“新工科”背景下施工類課程教學改革與實踐
——以《水工程施工》為例

李冉，劉文文，李尋，李朝明，李澤兵

（東華理工大學 水資源與環境工程學院，江西南昌 330000）

2017年以來，教育部積極推進“新工科”建設，以主動應對新一輪科技革命與產業變革，加快培養新興領域工程科技人才[1-2]。“新工科”建設強調要抓模式創新，對更新教學模式和創新體系提出了新要求，要促進學生個性化發展，強化工程人才的創新創業能力培養[3-5]。高校是推進“新工科”創新人才培養的主要陣地，要主動服務國家戰略需求，主動服務行業企業需要，積極探索實踐工程教育的新理念、人才培養的新模式。

給排水科學與工程專業隸屬于工程類學科，隨著給水排水系統的不斷發展，新材料、新技術和新工藝等在實際工程規劃、設計及施工中得到廣泛應用，對學生的實踐創新能力和解決新型城鎮化給排水、水資源利用與水環境治理等領域復雜水系統問題的能力有較高要求。因此，有必要在給水排水專業人才培養過程中對專業課程進行教育改革，創新教學模式，以滿足“新工科”背景下給水排水工程人才培養的需求。

《水工程施工》是給排水科學與工程專業的核心課程之一，具有綜合性強、實踐性強的特點。本文結合《水工程施工》的教學實踐和課程調查問卷，分析現行課堂教學模式存在的問題與不足，探討“新工科”背景下課程教學模式的改革。

1 問卷調查研究

1.1 問卷設計

本次調查研究以東華理工大學學習過施工類課程的本科生為研究對象，開展“施工類課程課堂教學研究現狀”問卷調查，問卷內容建立在前期大量閱讀及整理分析文獻的基礎上，總結出高校施工類課程教學突出顯現的一些問題，并依此進行了問卷設計。主要調查內容為：大學生基本情況（1-3 題）；施工類課程課堂教學開展情況（4-9 題）；施工類課程課堂教學存在的問題（10-20 題）；大學生對施工類課程學習的期望（21-24 題）。問卷調查對象為2017 級以及2018 級給排水科學與工程的130 名本科生，調查時間為2021年5月1日-5月6日。

1.2 問卷結果分析

對“施工類課程課堂教學開展情況”的調查結果顯示：大部分學生對課程內容及相關知識感興趣（興趣很濃厚及興趣濃厚的占79.2%），且能夠理解大部分的課程內容（全部理解及大部分理解的學生占68.7%），也認為在課程學習過程中能力得到了提升（主要是學習興趣的激發以及針對性解決問題的能力，共占比68.7%）。總體來說教學效果較好，但也存在課程信息量大、學習消化難（占比60.3%）以及部分學習內容較為深奧、學習起來較為困難（占比27.1%）等問題，需要在以后的教學中進行改進。

對“施工類課程課堂教學存在的問題”的調查結果顯示：在教學內容方面，大部分學生認為課程內容豐滿、邏輯性及結構性強（占比64.6%），授課教師也能將最新的工藝和技術介紹給學生（占比75%），但也有問題需要引起重視，部分學生認為教學使用教材較為陳舊，尤其是有部分前沿性的內容在教材上沒有得到充分的體現（占比4.2%）。在教學方法方面，大多數學生對現有的板書和多媒體相結合的授課方式表示滿意（占比81.1%），但也有10.4%的學生認為教學材料需要改進，此外，學生和教師的互動也需要加強（占比8.2%）。

對“大學生對施工類課程學習的期望”的調查結果顯示：大部分學生對本門課程和課程授課的相關內容滿意（占比93.9%），認為可以改進的部分主要存在于豐富授課手段和授課內容、增加課堂互動以及改進課程考核方式等方面。下面，筆者也將結合調查問卷對水工程施工教學現狀及改革措施進行具體分析。

2 水工程施工教學模式現狀分析

目前，相比于“新工科”背景，《水工程施工》傳統教學模式主要存在以下問題。

（1）教學內容滯后，適應性不強。

隨著科技的快速發展，新施工技術、新材料和新工藝不斷涌現。課堂選用教材雖是21世紀高等教育給水排水工程系列規劃教材之一，但出版至今已有10 多年，并未編入新的管道設計理念和施工標準。比如國家大力提倡的綜合管廊系統，該系統不僅能解決城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、供排水等市政設施的維護和檢修，對提高城市綜合承載力發揮著重要作用，但是綜合管廊技術在教材中并沒有同步體現。此外如地下給水排水管道盾構施工技術，由于可實現自動化作業、勞動強度低和掘進速度快等特點，已廣泛應用于地下給排水管溝、地下隧道、城市地下綜合管廊等工程，如武漢地鐵6 號線施工及上海長江水底隧道等，但現行的多個版本的教材都未對相關技術內容進行詳細介紹。還有如深邃排水工程技術、現代綠色環保理念和海綿城市建設理念等內容在教材中都未涉及相關內容[6]。而課程上，即使筆者盡力將新工藝和新技術的相關知識傳輸給學生，但存在著不全面不深入的問題，與教材上的知識很難做到一一對應和完全融合。因此，總體來講，《水工程施工》這門課程仍存在較為嚴重的教學內容滯后以及教學內容適應性差的問題，導致學生無法及時接受最新技術[7]。

（2）教學方法效率低，缺乏創新。

目前該課程課堂教學雖以板書和多媒體相結合的方式，但大多采用“填鴨式”教學方法，“照屏宣科”的現象仍然存在。課堂上，教師與學生之間缺少互動環節，以致學生上課缺乏主動性，課堂教學缺乏先進性和趣味性[8-9]。由于水工程施工實踐性強的特點，以教師講授理論知識為主導的單一授課方式使學生掌握施工工藝和施工技術等知識的效果并不理想。如給水排水工程構筑物的沉井施工和圍堰施工等內容，傳統的教學方法會使學生空有理論知識，對施工設計和操作缺乏直觀、感性的認識。所以，有必要對傳統教學方法進行創新，在課堂授課過程中，靈活融入案例分析、分組討論等教學方法，以提高教學質量。

（3）考核方式單一。

目前，我國大部分院校對該課程的考核主要是閉卷考試和平時成績相結合的方式。這種考核方式側重于對理論知識的考核，學生為了應付考試而學習，沒有真正去理解知識點內容[10]。這種考核方式不能鍛煉學生思維能力和解決實際問題的能力，無法使學生做到學以致用。

3 水工程施工課程教學改革的措施

從給排水工程發展所需的“新工科”人才培養目標出發，以培養學生工程規劃、設計和施工能力為核心，探索基于“新工科”背景的《水工程施工》課程教學改革，具體改革措施如下（見圖1）。

圖1 “新工科”背景下《水工程施工》課程教學模式

（1）優化教學內容。

教學內容是教與學相互作用過程中有意傳遞的主要信息，教學內容的優化直接影響教學實效。“新工科”建設適應以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟的發展需要，在“新工科”背景下，作為傳統專業課程，《水工程施工》教學內容的豐富和優化勢在必行。①堅持成果導向教育。水工程施工課程的學習目標是使學生能夠系統掌握施工的基本原理、能夠應用所學到的理論基礎知識與方法解決在給排水科學與工程領域中所涉及的工程技術問題，并具有主動探索和獨立思考的能力和創新意識。所以，要按照學習目標確定教學策略，完成新理念、新標準下的課程講義和教案的編寫。②引入工程技術發展前沿成果，教學內容要體現前沿性與時代性。及時更新課程教學內容，課程講授中大膽舍棄過時的、不實用的舊知識，重點講授國家推廣的新型材料以及新的施工工藝。如在講授鋼筋混凝土水池施工時，就應該將老舊技術的詳細介紹變成了解，而重點介紹現在“綠色建筑”理念下，國家推廣的裝配式水池施工技術。如引入港珠澳大橋的島隧工程施工，采用了世界首例深埋沉管技術，首創了外海深插超大直徑鋼圓筒快速筑島技術，不僅縮短工期超過2年，還實現了綠色施工。這樣學生不僅可以對舊技術的發展及不足有足夠的了解，還能掌握新的技術。

（2）創新教學方法和教學手段。

《水工程施工》是一門實踐性強的課程，傳授式講課方法過于空洞和抽象，不能直觀地讓學生了解工程施工。所以，①在授課過程中，將多媒體手段和網絡資源相結合，通過動畫、視頻等方式向學生介紹施工技術，如地基處理工藝、施工排水技術、頂管施工及盾構施工技術等，提高課程教學的趣味性和學生學習的興趣。②引入案例教學法，針對可以采用案例教學的內容，盡量利用實際工程案例對某知識點進行講解，如在講解室外給水排水施工時，引入武漢雷神山醫院施工案例等，加深學生對室外給水排水管道施工技術的理解。③引入分組討論教學方法，如在講授地基施工時，讓學生分組討論比薩斜塔和虎丘塔呈傾斜狀態的原因，便于學生理解地基處理的重要性；這種教學方法，不僅可以提高學生的參與度、學習的積極性，還可以加深學生對某知識點的理解。

（3）豐富考核手段和評價方法，使考核方式多樣化。

除了關心學生的期末考試成績外，①增加課堂討論與提問、課后作業等，如課后作業要求學生思考，武漢新冠肺炎疫情期間，在時間緊、任務重的情況下，火神山醫院基礎施工時采取的地基處理方法有哪些？以此培養學生思考問題、查閱文獻及解決問題的能力。②推廣網絡平臺教學，如超星、手機學習通APP 等，開展網上簽到、網上測驗和網上討論等考核方式，提高學生課余時間學習的積極性，構建智慧教學理念下混合式教學模式。

其中，教學理念的更新可以有效支撐教學方法的創新，并促進考核方式的優化，考核方式的優化又可以促使教育理念創新，形成良性循環。同時，考核結果反饋可以加強教學方法的創新。三種模式相互促進、相互提高。

4 結語

在“新工科”建設背景下，傳統的教學方法和滯后的教學內容已經不能滿足給水排水科學與工程專業人才培養的新要求，因此，開展《水工程施工》課程教學模式的改革，豐富教學內容，引入施工新工藝、新材料和新技術，創新教學方法，豐富考核方式，才能更好地幫助學生掌握施工基礎知識，提高學生發現問題和解決問題的能力。