面向具有國際視野卓越工程師培養的工程施工類課程教學改革

潘盛山　潘寶峰

摘要：配合我國“一帶一路”建設的推進，如何培養具有國際視野的卓越工程師成為高校面臨的重要課題。針對《橋梁工程施工》課程教學中目前存在的問題，本文從教學內容的制定、教學組織、授課方式、教師的工程能力培養、國際化教學及課程考核等方面介紹了該門課程的教學改革，取得了較好的教學效果，為土木工程專業課的教學改革提供參考。

關鍵詞：施工課；橋梁；國際化；卓越工程師

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）29-0099-03

改革開放以來，我國的土木工程發展取得了舉世矚目的成就，眾多世界級工程拔地而起，中國企業在海外承建了大量的工程項目，正一步一步的走向世界，配合我國“一帶一路”建設的推進，土木工程與國際接軌是不可避免的趨勢，因此如何培養具有國際視野的卓越工程師，為國家戰略需求儲備高端人才，是高校面臨的重要課題。土木工程施工是課程體系中最重要的課程之一，具有很強的工程性、技術性和實踐性。因此，土木工程施工課程具有獨特的教學難度。本文將以《橋梁工程施工》課程的教學改革為例，為高校培養具有國際視野的卓越工程師提供一些有益的經驗和參考。當前《橋梁工程施工》課程教學中主要存在的問題有：（1）教材建設跟不上當今橋梁施工技術的發展；（2）課時有限，課堂教學內容無法完全覆蓋所有施工內容；（3）有些任課教師沒有橋梁設計及施工的相關經驗，不了解國內外橋梁施工技術的進展，照本宣科，講課沒有重點，不生動、不直觀；（4）由于教材建設的落后及教師不熟悉橋梁施工的進展，授課內容不符合目前用人單位的需求，不利于學生就業后的進一步發展；（5）有些任課教師的國際化視野不夠，無法結合國外工程進行授課。

關于橋梁施工課程的教學改革研究，朱勁松[1]研究了以培養和提高學生實踐能力和創新能力為主要目標的教學模式，并基于此提出了對應的課程教學目標和要求、教學內容調整、教學環節設計及考核環節設計等。張輝[2]等基于高職學生提出了以應用為目的的教學改革，爭取學生與用人單位的“零磨合期”就業。王超[3]提出了增加工程現場教學及分散現場實習的方法來提高學生解決實際工程的能力，然而落實在實際教學中，課程組織、經費、是否有適合學生學習的工地等條件制約了這種教學改革的可操作性。吳金榮[4]提出換位教學法，讓學生以教師身份進行講課，但是學生缺少工程經驗，僅靠教科書內容在有限的課時里給師生們講課，也是不具有現實意義的。此外，不少教師研究了案例教學法、三段式和四段式教學法等[5-6]，獲得了一些有益的教學經驗。然而，面向具有國際視野卓越工程師培養的教學改革研究相關研究很少，本文將從以下幾方面進行教學改革研究。

一、教學內容

為了解決現有《橋梁工程施工》教材跟不上施工技術發展的問題，在教學內容的制定上，筆者通過大量的調研和討論，咨詢對象包括校內外工程領域頗有建樹的專家、教授以及設計院和施工單位的高級工程師，確定了基于滿足用人單位需求的關鍵學習內容。筆者承擔的《橋梁施工》課程僅為32學時，教學內容涵蓋了施工技術、施工組織設計及施工管理三部分。課程首先是介紹國內外橋梁施工的最新進展，主要介紹國內外具有標志性施工技術進步的工程項目，然后分別講授施工技術、施工組織設計及施工管理的內容。橋梁施工技術部分又分為施工設備介紹、橋梁上部結構施工與下部結構施工三大部分。施工技術部分的教學內容主要以現行的《公路橋涵施工技術規范》為基礎展開，結合專業基礎知識及教師的工程經驗進行解釋，力圖使學生熟悉、理解并能應用“規范”來指導施工，對于關鍵的條文解釋清楚其規定的緣由。通過規范的學習，學生參加工作后會更加迅速地投入實際工程項目中，滿足施工單位的用人需求，也為學生今后的發展奠定較好的基礎。在具體的施工技術教學內容上，橋梁上部結構包含鋼筋混凝土及預應力混凝土橋和鋼橋的施工，根據“規范”的編制內容切割為不同的專題進行教學，如支架施工法、預制安裝法、逐孔施工法、懸臂施工法、頂推施工法及轉體施工法等，并介紹這些施工法如何應用到各種橋型中。下部結構施工分為墩、塔、臺的施工專題和橋梁基礎施工專題，基礎施工中重點講授施工單位最常用到的鉆孔灌注樁、沉入樁、人工挖孔樁、剛性基礎及沉井和沉箱基礎等。以上教學內容均以專題出現，每個專題中均采用案例分析法，結合專業基礎課知識，培養學生解決實際工程的能力。如在講授支架施工時，通過展示支架施工中支架失穩造成的事故圖片，引導學生深刻理解力學中的失穩問題，使學生能應用基礎力學知識來分析問題和解決工程問題，令學生體會到基礎力學是解決實際問題的根本，提高他們的學習興趣，明確學習目標。

二、教學組織

為了取得良好的教學效果，教學組織采用“學生自學+教師課堂教學”的方式進行授課。對于通過教科書即可掌握的基本知識，如施工組織設計及施工管理中的基礎性知識，還有“規范”中的一般性條文，安排學生課外自學。在自學完基礎性知識后，教師再在課堂上進行重點問題的解釋、討論及案例分析，結合工程實際問題來進行知識拓展。這種組織方式有利于教師利用有限的課時來完成高效的課堂教學任務，取得較好的教學效果。此外，創建網上社交平臺提供教學資源和師生互動，是在課外主動延長學習時間的有效途徑。教師通過微信群與QQ群等網上社交平臺，也可通過學校門戶網站的網上課堂，將一些和教學內容息息相關的施工圖片、視頻及本專業最新進展等教學材料提前或同步上傳，讓學生通過網上平臺自行學習。特別是一些時間比較長的施工視頻，學生通過網上平臺在課余時間觀看，能直觀了解施工，又節省課堂教學時間。基于這些平臺，將國內外的先進施工技術實時介紹，學生在課堂之外即可了解國內外橋梁施工的發展動態，如在本年度的教學活動中恰逢港珠澳大橋的施工，筆者將相關施工視頻及新聞上傳至網上平臺，學生在了解最新施工技術發展的同時，作為未來的從業者也體會了工程師工作的驕傲和自豪，對學生的學習興趣提高起到很好的促進作用。在課程結束后，對本專業感興趣的學生仍可通過網上平臺來跟蹤相關的知識和發展，起到終身學習的效果。學生在學習這些材料的同時，可在網上平臺提問和討論，學生之間、學生和教師之間進行互動，教師實時在線答疑，從而提高了學習效率。

三、課堂教學的授課方式

教師課堂教學水平高低是教學質量的保證。采用豐富的授課方式，不僅提高學生主動學習的興趣，又能拓寬學生的知識面，增加工程經驗，提高施工技能及綜合解決工程問題的能力。首先，授課以多媒體課件展示為主，實物展示為輔。對于復雜的施工工藝，通過圖片和視頻立體化展示，幫助學生理解。而對于一些小的零部件，比如鋼絞線及其錨具的夾片、擠壓錨、高強鋼絲及鐓頭錨等等，均可通過實物展示，讓學生近距離接觸。此外，聘任兼職教師來給學生上課為另外一種行之有效的教學方式，兼職教師的工程經驗可以豐富學生的知識，還可以提高學生的學習興趣。教師的工程經驗，是課堂教學水平高低的保證。為了豐富課堂教學，筆者采用主講教師和兼任教師共同為學生授課的課堂教學方式。兼職教師為外聘的國外專家、教授及國內橋梁施工企業具有豐富施工技術及管理經驗的高級工程師。如何穩定、連續地聘任到高水平的兼職教師是個關鍵的問題。筆者所工作的學校鼓勵和支持有資格的外聘教師為本科生授課，并為此制定了一系列的政策。比如筆者通過申請學校的“海外學者”項目，獲批后可聘請外國教授來我校進行每年一次的短期教學，一聘三年，保證了外聘教師授課的穩定性和連續性。對于國內施工企業的高級工程師，科任教師可以通過個人或單位與施工企業的工作聯系來聘請，并通過學校的審查，每次聘期可達五年。根據教學大綱及教學內容聘請到高水平兼職教師后，科任教師和兼職教師共同確定教學內容細節，避免重復講授，各人根據所長來對學生進行授課。如在講授國外橋梁施工進展時，筆者邀請加拿大的教授來給學生直接用英語授課，講授北美一些重要橋梁工程的施工現狀及發展；在講授基礎施工中常用的鉆孔灌注樁施工時，筆者邀請了施工企業的總工程師來講授施工中常見的問題、難點、施工事故及對策；在講授施工組織設計時，邀請施工企業的經理根據實際案例來給學生講授，將實際工程的施工組織設計內容如大連星海灣跨海大橋直接展示，從投標階段、中標后各個階段對施工組織設計的深度、重點及應該注意的問題等等，多角度多方面給學生講解，講課內容很接“地氣”（與施工單位實際工作內容一致），又能生動地調動課堂氣氛。除了課堂教學內容之外，學生還可在出國留學問題、就業形勢、施工企業的工作狀況、企業文化、人文氛圍等內容和兼職教師互動，取得非常好的教學效果。通過近幾年課程結束后的不記名調查，學生對這種授課方式非常歡迎。

四、教師的工程能力培養

主講教師的工程能力，是土木工程施工課程教學的根本。提高主講教師的工程能力，進行講師和工程師結合的“雙師型”教師隊伍培養至關重要。為了開拓青年教師科研視野、提升青年教師教學科研水平、加強學校與企業的聯系，筆者所工作的學校加強工科專業青年教師工程實踐培訓，晉升副教授或教授專業技術職務時原則上應具有在大中型企業累計6個月以上的全職工作經歷，其中每次不少于2個月。這個政策對提高教師對工程實踐的重視起到重要的作用。然而，作為施工類課程的主講教授，僅靠這些時間的工作經歷是遠遠不夠的。主講教師應主動創造條件參與國內外重大工程的設計、施工監控、科研及咨詢項目工作，再結合自己的經驗和體會，實時把握行業信息，將自己的工程經驗及科研成果介紹給學生，在更新知識的同時，講課也會更加生動。對于沒有條件參與實際工程鍛煉的教師，應積極到別的高校觀摩學習，和有經驗的教師多多溝通，吃透課程內容，爭取各種機會多到工地調研學習，增加工程經驗，提高自身水平，從而提高教學水平。

五、國際化教學

在培養學生國際視野方面的教學，最關鍵的因素仍是教師。有條件的情況下，鼓勵任課教師到國外訪學或進修，提高教師的國際視野。筆者在美國伊利諾伊大學香檳校區（UIUC）（該校土木工程本科教學多年排名全美數一數二）訪學期間，從頭到尾觀摩了該校土木工程施工的教學過程，學習了一些有用的教學手段如專題式教學、分組式答疑等。專題式教學將授課內容切割成若干專題如測量技術專題、BIM技術專題等，在部分專題邀請該領域的兼職專家來給學生授課。分組式答疑是將學生分為每三、四人一組，定期在規定時間內師生見面，討論問題。這些教學方法為筆者的教學改革起到一些啟發和借鑒作用。此外，教師應熟悉國內外相關專業的施工技術與管理的發展現狀，特別對于土木工程方面技術先進的國家，應更加重點了解其行業動態。除了介紹國外重點工程及行業信息外，多媒體課件宜采用雙語，關鍵的專業名詞、施工方法宜用中英文表示。有條件的學校，可以聘請外國教授來給本科生上課，分享教學資源。筆者聘請了加拿大教授來給本科生講授北美橋梁施工進展，課件采用中英文模式，教授采用英語教學，學生能親身體驗外國教授的授課，大幅提高學生的學習興趣，并為部分學生將來出國留學起到積極的引導作用。

六、課程考核方式

土木工程施工課程的考核目標是考察學生解決工程實際問題的能力高低，不應以期末考試作為成績評定的唯一標準，而應采用平時作業分數和期末考試分數的組合來綜合評定。為了督促學生自學，檢查學生自學內容成果，如施工組織設計中的網絡計劃圖繪制，筆者就采用作業的形式進行考核，每位學生的題目各不相同，通過作業評分的壓力，學生會更加認真地完成必須掌握的內容。另外，一些案例分析題目的作業，需要學生課后投入一定的時間搜集資料才能完成，能考察學生解決問題能力的水平，也可作為綜合成績評定的一部分。

參考文獻：

[1]朱勁松.面向卓越工程師培養的橋梁施工課程教學改革與實踐[J].高等建筑教育，2012，（3）.

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[6]陳燕，何西平，孫強.土木工程施工課程“三段式”教學的思考[J].高等建筑教育，2009，（2）.