基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革研究

戎賢,崔武文,閆西康

(河北工業大學土木工程學院,天津 300401)

教育理論與實踐

基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革研究

戎賢,崔武文,閆西康

(河北工業大學土木工程學院,天津 300401)

分析了基于創新能力培養的教學改革的必要性與土木工程施工課的特點,以馬克思主義關于認識發展的規律為指導,指出基于創新能力培養的土木工程施工課教學改革的依據與內容,結合具體教學實踐,闡述了土木工程施工課教學改革的教學環節、目的及作用。以多年教學實踐證明,該教學模式學生歡迎,教學效果顯著。最后,建議推行基于創新能力培養的土木工程施工課程教學模式,還應改革現有課程考核制度,切實注重學生創新能力和綜合能力的考核。

創新能力;土木工程施工;教學改革;考核

土木工程施工是土木工程專業本科生三年級學生必修的一門專業基礎課,它以各類建筑物或構筑物的施工技術與施工組織為研究對象。該課程著重培養大學生土木工程施工現場的實際操作能力,使其在以后的工作中能夠具備一定的解決土木工程施工實踐問題的能力,更好地學以致用,服務社會。

一、基于創新能力培養的教學改革的必要性

(一)建設創新型國家是教育的歷史使命,創新是知識經濟的本質要求

2005年6月27日中共中央政治局會議確定了我國2020年進入創新型國家行列的目標。“功以才成,業由才廣。建設創新型國家,關鍵在人才,尤其在創新型科技人才”,“世界范圍的綜合國力競爭,歸根到底是人才特別是創新型人才的競爭。”現階段,高校學歷教育仍然是培養科技人才的重要途徑,使得以創新能力培養為目標的教學改革顯得尤為必要。縱觀世界經濟,經濟發展正處在如下階段:從工業經濟向知識經濟的過度,即將完成科學技術發展日益迅猛,科技成果轉化為商品的周期、商品的生命周期日益縮短。知識對社會發展的貢獻空前巨大。

(二)現行教學環節,不太適應學生創新能力培養的需要

教育學家保羅·郎格郎提出:“教育不再是為了傳遞知識、而是促進人的發展。在終身教育背景下,教師的作用不再是傳授知識,而應注重培養學生的自學能力,發掘學生的特長,形成良好的個性品質。”

目前,土木工程施工課程教學包括先課堂教學后施工生產實習兩個環節,這種安排主要基于以下兩個目的。

第一,通過課堂理論教學,使學生掌握施工技術與施工組織的基本知識,為下一個環節的施工生產實習做知識上的準備,以保證生產實習的效果。

第二,通過施工生產實習,課堂理論知識得以運用工程實踐,通過參與工程實踐,加深對課堂理論知識的理解,強化未來工程師的工程整體意識與現場意識,還可以大大縮短工作后的適應期,早日勝任工作。

通過問卷調查發現,以上述課堂教學方式完成該課程學習的畢業生,以上兩個目的實現得并不好。原因主要在于以下兩點。

第一,該課程綜合性強、知識跨度大,同時課程中存在大量的施工工藝等動態施工過程,在缺乏感性認識,欠缺施工現場意識的條件下,學生分不清工程中的重點與難點,導致學生不能主動地、有針對性地去學習,僅靠教師以課堂講授的方式將課程內容教給學生,實際教學效果并不理想,也必將影響生產實習的效果。

第二,施工生產實習順利進行及其目的的實現,是以學生具備相當的土木工程施工的基本理論為前提,但是,由于第一環節學習效果差,學生所能掌握的施工知識與施工實習順利進行所需的知識相比嚴重匱乏,最終,施工生產實習難以達到預期目的。

二、土木工程施工課程的特點

土木工程施工課程的特點也是該課程與本專業其他課程的顯著區別,課程的主要特點如下:

第一,該課程知識體系涉及了結構力學、材料力學、建筑結構、建筑材料、工程測量等課程。因此,課程知識跨度大、綜合性強。

第二,該課程與土木工程生產關系密切,課程知識體系多是土木工程施工實踐的總結,課程內容多為典型土木施工工藝和實際操作過程。因此,課程具有較強的工程實踐性。

第三,案例性強。土木工程施工課程一般按照工程建造的先后次序組織各章節,各章節多以分部分項工程為單元講述本部分的施工技術與方法,章節間相互獨立幾乎沒有聯系,以土方工程為例,該章僅講述場地標高的確定、土方調配、土方運輸機械、土方壓實、基坑支護、開挖與降水,這些知識點自成體系與其他章節沒有聯系,這一特點為土木工程施工課程進行案例教學奠定了知識體系基礎。

三、基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革的實施

(一)教學改革的依據

1.馬克思主義關于認識發展的一般規律是課程教學改革的指導。

教學改革遵循土木專業感性知識源于土木工程施工實踐,并在土木工程施工實踐中提升為理性知識,專業理性知識在新的施工生產實踐中得到發展;同時,并在土木工程施工課程教學改革中著重強調學生創新能力的培養。

基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革的基本思路如下:

通過土木工程施工場景建立感性知識→提出需要解決的土木工程施工問題(激發學生的學習興趣)→講解建立土木工程施工的知識體系→給學生啟發,使其創造性解決上述問題,這也是理性知識的實踐運用→課程生產實踐。

2.土木工程施工課程教學改革的另一依據是土木工程施工課程的特點,即工程實踐性強、案例性強,這也為教學改革提供了可能。

3.啟發式教學是課程教學改革的又一依據

啟發式教學是恰當選擇教學方式,激發學生發揮主觀能動性發現問題并創造性的解決問題,這與土木工程施工課程的要求一致。解決土木工程實踐中出現的問題的方案絕不是唯一的,教學改革能夠為學生營造工程現場氛圍,有助于培養學生的創新能力。

(二)教學改革的內容

1.課程知識體系優化整合。

通過課程知識體系優化整合,確定課程講授內容和講授重點,這對授課效果至關重要。整合課程知識體系時既要突出重點和難點,又要與工程施工實際保持同步,及時搜集整理國內外最新有關課程的相關資料,補充最新專業成果。

2.把整合后的課程知識體系加工成相對獨立的教學模塊。

表1僅以“土方工程”、“樁基工程”、“混凝土工程”,“吊裝工程”為例說明各章節中模塊的劃分與案例的設置。對于知識量大的章節,根據施工的連貫性、知識點的內在聯系和知識量的大小可以設置幾個模塊。

表1

3.確定并完成各教學模塊所涉及教學環節的內容

進行模塊與案例設置時,一個案例或兩個案例對應一個模塊,每一個案例體系一般包括:針對本案知識點的施工現場錄像、工程場景介紹、可能遇到的工程問題、演示典型工藝過程原理的flash動畫。

(三)基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革的教學環節

1.通過播放工程現場錄像,激發學習興趣,建立感性知識。錄像的內容主要涉及施工場景、地質狀況、工程概況、施工中涉及的工種、施工機具與機械、施工的難點與質量控制重點等。

2.以施工場景為基礎,以嚴謹的工程語言提出工程參數(如地質參數、材料參數、設備參數等工程信息)及工程施工中要解決的問題,營造濃厚施工現場氛圍,增強學生的主動學習意識,激發學生創造性。

3.以課堂教學方式重點講解該案例涉及的主要知識點,構建各模塊涉及的知識理論體系。

考慮到施工過程的動態性,課堂教學可利用flash動畫演示典型的施工工藝過程原理,也可采用工程圖片來說明。

案例3主要知識點包括:

地下水知識、流砂現象(文字講述、公式推導并采用flash演示,介紹流砂現象的產生機理、工程危害、防治的途徑與措施);基坑明排水降水(文字講述并采用flash演示,介紹基坑明排水施工過程);井點降水(文字講述井點降水類型與工程應用,文字講述輕型井點設備、設計、安裝、調試與使用,并采用flash演示其降水過程);基坑開挖所使用的機械(文字講述并采用flash演示正鏟、反鏟、拉鏟、挖鏟挖土機的工作特點、適用范圍與施工原理);挖土機械的開挖方式(文字講述并采用flash演示挖土機械進出基坑的通行方式與運土機械位置關系等知識);以上是該案例涉及的重要知識點,需要課堂解決,該案例涉及的其他知識點要求學生自學。

圖1 引入案例教學方式后土木工程施工課程的教學程序

4.課程理論運用與檢驗

回顧該教學模塊或案例中需要解決的實踐問題,啟發和引導學生通過討論、查閱文獻,“創造、協作、分工、獨立”地完成針對工程實踐問題的技術報告。

基于創新能力培養的土木工程施工課教學改革的實施程序如圖1所示。

四、土木工程施工課程教學改革的作用

教學改革克服了以往填鴨式枯燥的、過于理論化的被動教學方式,讓學生積極主動地投入學習,有利于發揮學生的主觀能動性,有利于培養學生的創新能力。

教學中不給予學生工程問題的特定答案,而是培養他們獨立思考、批判思維的能力,嚴密分析工程問題的能力,創造性地解決工程問題的能力,這是本課程改革的最大意義所在。因此,該教學模式有利于培養學生創造性地探尋解決工程問題的意識與能力。

課堂是師生交流、對話、溝通和探究學問的舞臺,師生共同參與。課堂既是引導、啟發學生自主探究知識,讓學生自由和自主地討論、辯論的場所,又是教師藝術化地進行教學,充分展示教學智慧和經驗的圣地。教學改革有利于形成相互激勵、教學相長的師生關系,有利于形成人才成長的良好教育環境和社會環境。

基于創新能力培養的土木工程施工課教學改革的主要作用有如下幾點:

第一,提升學生自主分析、熟悉并掌握解決問題的能力;提升學生互相溝通及改善團隊精神的能力。

第二,提升土木工程施工課程授課教師的教育理念并提高授課教師的綜合業務能力。課程改革要求授課教師在具備扎實的本課程基本理論的基礎上,積極投身土木工程施工與管理實踐,努力把自己打造成合格的土木專業工程師,這也是該教學改革對授課教師的基本要求。課程改革是對土木工程行業需求應用型人才的響應,有利于培養工程創新能力的教學方式,最終有利于提高土木工程專業畢業生的就業競爭力。經過對多屆土木專業學生的教學實踐證明,這種教學方式深受學生歡迎,學生反應強烈,教學效果顯著。

五、建議

建議土木工程施工課程推行以上教學模式,應該改革考試制度和評分標準,徹底改變以考試為中心、以死記硬背為基礎的教學制度,實行選拔方法多樣化,評價標準多元化。考試內容應優化考核內容,注重創新能力和綜合能力的考核。在考試形式上,要注重對知識理解、掌握和運用的能力考核;在考試手段上,除傳統的閉卷以外,還可以采用綜合題開卷、討論、答辯、科技論文寫作等形式(應創新考核方式),比如“沒有標準答案的考試”(沒有標準答案的試題,主要考查學生理論聯系實際及創新能力),再比如“一頁開卷考試”(允許學生帶一張紙進考場,每人可以在紙的正反面寫下自己認為最重要的知識點。這實際是進行一次印象十分深刻的復習)等,從多個角度考查學生的綜合能力。

[1]胡錦濤2006年6月5日出席中國科學院第十三次院士大會、中國工程院第八次院士大會,發表重要講話。

[2]崔武文.案例教學在土木工程專業課程教學中的應用[J].教育探索,2007(5).

[3]姜秀英.土木工程專業建筑施工課程教學改革與實踐[J].高等理科教育,2001(4).

[4]仲景冰.土木工程施工課程教學改革及思考[J].高等建筑教育,2002(6).

[5]葉作楷.土木工程施工課程教學改革的探討[J].高等建筑教育,2000(4).

Educational Reform and Practice of Civil Eng ineer ing Construction Based on I nnovation Ability

RONG Xian,CUIW u-wen,YAN Xi-kang

(School of Civil Engineering,HebeiUniversity of Technology,Tianjin.300401,China)

Analyzing the necessary for educational reform based on innovation ability and the characteristics of civil engineering construction,taking Maxis theory on recognitions for guideline,considering the property of the curriculum,the thesis puts forward dependence and content and illustrates the steps and goals of the reform and influence through the specific example.Teaching practice proves that student are satisfied with it,and the effect is remarkable.Finally,the thesis recommends to reform the existing curriculum assessment system and focuson innovation and comprehensive ability of students assessment for practice of the teaching model.

innovation capacity;civil engineering construction;teaching reform;assessment

G424

A

1674-7356(2010)01-0009-05

河北省教育科學研究“十一五”規劃重點項目(06020438);河北工業大學教改項目。

戎賢(1965-),男,漢族,河北定州人,博士,教授,研究方向為結構工程,現任河北工業大學常委,副校長。

2010-01-15