新工科背景下应用型地方高校土木工程施工课程教学大纲改革
作者: 张效忠 孙国民 熊鹏 尚茂
摘 要:土木工程施工是土木工程专业的核心课程,是今后从事土木行业施工工作的重要理论基础,也是学生进行建造师考试的重要知识来源。基于贵州工程应用技术学院土木工程专业人才培养方案,结合土木工程施工课程在培养方案中的地位及特点,对土木工程施工课程的教学大纲进行修改和完善,将土木工程施工教学内容分为施工方法、施工工艺以及工程案例分析三部分,舍弃过多的理论和原理阐述,紧密结合实际工程案例,土木工程施工基本知识在工程实践中的应用,重点培养学生的工程实践能力、创新意识和工程师素养。
关键词:土木工程施工;教学大纲;改革;课程思政;教学内容
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)09-0118-04
Abstract: Civil engineering construction is the core course of civil engineering major, which is an important theoretical foundation for future construction work in the civil engineering industry, and also an important source of knowledge for students to take the construction engineer exam. This article is based on the talent cultivation plan and teaching staff and facility conditions of civil engineering, combined with the knowledge characteristics of civil engineering construction courses, and reorganizes the teaching outline of civil engineering construction courses. The teaching content of civil engineering construction is divided into three parts: construction methods, construction processes, and engineering case analysis, abandoning excessive theoretical and theoretical explanations, and closely combining practical engineering cases to apply basic knowledge of civil engineering construction in engineering practice, with a focus on cultivating students' engineering practice ability, innovation consciousness, and engineering literacy.
Keywords: Civil Engineering Construction; education outline; reform; course ideological and political education; teaching content
在新工科背景下,应用型地方高校的人才培养目标更加具体,更加注重发现问题、分析问题和解决问题的能力[1-2]。要实现人才培养目标,地方高校必须主动对接地方企业,加大与地方企业的合作力度,主动去解决地方社会经济发展中的难题,充分利用地方的资源和创新需求,培养的学生应具有地方特色,能够成为满足地方行业发展需求的应用型人才[3-4]。2018年7月,在毕节试验区成立30周年之际,中央赋予了毕节建设贯彻新发展理念示范区的新使命。从“试验”到“示范”,站在新起点上的毕节正着力推动乡村振兴、绿色发展、体制机制创新,努力建设百姓富、生态美、活力强的示范区,在新时代新征程上展现新气象、新作为[5]。突出产业引领、打造乡村振兴新典范。贵州工程应用技术学院为毕节市唯一培养土木类本科人才的高校,如何结合毕节本地土建类行业的发展需要,在新工科背景下开展土木工程施工课程的教学改革,成为了毕节市高等教育改革的重要方向,也是贵州工程应用技术学院的历史使命和“十四五”发展规划中服务地方的一个重要环节。
土木工程施工作为土木工程专业的核心课程,是学生学习后续专业课程以及毕业后从事土建行业的设计、施工等相关工作的基础[6-7]。该课程内容和理论面广,涉及到土方工程、桩基工程、砌筑工程、钢筋(预应力)混凝土工程、防水工程、钢结构、桥梁工程、道路工程、施工组织设计等内容[8-9]。要学好这门课,必须学好其前期各种基础课程,要熟悉各种施工工艺、施工组织方法和实际操作过程。土木工程施工的新技术、新工艺不断涌现,各类相关的标准和规范也不断更新,教材中的知识不断被抛弃[10]。正是土木工程施工课程存在以上特点,决定了该课程的教学具有较高的难度,要求授课教师不但要有丰富的理论知识还要有工程经验才能胜任该课程的授课。一个好的教学大纲不但能够给教师授课提供教学思路,也能为教师的创新性教学提供框架性参考。本文基于地方应用型本科高校土木工程专业人才培养方案,结合土木工程施工的课程地位,对该课程教学大纲进行系统性的修改与完善,为贵州工程应用技术学院土木工程专业人才培养改革提供新的思路。
一 土木工程施工教学内容的经典框架
土木工程施工是一门更新速度较快的专业课程,也是土木工程专业课程体系中的核心课程,土木工程施工课程的教学内容经典框架主要包括土方工程、桩基工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、钢结构工程、结构吊装工程、防水工程与装饰装修工程、施工组织设计等内容,具体内容如图1所示。
二 面向应用型本科高校的土木工程施工课程改革
2019版和2023版土木工程施工课程教学大纲重点围绕传统教学内容进行教学,特别强调理论教学。对于应用型本科高校的学生而言,严重缺少工程实践能力方面的内容,特别是在教学学时较少的情况下,理论教学内容太多,不能满足应用型高校对人才的培养目标要求。因此,需要结合土建类专业人才培养方案,对现行土木工程施工课程的教学大纲内容做如下改革。
将教学内容分为4个大的部分,即基础工程、主体工程、施工组织设计、工程案例分析。其中基础工程分为土方工程、桩基工程、防水和排水工程,主体工程分为混凝土工程、钢结构工程、砌筑工程等,施工组织设计分为流水施工与网络图、施工组织设计等。每部分内容重点通过工程案例进行讲解施工方法、施工工艺和施工组织设计的内容。例如,基础工程的内容包含了土方工程、桩基工程等,具体如图2所示。
由于主体工程设计的方面比较广泛,保留了不同主体的施工方法和施工工艺,但对授课内容进行了精简和优化。突出共性的方法和工艺,使得教学内容的讲解浅显易懂。比如关于钢筋混凝土结构工程施工工艺流程,如图3所示。重点讲解主线上的测量放线、架体搭设、建筑混凝土、混凝土养护、拆模和检测验收等共性的方法和工艺,使得讲解思路清晰。再根据不同的工程,讲解钢筋的制作和模板制作方法和工艺,能够突出该主体工程的不同。
增加土木工程施工在工程实践中的案例分析内容,提高学生的工程应用能力。比如,在讲解桥梁施工工程时,应用某预应力连续梁桥案例来讲解后张法的施工特点、施工方法、预应力施工质量控制等。详细讲解桥梁工程施工的工艺流程。重点对施工方法中支架施工、模板施工、普通钢筋和预应力钢绞线安装、混凝土浇筑与养护、模板支架拆除、预应力张拉、孔道压浆、封锚等工序进行讲解。详细熟悉后张法预应力施工的工艺流程及注意事项。
在教学方法上,首先通过一个完整的工程案例讲解大的施工顺序。如通过基础施工、主体施工、装修施工等来总体上了解工程施工总的施工顺序。然后再有针对性地讲解基础施工、主体施工、装修施工等详细的工艺流程和施工方法。最后工程实例讲解更加细节的工艺,多用案例教学和现场教学来掌握工程施工方法和工艺。
三 以应用型人才为培养目标的土木工程施工教学大纲设计
土木工程施工新的教学大纲,注重施工知识的应用,增加工程案例在教学中的比重,减少理论的推导和阐述,更加适用于学校学情和新工科背景下的教学需要。在提高学生的工程应用能力的同时,提高学生解决实际工程问题的能力。
教学内容的学时分配见表1。
教学内容分为4个大的模块,4个模块又分为19个子内容,共计64学时,根据教学需要,在土方工程、桩基工程、钢筋混凝土工程和施工网络图4个教学内容中各有2个课时采用案例教学,工程案例教学中安排了6个学时的案例分析课,直接面向建造师考试的案例分析题,不但提高学生的实践能力,而且为学生的建造师考试打下良好的基础。
大纲中内容设计上注重以课程思政为引领,在土木工程施工课程中融入课程思政元素,让学生在学习专业知识的同时,能够提高自己的思想水平,树立为国而学的品质,践行行业规范,提高自己的综合素质,为国家的现代化建设贡献自身的力量。重点考虑以下三个方面。
利用土木工程施工的行业发展历程和国内取得最新的成果,激发学生的爱国热情、建立民族的专业自信。介绍古代建筑的辉煌成就,如长城、京杭大运河、赵州桥等伟大而具有影响力的工程;详细介绍近代战火纷飞的中国,学习土木工程施工先辈的精神和勇气,如茅以升在战火纷飞的年代修建钱塘江大桥,体现了土木人的勇气和精神;重点介绍现代中国土木工程施工领域创造的伟大工程奇迹,如三峡工程、杭州湾大桥、国家体育中心、南海的填岛工程等,展示实现中华民族伟大复兴中国梦的道路上土木工程施工领域的成就。学生在学习土木工程施工专业技术的同时,充分学习我国土木施工方面取得的成绩和成就,不但树立了学生的专业自信心,而且让学生深刻感悟伟大工程包含的情怀,激发学生的民族自豪感和爱国情怀,更加坚定实现中华民族伟大复兴中国梦的信念。
通过施工技术和工艺的详细讲解,训练学生的工程思维,培养学生的大国工匠精神。土木工程施工课程重点讲解工程的施工方法、施工工艺等,讲解过程必须依靠现行的国家规范、标准,做到每个方法和工艺都能依规施工。在大纲中应明确要求,授课过程对各个知识点都尽量突出施工规范中相关规定,培养学生善于学习规范和利用规范的习惯。在按图施工的同时,敢于创新,更改施工方法和工艺应加强与设计方的交流与沟通,确保施工的准确无误。培养学生按图施工、依法变更的工匠精神,做到一丝不苟,敬畏工程质量、珍惜生命。
通过施工组织与管理知识的学习,培养学生的全局意识,提高学生的职业素养。施工组织设计主要包括编制施工方案、施工平面布置图和施工进度计划,编制施工方案要从项目的整体考虑,不局限于某个分部或者分项工程,具备全局意识。编制施工平面布置图,要从方便生产和生活角度分析,合理布置现场设备和场地,按照施工原则,综合考虑施工方建设方的需求,编制合理的施工平面布置图。施工进度计划要综合考虑人员、材料、机器等因素,充分考虑关键工作,减少相互干扰,让工程的工期尽量缩短。培养学生具有工程师该有的职业道德,培养学生初步具备工程师的基本素养。
授课过程中,通过讲解新材料、新工艺、新技术、新设备,开拓学生的视野,并使得教学内容与时俱进,紧跟建筑业的发展。如在讲解混凝土材料施工时,介绍最新的绿色高性能混凝土的研发和使用情况,介绍外加剂的应用,提高了混凝土的性能,让学生明白新的材料技术突破,能够改变施工工艺和施工方法,提高施工效率和节约资源。