高校施工类课程混合式教学体系建设研究

［摘 要］ 近年来，在新工科背景下，应用型人才培养促使高等教育不断发展与转型，混合教学方式为高校开展教育教学提供了新的途径。为进一步提升施工类课程教学质量，针对该类课程实践性较强的特点，对其教学体系的建设展开研究与探索，在培养方案优化、理论与实验、实习等实践教学环节相结合的基础上，对建筑虚拟仿真建设的必要性展开分析，对“理、实、虚”一体化的新型教学体系建设的具体内容进行阐述，以期优化学生的学习效果，提升专业实践能力。

［关键词］ 施工类课程；混合式教学；课程体系建设

［基金项目］ 2021年度吉林省高教科研项目“高校施工类课程线上线下教育教学实践研究”（JGJX2021D444）

［作者简介］ 陈春苗（1990—），女，吉林松原人，硕士，吉林农业科技学院机械与土木工程学院讲师，主要从事工程管理研究；王本刚（1977—），男，吉林四平人，硕士，吉林农业科技学院机械与土木工程学院讲师，主要从事工程管理研究；崔德芹（1970—），女，吉林桦甸人，硕士，吉林农业科技学院机械与土木工程学院教授，主要从事土木工程施工研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）06-0153-04 ［收稿日期］ 2022-12-02

引言

目前，随着大数据信息技术与教育教学深度融合，涌现出大量的在线学习平台，为学生的线上学习提供了较多的便利，也为高等教育教学带来了更多的可能。例如，中国教育部爱课程网和网易合作推出的中国大学MOOC。在线平台的各使用高校均开设了大量的SPOC教学课程，无论是开设的SPOC班级数量，还是参与SPOC学习的学生人数均不断增长。好的大学，没有围墙——这种新形式的混合教学方式为高校开展教育教学提供了新的途径，突破了地域限制，开阔了学生的学习视野，对有效帮助教师在线教学发挥了重要作用。

高质量学生的培养主要依靠培养模式和课程体系的设置。近年来，在一系列的政策背景下，我国很多高校积极探索工程专业人才培养模式改革，人才培养质量不断提高，但相对于我国产业升级、企业技术进步而产生的对人才素质和能力的要求的差距还很大，人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上还无法完全适应。在这种情况下，如何跟上产业需求，通过产教融合实现理论教学与实践教学，以及专业基础知识与职业技能水平之间的平衡和有效衔接则显得越来越重要。因此，理论型人才向应用型人才培养模式的转变将是高等教育改革新的方向。

一、体系构建的必要性

施工类课程是吉林农业科技学院（以下简称我校）土木工程及工程造价专业的核心主干课，主要介绍建筑工程、装饰装修工程、安装工程的施工技术及工艺，具有理论性、综合性、与工程实际联系结合紧密等特点。学生在完成“土木工程制图”“土木工程材料”等专业基础课程的入门学习，以及掌握工程力学、房屋建筑学等专业理论知识后，通过“建筑与装饰工程施工技术”“建筑安装工程施工技术”“施工组织学”等施工类课程，将理论知识和认知水平进一步提升，为日后参与工程奠定坚实的基础。课程配备相应的实习实训，以校内和校外相结合的方式开展，承担将知识转化为实践技能的关键作用。校内部分以集中或分组形式展开，对项目的图纸、施工组织方案等资料进行学习和了解；校外部分则对项目进行现场直观学习，深入了解各施工工序的操作要点及质量评定的基本方法，实现“理实一体化”。通过对我校多门施工类课程进行调研，目前主要问题集中在以下几点：（1）施工类课程实践性较强，单一的理论教学无法满足教学目标的要求，学生仅学习教材理论知识，教学比较枯燥，无法提起学生的学习兴趣，影响教学效果。（2）校外实习范围大多为学校周边的在建工程，参观实习时间有限，受工地施工进度的影响而无法全面了解施工技术与工艺，认知较为片面。（3）工地参观仅限于认知层面，学生无法将理论知识应用于实践，无法将所学的理论知识内化为专业技能。

鉴于上述问题，考虑该课程在应用型大学培养体系的重要作用，课题组已开展针对本门课程改革的积极探索，并在课程教学中引入相关BIM软件辅助教学，利用BIM4D微课和BIM3D互动增强学生对知识的理解和掌握。本项目将进一步深化BIM技术在建筑工程施工类课程及实训教学中的应用，采用线上线下混合教学模式，通过案例教学、多媒体教学、情景教学、短视频讲解、PPT图片演示、实验实训教学、工地现场教学等多种教学方法［1］，结合虚拟仿真平台，实现“理实虚”一体化，推动施工类课程的教学体系改革和创新，探索更有效的教学方法和模式。

二、体系构建的主要思路

教学体系的构成要素主要包括教学目标、教学内容、教学管理、教学保障和教学评价等部分［2］，基于这些要素，“理实虚”相结合的新型教学体系主要从以下几个方面着手。

1.探索BIM技术在施工类课程教学项目中的深度应用。BIM技术（building information modeling）即建筑信息模型技术。近年来，作为一种先进的工程管理技术广泛应用在建筑工程全寿命周期中，随着BIM技术的发展，4D微课、3D互动等模块的引入，改变了传统“填鸭式”教学，学生能够更加直观地看到各种施工过程中的工艺流程，使得课堂更加生动，便于理解。本项目进一步探索了BIM技术在施工类课程教学项目中的深度应用，借助BIM技术及虚拟仿真平台的相关资源，以实际工程案例为基础，模拟实际工作场景，实现各专业之间的BIM协同。如在之前的教学中，“建筑施工技术”“施工组织学”“工程招投标与合同管理”“工程项目管理”等课程都是自成一体，理论知识与配套的实践环节结合支持课程的独立教学，课程间的融合较少，学生掌握的知识更多停留在点的层面，无法融会贯通、活学活用，在工作后解决实际工程问题时无从下手。而新课程体系的构建目标是通过BIM技术的协同，将与施工类相关的课程更好地衔接起来，将知识点扩展为知识结构，使教学目标更加侧重实用型，教学内容体系化。

2.打造线上线下混合式课程，构建“虚实结合、理实一体”的教学体系。理实一体化即理论和实践统一组织教学，打破理论课和实训课的界限，将课程的理论教学与实践教学的内容相互衔接、融于一体，强化学生对知识的应用能力。虚拟教学是利用软件开发虚拟实验平台，模拟真实的实践教学环境，解决实践条件不足及理论教学中的一些困难。本课题拟通过虚拟仿真平台的教学资源，与校内外实习实训相结合，虚拟做铺垫、实践做强化，打造线上线下混合式课程，重点构建“理+实+虚”的线上线下相结合的教学体系，并在实施过程中邀请企业技术人员和部分学生代表共同参与课程资源库的建设，以达到更理想的教学效果。强化教学的过程管理及阶段性评价，与传统结果性考核相比，更加注重学生在学习过程中的感受和收获。在“理+实+虚”线上线下教学模式实施过程中，构建施工类课程线上线下教学资源库，完善教学资料，并在教学中不断更新，作为教学体系运行的保障，如图1所示。

通过线上线下混合式课程教学，破解施工类课程长期存在的教学服务不足的问题，扭转课程内容陈旧、教学模式单一的现状，激发学生的学习兴趣和潜能，重视学生个性化发展需求，强化学生实践能力培养，补齐短板［3］。

3.培养学生独立思考及解决实际问题的能力。施工类课程体系改革要强调“以教师为指引，以学生为中心，以技能提升为目的”，教学模式必须强调从传统的“被动式教育”向“主动学习探索”转变。在施工类课程教学体系改革中，计划以项目教学为主体，在任务驱动下，让学生通过各类虚拟仿真工具探索实施过程中可能出现的各类问题，并通过已学知识分析问题，构思解决办法。现场实习时，了解实际工程中出现类似问题的解决策略，验证并完善内化的知识体系，提升解决实际问题的能力。

4.完善施工类课程教学及实训大纲。邀请企业技术人员及行业专家共同参与课程大纲、教案、资源库的建设。在修改大纲时，在合理安排理、实、虚的学时分配的基础上进行课程项目设计。此外，在编制大纲时，也应注重丰富课程评价形式，改变以往单一的考核方式。

三、课程体系的实践

目前，课程体系的实践主要体现在以下几个方面。

1.师资队伍建设。师资队伍建设是新型教学体系能否有效实施的关键，新的教学体系对教师理论、实践及虚拟平台的软件操作水平均提出了更高的要求。为保证施工类课程的教学效果，在已有的BIM师资基础上，系室制订了长期的教师培训计划，分批遴选教师外出参加BIM相关知识的培训、进修，鼓励教师参与企业生产不断提升教师队伍的专业素质，以提升自身的实践能力和教学水平，力求打造一支高素质、多元化、专业配套的师资队伍。

2.实验室改造。以“工程制图与识图”“工程测量”“工程材料检测”等基础类实验课为依据开展学科基础性实践活动；以施工技术与施工组织、造价软件、招投标等专业课的实验项目为依据开展专业性实践活动；以“BIM建模”“BIM施工管理”“BIM5D综合”等实训课为依据，开展综合类实践活动［4］。对应不同类型的实践活动完善相应的实验室资源配备。目前我校已建成的实验室主要有工程识图与BIM建模实训室、BIM仿真实训室、BIM施工管理实验室、BIM综合实训室，完善实验室软硬件配置，强化管理与利用，延长实验室开放时间，为相关专业学生进行BIM应用的各类技能开发、创新实践训练计划项目提供必要的条件，让学生可以在实验室内进行课内实验及实训环节的教学与操作，进一步提升教学质量和效率。

3.教学方式变革。教学改革初，该“理实虚”一体化教学体系主要在“土木工程施工技术”“建筑施工技术”“施工组织学”“土木工程施工技能训练”“施工组织设计技能训练”等施工类课程的教学中逐步开展探索应用，根据课程实践性强的特点，课上采用多媒体及虚拟仿真软件相结合、边学边做的“理实一体化”教学方式；课下采用虚拟仿真平台人机互动与现场认知答疑和顶岗实习的“虚实结合”教学方式，实现大数据信息技术与教育教学深度融合，全面促使学生达到本课程的培养目标。

4.实践活动开展。近年来，大数据、智慧城市、建筑信息化技术（BIM）及其应用、虚拟仿真等在行业中的发展和推广迅速［5］，我校也非常重视与行业接轨，培养适应社会需求的应用型人才，BIM及其技术应用已经纳入人才培养方案中，每年都会举行校内BIM建模大赛、BIM招投标模拟大赛等，选拔队伍参加全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、全国高等院校“斯维尔杯”BIM软件建筑信息模型大赛、全国数字建筑创新应用大赛等诸多赛项，力求达到“以赛促学，实践育人”的目的。

四、体系构建的初步效果

1.成立校企共建BIM实训基地。形成了实验课、教学实习、专业技能训练、专业综合训练、职业技能鉴定及考核、师生共同做科研、大学生创新训练计划、毕业顶岗实习等十余种途径的“从课上到课下、从校内到校外、从单项到综合”的多层次、多渠道实践能力培养体系。

2.修订了培养方案及教学大纲。按岗位能力需求选择知识、设置课程，实现由按学科设置课程向以岗位需求设置课程的转变，制定含知识、能力、素质“三维”学习目标的教学大纲，提高课程挑战度、高阶性、创新性和应用性。在人才培养方案中，实践学时占总课时比率达35%以上，施工类课程实践环节占比更高，基本形成了“知识—能力—素质”的培养路线图，提高学生动手能力、增强学生创新意识、完善学生素质协调发展的“理实虚”教学理念和教学目标已基本形成。

3.提升了学生实践能力。通过理实一体化、虚实结合的线上线下教学体系的运用，极大提升了学生的学习自主性。调查问卷显示，学生课堂满意度较以往有很大提升；学生动手能力显著增强；能积极参与学校、省级及国家级各项技能竞赛等实践活动，并取得优异成绩；能够积极参与教师科研项目及BIM创新工作室的各项培训，参与构建课程资源库，实践能力显著增强，并能够在体系实施过程中积极提取相关建议，对进一步构建及完善课程体系具有重要作用。