KAPIV項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式在“土木工程施工”課程教學(xué)模式中的改革與實(shí)踐

趙海霞，于麗波，孫倩 （南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，江蘇 南京 210000）

1 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)展，建筑市場(chǎng)需要高質(zhì)量的人才來滿足生產(chǎn)、管理、服務(wù)等技術(shù)復(fù)合型應(yīng)用型人才，以適應(yīng)國際化發(fā)展趨勢(shì)。土木工程企事業(yè)單位需求大多是生產(chǎn)技術(shù)人員，其儲(chǔ)備知識(shí)離不開核心課程“土木工程施工”的學(xué)習(xí)。

孫康寧教授課題團(tuán)隊(duì)于2017 年提出了一種全新的教學(xué)方法——KAPI（或KAPIV）教學(xué)方法，針對(duì)材料工程相關(guān)課程進(jìn)行改革，開創(chuàng)了新工科建設(shè)的新格局。

“土木工程施工”課程教改擬采用KAPIV中的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為牽引，在授課過程中將思政元素潤物無聲地融入教學(xué)過程中，從而有效提升知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化的速度，構(gòu)建一種全新的課程思政金課模式。這種教學(xué)模式中會(huì)融入施工中的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)施工技能、施工方法創(chuàng)新、實(shí)踐能力、超級(jí)工程中遇到的復(fù)雜問題解決及立德樹人的基本要素，使土木工程施工課程具有了高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。

2 研究現(xiàn)狀

我國很多高校在“土木工程施工”本科生教學(xué)中仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，一直堅(jiān)持理論教學(xué)，采用專業(yè)課程體系培養(yǎng)專業(yè)人才。課程中的實(shí)踐性的課時(shí)雖然在微調(diào)中增加，但考慮到學(xué)生的人身安全、經(jīng)濟(jì)承受情況，一般授課時(shí)以觀看現(xiàn)場(chǎng)為主，講解時(shí)也只是大致介紹，在提高學(xué)生應(yīng)用能力方面收效甚微。大多數(shù)“土木工程施工”教改的目的是對(duì)學(xué)生實(shí)踐意識(shí)進(jìn)行認(rèn)可和強(qiáng)化，教學(xué)中還是以填鴨式的形式灌輸給學(xué)生，“教師教，學(xué)生學(xué)”。學(xué)生針對(duì)不同的案例，會(huì)因接受新奇知識(shí)而持續(xù)一段時(shí)間出現(xiàn)高漲情緒，但是學(xué)生的知識(shí)體量有余，能力要求深度不足，品行粘結(jié)力不夠，框架成型不充分、不牢固，達(dá)不到強(qiáng)大的支撐效果，導(dǎo)致學(xué)生整體發(fā)展?jié)摿Σ蛔恪?/p>

近幾年來，許多優(yōu)秀教師提出了教學(xué)模式改革，宋宜祥等[1]在2021 年在面向新工科的《＜土木工程施工＞課程教學(xué)改革與實(shí)踐》一文中提出教學(xué)改革要緊扣課程“新”的價(jià)值取向，深入挖掘“實(shí)”和“融”之間的深意。在教學(xué)中著重強(qiáng)調(diào)和突出了新工藝的推廣和新材料的發(fā)現(xiàn)，用來提高學(xué)生相關(guān)的專業(yè)認(rèn)識(shí)。孫宗丹[2]在2018 年提出《土木工程施工課程教學(xué)模式改革》涉及到完善實(shí)踐訓(xùn)練設(shè)施，積極豐富教學(xué)形式以及優(yōu)化相關(guān)課程內(nèi)容。楊惠君[3]在2017 年提出《土木工程施工課程教學(xué)模式改革》涉及到模擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)、模型實(shí)驗(yàn)室里面形象教學(xué)方法、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心、遠(yuǎn)程開放教育、進(jìn)行校企合作模式和“雙師型”教師隊(duì)伍培養(yǎng)模式等方面進(jìn)行創(chuàng)新。筆者曾嘗試通過教學(xué)來進(jìn)行提高學(xué)生掌握知識(shí)的能力，讓學(xué)生撰寫知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的小論文，學(xué)生經(jīng)常因?yàn)楹诵闹R(shí)點(diǎn)領(lǐng)悟不透，寫出來的材料內(nèi)容淺嘗輒止。

從大量文獻(xiàn)資料上來看，“土木工程施工”教學(xué)中將通過教師自身能力的提高、教學(xué)方式采用高科技、教學(xué)內(nèi)容或者考核方式進(jìn)行優(yōu)化、教學(xué)模式改革側(cè)重教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際案例的結(jié)合等方面來深化學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)，此時(shí)知識(shí)、能力、思政教育相對(duì)獨(dú)立，從而會(huì)形成課程功能單一，教改形式陳舊，這些教學(xué)資源導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，更深層次進(jìn)行提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手、分析解決問題的能力會(huì)比較困難。

由此構(gòu)建合理的教學(xué)模式，特別是在人才培養(yǎng)計(jì)劃中，這種需求更加突出。“土木工程施工課”教改在KAPIV 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下新的教學(xué)模式下，以項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，做到知行合一，促使學(xué)生與企業(yè)快速接軌，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，從而培養(yǎng)合格的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。隨著社會(huì)的發(fā)展，新的教學(xué)模式亟待推行，突破勢(shì)在必行。

3 研究?jī)?nèi)容

新的“土木工程施工”教學(xué)模式的改革指導(dǎo)思想是將知識(shí)（Knowledge）、能力（Ability）、實(shí)踐（Practice）、創(chuàng)新（Innovation）通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)有機(jī)融為一體，在人才培養(yǎng)過程中緊緊圍繞立德樹人的根本任務(wù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行價(jià)值觀（Value）的引領(lǐng)塑造和品行（Virtue）的培養(yǎng)（KAPIV體系）。

在新形態(tài)的施工課程教學(xué)指導(dǎo)思想下，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生興趣，通過大創(chuàng)實(shí)踐訓(xùn)練，以各種學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目為導(dǎo)向并以做任務(wù)的方式引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用實(shí)踐，鍛煉學(xué)生解決和分析問題的能力。

新形態(tài)課程的關(guān)鍵任務(wù)是課程的獨(dú)特性，吸引和提高學(xué)生的興趣點(diǎn)，然后延伸到思政課程中的立德樹人、育人方面上。新形態(tài)課程是基于課程自身的基礎(chǔ)性、課程之間的協(xié)同關(guān)聯(lián)性，學(xué)生各種才能疊加性的基礎(chǔ)上開展的。具體來說，這種新形態(tài)課程的教學(xué)模式是將原有施工課程中的理論知識(shí)、實(shí)習(xí)、課設(shè)、畢設(shè)等基本要素，優(yōu)化設(shè)計(jì)成提煉出理論知識(shí)中一個(gè)個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)，運(yùn)用課程設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐、創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練、競(jìng)賽的驅(qū)動(dòng)的一種表達(dá)形式。這些有別于普通課程的性質(zhì)，是一種新形態(tài)的課程，能很好支撐立德樹人的框架。

4 教學(xué)實(shí)踐

4.1 教學(xué)項(xiàng)目導(dǎo)入

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)關(guān)鍵是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，需要充分體現(xiàn)項(xiàng)目的層次性、連貫性和一致性。

首先，以KAPIV 為背景，項(xiàng)目設(shè)計(jì)必須將知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生能力、實(shí)踐、創(chuàng)新、立德樹人要素融為一體。

其次，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的逐步深入性，由簡(jiǎn)單的單體構(gòu)件（分項(xiàng)工程項(xiàng)目）到實(shí)際工程（單位或單項(xiàng)工程項(xiàng)目），形成層次性，逐步逐級(jí)遞進(jìn)。土木工程施工擬計(jì)劃將項(xiàng)目4 個(gè)不同的層次，即分部工程中的項(xiàng)目（各章節(jié)）、單位工程中的項(xiàng)目（土建）、單項(xiàng)工程中的項(xiàng)目（某棟樓）、建設(shè)項(xiàng)目（體現(xiàn)在綜合性課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中）項(xiàng)目層次和傳統(tǒng)實(shí)踐形式的關(guān)系遞進(jìn)式推進(jìn)。

最后，項(xiàng)目的目標(biāo)是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在項(xiàng)目的第一個(gè)層次上，以分項(xiàng)工程為基礎(chǔ)構(gòu)件，以學(xué)生繪制和考慮各方面影響因素為驅(qū)動(dòng)，以完成工作中的任務(wù)為激勵(lì)手段，開展各門專業(yè)課程。主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、基本專業(yè)知識(shí)探究的技能和學(xué)習(xí)工具使用技能。而在第四個(gè)層次上，綜合實(shí)踐性的項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力和創(chuàng)新意識(shí)。這里可能涉及到一門或多門課程知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而設(shè)置的獨(dú)立的課程設(shè)計(jì)。

4.2 項(xiàng)目的落實(shí)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)前提是教學(xué)的具體實(shí)施。以KAPIV 為背景，通過項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)，在授課過程中將思政元素潤物無聲地融入教學(xué)過程中，將“土木工程施工”課程中的至少一半的核心知識(shí)點(diǎn)體現(xiàn)出來，其他知識(shí)點(diǎn)在課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新訓(xùn)練和各項(xiàng)學(xué)生競(jìng)賽中體現(xiàn)，確保核心知識(shí)點(diǎn)獲取。課程指導(dǎo)圖見圖1。

圖1 課程指導(dǎo)圖

以第一章土石方工程（教學(xué)計(jì)劃4課時(shí)）為例，每班分出若干學(xué)習(xí)小組，學(xué)生自行組隊(duì)，成員中知識(shí)能力搭配合理，每小組4～5名成員。

第一步：老師布置教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)計(jì)劃。某小區(qū)住宅樓（地下二層，樁基底標(biāo)高-50m，樁長44m，基礎(chǔ)底標(biāo)高-6m）開間約44m，進(jìn)深約16m，具體見圖紙。試安排機(jī)械和人工進(jìn)行組織開挖方案。通過電腦，根據(jù)圖紙運(yùn)用BIM 軟件繪制一個(gè)大開挖。

第二步：解答要點(diǎn)提示。開挖施工流程是什么？主要做哪些工作？基坑坡度怎么處理？是否需要降水？降水方案是什么？驗(yàn)槽需要哪些人員組織，做哪些工作？回填土的質(zhì)量保證措施有哪些？以軟件三維展示和學(xué)生匯報(bào)的方式開展課程。

第三步：教師提供網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)視頻和上課教材的PPT課件。繪制和查找資料學(xué)生自學(xué)，教師參與輔導(dǎo)（及時(shí)跟進(jìn)）。

課堂翻轉(zhuǎn)，學(xué)生上臺(tái)匯報(bào)講解設(shè)計(jì)方案。競(jìng)爭(zhēng)上崗講解，小組得分獎(jiǎng)勵(lì)。每匯報(bào)一個(gè)小組，項(xiàng)目成果交流時(shí)，其他組找出該組中比較好的地方（至少三處），不足的地方（至少三處）（課堂時(shí)間45～60min）。

這種互評(píng)形式，激發(fā)小組之間的學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。教師做好統(tǒng)計(jì)工作，統(tǒng)計(jì)小組得分情況，并對(duì)方案中遭遇的瓶頸和突破點(diǎn)給出優(yōu)化建議，拓寬所學(xué)知識(shí)（45min）。

第四步：老師針對(duì)項(xiàng)目沒有涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的補(bǔ)充和講解，融入思政教育理念，樹立立德樹人的目標(biāo)（30～45min）。

4.3 項(xiàng)目跟蹤

實(shí)施項(xiàng)目的制定，必須涉及到創(chuàng)新設(shè)計(jì)與思維課程主要知識(shí)，體現(xiàn)在學(xué)生的知識(shí)主動(dòng)獲取、實(shí)踐能力提高、創(chuàng)新意識(shí)提升和立德樹人等方面。學(xué)生帶著任務(wù)積極主動(dòng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，自主建構(gòu)知識(shí)體系，認(rèn)知、運(yùn)用已學(xué)知識(shí)并靈活運(yùn)用和活化知識(shí)，解決每一個(gè)原有章節(jié)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生思考及解決問題的能力。

4.4 項(xiàng)目反饋

基于KAPIV 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)讓學(xué)生帶著問題去自學(xué)，充分利用各種資源，引發(fā)學(xué)生深層次的思考，不再是抽象的、被動(dòng)接受所學(xué)的知識(shí)，而是更有針對(duì)性地通過翻轉(zhuǎn)課堂把自學(xué)的知識(shí)進(jìn)行理解，無形中掌握了核心知識(shí)點(diǎn)，再通過老師補(bǔ)充講解，更加牢固地把握知識(shí)。KAPIV 的融入，不僅是一種更高效的學(xué)習(xí)方式，還無形中影響了學(xué)生的生活態(tài)度。有的學(xué)生幾乎每天都在惦記項(xiàng)目的落實(shí)情況，干什么都充滿了干勁。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)沒有局限在課堂上，凌駕于每年舉行的BIM 類應(yīng)用技能大賽。比如，大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽、成圖大賽、構(gòu)力杯、全國BIM 畢設(shè)大賽等。利用比賽，熟悉掌握建造過程、場(chǎng)布設(shè)計(jì)、模擬施工工序動(dòng)畫等，進(jìn)一步讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)融合貫通，實(shí)現(xiàn)立德樹人的培養(yǎng)目標(biāo)。

土木工程施工課程思政教學(xué)改革在南航金城學(xué)院航空運(yùn)輸與工程學(xué)院土木工程專業(yè)兩個(gè)班級(jí)試實(shí)施運(yùn)營，根據(jù)課堂教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷了解，共收回80 份，有效問卷75 份。在課程滿意度的選項(xiàng)中，85%的學(xué)生認(rèn)為課程安排和任務(wù)合理，學(xué)習(xí)難度不高；在課堂教學(xué)的選項(xiàng)中，71%的學(xué)生偏向課堂氛圍活躍；在學(xué)習(xí)效果的選項(xiàng)中，83%的學(xué)生獲得充實(shí)感和成績(jī)感；在課程思政授課效果的多項(xiàng)選項(xiàng)中，學(xué)生獲得大國工匠影響占到67%，獲得德育影響占53%，獲得三觀影響占到51%。從調(diào)查問卷中可以看出，學(xué)生提高了學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

在對(duì)試實(shí)施的后評(píng)價(jià)及反思環(huán)節(jié)中，KAPIV 驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在提高學(xué)生積極性及學(xué)習(xí)興趣上有很大優(yōu)勢(shì)。能改善學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。一個(gè)學(xué)期下來，通過開展大創(chuàng)訓(xùn)練、參與比賽項(xiàng)目、收獲獲獎(jiǎng)證書，學(xué)生的成就感滿滿，對(duì)進(jìn)一步的課程學(xué)習(xí)充滿期待。

5 結(jié)語

通過這次教改項(xiàng)目的開展，利用翻轉(zhuǎn)課堂、線上課程、線下課程、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)及自主學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生在知識(shí)獲取、能力培養(yǎng)、創(chuàng)新訓(xùn)練、思政品行磨練上都得到了很大突破。結(jié)合期末布置的小論文(課余時(shí)間多翻閱與工程相關(guān)的書刊、網(wǎng)絡(luò)資源，了解本領(lǐng)域的新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法等新的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài))，學(xué)生基本上能更好地了解專業(yè)內(nèi)涵，甚至領(lǐng)悟工程所蘊(yùn)含的智慧和情懷，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情及民族自豪感。