的动态可视化模拟，直观地展示出工程项目的施工过程。因此，在课程教学中，可增加BIM建模软件实训操作环节。通过将学生以小组为单位，给每个同学赋予不同的角色，利用BIM软件结合真实工程案例完成项目建模、施工方案、施工现场平面布置与进度计划编制等工作，提高学生实际操作能力。打破传统教学学生被动学习的状态，激发学生学习兴趣，使学生在课堂上有身临施工现场参与工程项目全过程的体验，进而有助于学生对知识现场应用的理解和掌握工程项目施工组织的本质，提升学生综合实践能力。此外，由于BIM建模软件能够及时、准确、直观地将工程项目建设施工情况展现出来，更有益于工程管理技术人员了解项目实际进展情况、及时发现一些细节问题，进而可以在较大程度上实现项目的动态监督和管理，提高工作效率，因而BIM建模软件在工程实践中得到了广泛应用。因此增加BIM实训操作环节有助于学生学习和熟悉BIM建模软件，为将来工作做好专业技能储备。

（四）加强校企合作，建立实习基地

新工科人才培养的最终目的是为国家、为社会未来工程建设服务。而工程实践是检验和评价教学效果好坏及人才培养质量优劣最可靠、最直接的方法。要培养适应新工科建设的创新型人才，应注重学生用理论知识解决具体工程问题的能力培养。高校和企业在人才培养方面有各自的优势，而当前两者在人才培养上存在脱节严重的问题，没能很好的实现互利共赢。因此，通过积极开展校企合作协同育人，利用校企的优势互补、资源共享等有针对性的建设实习基地，建立企业工程技术人员兼任课堂教师制度，探索建立校企合作的教学与实践结合的协同育人模式。在课程教学中，邀请企业工程技术人员进入课堂介绍工程现场新工艺、新技术、新理论和新方法，并与学生进行讨论和交流。同时，利用建设的实习基地，给学生分配现场技术人员作为企业导师，进行顶岗实习，将课程实践教学环节落到实处。为了达到较好的实践教学效果，企业导师负责学生现场实习日记、报告和答辩，并对学生实习效果给出评价。此外，高校要做好毕业生就业后的跟踪调查，企业也要及时反馈高校毕业生工作情况，并向高校提出相关建议和要求，高校则需要根据反馈对课程教学进行相应调整和改革，最终实现校企协同育人目的。

（五）多元化课程考核方式

传统课程考核采用试卷考试的形式，学生的学习仅停留在记忆层面，主要考核学生对课程知识点的记忆能力，而忽略了学生实践动手能力、理论知识应用于实践的综合应用能力培养。适应新工科建设的课程考核方式应注重课程学习的全过程，注重综合应用知识的能力和创新能力的考查。因此，课程考核内容应综合考虑线上教学、线下教学、实训操作、现场实习、课程作业、期末考试相结合的方式。其中，（1）线上学习以学生预习记录、提问及回答问题为考核依据;（2）线下学习教学以学生课堂态度、回答问题以及到课情况为考核依据;（3）实训操作以小组BIM建模、施工方案、施工现场平面布置与网络进度计划编制完成质量为考核依据;（4）现场实习以学生实习态度、日记、报告和答辩为考核依据;（5）课程作业以作业整洁程度、题目作答正确率为考核依据;（6）课程考试以卷面分数进行评价。

三、结束语

在开展土木工程施工组织课程教学活动过程中，授课教师需同时具有较强的理论知识和丰富的工程实践经验，且还需要教师能够及时了解新工艺、新技术、新理论和新方法目前在工程实践中的具体应用情况，以便及时更新或选择好的教材，对课程教学内容中过时内容进行替换和对新内容进行补充，以保证课程教学与工程实践紧密结合不脱节。此外，利用网络教学平台，开展“线下+线上”结合教学模式，并借助BIM进行课程项目施工组织实训操作，加强校企合作协同育人模式，建立实习基地，落实实践教学环节，提出多元综合化课程考核方式，为土木工程施工组织课程的教学改革提供新思路。

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