基于工程一線的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊研究與實(shí)踐

李暾 黃柳云 陳榮明 鐘卿瑜 胡強(qiáng)

摘 要 以工程實(shí)踐為切入點(diǎn)，探索面向工程一線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的建設(shè)思路，設(shè)立以工程質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)作為特色開放性實(shí)驗(yàn)，建立實(shí)物的建筑工程施工工法展示中心，與工程單位聯(lián)合錄制實(shí)驗(yàn)操作視頻，建立實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，為高校土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 土木工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；工程一線；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）10-0121-03

Research and Practice of Experimental Teaching Module for Civil Engineering Specialty based on Engineering Front Line//LI Tun， HUANG Liuyun， CHEN Rongming， ZHONG Qingyu， HU Qiang

Abstract From the view of engineering practice， to explore the con-struction ideas of civil engineering experimental teaching module based on the front line of the project， to carry out engineering quality

testing as a special open test， to set up the Project Construction Exhi-

bition Center for real construction， to record experimental operation video combined with engineering units， to build experimental plat-

form network， to reform experimental teaching， can provide refe-rence for civil engineering experimental teaching in universities.

Key words civil engineering； experimental teaching； engineering front line；virtual simulation； lab； experiment network platform

1 引言

應(yīng)用型土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)面向工程一線的高水平專業(yè)技術(shù)人才。為了更好地培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程師，在強(qiáng)調(diào)專業(yè)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，也注重實(shí)踐教學(xué)能力的提高，用以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要組成部分，是對(duì)課堂知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)，也是連接知識(shí)與實(shí)踐、實(shí)踐與創(chuàng)新并使理論知識(shí)向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的重要橋梁[1-3]。因此，如何建設(shè)面向工程一線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，是亟待深入研究的重要問題。

2015年，廣西科技大學(xué)獲準(zhǔn)成立廣西自治區(qū)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，教學(xué)中心開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本遵照專業(yè)規(guī)范的要求，著力于基礎(chǔ)性、綜合設(shè)計(jì)性和科研性的實(shí)驗(yàn)，工程施工類實(shí)驗(yàn)較少涉及。

2015年，廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院獲準(zhǔn)成立廣西自治區(qū)級(jí)土木建筑工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。該中心以BIM技術(shù)為試點(diǎn)，開展建筑、結(jié)構(gòu)、施工與管理類的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)工作，側(cè)重于虛擬仿真施工，實(shí)物仿真模塊稍弱。

土木工程專業(yè)是工程應(yīng)用背景濃厚的專業(yè)，進(jìn)行基于工程一線的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的研究與實(shí)踐，側(cè)重實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)和工程性，與所獲成立的自治區(qū)級(jí)土木建筑工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合、互相補(bǔ)充，也可以成為側(cè)重于基礎(chǔ)性、綜合設(shè)計(jì)性和科研性的區(qū)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的有效補(bǔ)強(qiáng)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心結(jié)構(gòu)布局，對(duì)廣西高校同類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的示范意義。

2 基于工程一線的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊建設(shè)思路與效果

以土木工程質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)作為特色開放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程檢測(cè)操作能力和創(chuàng)新能力

1）特色開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)置（圖1）。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的設(shè)置意在通過實(shí)際工程培養(yǎng)學(xué)生的工程檢測(cè)能力。

在廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院區(qū)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的平臺(tái)基礎(chǔ)上增設(shè)項(xiàng)目，建造校內(nèi)模型檢測(cè)小基地。校內(nèi)外檢測(cè)基地主要依托“結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固”課程進(jìn)行拓展（見表1）。由于該課程僅有八個(gè)必修實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，無法深度掌握實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。考慮到校內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，檢測(cè)基地開展預(yù)約和定時(shí)兩種開放形式，讓學(xué)生自行選擇開放形式。課內(nèi)八學(xué)時(shí)的必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由實(shí)驗(yàn)室依據(jù)課表確定，采用定時(shí)開放形式；選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)際情況采取校內(nèi)預(yù)約開放，以上兩種形式的實(shí)驗(yàn)由學(xué)生選擇在約定的時(shí)間內(nèi)完成。此外，自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用預(yù)約校外檢測(cè)基地的開放形式，即學(xué)生通過校內(nèi)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師事先與校外檢測(cè)基地商定后，跟隨基地指導(dǎo)教師進(jìn)行實(shí)際工程的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)與工作。

2）開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)要求。本專業(yè)特色開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置情況：每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)生人數(shù)共八人，總學(xué)時(shí)數(shù)16學(xué)時(shí)，以擴(kuò)展學(xué)生的工程視野，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力。

由于開放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間、內(nèi)容及形式具有一定自主性，為避免出現(xiàn)沖突的情況，每個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須制訂相應(yīng)的管理方案，并以檢測(cè)上崗考試為標(biāo)準(zhǔn)，建立考核體系（詳見表2）。

土木工程專業(yè)特色開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將主體結(jié)構(gòu)和樁基檢測(cè)上崗證現(xiàn)場(chǎng)操作考核標(biāo)準(zhǔn)由工程界引入高校，將實(shí)戰(zhàn)引入教學(xué)，可以較好地將生產(chǎn)、教學(xué)結(jié)合在一起，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中熟悉和掌握工程質(zhì)量檢測(cè)方法及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

在校內(nèi)打造建筑工程工法展示中心 近幾年，在各工地的施工方會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)劃出工法展示區(qū)，或各樓盤開發(fā)商都會(huì)在銷售中心設(shè)置獨(dú)立的工法展示間，把房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)或構(gòu)件、主要部分的建筑構(gòu)造做法和施工工序工藝，以及項(xiàng)目的各種建材、管線、設(shè)備等進(jìn)行展示。工法展示是將產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行深度剖析，是房屋質(zhì)量最直觀的展現(xiàn)，讓業(yè)主親自驗(yàn)證項(xiàng)目的建筑品質(zhì)，對(duì)房屋的內(nèi)在和外在一目了然。

土木工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，很多施工類課程，教師在課堂講授過程中有時(shí)很難讓學(xué)生想象和理解施工工藝，所以需要更具體形象的方式進(jìn)行講授學(xué)習(xí)。圖片、視頻或虛擬仿真可以應(yīng)用于教學(xué)，但還是有一定的局限性，需要實(shí)物來互相補(bǔ)充。

《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》規(guī)定的生產(chǎn)實(shí)習(xí)只有四周，時(shí)間短暫，學(xué)生到工地?zé)o法全面跟進(jìn)施工。此外，學(xué)生所去的實(shí)習(xí)工地若施工不夠規(guī)范，很容易產(chǎn)生誤導(dǎo)。因此，本專業(yè)在校內(nèi)打造“建筑工程工法展示中心”，展示內(nèi)容見表3。校內(nèi)工法展示中心的好處在于通過1：1比例實(shí)物全面、正確地展示主要構(gòu)件的施工工法，讓學(xué)生在課堂教學(xué)之余，不去工地也能直觀、全面、正確地學(xué)習(xí)施工工法。

地方院校應(yīng)用型土木工程本科學(xué)生就業(yè)方向大部分是施工一線單位，校內(nèi)“建筑工程工法展示中心”的建立，可以讓學(xué)生不走出校門即可與實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系，將書本上的知識(shí)實(shí)體化，讓學(xué)生更直觀地接受知識(shí)，更深刻地理解、運(yùn)用知識(shí)。

與工程單位聯(lián)合錄制實(shí)驗(yàn)操作視頻，建立實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐融會(huì)貫通 利用本學(xué)院區(qū)級(jí)土木建筑工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開辟專題共享資源，學(xué)生登錄可直接下載相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，查看相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)程，瀏覽相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)錄像，預(yù)約實(shí)驗(yàn)開放時(shí)間。錄制的實(shí)驗(yàn)課程包括土力學(xué)實(shí)驗(yàn)、路基路面實(shí)驗(yàn)、測(cè)量實(shí)驗(yàn)、建材實(shí)驗(yàn)、橋梁檢測(cè)與加固實(shí)驗(yàn)等。

以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心，優(yōu)化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 傳統(tǒng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)基本是在實(shí)驗(yàn)室按部就班進(jìn)行，而優(yōu)化的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是結(jié)合傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，以工程項(xiàng)目問題為背景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力[4]。

如在“路基路面工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中的“土的壓實(shí)度測(cè)定”驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，引入柳州市在建道路施工項(xiàng)目，學(xué)生在做本實(shí)驗(yàn)前，先自行觀看壓實(shí)度測(cè)定教學(xué)視頻，指導(dǎo)教師提前聯(lián)系工程項(xiàng)目部，確認(rèn)檢測(cè)日期后向?qū)W生布置任務(wù)。到了檢測(cè)日期，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師便組織學(xué)生攜帶實(shí)驗(yàn)儀器到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，由學(xué)生自主完成壓實(shí)度測(cè)定，最后將檢測(cè)數(shù)據(jù)返回給項(xiàng)目單位。如此一來，學(xué)生可通過實(shí)際項(xiàng)目的參與，深度領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)?zāi)康模煜がF(xiàn)場(chǎng)操作步驟，提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)工程意識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

工程應(yīng)用背景濃厚、實(shí)踐性強(qiáng)是土木工程專業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)行基于工程一線的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的研究與實(shí)踐，以建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)作為特色開放性實(shí)驗(yàn)，建立實(shí)物的建筑工程施工工法展示中心，與工程單位聯(lián)合錄制實(shí)驗(yàn)操作視頻，建立實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，直面工程實(shí)際，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)從工程走入課堂、從課堂走入工程，促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提升。

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