土木工程課程青年教師教學探究

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【內容摘要】新時代背景下的土木工程專業在傳統專業設置基礎上，融入了人工智能、大數據、新型材料和能源等方面專業知識，如何將土木工程類專業課課程與互聯網融合成為了網絡教學關注的重點和難點。本文在分析網課教學優勢和劣勢的基礎上，從建立個人專屬知識體系、建立開放式學習體系、突破傳統教學方式、建立應用式學習體系、豐富多元化教學資源、建立交叉學科體系等方面深入探討了“互聯網+”土木工程類課程教學改革的方法，以不斷提升高校教師的教學能力和綜合素質。

【關鍵詞】土木工程;網絡教學;教學改革

一、土木工程專業概述

土木工程涉及工業民用建筑結構、地下結構與城市道路等市政結構的設計理論和方法、土木工程施工技術與組織管理等方面［1］。主要培養掌握土木工程基本理論和基本知識，在土木工程設計、施工與工程管理、科學研究等方面具有創新意識和創新能力的工程型、應用型高級土木工程技術人才。隨著5G、AI、云計算、互聯網、移動互聯等新技術的不斷應用，新時代的土木工程專業將利用物聯網、人工智能、大數據和虛擬現實等技術，融合智能設計、施工、BIM維護，建立建筑全生命期大數據，利用人工智能技術，進行數據分析與可視化成為今后智慧建筑以及土木工程專業發展的新方向［2］。因此，土木工程專業課程教學應不僅培養學生成為創新意識和創新能力的工程型、應用型技術人才，更應該培養學生成為集現代的計算機、無線傳感網絡、傳感、信號處理、實時數據傳輸與管理、軟件開發、結構分析與結構檢測技術、智能控制器等為一體的多學科相互交叉的復合型人才。

二、互聯網教學存在的優勢和不足

2020年在全球病毒影響下衍生出大量互聯網專業教學實踐，“互聯網+”網絡教學作為未來高等教育發展新方向，在以下幾個方面具有一定優勢，一是豐富的網絡教學素材，打破了傳統的教育壁壘，學生們足不出戶就可以聽清華北大名師、教授的課程，接觸到更好的教育資源，為全民提供了基礎學習平臺;二是在線課程可以反復多次觀看，彌補了課堂教學有限的不足，有利于解決知識盲點［3］。但是作為網絡課程深度使用者的高校教師、學生本人和家長而言，對網絡課程的評價卻毀譽參半，總結大體存在以下幾點問題。

(一)缺乏交流情境。教師對于網絡教育平臺軟件操作熟練，抑或受到網絡平臺交流設計限制，網絡課程過程中有效互動受限，教師無法第一時間從學生處得到反饋。

(二)硬件與軟件設施的制約。受到網絡硬件和軟件設施的限制，教師和學生在授課、聽課過程中常常被打斷，特別是網絡信號覆蓋不發達地區網絡卡頓嚴重。

(三)學生自控力不足。學生在無教師家長監督的環境下上課，由于缺少學習氛圍和同學之間的信息交互，往往造成學習效率低;缺少學習動力和目標;同時缺少課后鞏固復習環節，無法了解學習層次，缺少明確定位。

三、網絡課程教學改革建議

如何合理設計網絡課程的內容和形式以激發學生的學習興趣，使學生們積極參與網絡課程學習，是決定網絡課程教學效果的關鍵，這也對教師的信息化素養提出了較高要求。青年教師需具備較強的信息搜集和整合能力、視頻剪輯和文字編輯能力以及教育心理學等方面的知識，從課程設計到講授到反饋應符合網絡課程的設置以及當代“后浪”們的喜好，兼具趣味性、觀賞性和學習性，充分調動學生們的學習興趣，擬從以下幾個方面針對網絡土木工程專業課教學提出建議。

(一)建立個人專屬知識體系。傳統的土木工程具有較多專業，例如城市地下空間工程、土木工程、建筑工程技術、道路橋梁與渡河工程、市政工程、工程管理，工程造價等，同時土木專業課程量較大、具有多學科性，包含自然科學類學科以及工程技術類學科，將力學、材料科學、物理化學、計算機科學、管理科學等融合在一起。因此，僅依靠教師通過專業課程將大體量的知識傳遞給學生遠遠不夠，傳統的教學和課堂環境很難實現為每個學生構建適合個體的專業知識體系和深度學習過程。因此，引導學生自我學習，構建適合自己的學習知識體系，提升學生的學習效率，比接受統一概括性知識體系具有優越性。

(二)建立開放式學習體系。國外教育學家MartinH．［4］提出建立小組學習體系，讓參與小組學習的同學們在共享知識和多元化學習的環境下，積極合作、討論問題、辯論問題、解決問題、得出結論的方式深度學習，使得學生們真正參與其中。這種開放式學習的方式，能夠有效地提升學生們學習的積極性。教師從課堂知識教授者轉變成學習團隊的組織者、引導者。在網絡教學過程中應借鑒此類課程的教學模式，通過設定課程內容，達到促進學生們自主深入學習的目的。開放式學習可以以微信、學習通、QQ群等網絡工具作為載體，將小范圍的小組式學習擴展到社群化學習。

(三)突破傳統教學方式。傳統的教育方式效率低下，課堂上教授的內容不能指導今后的工作學習，存在嚴重的脫節現象，也不能激發工科學生獨立思考和創新的能力，因此，采用新的教學方法進行授課成為了今后教學改革的關鍵方面。未來的教學模式應該是啟發式、參與式、合作式、個性式的。因此，應該打破傳統聽講－作業－考試的模式，同時教師應該大膽嘗試不使用PowerPoint演示的授課形式，作業上也不僅僅以書面文字形式，而是轉變為討論式、分享式、探究式的作業演示形式。轉變設置作業的目的是要得到預先確定的“正確”答案，而是要關注一個學習過程、建立一個跨學科的學習體系。學生可以自由選擇自己的最終演示模式如文化、信息、藝術等多元素結合的方式如海報、繪畫、樂高玩具建立模型、視頻動畫、電影、音樂、計算機建模、演講、戲劇等，對他們的學習成果進行可視化展示。

(四)建立應用式學習體系。土木工程是一門與工程實踐緊密結合的課程，通過設置開放式問題，例如結合所學知識，描述一下智慧城市今后的發展方向，讓學生們能夠結合土木工程、通訊電子工程、材料工程等方面了解目前國家相關政策方針，熱點方向的戰略方針，以及前沿熱點問題和研究方向。例如“火神山”“雷神山”醫院的修建再一次展示了被網友門戲稱為“基建狂魔”的中國速度，作為土木專業的學生是否可以從建筑結構、給水排水、暖通空調、電氣及施工等角度來分別看火神山醫院建設過程中有哪些要點、難點及亮點。港珠澳大橋全程設計過程中如何采用減隔震技術，有效解決港珠澳大橋設計過程中的難題。使學生們在課堂學習的知識能夠有效指導生產生活實際工程，真正做到學以致用。此外，鼓勵學生們參與寒暑期的公司實習，提前了解企業的職業標準、人才需求，并以此為基礎，不斷提升自己的能力范圍，努力符合企業的標準。鼓勵學生們參與交叉領域的基礎課程學習，以及跨領域跨專業企業實習，讓學生們有機會接觸到新的工作領域，豐富自己的擇業與社會經驗。

(五)豐富多元化教學資源。目前土木工程專業網絡學習主要包含教育部國家精品在線開放課程(40余門);世界頂尖高校如麻省理工(MIT)、加州大學洛杉磯分校(UCLA)，荷蘭代爾夫特大學(TUdelft)等在線網絡課程;中國大學MOOC、可汗學院、TED演講、國內外紀錄片如《世界偉大工程巡禮》《大國重器》《超級工程》《美國城市設施大調查》《大師(紀實)李國豪》等為學生們提供了豐富的學習資源。參考國外教學中教授給學生們必讀書清單的模式，青年教師可以將值得學習的國外優秀課程進行目錄整理，使學生們在生活中隨時隨地，通過手機、平板電腦等移動設備進行“碎片化”學習，讓學生們體會到隨時接受新知識的快樂學習體驗。

(六)建立交叉學科體系。隨著單一學科已經不能解決復雜的科學問題，學科邊界逐漸模糊化，從而衍生出不同學科的融合和交叉，構建更為科學的學科發展體系［5］。土木工程專業作為交叉應用型專業更應該鼓勵學生們學習基礎交叉學科方面的知識如信號采集與處理、無線網絡傳感技術、計算機圖像處理與檢測技術、新材料制備與應用、環境治理等。由于大多數自然科學和工程技術學科需要投入大量的時間和經歷，因此對高校教師提出了新的要求和挑戰，需要專業教師始終不斷擴展知識的廣度和寬度，提升學術敏銳性。學生們可以在學習過程中逐漸制定符合自己職業規劃的知識體系，在與不同學院專業的教師和同學們的交流過程中，“學科專業知識”在不同學科間流動起來，展現出通識學科的魅力。

四、結語

互聯網下的土木工程教學還處于探索、實踐、優化階段，青年教師們應該以新時代中國特色社會主義思想為指導，堅持知識傳授與價值引領相結合，在教學中始終貫徹工程應用和創新意識兩種理念，善于挖掘自身優勢，通過分析網絡優秀精品課程內容設置、知識梳理方法、與多媒體的結合途徑以及國內外優秀名師的授課方式方法，結合學生們的反饋意見，不斷優化自己整合網絡信息資源的能力，不斷提升自己信息化教學的能力;在破除傳統教學思維模式的基礎上，摸索出一條適合新時代中國高校網絡教學的發展道路。

作者:遲琳 單位:上海理工大學環境與建筑學院