工程教育專業認證背景下水利工程施工課程教學的探索

唐雙成 單正清 王景才 程娜 徐波

摘 ? 要：工程教育專業認證背景下，對工科專業教學提出了更高的要求。為改善水利工程施工課程的教學效果，本文分析水利工程施工教學過程環節中面臨的主要問題，結合施工企業用人單位對畢業生的反饋，通過優化教學內容和豐富教學手段進行改革創新，將BIM技術構建的虛擬建筑模型的可視化融入教學。以期采用新的講授方法、新的講授內容以及新的考核方式提高學生掌握綜合知識能力。

關鍵詞：工程教育專業認證 ?水利工程施工 ?目標導向 ?問題 ?對策

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0050-02

2016年6月我國成為《華盛頓協議》正式成員，將全面參與《華盛頓協議》各項規則規定，我國工程教育認證的結果將得到其他成員國的認可[1-2]。因此，國內高等院校工科專業均以工程教育專業認證的要求自查和改進。水利類本科高校以此為目標，充分調查了社會和企業真實的人才需求，以目標為導向作為人才培養指導原則。水利工程施工是研究水利工程建設的施工技術、施工組織與施工管理的學科，具有較強的綜合實踐性和學科交叉性。現結合新時代工程教育專業認證的需求，結合水利工程施工課程特點、施工企業用人需求現狀、課程實踐中存在的問題和教學改革的思路等問題展開探索與討論。

1 ?水利工程施工課程特點

水利工程施工作為水利類高等本科院校的核心專業課程，其開設時間一般在大三下學期或者大四上學期。開課之前，學生需要完成對水力學、水工建筑物、工程測量和鋼筋混凝土等專業前導基礎課程的學習，且各學科與水利工程施工課程交叉性較強。另外，在講授內容上，水利工程施工主要包括與水利工程施工有關的施工原理、施工方法、施工機具以及有部分與施工有關的管理和經濟分析等，要求學生掌握和運用各類水利水電工程的施工技術、施工程序以及施工組織等基本原理從事各類施工組織設計和現場的施工作業，綜合實踐性較高[3]。

2 ?水利工程施工企業用人現狀調查分析

筆者走訪江蘇省內3個大型水利施工單位進行調查（工地現場觀察統計），對某水利工程施工現場技術、管理人員學歷背景統計顯示，具有碩士及以上占10%、本科生占47%、大專生占34%、高職和中專占9%。其中，具有本科及以上學歷占了企業人才的大多數。這說明當前大眾化教育和就業市場競爭激烈的情況下，本科生已逐步取代高職生成為了承擔施工企業一線的技術、管理等崗位主力軍。同時，企業用人情況的改變也促使部分高校在人才培養模式和目標上的轉變。

從企業對所招聘員工的崗位職能要求上來看，本科生在施工現場從事的工作，大多是施工現場技術和管理等方面領導者，在某些具體的關鍵環節需要獨當一面。但是，可能由于在水利工程施工課程理論教學和實踐環節當中出現了某些問題，畢業生在接手項目時，對于一些施工基本理論、工序銜接順序和工程細部構造還是不夠明確，所掌握的知識片面，不能滿足自身崗位需求。導致企業不得不花費大量的人力財力對這部分新進員工重新培訓。因此，當前企業對走上施工一線崗位的畢業生所掌握施工專業基礎知識還不滿意。

3 ?教學環節中存在的問題

3.1 教學手段和課程內容固化

當前教學大綱要求下，水利工程施工教學環節分為課堂學習和實踐教學兩個部分。其中課堂理論學習部分主要通過板書、PPT、案例分析等教學形式，介紹與水利工程有關的水工建筑物的施工順序、施工方案、施工方法以及與施工組織管理有關的基本原理等。課堂教學仍然采取“教師講、學生聽”的方式，這種灌輸式填鴨教學雖可以在短時間內授予學生大量知識，但是時間一長必然造成課堂氣氛沉悶，學生學習的積極性下降。同時，課堂理論教學環節一般在實踐環節在之前進行，以傳統方法進行水利工程施工課程理論教學，學生存在聯想障礙，講到的一些理論知識無法和工程實體聯系起來，多數采用強制記憶法去學習。在教材的選擇和課程內容編排上，雖然目前可供選擇的水利工程施工類教材很多，但是從其內容體系上來看，往往都是以追求知識體系的系統性和完整性為主，難以突出施工課程教學的目標。

3.2 實踐教學環節薄弱

實踐教學環節則是由實習老師根據實習內容選擇在建施工工地，帶領學生親身觀摩施工過程、參與部分項目施工管理、觀看主要施工工藝流程等。受制于實習時間和實習經費的限制，每次校外施工實習只能看到工程施工局部過程，尋找代表性較強的綜合大型樞紐工程在建工地困難，目前的在建水利工程工地以中小型工程為主，水工建筑物較少，結構單一，不具備代表性，實習過后，學生能獲取的綜合能力不強。目前，雖然大多數高校都通過與一些水利施工企業合作來解決實習場地的問題，但是效果都不盡人意。一方面，高校尋求企業為實習提供場地往往是為了完成教學任務，對實習基地沒有按照其課程內容進行合理篩選。另一方面，考慮到學生安全等因素，企業和高校很少讓學生參加實際施工現場勞動，難以體現出實踐教學目的。

4 ?水利工程施工課程改革措施

4.1 科學遴選課程內容和豐富教學手段

目前，圍繞水利工程施工課堂的改革，要在教學內容和方法上下功夫。首先，在教學內容上，必須明確在目標導向下的課堂教學目的，以社會和企業需要什么樣的人才對課程所涉及到的知識點進行科學遴選。對于一些過時的或者即將要淘汰的施工技術與方法可以略將或不講。同時，鼓勵高校教師不斷的自我學習，深入施工企業一線，掌握行業最新前沿動態，及時更新教學內容。其次，可采用多種教學方式，以培養學生的學習興趣為切入點展開多層次的課堂教學法。以小組討論法為例，教師按照課程講授內容對各小組安排任務，小組成員在收集資料、查找文獻后經過小組討論等形式達成統一的書面報告，并以PPT或者演講的方式將討論結果展現出來。教師在此過程中負責解決一些難點和疑問，調動課堂的氣氛。在這種模式的學習下，學生由被動性轉變為主動性學習，不僅有利于提高自己查找文獻和閱讀能力，同時也提高了學生自身的團隊合作能力。

4.2 BIM三維可視化模型拓展融入教學

隨著現代電子信息仿真技術的發展，利用BIM技術對水利工程項目進行全生命周期管理得到了越來越廣泛的應用。在水利工程施工的過程中，通過BIM技術構建的虛擬建筑模型的可視化和參數化的優點，可以有效地提高水利工程的工程質量和管理效率[4，5]。另外，借助于4D（3D+時間）模型的直觀性，即使是以往沒有工程施工經驗的學生，也能對整個施工過程有一個清晰的了解。

基于BIM模型的仿真實踐教學，不但可以通過模擬仿真將教學過程中難以展示和講授清楚涉及水利工程施工的具體施工步驟、施工方法、關鍵施工工序安排等帶入課堂，讓學生身臨其境，全面徹底地了解施工現場真實狀況。比如在介紹鋼筋綁扎的時候，借助BIM的三維可視化圖形，對鋼筋的排布方式，連接方法和錨固長度等在空間上有一個立體的展示，可以更加方便學生對于書本上的抽象知識加以理解。而且，通過在課堂中將這些細節再現，使得部分的實踐教學環節不再受時間、地點、場地等傳統客觀因素的影響和限制。

同時，借鑒BIM技術在施工項目管理過程中發揮出來的優勢可以對項目全過程展開虛擬仿真管理教學。例如，基于真實水利施工項目，在施工開始之前通過BIM技術對施工全過程進行展示，導截流-圍堰-基坑排水-地基處理-建筑物施工等，全過程進行連續展示，可視化的動畫展示，有助于學生對施工工序和方法的深入理解;同時可對施工過程的工作量進行拆分，結合現場實際場地布置和人、材、機配備情況，對可采取的幾種具體施工方案和學生集中進行討論，并確定最優施工方案。另外，還可以在虛擬的施工管理過程中加入添加部分可能影響工期的變量，結合課本中施工進度管理的知識，充分利用現有資源，采取相應的措施對實際進度計劃進行調整保證計劃工期。相比于工地現場管理實踐教學，采用數字化模型更能從空間上直觀展現管理的過程和目標。

4.3 優化教學考核評價機制

教學考核評價機制在水利工程施工教學培養的過程中起到主導作用，目標導向型水利工程施工教育在考核方式上應當弱化理論知識和綜合實踐考核之間的界限，在基礎理論考試的過程中可以參照當前專業執業資格考試題型入一些案例分析，考察學生用理論知識解決實際問題的能力。同時，對于綜合實踐考核的方式應當呈現出多元化，鼓勵和引導學生參加各類與水利公司施工、管理相關的課程設計和撰寫施工專題報告等，并將其成果作為評判標準納入到教學考核中去。

5 ?結語

水利工程施工作為一門核心專業課程，要求學生具備各類水利水電工程的施工技術、施工程序以及施工組織等能力。在新工科工程教育專業認證需求的驅使下，提高工科專業本科生的教育水平尤為重要，尤其是對水利工程這類傳統學科本科生的培養提出了更高的要求。水利工程施工實踐性和綜合性較強，通過優化教學內容和豐富教學手段，將BIM技術構建的虛擬建筑模型的可視化融入教學，提高學生掌握綜合知識能力，以期為水利工程施工課程教學帶來一些新的思路。

參考文獻

[1] 胡德鑫.新工業革命背景下工程教育專業認證制度國際改革的比較與借鑒[J].高等教育管理，2019，13（5）：72-81.

[2] 吳云芳，程勇剛，嚴鵬.基于工程教育專業認證的水利類專業“畢業要求達成度評價”的研究與實踐[J].教育教學論壇，2019（35）：1-4.

[3] 王福來，彭玉林，孫海燕，等.“卓越計劃”下水利類施工課程教學改革探索[J].教育教學論壇，2017（49）：117-118.

[4] 郭媛.論高校土建類專業BIM教學改革[J].建材與裝飾，2019（24）：156-157.

[5] 蘆琴，屈朗.淺析BIM技術在水利水電工程中的應用[J].楊凌職業技術學院學報，2019，18（3）：6-9.