邱秀麗，許勝才，蘇 瑩

（賀州學院 建筑與電氣工程學院，廣西 賀州 542899）

隨著新經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，企業(yè)對人才的實踐能力和創(chuàng)新能力都提出了更高的要求［1］167。為此，教育部于2017 年推出新工科建設計劃，“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”也于同年相繼發(fā)布，明確了我國高等工程教育改革的方向［2］135。“新工科”提出要從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢、產(chǎn)業(yè)需求、技術發(fā)展、學生志趣等多方面出發(fā)進行建設［3］24-25，并強調地方高校人才培養(yǎng)要注重工程教育的實際應用以及對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的服務與支撐作用［4］11。

隨著社會的發(fā)展，建筑行業(yè)逐步走向信息化、裝配化和工業(yè)化［5］31。裝配式建筑作為新工科“智能建造”的重要組成內(nèi)容，是推動建筑業(yè)綠色發(fā)展、轉型升級、實現(xiàn)新型工業(yè)化的關鍵［6］107，我國從國家到地方出臺了一系列政策予以支持。高校每年有大量建筑類畢業(yè)生，但裝配式建筑人才當前仍然存在巨大缺口，且已經(jīng)成為影響建筑行業(yè)發(fā)展的主要障礙之一［7］80。歸根結底，高校的人才培養(yǎng)未適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求，裝配式建筑人才培養(yǎng)課程需要進行改革。新工科背景下，“工程識圖”課程必須將裝配式建筑識圖能力培養(yǎng)納入課程目標中，同時要注重學生實踐能力、空間思維能力、自主學習能力的提高以及綜合素質的培養(yǎng)。課程在實際教學中還存在一些不足，這些不足在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)質量需求升級的當下顯得更為突出。為此，需要從“工程識圖”課程存在的問題出發(fā)，融入新工科人才培養(yǎng)理念，以目標為導向進行課程改革與實踐，提升教學效果和人才培養(yǎng)質量，為地方高校裝配式建筑人才培養(yǎng)課程改革提供參考。

一、“工程識圖”課程教學之不足

工程識圖能力是裝配式建筑人才必須具備的核心能力之一，無論是從事設計、施工、監(jiān)理還是造價，均要求學生對工程圖紙具備較好的識讀能力和工程運用能力。當前，極個別地方高校在工程識圖能力培養(yǎng)中還存在行業(yè)標準融入不足、創(chuàng)新型教學資源缺乏、課程教學設計不合理、考評方式單一等問題。

（一）行業(yè)標準融入不足

裝配式建筑作為國家建筑行業(yè)的熱點，仍然存在較大的人才缺口，地方高校應發(fā)揮服務產(chǎn)業(yè)的職能，培養(yǎng)適應社會和產(chǎn)業(yè)需求的裝配式建筑應用型人才。但實際狀況是，高校課程知識體系更新速度往往跟不上行業(yè)發(fā)展速度，裝配式建筑人才培養(yǎng)相對滯后，無法滿足行業(yè)對工業(yè)化專業(yè)人才的需求［8］219-220，裝配式建筑人才大多是傳統(tǒng)土木類人才就業(yè)之后依靠企業(yè)投入較高成本培養(yǎng)起來的?！肮こ套R圖”重在對工程圖紙制圖規(guī)則的解讀和掌握，教學內(nèi)容涉及建筑行業(yè)標準圖集與相關規(guī)范，需要融合現(xiàn)澆與裝配式建筑識圖知識。當前課程存在裝配式建筑識圖標準在原有知識體系中融入不足的問題，導致高校培養(yǎng)的學生看不懂裝配式建筑施工圖，人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求契合度不高。

（二）創(chuàng)新型教學資源缺乏

“工程識圖”能力培養(yǎng)的難點在于讀懂抽象的二維圖紙，并在認知中建立圖紙和實體的對應關系，這就需要學生具有較強的空間思維能力。然而地方高校生源質量相對較低，許多學生難以將工程圖紙與工程實體對應起來，以致對知識點理解深度不夠。為此王立群提出通過實際工程項目，讓學生將工程圖紙與工程實體有效地對接與聯(lián)系［9］142。但由于實際工程項目存在資源時效性及組織參觀的資金來源困難等問題，該方法具有較大的局限性。王仁田提出了通過掃描二維碼獲取資源平臺上的三維模型，一定程度上能夠實現(xiàn)工程識圖立體化教學［10］46-47，其不足之處在于需在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下進行。楊萬慶提出在教學過程中引入AR 技術，通過手機App 掃描AR 教材中的圖形來呈現(xiàn)可視化BIM 模型，教材使用的圖片自帶立體效果，可以更全面地實現(xiàn)建筑構件模型的具體化，且該方法無需聯(lián)網(wǎng)，呈現(xiàn)效果顯著［11］58-59。采用適宜的創(chuàng)新型教材是打破教學局限性、將抽象圖紙形象化、提高學生空間思維能力的有效路徑，但市場上裝配式建筑識圖AR 教材缺乏，限制了課程教學的改革與創(chuàng)新。

（三）課程教學設計不合理

“工程識圖”除了培養(yǎng)學生識圖能力，還應培養(yǎng)學生的實踐能力和工程應用能力，從而能夠將理論知識運用到設計、施工、監(jiān)理、造價等專業(yè)崗位中?！靶鹿た啤碧岢咝７诸惤ㄔO，對地方高校的定位以培養(yǎng)應用型人才為目標，區(qū)別于中高職院校以及“985”“211”高校，地方高校應在理論和實踐教學中找到平衡點，打造自己的特色優(yōu)勢和立足點。如采用“做中學”的教學方式，組織引導學生在實踐活動中學習，既能更好領悟教材知識和完善認知結構，又可以提高學生實踐操作能力［12］77-79。然而許多地方高校由于場地、資源、師資等限制，實踐教學設計不合理，難以在課程教學中提高學生工程實踐能力。此外，目前高校普遍采用“老師講，學生聽”的線下授課方式，仍然是以教師為主體，未真正踐行“以學生為中心”的教學理念，無法有效發(fā)揮學生的能動性，也不利于學生自我學習意識的培養(yǎng)。

（四）考評方式單一

課程考評的目的不單是考核評價學生的學習效果，同時也便于教師根據(jù)教學成效持續(xù)調整教學。趙炬明研究了美國的“形成性評價”考核方法，對學生而言，該方法可以有效評價學生學習成效，及時給予學生反饋并促使學生更好地學習；對教師而言，可幫助教師明確教學中的不足，指導教師在教學內(nèi)容、教學方法、教學模式等方面持續(xù)調整和改進［13］11-12。該方法與新工科提出的“持續(xù)改進”的理念異曲同工，均將學生的學習成效作為主要關注點，且注重教師教學水平的持續(xù)提升。目前工程識圖能力的考評方式主要是期末試卷測評，考評方式過于單一和固化，難以有效評價學生綜合能力，也不利于指導教師在教學上不斷改進。因此，針對工程識圖“形成性評價”的考評方式有待進一步探索。

二、“工程識圖”課程教學改革思路

在新工科建設背景下對接建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，針對“工程識圖”課程教學存在的問題，需緊扣“天大行動”的行動路線，融入新工科理念，在教學內(nèi)容更新、教學資源建設、教學方式創(chuàng)新以及考評方式改革等方面開展教學改革。

（一）以技術發(fā)展與行業(yè)需求為引領，更新教學內(nèi)容

新工科“天大行動”提出“問技術發(fā)展改內(nèi)容”，將產(chǎn)業(yè)和技術的最新發(fā)展、行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學過程。工程識圖能力的培養(yǎng)應緊跟建筑業(yè)技術發(fā)展趨勢，在“工程識圖”中深度融入裝配式建筑制圖標準，提升工程識圖認知廣度。裝配式建筑是傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的產(chǎn)業(yè)升級，裝配式建筑識圖以傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑識圖為基礎。在教學過程中，應以現(xiàn)澆建筑識圖教學為先，裝配式建筑識圖教學在后，以便學生在掌握現(xiàn)澆識圖知識的基礎上，通過對比現(xiàn)澆與裝配式建筑的異同快速掌握裝配式識圖知識，最終同時具備現(xiàn)澆與裝配式建筑識圖能力，并對行業(yè)標準有更深刻的理解。

（二）信息技術與教學深度融合，建設創(chuàng)新型教學資源

新工科提倡根據(jù)技術變革建設滿足行業(yè)發(fā)展需求的教學資源，以支撐新工科教育的改革和創(chuàng)新?！肮こ套R圖”對接建筑行業(yè)發(fā)展需求，借助信息技術進步，可從在線課程資源、AR 教材資源、構件虛擬三維模型資源、構件實體模型資源等方面著手建設，支撐“理虛實”（即識圖理論、虛擬模型、實體模型）相融合的教學方法改革創(chuàng)新。其中，虛擬模型和實體模型將標準圖集以三維模型的方式進行呈現(xiàn)，實現(xiàn)圖紙的具體化、形象化，可有效幫助學生在標準圖集與模型對比學習過程中，提高學生空間思維能力，構建圖紙與模型的對應關系，從而加深學生對工程圖紙的理解深度。充分利用信息技術進行資源建設，還有利于降低建設成本、加快更新速度、持續(xù)豐富教學資源庫，為學生自主學習、理論教學和實踐教學提供資源支撐。

（三）理論實踐一體化，線上線下相混合，創(chuàng)新教學方式

工程識圖課程教學中應注重實踐能力和自主學習能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新教學方式。以新工科重點強調的理論知識應用和工程實踐能力培養(yǎng)為出發(fā)點，依據(jù)圖紙和模型資源合理設置理論與實踐一體化的教學模式，實現(xiàn)理論教學與實踐教學深度結合、相互促進。工程識圖理論教學應為實踐教學奠定基礎，再以實踐教學促進理論知識的消化和吸收，既深化對理論知識的理解，又提高實踐操作能力。

具體教學過程中采用線上線下相混合的方式，包括線上任務發(fā)布和自主學習、線下課堂教學和實踐教學，通過任務驅動落實“學生中心”的理念，引導學生從灌輸式“被動學”轉變?yōu)榍笏鲗虻摹爸鲃訉W”，培養(yǎng)學生自我學習意識，增強學生自主學習能力和工程實踐能力，拓展工程識圖能力的維度。

（四）踐行“持續(xù)改進”教學理念，改革考評方式

為有效評價學生的綜合能力，同時實踐學習方法和教學技能“持續(xù)改進”的理念，工程識圖能力考評采用線上考核和線下考核、學生互評和教師點評等多元化考評方法，綜合兼顧期末考核和過程考核，且側重于過程考核。過程考核包含“實踐操作→學生互評→教師點評→反饋和改進”等環(huán)節(jié)，重點在于對學生工程圖紙解讀能力及實踐能力的評價，尤其注意對學生實踐成果的及時評價。評價結果反饋給學生，能夠讓學生找準知識盲點，深化知識理解，改進學習方法。而教師在評價過程中也能更準確地把握學生知識的薄弱環(huán)節(jié)，從而調整教學的方式方法。積極探索適合本課程的“形成性評價”方法既能更真實地評價學生階段性學習成效，也可指導學生的學習方法以及教師教學能力的持續(xù)改進。

三、“工程識圖”課程教學改革實踐

（一）教學改革實施路線

賀州學院“工程識圖”課程以現(xiàn)澆混凝土和裝配式混凝土結構識圖能力培養(yǎng)為主線，同時兼顧學生其他能力及素質的培養(yǎng)。課程基于現(xiàn)澆混凝土結構和裝配式混凝土結構的理論教學與實踐教學，設置了四個教學模塊并設計了課程教學改革實施路線（見圖1），將“理虛實”相融合的教學方法貫穿課程教學各環(huán)節(jié)，讓學生掌握現(xiàn)澆和裝配式混凝土結構制圖規(guī)則，并達成識圖能力、工程實踐能力、空間思維能力和自主學習能力的提升，加強自我學習意識、團隊合作意識的培養(yǎng)。

圖1 課程教學改革實施路線

（二）教學改革實踐

基于教學需求在原有資源的基礎上進一步建設工程識圖教學資源，打造豐富的教學資源庫（表1），為教學改革實施提供支撐。

表1 工程識圖課程教學資源

根據(jù)課程教學改革實施路線，采用線上線下相混合的教學方式，以目標為導向對現(xiàn)澆和裝配式混凝土結構識圖進行理論教學和實踐教學。

1.工程識圖理論教學

工程識圖理論教學以培養(yǎng)學生工程識圖能力、自主學習能力、空間思維能力以及自我學習意識為導向，深度融入裝配式結構標準圖集進行教學內(nèi)容更新；推進信息技術和教學深度融合，利用在線開放課程、虛擬仿真技術、AR 教材等進行教學方式創(chuàng)新；通過在線開放課程平臺學習和測評記錄掌握學生在線學習數(shù)據(jù)，加強過程考核。

現(xiàn)澆混凝土結構識圖理論教學設計了“自主學習—課堂教學—現(xiàn)場教學”三個環(huán)節(jié)。在自主學習環(huán)節(jié)，教師在線發(fā)布任務，學生利用在線開放課程、標準圖集及虛擬模型（見圖2）等資源自主學習識圖知識，在線學習數(shù)據(jù)作為過程考核的一部分；進入課堂教學環(huán)節(jié)，對知識重難點進行小組討論和教師答疑以加深對制圖規(guī)則的理解；在現(xiàn)場教學環(huán)節(jié)，則利用實體模型和圖紙進行現(xiàn)場對比，進一步加深學生對工程圖紙的認識和理解，培養(yǎng)空間思維能力。

圖2 虛擬模型與標準圖集對比

裝配式混凝土結構識圖理論教學與現(xiàn)澆的基本一致，但考慮到裝配式結構和現(xiàn)澆結構的區(qū)別，課堂教學環(huán)節(jié)通過虛擬仿真實驗中心演示裝配式混凝土構件的BIM 三維模型，幫助學生掌握復雜構件和節(jié)點的施工圖?，F(xiàn)場教學環(huán)節(jié)在裝配式建筑工程實踐基地進行，將預制構件實體模型、預制構件圖紙、現(xiàn)澆構件圖紙三者對比（見圖3），以便在掌握現(xiàn)澆結構識圖知識的基礎上，快速掌握裝配式結構識圖知識。

圖3 構件實體模型與圖紙對比

2.工程識圖實踐教學

以強化工程識圖能力、工程實踐能力和空間思維能力，培養(yǎng)團隊合作意識為導向，設置工程識圖實踐教學。落實“以學生為中心”的理念，創(chuàng)新教學手段，通過分組綁扎建筑構件鋼筋實體模型讓學生在“做中學”，充分調動學生學習興趣，激發(fā)學生學習主動性，培養(yǎng)其團隊協(xié)同合作意識。同時，在實踐教學過程中注重過程考核，探索“形成性評價”方法，促進教學持續(xù)改進。

現(xiàn)澆混凝土結構識圖實踐教學過程如圖4 所示，實踐教學實施對象為工程圖紙和實體模型，實施主體為學生和老師，實施過程包括三個環(huán)節(jié)：

圖4 實踐教學實施過程

第一環(huán)節(jié)“正向教學”，依據(jù)構件的工程圖紙，讓學生分組將圖紙對應的鋼筋實體模型制作完成，實現(xiàn)“工程圖紙→實體模型”的轉化。

第二環(huán)節(jié)“逆向教學”，讓學生對照已經(jīng)制作好的鋼筋實體模型，繪制其對應的工程圖紙，實現(xiàn)“實體模型→工程圖紙”的轉化。

第三環(huán)節(jié)“師生評價”，對完成的模型和繪制的圖紙分別進行“學生互評”和“教師點評”。評價環(huán)節(jié)可讓學生彌補知識盲點，提升學習效果，促進教學持續(xù)改進。評價結果作為過程考核成績的一部分，展示評價出來的優(yōu)秀模型，增強學生榮譽感，提高學習積極性。

裝配式混凝土結構識圖實踐教學利用賀州學院裝配式建筑產(chǎn)業(yè)工人培訓基地，以培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人的模式，讓學生依圖完成預制構件制作，熟悉模具的拼裝拆卸、鋼筋綁扎及埋件預留等流程，從而強化學生識圖能力、空間思維能力和工程實踐能力。

（三）教學改革成效

“工程識圖”課程教學改革在賀州學院的土木工程、工程管理和工程造價專業(yè)實施以來，課堂氛圍更加活躍，尤其在實踐教學環(huán)節(jié)，學生學習熱情顯著提高。在實踐教學過程中，學生通過完成模型與圖紙的相互轉化，空間思維能力和實踐操作能力得到明顯提升；且在以小組為單位共同完成實操任務的過程中，學生團隊協(xié)作能力和解決問題的能力都得到鍛煉。該課程的教學改革特色明顯，成效顯著，因而被評為廣西線上線下混合式一流本科課程。

結 語

新工科強調地方高校應培養(yǎng)專業(yè)知識過硬、實踐能力強、綜合素質高、適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的人才。工程識圖課程以新工科的理念為指導進行教學改革，以技術發(fā)展與行業(yè)需求為引領，融入裝配式建筑識圖標準，更新教學內(nèi)容；將信息技術與教學深度融合，建設符合教學需求的創(chuàng)新型教學資源；通過理論實踐一體化，線上線下相混合的模式，創(chuàng)新教學方式；踐行“持續(xù)改進”的教學理念，改革考評方式。課程突破傳統(tǒng)、單一的課堂教學模式，以多樣化的教學方法和多元化的考核方式，培養(yǎng)學生的識圖知識、綜合能力和綜合素質，課程改革取得了較好的效果。