新工科背景下土木工程施工組織課程教學改革探討

羅勇 李詠梅 蒲成志

摘? 要：文章通過分析高校土木工程施工組織課程特點和教學現狀，以培養面向未來新工科創新型工程應用技術人才為目標對課程教學進行了改革探討，提出了“線下+線上”結合教學模式、及時更新課程教材、增加BIM實訓操作環節、加強校企合作、課程考核方式多元化的教學改革方案。研究結果有助于土木工程類專業教師更好地開展土木工程施工組織課程教學，進而使土木工程施工組織課程教學在培養面向未來新工科創新人才方面起到好的效果，為高校土木工程類專業開展新工科建設提供參考。

關鍵詞：新工科;施工組織;BIM建模;校企合作;課程考核

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：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

基礎設施是保障國家經濟和社會穩定健康發展的基礎，在較大程度上基礎設施建設水平代表著一個國家或地區的整體經濟、社會發展質量及水平[1-2]。近年來，我國高等工程教育為國家基礎設施建設培養了大批的工程技術人員，在保障國家經濟和社會穩定健康發展方面做出了巨大的貢獻[3]。2020年4月，國家發改委對新基建（即新型基礎設施）進行了定義，同時在國家“十四五”規劃中，新基建從國家戰略層面進一步被確認[4-5]，而新工科創新型人才的培養是保證新基建順利實施的基礎。由此可見，加快適應和引領新一輪科技、產業變革的高質量、多層次的創新型土木工程新工科人才培養，已成為我國高等工程教育亟待解決的重大難題[6]。高校是進行新工科人才培養最重要的基地，而高校的課程教學是人才培養過程中不可缺少的關鍵環節[7]。土木工程屬于傳統工科專業，在新時期必須重視課程教學改革，以培養出適應新基建要求的創新型新工科人才。土木工程施工組織課程是本科土木工程類專業必修的一門重要課程，在高校新工科建設推動下開展課程教學改革研究刻不容緩。為此，本文總結了土木工程施工組織課程特點，并對目前課程教學現狀進行了深入分析，進而對新工科建設背景下該課程教學改革從多方面進行分析和探討，提出了“線下+線上”結合教學模式、及時更新課程教材、增加BIM實訓操作環節、加強校企合作、課程考核方式多元化的教學改革方案。

一、土木工程施工組織課程特點及教學現狀

（一）課程特點

土木工程施工組織課程主要研究土建類工程項目建設過程中統籌安排和系統管理的客觀規律，以便制定出最合理的施工組織與管理[8]方案。該課程教學目的是讓學生掌握土建工程類項目開展施工組織設計的基本原理、方法和步驟以及施工管理等，培養學生的工程創新意識和運用流水施工原理、網絡計劃技術和工程規范等解決土木工程中施工組織設計和管理相關問題的基本能力。本課程教學內容主要有施工組織概論、流水施工原理、網絡計劃技術、施工組織總設計、單位工程施工組織設計、建設工程項目管理規劃概述六章內容，概念和計算多、圖表復雜、理論面寬，且各章節間跨度較大，綜合性較強。同時，在學習過程中需要學生具備較強的邏輯推理、組織協調、動手能力，并能將理論知識應用于工程實踐，具有較強的實踐性。

（二）課程教學現狀

1. 教學方式落后

目前，在土木工程施工組織課程教學中，絕大部分高校主要還是采用傳統課堂教學為主，進行大班上課。教師注重課程內容知識的講解和傳授，采用“滿堂灌”的方式，學生則被動接受知識，教學方式單一，加之課程教學內容本身枯燥、抽象，教學內容直觀性差，學生缺少必要的實訓操作，使學生很難將課本理論知識與工程實際建立起聯系。在教學過程中，雖然教師想通過提問、討論等環節來調動學生的積極性和進行思考，但由于受課程教學任務重、教學課時少的影響，在教師和學生之間很難進行深入的互動，進而不利于學生發現問題、解決問題以及創新能力的培養，達不到課程深度學習的教學目標。因此，在這種教學方式下，學生將失去學習的樂趣，課堂反響不強烈;同樣，教師也會逐漸失去教學熱情，學生很難形成自主意識和發揮創新思維，最終導致課堂教學效果差。此外，課程的考核方式也較單一，大多以卷面閉卷筆試為主，教師根據課程知識點出試卷，而卷面考試主要側重于考查學生對知識點的記憶能力，忽略了學生對課程知識點的理解以及將理論應用于實踐的綜合能力培養，這樣培養出來的學生大都很難適應工程實踐需要。

2. 教材過于陳舊

在傳統課堂教學活動中，教師教學和學生學習大多是圍繞課程教材來進行的。而土木工程施工組織課程教材內容的更新換代速度往往趕不上工程施工技術和施工工藝的發展，多數高校課堂采用的教材中部分內容相對陳舊，與目前工程現場實施工中所采用的工藝差距較大，尤其是近年工程建設引進和采用的新科技、新技術在教材中基本沒有覆蓋或覆蓋很小，甚至教材中的一些技術在實際工程實踐活動中已被取代和淘汰。然而，近年來我國基礎設施建設得到了高速發展，在大跨度橋梁、地質條件復雜的大埋深隧道、大型水利水電工程、超高建筑、深地實驗室和核廢料深地處置等建設方面引進和發展了一大批新施工工藝、新技術、新材料、新施工管理理論和新方法。教材內容滯后于工程實際較長時間，使得學生從課程教材中很難接觸到新工藝、新技術、新理論和新方法，甚至書中學到的施工方法或工藝早已被淘汰，這樣不僅浪費了學生的學習時間和精力，最終還導致學生學到的知識與工程實踐脫節，很難適應我國“十四五”規劃新基建實踐需要。

3. 教師工程經驗不足

實踐性強是土木工程施工組織課程最顯著的特點，因而要講授好這門課程需要教師具有較豐富的工程一線施工經驗。然而，目前我國高校大部分教師從高校土木工程相關專業博士畢業后，便直接進入學校當教師，并沒有參加相關工程建設一線的實踐鍛煉，缺乏工程現場經驗，因而高校教師普遍存在強理論、弱實踐的現象。工程實踐經驗不足的教師授課時，由于自身對工程現場具體施工過程了解不夠詳細，因而很難將課程內容講解透徹和清楚，從而易造成課程講授課與工程實際脫節。同時，教師課程內容講不清，會增加學生對課程內容理解的難度，進而直接影響教學效果。

4. 實踐教學流于形式

通常，為了實現較好的教學效果，增強學生對工程施工組織設計的感性認識、激發學生的學習熱情和興趣，會相應設置課程設計和生產實習實踐教學環節。然而，在實踐教學環節實際執行時，由于受生產實習實踐學生安全、影響實際工程進度、實習時間短、學生學習態度好壞難以確定等影響，往往導致生產實習環節學生不能真正參與到實際工程實踐中去，大多走馬觀花、流于形式，經過實習后，仍然對實際工程工藝流程、施工方法不了解，實踐效果較差。此外，在進行課程設計時，許多學生積極性差，不愿意主動思考，動手能力差，且大家抱著等成績優異的同學做好后拿來“借鑒”一下的心理，導致課程設計報告千篇一律，使得課程設計沒有起到很好的作用。最終，課程實踐教學流于形式，學生通過生產實習實踐教學環節后仍然對工程實踐沒有較深刻的認識，而浮于課程知識表面。

二、土木工程施工組織課程教學改革思路

（一）“線下+線上”教學模式

隨著科技的快速發展，高校的課程教學方法和教學模式在互聯網、大數據、云平臺等新技術的影響下正不斷發生變革，而這些技術的發展和應用使開展多模式相結合教學成為了可能。因此，隨著高校網絡教學平臺日益搭建和完善，使得“線下+線上”教學模式成為了高校課程教學的改革新方向。

1. 線上教學

教師利用教學網絡平臺，建設在線精品課程，標注出每章節的重點和難點，同時將線下教學PPT以及相應的輔助教學動畫、視頻、圖片、練習題、工程實踐案例上傳至網絡教學資源平臺。在線下課堂每次開課學習之前，教師會將抽象、難懂，而且比較耗時的教學內容通過網絡教學平臺給學生下達預習任務，并要求學生預習完成后將難以理解的知識點在網絡平臺上進行及時反饋。因此，學生通過線上觀看教學資料（PPT、動畫、視頻、圖片、練習題、工程實踐案例），可以提前在線上將自己預習時遇到的難題及時與老師進行溝通和交流，將一部分問題在線上解答，能節省教師在線下課堂講解知識點的時間，進而可以保障線下教學有足夠的時間進行師生互動。在線下課堂之后，學生還可以根據自己線下課堂學習情況，結合線上課堂內容進一步對知識點進行鞏固和強化。

2. 線下教學

線下課堂多媒體教學最大的特點是圖文并茂，將枯燥的教學內容生動、形象和直觀地展現出來，通過圖形、動畫、文字等不同組合形式可以將抽象復雜的施工過程表現出來。教師可以結合教學內容，將相關的理論、計算公式、流水施工橫道圖、網絡計劃圖、施工進度計劃圖等制作成多媒體課件，用的新穎、形象的畫面將課程內容以動態的形式進行模擬演示。這樣在課堂教學中，會使枯燥乏味的課本知識由抽象、靜態變為具體化、動態化情景，吸引學生的眼球，讓學生產生學習的興趣，激發學生的自主學習和思考，使學生的學習過程變得輕松和愉悅。同時，對于教材中一些重要的理論公式進行講解時，則需要發揮傳統板書教學的優點，教師結合多媒體課件，在黑板上對理論公式邏輯推導過程進行板書推導，既能有效緩解學生長時間看多媒體課件產生的視覺疲勞，而且可以讓學生深入理解公式的推導過程，同時板書相對多媒體教學進度較慢，從而有相對多的時間給學生理解和思考。充分發揮板書教學與多媒體教學各自的優勢，根據具體課程教學內容將兩者有機的相互穿插結合，以保證線下課堂高質量、高效率教學的實現。

采用“線上+線下”教學模式，教師開展教學活動和學生課程學習可以不再受時間和地點的限制，使學習過程更具有靈活性，因而給教師和學生創造更多的交流、討論和互動時間，使教師的教學和學生的學習時間及精力得到更高效的利用，可以在一定程度上有效解決傳統線下課堂教學課時緊張的難題，將課程教學效果實現最大化，保證課程教師教學和學生學習高效率、高質量。

（二）更新課程教材

教材是教師和學生開展教學活動的基礎，沒有能夠反映土木工程施工組織當前新工藝、新技術、新理論和新方法的教材，就很難培養出適應面向未來、面向世界、面向新基建的土木工程新工科創新型技術人才。然而，目前高校土木工程施工組織課程教學使用的教材比較陳舊，對當前工程實踐所采用的新技術、新理論、新方法覆蓋率很低。采用新的和適宜新工科建設要求的教材，不僅有利于激發學生的學生興趣、提升學習效率，而且可以培養出滿足為我國“十四五”規劃及新基建需求的新工科人才。因此，教師應多深入工程一線，多參加本專業建設論壇，實時了解現場土木工程施工技術的發展情況和未來發展趨勢。有條件的學校可以給教師提供資金支持，教師基于經典教材，并結合當前工程施工組織中所采用的新工藝、新技術、新理論和新方法，進行新教材的編寫，使課堂教材與工程實踐結合并與時俱進。這樣就可以保證在教學活動最基本環節上與工程實踐保持同步，使學生畢業后能夠更快更好的融入到工程項目建設中去。

（三）增加BIM實訓操作環節

土木工程施工組織課程教學內容抽象、不夠形象，手工繪制施工現場平面布置、流水施工橫道圖、網絡進度計劃圖的難度，造成學生理解難度大，學生學習興趣低、效果差。BIM建模軟件能將土木工程項目設計和建造過程中的各項相關數據信息進行整合和快速建立相應的高準確度的項目信息化模型，可完成工程項目的設計、施工組織和施工管理等工作[9-10]。利用BIM軟件可以實現施工進度的動態可視化模擬，直觀地展示出工程項目的施工過程。因此，在課程教學中，可增加BIM建模軟件實訓操作環節。通過將學生以小組為單位，給每個同學賦予不同的角色，利用BIM軟件結合真實工程案例完成項目建模、施工方案、施工現場平面布置與進度計劃編制等工作，提高學生實際操作能力。打破傳統教學學生被動學習的狀態，激發學生學習興趣，使學生在課堂上有身臨施工現場參與工程項目全過程的體驗，進而有助于學生對知識現場應用的理解和掌握工程項目施工組織的本質，提升學生綜合實踐能力。此外，由于BIM建模軟件能夠及時、準確、直觀地將工程項目建設施工情況展現出來，更有益于工程管理技術人員了解項目實際進展情況、及時發現一些細節問題，進而可以在較大程度上實現項目的動態監督和管理，提高工作效率，因而BIM建模軟件在工程實踐中得到了廣泛應用。因此增加BIM實訓操作環節有助于學生學習和熟悉BIM建模軟件，為將來工作做好專業技能儲備。

（四）加強校企合作，建立實習基地

新工科人才培養的最終目的是為國家、為社會未來工程建設服務。而工程實踐是檢驗和評價教學效果好壞及人才培養質量優劣最可靠、最直接的方法。要培養適應新工科建設的創新型人才，應注重學生用理論知識解決具體工程問題的能力培養。高校和企業在人才培養方面有各自的優勢，而當前兩者在人才培養上存在脫節嚴重的問題，沒能很好的實現互利共贏。因此，通過積極開展校企合作協同育人，利用校企的優勢互補、資源共享等有針對性的建設實習基地，建立企業工程技術人員兼任課堂教師制度，探索建立校企合作的教學與實踐結合的協同育人模式。在課程教學中，邀請企業工程技術人員進入課堂介紹工程現場新工藝、新技術、新理論和新方法，并與學生進行討論和交流。同時，利用建設的實習基地，給學生分配現場技術人員作為企業導師，進行頂崗實習，將課程實踐教學環節落到實處。為了達到較好的實踐教學效果，企業導師負責學生現場實習日記、報告和答辯，并對學生實習效果給出評價。此外，高校要做好畢業生就業后的跟蹤調查，企業也要及時反饋高校畢業生工作情況，并向高校提出相關建議和要求，高校則需要根據反饋對課程教學進行相應調整和改革，最終實現校企協同育人目的。

（五）多元化課程考核方式

傳統課程考核采用試卷考試的形式，學生的學習僅停留在記憶層面，主要考核學生對課程知識點的記憶能力，而忽略了學生實踐動手能力、理論知識應用于實踐的綜合應用能力培養。適應新工科建設的課程考核方式應注重課程學習的全過程，注重綜合應用知識的能力和創新能力的考查。因此，課程考核內容應綜合考慮線上教學、線下教學、實訓操作、現場實習、課程作業、期末考試相結合的方式。其中，（1）線上學習以學生預習記錄、提問及回答問題為考核依據;（2）線下學習教學以學生課堂態度、回答問題以及到課情況為考核依據;（3）實訓操作以小組BIM建模、施工方案、施工現場平面布置與網絡進度計劃編制完成質量為考核依據;（4）現場實習以學生實習態度、日記、報告和答辯為考核依據;（5）課程作業以作業整潔程度、題目作答正確率為考核依據;（6）課程考試以卷面分數進行評價。

三、結束語

在開展土木工程施工組織課程教學活動過程中，授課教師需同時具有較強的理論知識和豐富的工程實踐經驗，且還需要教師能夠及時了解新工藝、新技術、新理論和新方法目前在工程實踐中的具體應用情況，以便及時更新或選擇好的教材，對課程教學內容中過時內容進行替換和對新內容進行補充，以保證課程教學與工程實踐緊密結合不脫節。此外，利用網絡教學平臺，開展“線下+線上”結合教學模式，并借助BIM進行課程項目施工組織實訓操作，加強校企合作協同育人模式，建立實習基地，落實實踐教學環節，提出多元綜合化課程考核方式，為土木工程施工組織課程的教學改革提供新思路。

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