土木工程专业是高等教育教学中的重要组成部分。随着社会的发展和工程施工技术的进步,现代土木工程专业教育面临更高的要求,其教学目标不再仅仅表现为知识的传授与记忆,更偏向于学生创新能力、实践能力的培养,如何将理论知识与实际操作相结合,成为教育工作者面临的重要课题。为适应这种新需求,教师不得不转变教学方式与方法。多元化教学法便是教师基于土木工程施工教学提出的一种新思路,其为教师改善教学效果与质量,以及真正实现土木工程施工教学改革提供了帮助。
土木工程施工教学的实践性和综合性较强,学习内容包括施工管理、施工技术与方法两个模块,具体涉及工程项目规划设计、工程造价管理、进度管理、安全管理,以及施工新技术、新材料的应用等内容,不仅要求学生掌握扎实的基础理论知识,还需要具备一定的现场操作能力和解决实际问题的能力。传统的课堂教学往往难以完全满足这些需求,而多元化教学法与传统教学法有着显著差异,教师会在教学过程中采用多种教学手段和方法,来满足不同学生的学习需求,为其提供个性化的学习体验。多元化教学模式使得教师不再是课堂的中心,学生也不再被动接受理论知识的灌输,激发了学生创新思维,培养了学生的实践能力。
优化改革土木工程施工课程体系,促进多元化教学法在土木工程施工教学中的应用实践。目前,土木工程施工课程的教学内容较为单一,理论知识占比较大,实践性与应用性内容相对欠缺,忽略了对学生实践能力与创新能力的培养。针对此,学校可对教师、学生展开问卷调查、座谈会、讨论会,收集学生对现有课程体系的意见与建议,设计出具体的课程改革方案,并以部分课程进行试点,总结经验,优化改革方案,并逐步推广,构建系统的课程体系改革机制。常见实践课程和项目有:施工现场实习、实验室操作等,学校还会将土木工程与计算机科学、环境科学等学科内容融合,开发跨学科课程,提升教学内容的实践性、应用性、丰富性。课程改革后,不仅学生知识面得到拓展,学生也能将所学理论知识应用于实际工程项目中,提升其实践能力。
将不同教学方法应用于土木工程施工教学中,其效果主要表现如下。
一是案例教学法。教师以实际工程项目为背景,通过分析真实的工程项目案例,让学生了解施工过程中的常见问题及解决方案,提高学生的分析能力、实际操作与决策能力及团队合作能力。教师会从大型知名企业的成功项目或现有工程报告、学术论文中选取典型案例,并根据案例中的施工阶段与问题类型,对案例进行分类(常见施工问题主要发生在基础工程建设、主体结构设计与建设、装饰装修等阶段,问题类型包括安全管理、进度管理、成本控制管理等,具体问题表现有基坑支护结构变形、建材质量供应延迟或不达标、高空作业存在安全风险、造价超支等)。再将选择案例编写为教学材料,在课堂上与学生进行讨论、分析(将学生进行分组,每组分配一个案例,通过小组讨论让学生分析问题,提出合理的解决方案),教师会实时关注学生讨论分析进度,并给予及时的思维引导,让学生顺利完成案例分析。最后进行小组展示、教师点评,让学生总结分析全部工程项目案例的共性问题。
二是翻转课堂教学法。在土木工程施工教学中,教师会在课前为学生布置学习任务,如了解土木工程施工的关键概念、技术等基础知识,学生通过在线视频课程、电子书、教学网站等进行自学。课堂上,教师可利用多媒体技术进行教学,以图像、视频等形式展示土木工程施工相关技术,尤其对一些理解难度较高的施工工艺,教师可利用动画或计算机模拟软件进行展示,使得教学内容更加直观、生动。教师还可设计各种互动活动,如角色扮演、模拟施工、团队竞赛等,组织学生积极参与土木工程项目案例的讨论,并提出自己的观点。教师还可组织学生自主完成模拟土木工程项目策划、设计与施工的任务,确保学生掌握全部的课堂知识。课后,教师可通过布置作业或测试的方式,帮助学生巩固所学知识与技能,并为学生推荐学术论文、专业书籍、在线学习课程等学习资源,鼓励学生提升自主学习能力。这一教学法能显著提升学生的学习主动性与学习效率,真正推动学生从被动接受知识到主动探索知识转变,为土木工程行业培养具有良好实践能力、问题解决能力及创新能力的人才。
三是项目教学法。教师直接组织学生参与真实的或模拟的工程项目,以培养他们的综合能力。如在小组项目中,教师可将学生分成小组,每个小组负责一个具体且真实的工程项目,可以是桥梁建筑、城市道路工程、居民建筑等任一工程项目。小组成员可根据自身能力、特长或兴趣选择不同的角色,如项目经理、结构设计师、施工经理、质量控制员等。成员需收集工程项目的地理位置、规模等项目相关的各种资料,明确项目设计的具体任务和要求,再制定项目策划方案与设计书,同时还需制定十分详细的施工计划,从施工材料与设备购买、资源配置、施工进度、安全措施等,并将这一施工计划付诸实践。另外,成员还需记录施工中每天的具体工作内容、遇到的问题与解决办法。最后经由小组质量控制员进行验收并整改后,再由教师与其他小组成员进行团队评审。项目结束后,小组成员还应编写项目总结报告,总结项目实施过程中的经验教训并提出改进建议,与全班同学进行分享、交流。学生通过全程参与真实的土木工程项目施工,可充分锻炼自己解决问题和团队协作的能力。教师还可组织学生参与模拟项目,利用BIM、Autodesk Revit等虚拟仿真软件,模拟土木工程施工过程。教师需对学生操作应用软件的能力进行培训,再为学生设定虚拟的工程项目背景,布置项目任务与要求。学生在虚拟仿真软件中利用软件建模、数据分析等功能,完成总体布局规划、材料选择、结构设计等任务,制定项目设计方案,并绘制施工图与施工计划表,再在虚拟仿真软件中进行模拟施工与验收管理。通过模拟施工,学生不仅掌握了相关软件操作技能,也强化了他们的实际操作能力、团队协作等能力。
四是实训实习教学法。为提高学生的实践能力与解决问题能力,将实训实习教学法引入土木工程施工教学课程,通过建立实验室与实训基地,给学生提供真正动手操作的机会。高校可建立专门的土木工程实验室,并配备高性能实验仪器与设备,学生可在实验室内完成建筑材料性能测试、建筑结构模型搭建、施工机械操作等课程学习任务,并在教师指导下,与其他学生合作完成项目土木建筑工程项目策划、设计与施工等任务。学生可在实验实训教学实践过程中,掌握土木工程施工所需的真正理论知识与实践技能。不论再逼真的模拟都无法与直接参与施工现场所带来的体验相比,学校还可组织学生到现场工地进行参观或实习。学校通常会与当地建筑企业建立合作关系,设立实习基地,教师在教授部分章节内容时,可直接带领学生到施工现场进行参观,学生也可在空闲时间主动参与现场工地实习,体验现场各类施工技能与设备的应用。通过实训实习,学生对土木工程实际项目的设计与实施理解更加透彻,其应对工程施工中可能发生问题的经验也更加丰富,有助于学生更直观地了解土木工程行业发展现状,为其日后从事相关工作奠定基础。
对多元化教学法在土木工程施工教学中的实践应用效果进行综合评价。学校应对学生学习效果、教师教学效果及学生满意度等多个方面进行评价,真正了解多元化教学法的应用效果。如对于学生学习效果,可通过作业、项目报告、考试等方式进行评价,及时反馈学生对土木工程施工基本理论与相关技能的掌握情况,或通过实验操作、校外实习评价等方式,评估学生的创新能力、团队合作能力、实践能力等综合素质。对于教师教学效果,可综合教师教案设计、学生考试成绩、教学实施情况等因素展开评价,学校还可通过匿名问卷调查、随机抽查教师讲课等方式,了解学生对教师教学满意度,真实反映教师教学效果。根据评价反馈结果,教师可调整其教学方法、教学资源,以便激发学生的学习动力,为社会培养更多高素质土木工程技术人才。
经过不少高校的应用实践可发现,多元化教学法在土木工程施工教学中的应用效果十分显著,不仅能丰富土木工程施工的教学内容与形式,也能充分激发学生的学习兴趣,培养其创新意识、实践能力和问题解决能力。未来,随着教育理念的不断更新和技术手段的日新月异,应不断探索多元化教学在土木工程领域的更多应用,助力土木工程施工教学实现改革,满足社会对该领域专业人才的更高要求。(作者艾心荧系东莞理工学院副教授)
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