劉鈺 付麗 馬麗珠

摘? 要：新工科理念最早于2017年提出，目的在于培養(yǎng)一批能夠引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才，強調(diào)的是人才的多元化、創(chuàng)造力、應(yīng)變力?；谛鹿た评砟?，土木工程專業(yè)的教學(xué)中如何有效運用新型的智慧教學(xué)模式，促進教學(xué)改革是一個值得深究的問題。文章提煉了新工科理念下教育發(fā)展新趨勢的內(nèi)涵，歸納提出了土木工程專業(yè)課程中智慧教學(xué)改革的具體措施，主要從教研、線上智慧平臺搭建、線上與線下相結(jié)合的教學(xué)模式等角度展開闡述。

關(guān)鍵詞：新工科理念；土木工程；智慧教學(xué)

中圖分類號：G642? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）11-0165-04

基金項目：沈陽城市建設(shè)學(xué)院2021年度校級教改一般項目“新工科背景下基于‘三業(yè)融合的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究”（項目編號：城院教通〔2022〕 127號）。

作者簡介：劉鈺（1978—），女，學(xué)士，沈陽城市建設(shè)學(xué)院高級工程師，研究方向為結(jié)構(gòu)工程；付麗（1979—），女，學(xué)士，沈陽城市建設(shè)學(xué)院高級工程師，研究方向為結(jié)構(gòu)工程；馬麗珠（1987—），女，滿族，碩士，沈陽城市建設(shè)學(xué)院副教授，研究方向為巖土工程、工程力學(xué)。

在土木工程專業(yè)課程教學(xué)中，大多教師在教學(xué)工作開展中并沒有遵循“以學(xué)生為主”，課堂教學(xué)中過多干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性不高，在課前預(yù)習(xí)上不認真，上課玩手機等現(xiàn)象頻出。對此，在優(yōu)化土木工程專業(yè)課程教學(xué)的措施上，應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)的觀念，重視智慧教學(xué)的應(yīng)用，促進課堂高質(zhì)量開展。

一、土木工程專業(yè)教學(xué)發(fā)展背景分析

作為一門傳統(tǒng)的工學(xué)學(xué)科，土木工程于我國發(fā)展已有幾十載。該專業(yè)所教授的內(nèi)容涵蓋了建筑工程、橋梁、隧道工程等多個方向、領(lǐng)域，除了基本的理論知識教學(xué)以外，土木工程專業(yè)還具有較強的實踐性特點。當(dāng)前，隨著我國城市化發(fā)展的過程中各大基礎(chǔ)工程的不斷建設(shè)，對土木工程創(chuàng)業(yè)的人才需求量較大。國家在“十三五”規(guī)劃中，提出了城市建設(shè)應(yīng)當(dāng)向著智慧化方向發(fā)展，要加快對現(xiàn)代信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用，加快實現(xiàn)建筑的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展?；诖耍诮ㄖ囊?guī)劃上強調(diào)了要重視裝配式建筑的運用，提倡綠色發(fā)展理念。此外裝配式建筑、BIM技術(shù)和VR等各種建筑行業(yè)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，成了建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重點內(nèi)容。

裝配式建筑最早起源于國外，二戰(zhàn)之后，許多歐洲國家出現(xiàn)了住房緊張的問題，為了解決住房緊張的現(xiàn)象，這些歐洲國家把目光放到了裝配式建筑上，通過加大力度研究與推廣裝配式建筑，以此應(yīng)對住房緊缺的問題。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土建筑相比較，裝配式建筑通過運用工業(yè)化生產(chǎn)的形式，先在專門的車間里完成對應(yīng)的裝配式構(gòu)件制作，完成制作后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊裝。這種建設(shè)方式，可以減少施工現(xiàn)場帶來的噪聲、灰塵等環(huán)境污染的問題，且能夠整體提高建筑的質(zhì)量，降低成本，提高效率［1］。在2016年，我國頒發(fā)了《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，在該意見中明確了我國建筑行業(yè)在接下來的十年中，應(yīng)加大力度推動裝配式建筑的發(fā)展，力求裝配式建筑占新建建筑的30%。

而在裝配式建筑中，為了提高建筑建設(shè)的效率，實現(xiàn)優(yōu)化管理。越來越多的行業(yè)人員把目光放到了BIM技術(shù)上。在裝配式建筑中運用BIM模式對裝配式建筑展開全周期的管理，不僅可以有效提高裝配式建筑的施工效率，還能夠確保裝配式建筑項目的高質(zhì)量完成，減少不必要成本投入。

高校的土木工程專業(yè)學(xué)生作為建筑行業(yè)中重要的人力資源，也是人才梯隊的中堅力量。隨著建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，高校如何轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)的方式，才能更好地為社會輸送滿足建筑業(yè)智慧化發(fā)展需求的高素質(zhì)人才，是當(dāng)前土木工程專業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。

二、新工科核心能力培養(yǎng)新范式

隨著高校對新工科教育改革的重視程度越來越高，逐漸在中國的工程教育中形成了新的共識，認同了新工科教育改革的重要性，建立了新的工程教育范式。針對新工科研究，李茂國等提出了在新工科的教育模式應(yīng)重視到融合創(chuàng)新的應(yīng)用［2］。在此基礎(chǔ)之上，顧佩華從更為全面的角度分析了新工科教育，把創(chuàng)新工程教育的各種理念、模式、培養(yǎng)體系等與理工學(xué)科融合、產(chǎn)學(xué)融合等相結(jié)合，構(gòu)成新工科教育模式的基本框架［3］。

在研究新工科的內(nèi)容中，李培根院士在其文章當(dāng)中談到了注重新工科教育改革，應(yīng)當(dāng)要著重培養(yǎng)高校學(xué)生的新素養(yǎng)，如空間感、關(guān)聯(lián)力等，以此輸出更多符合未來社會需求的工程人才。關(guān)于在未來的新工科教育改革當(dāng)中，李培根院士強調(diào)了在教學(xué)上應(yīng)當(dāng)以教材為核心，注重教學(xué)方法的創(chuàng)新，如采取非正式學(xué)習(xí)、去中心化等。智慧教育具有非常重要的作用，智慧教育通過搭建智慧學(xué)習(xí)的環(huán)境，運用相應(yīng)的教學(xué)方法展開教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在當(dāng)下，為了適應(yīng)工業(yè)4.0發(fā)展的新趨勢，結(jié)合新一代大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，我國新工科教育教學(xué)的改革當(dāng)中應(yīng)當(dāng)采用整合教育技術(shù)、創(chuàng)建虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、混合學(xué)習(xí)等為一體的智慧教學(xué)模式，以培養(yǎng)新工科背景下學(xué)生的個人效能、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力等核心能力，促進學(xué)生的全面發(fā)展［4］。

三、面向新工科的智慧教學(xué)模式構(gòu)建

在新工科的智慧教學(xué)模式構(gòu)建當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)遵循以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向的理念，構(gòu)建具有可視化、互動化、協(xié)作化的土木工程課程智慧教學(xué)模式，充分發(fā)揮線上與線下教學(xué)相互配合，優(yōu)勢互補，拓展教學(xué)時空，提高實際教學(xué)效果。

土木工程課程智慧教學(xué)模式框架設(shè)計如圖1所示，共分為5個組成部分：1. 理論基礎(chǔ)，融合混合學(xué)習(xí)、多元智能、建構(gòu)主義等教學(xué)理論、策略，對土木工程知識單元設(shè)計、實踐技能訓(xùn)練設(shè)計，以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，加強自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)；2. 實現(xiàn)條件，基于智慧教育的理念，結(jié)合“線上+線下”的教學(xué)形式，搭建互動、多元、開放的學(xué)習(xí)模式；3. 教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)土木工程課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐，明確具體的課程教學(xué)目標(biāo)，制定詳細的課程內(nèi)容；4. 教學(xué)活動，包括線上教學(xué)和線下教學(xué)。依托線上教學(xué)支撐環(huán)境開展課內(nèi)外線上教學(xué)活動，圍繞課程對應(yīng)的指標(biāo)點，打造線上線下教學(xué)閉環(huán)，充分進行兩者的互補，整合優(yōu)化，實現(xiàn)畢業(yè)要求達成；5. 教學(xué)評價，采用多元化評價手段，形成內(nèi)外結(jié)合、持續(xù)改進的質(zhì)量控制體系和文化，多方位、多尺度持續(xù)改進課內(nèi)外教學(xué)活動。

四、土木工程智慧教學(xué)改革策略分析

（一）智慧教研模式構(gòu)建

在智慧教學(xué)模式的運用下，高校的土木工程專業(yè)教師可以通過運用同課同構(gòu)的形式，結(jié)合土木工程專業(yè)特點，成立專門的同課同構(gòu)備課小組，打造新工科理念下適用于土木工程專業(yè)課程教學(xué)的新模式。

1. 成立同課同構(gòu)備課小組。結(jié)合土木工程專業(yè)的課程內(nèi)容，選擇具有代表性的課程，如路基路面工程、建設(shè)工程項目管理等，根據(jù)這些課程的開課學(xué)期設(shè)置等具體情況，分別組織教師成立對應(yīng)的備課小組。這些備課小組的成員構(gòu)成，需要有至少兩年該課程教學(xué)經(jīng)驗的教師參與到其中。基于同課同構(gòu)理念，教師可以線下會議、線上視頻溝通的方式，共同商討與確定教學(xué)形式，明確小組成員各自的任務(wù)與目標(biāo)。并在實際的教研工作開展中，需要期中、期末兩個階段對小組的教師成員展開評價，了解目標(biāo)完成的情況。

2. 融入產(chǎn)教融合的元素。由于土木工程專業(yè)的課程本身具有較強的實踐性，在實際的教學(xué)工作開展中，教師除了要注重理論知識的教學(xué)以外，還應(yīng)注重實踐教學(xué)。實踐教學(xué)的工作開展中，教師首先要掌握足夠多的實踐教學(xué)經(jīng)驗，對校外企業(yè)有充分了解，有效地在課程內(nèi)容設(shè)計中融入產(chǎn)教融合的元素。對此，教師可以通過運用學(xué)校本身就具備的相關(guān)校企資源，與校外的企業(yè)取得聯(lián)系，搭建合作平臺。深入土木工程專業(yè)的相關(guān)單位當(dāng)中，通過調(diào)研學(xué)習(xí)與交流的方式和一線的作業(yè)人員溝通，了解實際的生產(chǎn)實踐活動，提高自身的實踐經(jīng)驗。當(dāng)教師掌握了一定的社會實踐活動經(jīng)驗后，可以結(jié)合土木工程專業(yè)課程的理論內(nèi)容，重新對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等進行優(yōu)化與改進。在智慧教學(xué)的改革中，重視產(chǎn)教融合，可以有效提高教學(xué)效果［4］。

3. 集體備課?；谕n同構(gòu)的理念，土木工程專業(yè)的教師實則是一個團體，在備課、學(xué)習(xí)等各方面的活動開展中，都應(yīng)當(dāng)重視發(fā)揮團隊的力量。在備課工作開展中，教師可以先自行展開課程的教學(xué)設(shè)計工作，在完成了教學(xué)設(shè)計工作后，教師再集中到一起進行研討。針對各自的教學(xué)設(shè)計內(nèi)容，互相點評，各自提出彼此教學(xué)設(shè)計中的優(yōu)缺點，最終形成共同的教學(xué)設(shè)計方案、課件與板書內(nèi)容。在集體備課的形式上，除了組織本校教師展開探討以外，還可以與其他高校的教師進行探討，有條件的學(xué)?？梢匝埰渌麑W(xué)校本專業(yè)教學(xué)效果好的教師來進行指導(dǎo)。

（二）搭建完善的教學(xué)資源庫，分級構(gòu)建內(nèi)容

基于智慧教育的理念，高?？梢源罱ň€上的教學(xué)資源庫，通過該資源庫的建設(shè)，優(yōu)化當(dāng)前高校的教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠在線上就完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)［5］。

首先，根據(jù)新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)，高校應(yīng)針對土木工程專業(yè)的課程教學(xué)大綱進行重新修訂，確保教學(xué)大綱的內(nèi)容緊密結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)。其次，在搭建教學(xué)資源庫的過程中，先從文獻的查閱著手，大范圍地收集各項資料，然后對這些資料進行篩選，最后針對篩選出來的內(nèi)容展開細化，精選精編。最終，應(yīng)形成三個方面內(nèi)容的資源庫。

具體而言，在土木工程專業(yè)教學(xué)資源庫的建設(shè)上。首先，需要搭建土木工程專業(yè)的發(fā)展史資源庫，目的是幫助土木工程專業(yè)的學(xué)生詳細了解本專業(yè)的發(fā)展歷程，加深對專業(yè)的理解。其次，構(gòu)建土木工程專業(yè)知識理論學(xué)習(xí)資源庫。在該資源庫中，還需要配備完善的、錄制好的教材、視頻資源，按照專業(yè)的各門課程上傳對應(yīng)的視頻課程資源，以及配備好對應(yīng)的同步聯(lián)系題目，考試樣卷和評分標(biāo)準(zhǔn)。通過該理論知識學(xué)習(xí)資源庫，學(xué)生可以通過線上完成相關(guān)理論課程學(xué)習(xí)，更好地提高學(xué)習(xí)效率。在資源庫中搭配相應(yīng)試題，學(xué)生在完成學(xué)習(xí)以后，能夠及時通過試題測試考察自己學(xué)習(xí)的情況。最后，構(gòu)建應(yīng)用研究案例資源庫。在該資源庫中主要上傳一些工程實際案例，學(xué)生通過對這些工程實際案例的研究，可以進一步加強理論知識的學(xué)習(xí)，開展深度學(xué)習(xí)。

（三）細化教學(xué)措施，落實教學(xué)實踐

1. 遵循以學(xué)生為主的原則。在教學(xué)上，教師需要做到以學(xué)生為主，減少自身對于課堂教學(xué)的干預(yù)，要對課堂的教學(xué)進行相應(yīng)的優(yōu)化，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在教學(xué)方法的運用上，結(jié)合智慧教學(xué)理念，教師可以采用任務(wù)教學(xué)法的方式來開展。運用分層教學(xué)法的理念，教師可以把班級上的學(xué)生分為三個優(yōu)、良、差三個層次，每個層次對應(yīng)發(fā)布任務(wù)。學(xué)生在課前，需要根據(jù)教師布置的任務(wù)展開學(xué)習(xí)。到授課時，教師對學(xué)生的任務(wù)完成情況進行檢查，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。除了任務(wù)教學(xué)法，教師還可以結(jié)合小組合作學(xué)習(xí)法的方式，在課堂授課時以小組為單位進行教學(xué)，圍繞具體的教學(xué)主題，小組內(nèi)討論，小組外分享。

2. 高效運用教學(xué)平臺。在教學(xué)開展中，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進一步對知識點的理解與掌握，每一節(jié)線下課程結(jié)束后，教師都應(yīng)當(dāng)通過在線教學(xué)平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行考核。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進行分層分級的內(nèi)容考核，采用最低分數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目的在于篩選班級中沒有認真聽課，基礎(chǔ)知識薄弱的學(xué)生［5］。采用最低分數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，篩選出不合格的學(xué)生，讓這些學(xué)生再次進行理論學(xué)習(xí)，通過反復(fù)糾錯鞏固基礎(chǔ)，掌握必要的知識［6］。

3. 積極運用獎勵機制。在教學(xué)上，為了能夠更好地激勵學(xué)生進行學(xué)習(xí)，教師應(yīng)適當(dāng)設(shè)計一些獎勵機制。通過獎勵機制，調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如在課前教師可以布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)與作業(yè)，在課堂上對任務(wù)完成情況優(yōu)秀的學(xué)生，給予一定的獎勵。

（四）構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)平臺，做好持續(xù)性教學(xué)活動

充分運用自媒體、在線學(xué)習(xí)平臺，搭建新工科理念下的土木工程智慧學(xué)習(xí)空間。在智慧學(xué)習(xí)空間中，搭建不同的內(nèi)容板塊，以“基礎(chǔ)穩(wěn)固+提升能力+拓展應(yīng)用”為教學(xué)主線，以此開展持續(xù)性的教學(xué)活動。在線上的學(xué)習(xí)平臺中，通過借鑒收集、專家講座和平臺交流等形式組成資源庫，結(jié)合土木工程專業(yè)課程中的選題開展PBL任務(wù)。搭建專門的問題討論與資源共享空間。在該線上學(xué)習(xí)平臺中，有專門的教師負責(zé)教學(xué)、問題的收集和學(xué)生的答疑解惑，及時對學(xué)生開展幫助指導(dǎo)，讓學(xué)生能夠在線上學(xué)習(xí)的過程中獲得必要的幫助。線上智慧學(xué)習(xí)平臺有效彌補了線下教學(xué)的不足，打破了高校固有的教學(xué)形式［7］。

（五）豐富課程考核形式

在過往的土木工程課程考核中，主要采取的考核形式為出勤率、課后作業(yè)完成情況，整體的考核形式較為單一，且無法較好地評價學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，難以有效幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的問題。在采用智慧教育的形式以后，在課程考核評價得到了一定的完善，依托于線上智慧平臺，教師可以采取的評價方式有：考勤、搶答、隨堂練習(xí)、作業(yè)、選人回答等環(huán)節(jié)。教師可以利用線上的智慧平臺統(tǒng)計學(xué)生的考核情況，形成具體的表格以清楚掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。對學(xué)生線上與線下學(xué)習(xí)的全過程展開實時的統(tǒng)計與反饋，與傳統(tǒng)的考核方式相比起來，更加靈活、多樣且全面。

五、結(jié)語

基于新工科理念，為了要更好地適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，土木工程專業(yè)課程教學(xué)需要重視智慧教學(xué)理念的滲透與運用。在教學(xué)改革的措施上，首先，高校要加大力度構(gòu)建智慧教研模式，運用同課同構(gòu)的形式，讓本校土木工程專業(yè)的教師組成小組，共同進行課程的備課工作。先是每位教師自行展開教學(xué)設(shè)計，然后所有教師通過圍繞教學(xué)設(shè)計進行討論。最終選出統(tǒng)一的課件。其次，基于智慧教學(xué)模式，學(xué)校需要投入一定的資金搭建完善的教學(xué)資源庫，在資源庫中具體包括了基礎(chǔ)的理論知識、土木工程專業(yè)的發(fā)展史還有具體的案例集。最后，教師需要充分運用智慧教學(xué)平臺，合理結(jié)合“線上+線下”的教學(xué)模式，通過線上的教學(xué)平臺，能夠做到實時對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行考核。在線下課開始前，可以讓學(xué)生在線上先完成相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，提高線下課程學(xué)習(xí)的效率。

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）