基于“互聯網+”的“新工科”專業課程改革與實踐

王程程 許立強 明杏芬 趙三青 艾麗 顏紅專

摘?要：在“互聯網+”信息化的推動及“新工科”的背景下，結合建筑工程施工課程特點，筆者對該課程進行了信息化教學改革實踐。采用“互聯網+”線上線下混合式教學模式，探索了課前、課中及課后三環節的信息化教學設計與實施路徑，融入課程思政元素，并改革教學評價機制，從案例成果等級、虛擬仿真實踐、企業頂崗實習鑒定及期末考試多方面與傳統教學對比分析，較好地體現了教學改革的效果，滿足了“新工科”人才培養的目標。

關鍵詞：“互聯網+”；“新工科”；建筑工程施工；教學改革

中圖分類號：TB?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.07.087

0?引言

教育部高等教育司司長吳巖在“2022年全國高教處長會”上強調，要深化新教改，打造新形態，提高新質量，深化“新工科”等四新建設，實施高等教育數字化戰略行動，提高中國高等教育的質量和品牌。

“新工科”是適應中國社會主義新時代的高技術發展需求所誕生的學科，是以互聯網和工業智能為核心，包括大數據、云計算、智能科學與技術等相關工科專業，旨在培養綜合素質高、創新能力強且思想覺悟高的綜合性人才，相對于傳統的工科人才，新工科更加強調學科的綜合性、交叉性和實用性。“新工科”建設是我國迎接新時代挑戰、振興民族工業的重要舉措，也是中國工程教育在新時代體現新作為的重要發力點。“新工科”的興起以及在高校的有效推進，全面反映了我國高等教育深化改革的內在需求。如何快速引領科技和產業變革下創新型“新工科”人才的培養，已經成為高等教育亟待解決的難題。

而數字化教育改革的深化，則需要依托互聯網平臺。在互聯網、云平臺、大數據等新技術的影響下，高效的教學模式和方法正在不斷發生變革，通過開展“互聯網+”信息化教學，構建數字化虛擬仿真實訓平臺，實現計算機與互聯網有機結合的“互聯網+”在線開放課程教學。筆者以建筑工程施工課程為例，探索了基于“互聯網+”的“新工科”專業課程改革與實踐，以培養建筑信息化“新工科”人才。

1?教學改革的必要性

1.1?“新工科”的內在需求

隨著“互聯網+”和智能建造的出現，創新型、技能型和工匠型人才最為緊缺，而“新工科”教育不僅要從科學技術和工程應用等方面進行人才培養，還必須兼顧管理創新及工程素養的培育。因此工科專業教學改革，是“新工科”的內在需求。

1.2?“互聯網+”信息化的推動

互聯網的飛速發展，讓人們的衣食住行發生了翻天覆地的變化，也讓出生在互聯網時代的零零后們，早已習慣了依靠網絡的生活方式。教師應用數字化的教學軟件，建立信息化線上學習平臺，更好地適應學生的學習方式，較好地實現了學生素質與能力的提升，為應用型人才培養奠定了基礎。因此，在“互聯網+”信息化的推動下，采取信息技術教學已成為必然。

1.3?建筑工程施工課程特點

建筑工程施工課程具有涉獵面廣，實踐性強，知識點繁多等特點，該課程與工程實際聯系緊密，知識技術更新換代快，要求學生具備較強的綜合應用能力。而目前大部分教材知識體系陳舊，教學模式單一，實踐教學流于形式，與職業能力的培養存在一定的差距。且部分教師工程實踐經驗不足，存在強理論、弱實踐的現象，對施工工藝的講解不夠透徹。為了更好地滿足建筑業市場人才需求，建筑工程施工課程教學改革勢在必行。

2?教學改革實踐

在“互聯網+”信息化的推動下，根據“新工科”的內在需求，筆者針對武昌工學院城市建設學院2019級土木工程專業的大三學生，實施建筑工程施工課程信息化教學改革實踐。

按照“項目引領、任務驅動”教學模式的要求，課程采用“互聯網+”線上線下混合式教學方法，線上課堂以泛雅教學平臺、超星學習通APP為教學平臺，建設涵蓋工程案例、施工視頻、動畫、圖片、課件、試題等學習資源庫的網絡課程。課程充分利用網絡平臺的考核評價和統計功能，實時監測學生課前、課中和課后的學習進度和學習效果，為該課程的數字化改革提供了數據支持。線下課堂采用翻轉課堂、項目教學法等開展教學，實現圖文并茂、動靜結合。同時，增加BIM虛擬仿真實訓操作環節，結合真實的工程案例，擬定施工方案，模擬施工進度及施工平面布置等工作，提高實踐應用能力。并在專業內容講解中融入課程思政元素，有效實現正面引導和反面教育相結合、學習和評價相結合的“三全”育人目標。

2.1?教學分析

2.1.1?學情分析

建筑工程施工課程為土木工程專業核心課，共64學時，4學分。教材選取《土木工程施工》（第3版），共15章節。授課對象是2019級土木工程專業的大三學生。本課程教學內容包括兩部分：建筑施工技術和建筑施工組織。其中，1-11章為建筑施工技術板塊內容，每章為一個獨立的工程，包括：土方工程、樁基礎工程、模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、預應力工程、結構安裝工程、砌體與腳手架工程、防水工程及裝飾工程。12-15章為建筑施工組織板塊內容，主要講授施工組織設計的知識，教會學生如何科學地組織施工。

該課程教學內容繁多，知識點零碎，施工規范及要求嚴格，對大部分學生來說是一門較難的專業課，從而導致部分學生缺少學習興趣，學習積極性較低。雖然學生具備了一定的專業基礎知識，但不能較好地運用所學知識來解決實際問題，且實踐操作能力不足。因此，亟待需要通過教學改革，運用信息化的手段加深學生對專業知識的理解程度，提升應用能力，并結合“互聯網+”虛擬化的網絡體驗，增強學生的感性認識，以提高學生的學習興趣。

2.1.2?教學內容

教學內容以結構安裝工程為例。主要介紹建筑施工現場起重安裝設備，混凝土結構預制構件的安裝，裝配式結構構件安裝及鋼結構構件安裝的施工流程、施工工藝和施工要點。

2.1.3?教學目標

要求學生了解建筑工程常用起重安裝機械的特點、適用范圍及優秀的結構安裝工程案例，熟悉混凝土預制構件、裝配式及鋼結構構件的特點，掌握各構件安裝的方法和工藝要求，培養工程責任意識，并學會運用所學知識解決實際施工現場的構件安裝問題。

2.1.4?教學方法

采取“互聯網+”線上線下相結合的混合式教學模式，通過課前、課中、課后三環節教學，運用信息化手段，探索以學生為中心，以教師為主導的主動式學習方式，利用翻轉課堂、項目教學法、虛擬仿真教學法等開展教學。將理論與實踐相結合、實體模擬與三維仿真相結合，更好地激發學生的學習熱情，提高學習效率。

2.2?教學實施過程

2.2.1?課前

教師于課前三天在泛雅教學平臺上上傳結構安裝工程教學課件、工程案例、施工視頻、動畫、討論題等在線學習資料，通過實際施工現場結構安裝工程案例創設學習情境，并引入施工規范及企業標準。以案例及問題導入的方式，引出本次課學習主題和學習任務。如：指出建筑工程施工中混凝土預制構件安裝包括哪些施工工序？簡要論述案例中結構安裝方法？

學生根據收到的學習任務，通過“互聯網+”網絡教學資源的搜集，完成指定任務，并要求學生在泛雅教學平臺上反饋所發現的問題，準備課上發言。教師根據后臺數據庫反饋的學習掌握情況對學生進行分組并制定教學實施計劃。同時，根據學生問題的難易程度，選擇性地采取線上解答和線下講解相結合的方式進行答疑，該環節極大地提高了學生的學習主動性，同時也培養了學生的職業素養。

2.2.2?課中

知識點引入。教師分析課前發布的結構安裝工程學習主題，引導學生將課前搜集的知識點、施工規范及工程視頻、案例進行分享，并組織各小組分析討論，結合視頻、案例中的混凝土預制柱、吊車梁、屋架、天窗架及屋面板等構件的安裝技術要求，解決實際工程混凝土預制構件的安裝問題，并學會突破和創新。通過施工規范中預制構件安裝標準應用，法律法規，培養學生實事求是的工作態度。

疑難點突破。教師隨機指定小組學生進行預制梁安裝的案例分析，補充安裝工藝中的不足之處，并組織各小組對其進行點評，引導各小組學生獨立完成結構安裝工程案例解析，運用所學知識分析并解決實際問題，對學生存在的疑問巡回指導并進行評價。通過串線的方式，將本節課知識點串聯起來，與學生共同歸納總結。注重學思結合、知行統一，增強學生勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力。

知識檢驗。教師引導學生將完成好的結構安裝工程案例上傳至泛雅教學平臺，組織各小組結合評分細則對匯報成果進行小組互評及組內自評，最后開展混凝土結構安裝知識的隨堂測試，分析結構安裝工程事故發生的原因及處理措施，培養學生互幫互助的團隊協作精神。

總結提高。教師查看泛雅教學平臺上得分最高的小組，由優勝小組分享學習經驗，然后由各小組總結課程學習體驗，認識各自的優缺點并加以完善，將課程思政潤物細無聲的融入其中，培養學生的社會主義核心價值觀。

課外延伸。將教學內容與本行業施工新材料、新機械以及新技術相結合，融入先進的施工理念，介紹建筑工程領域先進的起重安裝機械及混凝土結構安裝前沿知識和技術，并對新工藝進行突出和強調，開拓學生學習的新方法、新思路，拓寬知識面，以此來提高學生對于結構安裝的認識，并促進學生的求知欲，培養探索精神。

虛擬仿真實踐。依托BIM虛擬仿真實訓平臺、VR虛擬仿真實踐基地以及萬霆虛擬仿真實訓軟件進行虛擬仿真實踐教學。結合建筑工程施工教學的實際情況，通過BIM技術，構建實體化的三維教學模型，依托先進的信息技術和豐富的教學資源數據庫，對三維模型進行虛擬化、網絡化的操作，實現三維場地漫游、施工進度模擬等仿真應用，讓學生置身于一個真實的建筑工程施工環境當中，將虛擬環境和實體環境一一對應，使學生更加全面深入地理解課堂上所學的理論知識，并轉變成實實在在的生產力，從而提高學生的實踐操作技能，促進學生職業素養和工匠精神的培育。

2.2.3?課后

完成課后作業，搜集下一課堂的學習主題材料，同時進行拓展實踐活動，完成相應工程施工方案的編制，并上傳至泛雅教學平臺。結合校企合作協同育人機制，落實實習基地頂崗實習任務，建立企業導師責任制，實現校企的資源共享和優勢互補。通過學生案例與素材的收集、實習日志、實習報告的撰寫以及企業的實習鑒定，不斷探索實際工程結構安裝方案的改進之處、創新之處，將實踐教學環節落到實處。并在實踐過程中，培養學生愛崗敬業的職業素養，誠實守信的職業道德，勇于探索、克服困難、創造與革新的創新創業精神。此外，通過企業與高校的不斷交流與反饋過程中，調整人才培養目標和實施方案，最終實現校企協同育人的目的。

2.3?教學評價機制

適應“新工科”建設的課程評價應突出過程性考核，以學生為中心，提高學生的參與度和主動性，注重綜合應用能力、創新能力以及職業素養的考查。因此，教學評價機制應綜合考慮線上及線下教學、虛擬仿真實踐、企業頂崗實習、期末考試等多元化的考核方式。其中線上教學占總成績的10%，包括預習記錄、交流討論、案例分析三部分，分別為20分、30分、50分；線下教學占20%，包括課堂考勤、課堂表現和課后作業，分別為20分、30分、50分；虛擬仿真實踐占10%，主要考核學生的實踐報告，總分100分；企業頂崗實習占30%，包括實習日志、實習報告和實習鑒定，分別為30分、30分、40分；期末考試總分100分，占總評成績的30%。

3?教學改革效果

筆者從武昌工學院城市建設學院2019級土木工程專業的大三學生中隨機抽取50位學生，根據上述信息化的教學過程，實施建筑工程施工課程數字化教學改革實踐。并從學生完成課后案例分析成果、虛擬仿真實踐操作、企業頂崗實習鑒定及期末考試四方面的成績對比，下圖1、圖2中分別為企業頂崗實習鑒定及期末考試等級的成績對比。

從以上對比圖中可以看出，實施信息化教學改革的學生在企業頂崗實習鑒定及期末考試等級均優于傳統教學的學生，說明學生在任務參與度、信息化搜集、知識接收度、實踐應用性等方面的能力均要遠大于傳統教學的學生，真正體現了信息化教學改革的效果。

4?結語

筆者采用“互聯網+”線上線下相結合的教學模式，從課前、課中及課后三環節探索了“新工科”背景下建筑工程施工課程“互聯網+”信息化的教學改革，融入課程思政元素，并改革教學評價機制，通過案例成果等級、虛擬仿真實踐操作、企業頂崗實習鑒定及期末考試多方面與傳統教學對比分析，體現了教學改革的效果，達到了“三全”育人目標，滿足了“新工科”人才培養的需求。

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