工程教育專業(yè)認證背景下水利工程施工課程教學(xué)的探索

唐雙成 單正清 王景才 程娜 徐波

摘 ? 要：工程教育專業(yè)認證背景下，對工科專業(yè)教學(xué)提出了更高的要求。為改善水利工程施工課程的教學(xué)效果，本文分析水利工程施工教學(xué)過程環(huán)節(jié)中面臨的主要問題，結(jié)合施工企業(yè)用人單位對畢業(yè)生的反饋，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和豐富教學(xué)手段進行改革創(chuàng)新，將BIM技術(shù)構(gòu)建的虛擬建筑模型的可視化融入教學(xué)。以期采用新的講授方法、新的講授內(nèi)容以及新的考核方式提高學(xué)生掌握綜合知識能力。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證 ?水利工程施工 ?目標(biāo)導(dǎo)向 ?問題 ?對策

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)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(xié)議》正式成員，將全面參與《華盛頓協(xié)議》各項規(guī)則規(guī)定，我國工程教育認證的結(jié)果將得到其他成員國的認可[1-2]。因此，國內(nèi)高等院校工科專業(yè)均以工程教育專業(yè)認證的要求自查和改進。水利類本科高校以此為目標(biāo)，充分調(diào)查了社會和企業(yè)真實的人才需求，以目標(biāo)為導(dǎo)向作為人才培養(yǎng)指導(dǎo)原則。水利工程施工是研究水利工程建設(shè)的施工技術(shù)、施工組織與施工管理的學(xué)科，具有較強的綜合實踐性和學(xué)科交叉性?，F(xiàn)結(jié)合新時代工程教育專業(yè)認證的需求，結(jié)合水利工程施工課程特點、施工企業(yè)用人需求現(xiàn)狀、課程實踐中存在的問題和教學(xué)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(yè)課程，其開設(shè)時間一般在大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期。開課之前，學(xué)生需要完成對水力學(xué)、水工建筑物、工程測量和鋼筋混凝土等專業(yè)前導(dǎo)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，且各學(xué)科與水利工程施工課程交叉性較強。另外，在講授內(nèi)容上，水利工程施工主要包括與水利工程施工有關(guān)的施工原理、施工方法、施工機具以及有部分與施工有關(guān)的管理和經(jīng)濟分析等，要求學(xué)生掌握和運用各類水利水電工程的施工技術(shù)、施工程序以及施工組織等基本原理從事各類施工組織設(shè)計和現(xiàn)場的施工作業(yè)，綜合實踐性較高[3]。

2 ?水利工程施工企業(yè)用人現(xiàn)狀調(diào)查分析

筆者走訪江蘇省內(nèi)3個大型水利施工單位進行調(diào)查（工地現(xiàn)場觀察統(tǒng)計），對某水利工程施工現(xiàn)場技術(shù)、管理人員學(xué)歷背景統(tǒng)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(xué)歷占了企業(yè)人才的大多數(shù)。這說明當(dāng)前大眾化教育和就業(yè)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(dān)施工企業(yè)一線的技術(shù)、管理等崗位主力軍。同時，企業(yè)用人情況的改變也促使部分高校在人才培養(yǎng)模式和目標(biāo)上的轉(zhuǎn)變。

從企業(yè)對所招聘員工的崗位職能要求上來看，本科生在施工現(xiàn)場從事的工作，大多是施工現(xiàn)場技術(shù)和管理等方面領(lǐng)導(dǎo)者，在某些具體的關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要獨當(dāng)一面。但是，可能由于在水利工程施工課程理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)當(dāng)中出現(xiàn)了某些問題，畢業(yè)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(gòu)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(dǎo)致企業(yè)不得不花費大量的人力財力對這部分新進員工重新培訓(xùn)。因此，當(dāng)前企業(yè)對走上施工一線崗位的畢業(yè)生所掌握施工專業(yè)基礎(chǔ)知識還不滿意。

3 ?教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題

3.1 教學(xué)手段和課程內(nèi)容固化

當(dāng)前教學(xué)大綱要求下，水利工程施工教學(xué)環(huán)節(jié)分為課堂學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)兩個部分。其中課堂理論學(xué)習(xí)部分主要通過板書、PPT、案例分析等教學(xué)形式，介紹與水利工程有關(guān)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(guān)的基本原理等。課堂教學(xué)仍然采取“教師講、學(xué)生聽”的方式，這種灌輸式填鴨教學(xué)雖可以在短時間內(nèi)授予學(xué)生大量知識，但是時間一長必然造成課堂氣氛沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性下降。同時，課堂理論教學(xué)環(huán)節(jié)一般在實踐環(huán)節(jié)在之前進行，以傳統(tǒng)方法進行水利工程施工課程理論教學(xué)，學(xué)生存在聯(lián)想障礙，講到的一些理論知識無法和工程實體聯(lián)系起來，多數(shù)采用強制記憶法去學(xué)習(xí)。在教材的選擇和課程內(nèi)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(nèi)容體系上來看，往往都是以追求知識體系的系統(tǒng)性和完整性為主，難以突出施工課程教學(xué)的目標(biāo)。

3.2 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)則是由實習(xí)老師根據(jù)實習(xí)內(nèi)容選擇在建施工工地，帶領(lǐng)學(xué)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(xí)時間和實習(xí)經(jīng)費的限制，每次校外施工實習(xí)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(jié)構(gòu)單一，不具備代表性，實習(xí)過后，學(xué)生能獲取的綜合能力不強。目前，雖然大多數(shù)高校都通過與一些水利施工企業(yè)合作來解決實習(xí)場地的問題，但是效果都不盡人意。一方面，高校尋求企業(yè)為實習(xí)提供場地往往是為了完成教學(xué)任務(wù)，對實習(xí)基地沒有按照其課程內(nèi)容進行合理篩選。另一方面，考慮到學(xué)生安全等因素，企業(yè)和高校很少讓學(xué)生參加實際施工現(xiàn)場勞動，難以體現(xiàn)出實踐教學(xué)目的。

4 ?水利工程施工課程改革措施

4.1 科學(xué)遴選課程內(nèi)容和豐富教學(xué)手段

目前，圍繞水利工程施工課堂的改革，要在教學(xué)內(nèi)容和方法上下功夫。首先，在教學(xué)內(nèi)容上，必須明確在目標(biāo)導(dǎo)向下的課堂教學(xué)目的，以社會和企業(yè)需要什么樣的人才對課程所涉及到的知識點進行科學(xué)遴選。對于一些過時的或者即將要淘汰的施工技術(shù)與方法可以略將或不講。同時，鼓勵高校教師不斷的自我學(xué)習(xí)，深入施工企業(yè)一線，掌握行業(yè)最新前沿動態(tài)，及時更新教學(xué)內(nèi)容。其次，可采用多種教學(xué)方式，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為切入點展開多層次的課堂教學(xué)法。以小組討論法為例，教師按照課程講授內(nèi)容對各小組安排任務(wù)，小組成員在收集資料、查找文獻后經(jīng)過小組討論等形式達成統(tǒng)一的書面報告，并以PPT或者演講的方式將討論結(jié)果展現(xiàn)出來。教師在此過程中負責(zé)解決一些難點和疑問，調(diào)動課堂的氣氛。在這種模式的學(xué)習(xí)下，學(xué)生由被動性轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有詫W(xué)習(xí)，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(xué)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(xué)

隨著現(xiàn)代電子信息仿真技術(shù)的發(fā)展，利用BIM技術(shù)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(yīng)用。在水利工程施工的過程中，通過BIM技術(shù)構(gòu)建的虛擬建筑模型的可視化和參數(shù)化的優(yōu)點，可以有效地提高水利工程的工程質(zhì)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(jīng)驗的學(xué)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(xué)，不但可以通過模擬仿真將教學(xué)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(guān)鍵施工工序安排等帶入課堂，讓學(xué)生身臨其境，全面徹底地了解施工現(xiàn)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(xué)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(jié)再現(xiàn)，使得部分的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不再受時間、地點、場地等傳統(tǒng)客觀因素的影響和限制。

同時，借鑒BIM技術(shù)在施工項目管理過程中發(fā)揮出來的優(yōu)勢可以對項目全過程展開虛擬仿真管理教學(xué)。例如，基于真實水利施工項目，在施工開始之前通過BIM技術(shù)對施工全過程進行展示，導(dǎo)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(xù)展示，可視化的動畫展示，有助于學(xué)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(jié)合現(xiàn)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(xué)生集中進行討論，并確定最優(yōu)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(jié)合課本中施工進度管理的知識，充分利用現(xiàn)有資源，采取相應(yīng)的措施對實際進度計劃進行調(diào)整保證計劃工期。相比于工地現(xiàn)場管理實踐教學(xué)，采用數(shù)字化模型更能從空間上直觀展現(xiàn)管理的過程和目標(biāo)。

4.3 優(yōu)化教學(xué)考核評價機制

教學(xué)考核評價機制在水利工程施工教學(xué)培養(yǎng)的過程中起到主導(dǎo)作用，目標(biāo)導(dǎo)向型水利工程施工教育在考核方式上應(yīng)當(dāng)弱化理論知識和綜合實踐考核之間的界限，在基礎(chǔ)理論考試的過程中可以參照當(dāng)前專業(yè)執(zhí)業(yè)資格考試題型入一些案例分析，考察學(xué)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(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出多元化，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參加各類與水利公司施工、管理相關(guān)的課程設(shè)計和撰寫施工專題報告等，并將其成果作為評判標(biāo)準(zhǔn)納入到教學(xué)考核中去。

5 ?結(jié)語

水利工程施工作為一門核心專業(yè)課程，要求學(xué)生具備各類水利水電工程的施工技術(shù)、施工程序以及施工組織等能力。在新工科工程教育專業(yè)認證需求的驅(qū)使下，提高工科專業(yè)本科生的教育水平尤為重要，尤其是對水利工程這類傳統(tǒng)學(xué)科本科生的培養(yǎng)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(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和豐富教學(xué)手段，將BIM技術(shù)構(gòu)建的虛擬建筑模型的可視化融入教學(xué)，提高學(xué)生掌握綜合知識能力，以期為水利工程施工課程教學(xué)帶來一些新的思路。

參考文獻

[1] 胡德鑫.新工業(yè)革命背景下工程教育專業(yè)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(yè)認證的水利類專業(yè)“畢業(yè)要求達成度評價”的研究與實踐[J].教育教學(xué)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(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2017（49）：117-118.

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

[5] 蘆琴，屈朗.淺析BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，18（3）：6-9.