高校施工類課程混合式教學(xué)體系建設(shè)研究

陳春苗 王本剛 崔德芹

［摘 要］ 近年來，在新工科背景下，應(yīng)用型人才培養(yǎng)促使高等教育不斷發(fā)展與轉(zhuǎn)型，混合教學(xué)方式為高校開展教育教學(xué)提供了新的途徑。為進(jìn)一步提升施工類課程教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)該類課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)其教學(xué)體系的建設(shè)展開研究與探索，在培養(yǎng)方案優(yōu)化、理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑虛擬仿真建設(shè)的必要性展開分析，對(duì)“理、實(shí)、虛”一體化的新型教學(xué)體系建設(shè)的具體內(nèi)容進(jìn)行闡述，以期優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升專業(yè)實(shí)踐能力。

［關(guān)鍵詞］ 施工類課程；混合式教學(xué)；課程體系建設(shè)

［基金項(xiàng)目］ 2021年度吉林省高教科研項(xiàng)目“高校施工類課程線上線下教育教學(xué)實(shí)踐研究”（JGJX2021D444）

［作者簡介］ 陳春苗（1990—），女，吉林松原人，碩士，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械與土木工程學(xué)院講師，主要從事工程管理研究；王本剛（1977—），男，吉林四平人，碩士，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械與土木工程學(xué)院講師，主要從事工程管理研究；崔德芹（1970—），女，吉林樺甸人，碩士，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械與土木工程學(xué)院教授，主要從事土木工程施工研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）06-0153-04 ［收稿日期］ 2022-12-02

引言

目前，隨著大數(shù)據(jù)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，涌現(xiàn)出大量的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生的線上學(xué)習(xí)提供了較多的便利，也為高等教育教學(xué)帶來了更多的可能。例如，中國教育部愛課程網(wǎng)和網(wǎng)易合作推出的中國大學(xué)MOOC。在線平臺(tái)的各使用高校均開設(shè)了大量的SPOC教學(xué)課程，無論是開設(shè)的SPOC班級(jí)數(shù)量，還是參與SPOC學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)均不斷增長。好的大學(xué)，沒有圍墻——這種新形式的混合教學(xué)方式為高校開展教育教學(xué)提供了新的途徑，突破了地域限制，開闊了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，對(duì)有效幫助教師在線教學(xué)發(fā)揮了重要作用。

高質(zhì)量學(xué)生的培養(yǎng)主要依靠培養(yǎng)模式和課程體系的設(shè)置。近年來，在一系列的政策背景下，我國很多高校積極探索工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高，但相對(duì)于我國產(chǎn)業(yè)升級(jí)、企業(yè)技術(shù)進(jìn)步而產(chǎn)生的對(duì)人才素質(zhì)和能力的要求的差距還很大，人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)在結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、水平上還無法完全適應(yīng)。在這種情況下，如何跟上產(chǎn)業(yè)需求，通過產(chǎn)教融合實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，以及專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與職業(yè)技能水平之間的平衡和有效銜接則顯得越來越重要。因此，理論型人才向應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變將是高等教育改革新的方向。

一、體系構(gòu)建的必要性

施工類課程是吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院（以下簡稱我校）土木工程及工程造價(jià)專業(yè)的核心主干課，主要介紹建筑工程、裝飾裝修工程、安裝工程的施工技術(shù)及工藝，具有理論性、綜合性、與工程實(shí)際聯(lián)系結(jié)合緊密等特點(diǎn)。學(xué)生在完成“土木工程制圖”“土木工程材料”等專業(yè)基礎(chǔ)課程的入門學(xué)習(xí)，以及掌握工程力學(xué)、房屋建筑學(xué)等專業(yè)理論知識(shí)后，通過“建筑與裝飾工程施工技術(shù)”“建筑安裝工程施工技術(shù)”“施工組織學(xué)”等施工類課程，將理論知識(shí)和認(rèn)知水平進(jìn)一步提升，為日后參與工程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程配備相應(yīng)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，以校內(nèi)和校外相結(jié)合的方式開展，承擔(dān)將知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能的關(guān)鍵作用。校內(nèi)部分以集中或分組形式展開，對(duì)項(xiàng)目的圖紙、施工組織方案等資料進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解；校外部分則對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場直觀學(xué)習(xí)，深入了解各施工工序的操作要點(diǎn)及質(zhì)量評(píng)定的基本方法，實(shí)現(xiàn)“理實(shí)一體化”。通過對(duì)我校多門施工類課程進(jìn)行調(diào)研，目前主要問題集中在以下幾點(diǎn)：（1）施工類課程實(shí)踐性較強(qiáng)，單一的理論教學(xué)無法滿足教學(xué)目標(biāo)的要求，學(xué)生僅學(xué)習(xí)教材理論知識(shí)，教學(xué)比較枯燥，無法提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，影響教學(xué)效果。（2）校外實(shí)習(xí)范圍大多為學(xué)校周邊的在建工程，參觀實(shí)習(xí)時(shí)間有限，受工地施工進(jìn)度的影響而無法全面了解施工技術(shù)與工藝，認(rèn)知較為片面。（3）工地參觀僅限于認(rèn)知層面，學(xué)生無法將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，無法將所學(xué)的理論知識(shí)內(nèi)化為專業(yè)技能。

鑒于上述問題，考慮該課程在應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)體系的重要作用，課題組已開展針對(duì)本門課程改革的積極探索，并在課程教學(xué)中引入相關(guān)BIM軟件輔助教學(xué)，利用BIM4D微課和BIM3D互動(dòng)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。本項(xiàng)目將進(jìn)一步深化BIM技術(shù)在建筑工程施工類課程及實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用，采用線上線下混合教學(xué)模式，通過案例教學(xué)、多媒體教學(xué)、情景教學(xué)、短視頻講解、PPT圖片演示、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、工地現(xiàn)場教學(xué)等多種教學(xué)方法［1］，結(jié)合虛擬仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“理實(shí)虛”一體化，推動(dòng)施工類課程的教學(xué)體系改革和創(chuàng)新，探索更有效的教學(xué)方法和模式。

二、體系構(gòu)建的主要思路

教學(xué)體系的構(gòu)成要素主要包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理、教學(xué)保障和教學(xué)評(píng)價(jià)等部分［2］，基于這些要素，“理實(shí)虛”相結(jié)合的新型教學(xué)體系主要從以下幾個(gè)方面著手。

1.探索BIM技術(shù)在施工類課程教學(xué)項(xiàng)目中的深度應(yīng)用。BIM技術(shù)（building information modeling）即建筑信息模型技術(shù)。近年來，作為一種先進(jìn)的工程管理技術(shù)廣泛應(yīng)用在建筑工程全壽命周期中，隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，4D微課、3D互動(dòng)等模塊的引入，改變了傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)，學(xué)生能夠更加直觀地看到各種施工過程中的工藝流程，使得課堂更加生動(dòng)，便于理解。本項(xiàng)目進(jìn)一步探索了BIM技術(shù)在施工類課程教學(xué)項(xiàng)目中的深度應(yīng)用，借助BIM技術(shù)及虛擬仿真平臺(tái)的相關(guān)資源，以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)，模擬實(shí)際工作場景，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的BIM協(xié)同。如在之前的教學(xué)中，“建筑施工技術(shù)”“施工組織學(xué)”“工程招投標(biāo)與合同管理”“工程項(xiàng)目管理”等課程都是自成一體，理論知識(shí)與配套的實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合支持課程的獨(dú)立教學(xué)，課程間的融合較少，學(xué)生掌握的知識(shí)更多停留在點(diǎn)的層面，無法融會(huì)貫通、活學(xué)活用，在工作后解決實(shí)際工程問題時(shí)無從下手。而新課程體系的構(gòu)建目標(biāo)是通過BIM技術(shù)的協(xié)同，將與施工類相關(guān)的課程更好地銜接起來，將知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展為知識(shí)結(jié)構(gòu)，使教學(xué)目標(biāo)更加側(cè)重實(shí)用型，教學(xué)內(nèi)容體系化。

2.打造線上線下混合式課程，構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合、理實(shí)一體”的教學(xué)體系。理實(shí)一體化即理論和實(shí)踐統(tǒng)一組織教學(xué)，打破理論課和實(shí)訓(xùn)課的界限，將課程的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容相互銜接、融于一體，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。虛擬教學(xué)是利用軟件開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，解決實(shí)踐條件不足及理論教學(xué)中的一些困難。本課題擬通過虛擬仿真平臺(tái)的教學(xué)資源，與校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，虛擬做鋪墊、實(shí)踐做強(qiáng)化，打造線上線下混合式課程，重點(diǎn)構(gòu)建“理+實(shí)+虛”的線上線下相結(jié)合的教學(xué)體系，并在實(shí)施過程中邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員和部分學(xué)生代表共同參與課程資源庫的建設(shè)，以達(dá)到更理想的教學(xué)效果。強(qiáng)化教學(xué)的過程管理及階段性評(píng)價(jià)，與傳統(tǒng)結(jié)果性考核相比，更加注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的感受和收獲。在“理+實(shí)+虛”線上線下教學(xué)模式實(shí)施過程中，構(gòu)建施工類課程線上線下教學(xué)資源庫，完善教學(xué)資料，并在教學(xué)中不斷更新，作為教學(xué)體系運(yùn)行的保障，如圖1所示。

通過線上線下混合式課程教學(xué)，破解施工類課程長期存在的教學(xué)服務(wù)不足的問題，扭轉(zhuǎn)課程內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式單一的現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，重視學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)，補(bǔ)齊短板［3］。

3.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及解決實(shí)際問題的能力。施工類課程體系改革要強(qiáng)調(diào)“以教師為指引，以學(xué)生為中心，以技能提升為目的”，教學(xué)模式必須強(qiáng)調(diào)從傳統(tǒng)的“被動(dòng)式教育”向“主動(dòng)學(xué)習(xí)探索”轉(zhuǎn)變。在施工類課程教學(xué)體系改革中，計(jì)劃以項(xiàng)目教學(xué)為主體，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，讓學(xué)生通過各類虛擬仿真工具探索實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的各類問題，并通過已學(xué)知識(shí)分析問題，構(gòu)思解決辦法?，F(xiàn)場實(shí)習(xí)時(shí)，了解實(shí)際工程中出現(xiàn)類似問題的解決策略，驗(yàn)證并完善內(nèi)化的知識(shí)體系，提升解決實(shí)際問題的能力。

4.完善施工類課程教學(xué)及實(shí)訓(xùn)大綱。邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員及行業(yè)專家共同參與課程大綱、教案、資源庫的建設(shè)。在修改大綱時(shí)，在合理安排理、實(shí)、虛的學(xué)時(shí)分配的基礎(chǔ)上進(jìn)行課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)。此外，在編制大綱時(shí)，也應(yīng)注重豐富課程評(píng)價(jià)形式，改變以往單一的考核方式。

三、課程體系的實(shí)踐

目前，課程體系的實(shí)踐主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.師資隊(duì)伍建設(shè)。師資隊(duì)伍建設(shè)是新型教學(xué)體系能否有效實(shí)施的關(guān)鍵，新的教學(xué)體系對(duì)教師理論、實(shí)踐及虛擬平臺(tái)的軟件操作水平均提出了更高的要求。為保證施工類課程的教學(xué)效果，在已有的BIM師資基礎(chǔ)上，系室制訂了長期的教師培訓(xùn)計(jì)劃，分批遴選教師外出參加BIM相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)、進(jìn)修，鼓勵(lì)教師參與企業(yè)生產(chǎn)不斷提升教師隊(duì)伍的專業(yè)素質(zhì)，以提升自身的實(shí)踐能力和教學(xué)水平，力求打造一支高素質(zhì)、多元化、專業(yè)配套的師資隊(duì)伍。

2.實(shí)驗(yàn)室改造。以“工程制圖與識(shí)圖”“工程測量”“工程材料檢測”等基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課為依據(jù)開展學(xué)科基礎(chǔ)性實(shí)踐活動(dòng)；以施工技術(shù)與施工組織、造價(jià)軟件、招投標(biāo)等專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為依據(jù)開展專業(yè)性實(shí)踐活動(dòng)；以“BIM建模”“BIM施工管理”“BIM5D綜合”等實(shí)訓(xùn)課為依據(jù)，開展綜合類實(shí)踐活動(dòng)［4］。對(duì)應(yīng)不同類型的實(shí)踐活動(dòng)完善相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室資源配備。目前我校已建成的實(shí)驗(yàn)室主要有工程識(shí)圖與BIM建模實(shí)訓(xùn)室、BIM仿真實(shí)訓(xùn)室、BIM施工管理實(shí)驗(yàn)室、BIM綜合實(shí)訓(xùn)室，完善實(shí)驗(yàn)室軟硬件配置，強(qiáng)化管理與利用，延長實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間，為相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行BIM應(yīng)用的各類技能開發(fā)、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目提供必要的條件，讓學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)與操作，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量和效率。

3.教學(xué)方式變革。教學(xué)改革初，該“理實(shí)虛”一體化教學(xué)體系主要在“土木工程施工技術(shù)”“建筑施工技術(shù)”“施工組織學(xué)”“土木工程施工技能訓(xùn)練”“施工組織設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練”等施工類課程的教學(xué)中逐步開展探索應(yīng)用，根據(jù)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，課上采用多媒體及虛擬仿真軟件相結(jié)合、邊學(xué)邊做的“理實(shí)一體化”教學(xué)方式；課下采用虛擬仿真平臺(tái)人機(jī)互動(dòng)與現(xiàn)場認(rèn)知答疑和頂崗實(shí)習(xí)的“虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，全面促使學(xué)生達(dá)到本課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

4.實(shí)踐活動(dòng)開展。近年來，大數(shù)據(jù)、智慧城市、建筑信息化技術(shù)（BIM）及其應(yīng)用、虛擬仿真等在行業(yè)中的發(fā)展和推廣迅速［5］，我校也非常重視與行業(yè)接軌，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才，BIM及其技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)納入人才培養(yǎng)方案中，每年都會(huì)舉行校內(nèi)BIM建模大賽、BIM招投標(biāo)模擬大賽等，選拔隊(duì)伍參加全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國高等院?！八咕S爾杯”BIM軟件建筑信息模型大賽、全國數(shù)字建筑創(chuàng)新應(yīng)用大賽等諸多賽項(xiàng)，力求達(dá)到“以賽促學(xué)，實(shí)踐育人”的目的。

四、體系構(gòu)建的初步效果

1.成立校企共建BIM實(shí)訓(xùn)基地。形成了實(shí)驗(yàn)課、教學(xué)實(shí)習(xí)、專業(yè)技能訓(xùn)練、專業(yè)綜合訓(xùn)練、職業(yè)技能鑒定及考核、師生共同做科研、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等十余種途徑的“從課上到課下、從校內(nèi)到校外、從單項(xiàng)到綜合”的多層次、多渠道實(shí)踐能力培養(yǎng)體系。

2.修訂了培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱。按崗位能力需求選擇知識(shí)、設(shè)置課程，實(shí)現(xiàn)由按學(xué)科設(shè)置課程向以崗位需求設(shè)置課程的轉(zhuǎn)變，制定含知識(shí)、能力、素質(zhì)“三維”學(xué)習(xí)目標(biāo)的教學(xué)大綱，提高課程挑戰(zhàn)度、高階性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。在人才培養(yǎng)方案中，實(shí)踐學(xué)時(shí)占總課時(shí)比率達(dá)35%以上，施工類課程實(shí)踐環(huán)節(jié)占比更高，基本形成了“知識(shí)—能力—素質(zhì)”的培養(yǎng)路線圖，提高學(xué)生動(dòng)手能力、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、完善學(xué)生素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的“理實(shí)虛”教學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)已基本形成。

3.提升了學(xué)生實(shí)踐能力。通過理實(shí)一體化、虛實(shí)結(jié)合的線上線下教學(xué)體系的運(yùn)用，極大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。調(diào)查問卷顯示，學(xué)生課堂滿意度較以往有很大提升；學(xué)生動(dòng)手能力顯著增強(qiáng)；能積極參與學(xué)校、省級(jí)及國家級(jí)各項(xiàng)技能競賽等實(shí)踐活動(dòng)，并取得優(yōu)異成績；能夠積極參與教師科研項(xiàng)目及BIM創(chuàng)新工作室的各項(xiàng)培訓(xùn)，參與構(gòu)建課程資源庫，實(shí)踐能力顯著增強(qiáng)，并能夠在體系實(shí)施過程中積極提取相關(guān)建議，對(duì)進(jìn)一步構(gòu)建及完善課程體系具有重要作用。

結(jié)語

我校施工類課程體系正在逐步構(gòu)建，理論聯(lián)系實(shí)際，理實(shí)一體化、虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式正在探索中陸續(xù)開展，已有實(shí)踐證明，新的教學(xué)模式可有效改善學(xué)生理論脫離實(shí)際、動(dòng)手能力較弱、學(xué)校教育與社會(huì)需求脫節(jié)等一系列問題。接下來，學(xué)院將進(jìn)一步以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力為導(dǎo)向，深化改革，加強(qiáng)實(shí)踐，創(chuàng)新管理，依托我校機(jī)械與土木工程學(xué)院的諸多BIM實(shí)驗(yàn)室，為新體系的順利實(shí)施提供保障。

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Research on the Construction of Mixed Teaching System of Construction Courses

in Colleges and Universities

CHEN Chun-miao， WANG Ben-gang， CUI De-qin

（School of Mechanical and Civil Engineering， Jilin Agricultural Science and Technology University，? Jilin， Jilin 132101， China）

Abstract： In recent years， under the background of “Emerging Engineering Education”， the training of applied talents promotes the continuous development and transformation of higher education， and the mixed teaching provides a new way for colleges to carry out education and teaching. In order to further improve the teaching quality of construction courses， this paper studies and explores the construction of its teaching system in view of the strong practical characteristics of this kind of course. On the basis of training program optimization， the combination of theory， experiment， practice and other practical teaching links， the necessity of building virtual simulation construction is analyzed， and the specific content of the construction of a new teaching system integrating “theory， reality and virtuality” is expounded， hoping to optimize the learning effect of students and improve their practical ability.

Key words： construction courses; mixed teaching; course system construction