信息技術(shù)引領(lǐng)土木工程的實踐創(chuàng)新模式

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摘要：隨著土木工程在全世界的疾速開展，為適應(yīng)時代潮流，國內(nèi)外高校的各種實踐性改革勢在必行，其中信息技術(shù)成為當(dāng)前教學(xué)實踐改革模式中最有用的工具之一。文章主要針對以前本專業(yè)方向的教師結(jié)構(gòu)單一化，教學(xué)內(nèi)容和方法不能跟隨土木工程的發(fā)展與時俱進(jìn)的問題，提出了如何利用信息技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)實踐改革研究，如何利用信息技術(shù)更新課堂教學(xué)實踐模式、提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，最后推進(jìn)實踐創(chuàng)新的目標(biāo)。并提出信息化教學(xué)可以把本專業(yè)的所有課程的實踐教學(xué)做到極致，但它并不排斥傳統(tǒng)教學(xué)實踐的精華部分。

關(guān)鍵詞：土木工程；信息技術(shù)；實踐創(chuàng)新

0引言

隨著科學(xué)發(fā)展，信息化建設(shè)不斷加速，各個高校都在通過信息技術(shù)打造智慧校園。所謂信息技術(shù)主要是應(yīng)用了計算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)，這種技術(shù)在高校的教育教學(xué)實踐中主要有以下四種，多媒體教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂模式、遠(yuǎn)程直播模式和實景對接模式等[1]。對于土木工程專業(yè)，它是國家建筑業(yè)以及其它基礎(chǔ)設(shè)施中培養(yǎng)人才的搖籃。尤其是隨著工業(yè)化與計算機(jī)一體化技術(shù)的發(fā)展，使工程設(shè)計、施工管理、質(zhì)量控制與檢測技術(shù)、勘察技術(shù)等都出現(xiàn)了智能化。其快速發(fā)展也在推動土木工程建設(shè)向更高更遠(yuǎn)的方向前進(jìn)，因此對土木工程專業(yè)所培養(yǎng)的人才提出了更新的要求。尤其是學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力、從業(yè)水平等都會發(fā)生相應(yīng)的變化。信息技術(shù)的出現(xiàn)能使以上幾種方向能同時結(jié)合，形成學(xué)生特有的土木工程良好素養(yǎng)，對于各學(xué)科知識的學(xué)習(xí)達(dá)到融會貫通的培養(yǎng)效果。

1信息技術(shù)推動下，目前土木工程專業(yè)教學(xué)實踐改革的必然性

①當(dāng)前土木工程建設(shè)如雨后春筍般在神州大地出現(xiàn)，有功能完美的高層建筑、有方便快捷的地鐵和輕軌、有可與飛機(jī)相媲美的高速鐵路、有造福萬民的大型水利工程及各種橋梁隧道等。這些都必須要在信息化技術(shù)支持下，使各種專業(yè)設(shè)計理論精確化、專業(yè)設(shè)計工作自動化、土木工程材料多樣化、施工設(shè)施大型化、施工過程工業(yè)化、最后才能達(dá)到城市建設(shè)的立體化、交通運輸?shù)母咚倩⒔?jīng)濟(jì)管理智能化的水平[2]。因此對土木工程的人才結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力和從業(yè)水平等都提出了更高更強(qiáng)的要求，更需要有基礎(chǔ)厚、口徑寬、方向多、素質(zhì)高的土木專類業(yè)學(xué)生，這也是推動土木工程專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革的第一動力。②對于教師的教與學(xué)生的學(xué)，在土木工程技術(shù)高速發(fā)展的今天，教學(xué)不只單純應(yīng)用于目前的專業(yè)教育，更要著眼于學(xué)生今后的發(fā)展，因此要結(jié)合實際情況，優(yōu)化課程體系，而且課程體系要結(jié)合信息化時代的社會需求，才能真正培養(yǎng)出滿足和適應(yīng)社會潮流及其變化的土木類專業(yè)復(fù)合型人才。③在信息化發(fā)展的今天，土木工程專業(yè)課教學(xué)的內(nèi)容要逐漸與國際接軌，因此必須要選用合適教材并及時更新教學(xué)實踐內(nèi)容。然而當(dāng)前學(xué)校的課程很多都是過去有用，現(xiàn)在并沒有及時更新，而且老師按照教材講解的過程中也沒有刻意去適應(yīng)當(dāng)今土木工程發(fā)展要求，這些內(nèi)容反而占領(lǐng)了學(xué)校很多的資源。一些國際通行的做法，如ISO質(zhì)量認(rèn)證體系、FIDIC合同條件、PM項目管理、CM模式的規(guī)劃慣例在當(dāng)前教材中少有體現(xiàn)，因此在信息化技術(shù)的支持下，專業(yè)課程體系及專業(yè)教材建設(shè)也是當(dāng)務(wù)之急[2]。④土木工程專業(yè)是一個實踐性很強(qiáng)的專業(yè)，在信息化時代下所培養(yǎng)的學(xué)生至少應(yīng)在某一方面有較強(qiáng)的專業(yè)實踐能力。因此實踐性教學(xué)的環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生在未來從業(yè)范圍內(nèi)具有分析和解決實際問題的能力，其實踐能力也反映了土木類高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，也是反映人才培養(yǎng)能否符合市場要求的一個重要指標(biāo)。但現(xiàn)在高校的實踐性課程還是保留在10多年以前的基本操作上，有些儀器和操作方法已經(jīng)明顯落后于土木工程當(dāng)前發(fā)展的速度。⑤教師是土木專業(yè)類人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，其水平高低與學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)能否實現(xiàn)息息相關(guān)，多數(shù)教師以高學(xué)歷為首要條件，其工作重心偏向于縱向研究性課題和橫向企業(yè)技術(shù)難題，但真正有能力在工程實踐一線工作的老師卻有所欠缺，這對學(xué)生達(dá)到高素質(zhì)要求的復(fù)合型人才目標(biāo)非常不利。⑥過去教師的授課是單一的，主要將各個大問題化為小知識點各個擊破，但現(xiàn)在同時要求學(xué)生在小問題當(dāng)中能進(jìn)行整合，能形成系統(tǒng)性的思維，養(yǎng)成跨學(xué)科的素養(yǎng)。因此土木工程專業(yè)的學(xué)生需要養(yǎng)成一定的邏輯思維能力，并且具有獨特的力學(xué)素養(yǎng)，這些能力同樣對教師的職業(yè)要求也提出了更大的挑戰(zhàn)性，教師的知識面不能僅僅局限在課本上，不能只傳授教材內(nèi)容，要用更超前的眼光和思維探索現(xiàn)在的學(xué)習(xí)儲備對未來土木工程的實際影響力。因此老師和學(xué)生都要及時獲取更多更廣的知識量，才有可能具備跨學(xué)科的素養(yǎng)，才有可能培養(yǎng)出高素質(zhì)的學(xué)生。

2信息技術(shù)支持下，土木工程專業(yè)教學(xué)改革的方法探討

①在信息技術(shù)支持下，將遠(yuǎn)程直播模式和實景對接模式引入傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，可以使老師很快構(gòu)建出最前沿的信息和知識，尤其是土木專業(yè)方向的許多課程都需要與現(xiàn)場實踐相互聯(lián)系，來促進(jìn)教育教學(xué)理念更新，豐富課堂教學(xué)模式，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。所以應(yīng)用信息化技術(shù)能成功的為土木工程專業(yè)隨時隨地搭建一個新的應(yīng)用平臺。在這個應(yīng)用平臺上，能使教師探索到目前最前沿的知識領(lǐng)域，獲得當(dāng)時最豐富的網(wǎng)絡(luò)信息，即時傳播，自由獲取，將學(xué)生的課堂認(rèn)知通過現(xiàn)場施工和設(shè)計進(jìn)行多方向并軌，使教學(xué)思路也會靈活多樣，更有利于發(fā)現(xiàn)新的目標(biāo)和方向，而且老師可以在信息化平臺支持下，用更加合理的教學(xué)手段，用最直觀的畫面設(shè)置問題來引導(dǎo)學(xué)生，而不是像過去的教學(xué)中只靠一些書面的問題來牽引學(xué)生。②在信息技術(shù)時代下，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源也會使教師的教育理念發(fā)生改變，使教師的講課更能深入淺出，合縱連橫。對于信息技術(shù)中多媒體帶來的友好界面、形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，圖文并茂的多重化感觀刺激，更能優(yōu)化教師講解過程，突破重點難點，提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。還有可能使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)更加形象、生動、具體、逼真。③為了培養(yǎng)土木工程類學(xué)生的工程實踐能力，動腦動手能力，還可以通過多媒體技術(shù)將實踐教學(xué)程融于課堂教學(xué)，尤其是專業(yè)課教學(xué)。因為實踐課教學(xué)和專業(yè)課教學(xué)都是重點培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，因此在多媒體課程教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)插入現(xiàn)場視頻錄像、動畫操作、插入最合適的專業(yè)軟件等教學(xué)資料可以使學(xué)生對本知識的掌握更加直觀明了。這對完善學(xué)生的創(chuàng)新性教學(xué)也是很有幫助的。④信息技術(shù)中翻轉(zhuǎn)課堂模式的應(yīng)用可以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，由此產(chǎn)生了交叉學(xué)科的系統(tǒng)性思維。這種系統(tǒng)性思維為學(xué)生達(dá)到土木工程的專業(yè)高度產(chǎn)生了巨大推動作用。況且與以前的課程教學(xué)設(shè)計及課堂教學(xué)設(shè)計相比，翻轉(zhuǎn)課堂還可以借用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的前提下更懂得與他人合作，遠(yuǎn)距離獲取信息，學(xué)會最直接最獨立的學(xué)習(xí)。最重要的是通過翻轉(zhuǎn)課堂，可以反復(fù)回放課程重點難點，多次讓學(xué)生琢磨理解其中深意，由此激發(fā)不同層次的學(xué)生產(chǎn)生探索未知的希望，從而讓更多學(xué)生對本知識點都能熟練掌握，學(xué)生也可以通過看其它教學(xué)名師的翻轉(zhuǎn)課堂講解，使自己所學(xué)的內(nèi)容達(dá)到融會貫通的要求，甚至觸類旁通的學(xué)會更多知識，擴(kuò)展自己知識面，增長自己對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生新的認(rèn)識和見解。⑤網(wǎng)絡(luò)課程MOOC作為另外一個大型開放的課程平臺，在信息化環(huán)境下，它成為老師與學(xué)生開展“教”與“學(xué)”這些模式研究的熱點話題。它能應(yīng)用于多元化、全覆蓋的課程體系，是精品化、精細(xì)化教學(xué)資源的發(fā)源地，它有力的拓寬了學(xué)生國際視野，促進(jìn)了國際教育的全面推進(jìn)，從而培養(yǎng)了具有全球化國際素養(yǎng)要求的學(xué)生。MOOC的應(yīng)用推廣可以促進(jìn)國內(nèi)外高校推行同課異構(gòu)的教學(xué)模式，為學(xué)生多元化學(xué)習(xí)打開思路，進(jìn)行國際資源共享，同時深化本專業(yè)的課程教學(xué)特色。MOOC的應(yīng)用還有利于教師采用國內(nèi)外具有很強(qiáng)針對性、很好獨特性和適應(yīng)性的成功案例進(jìn)行教學(xué)[3]。⑥在信息技術(shù)推動下，互動教學(xué)云課堂模式在學(xué)校也有會持續(xù)跟進(jìn)，云課堂可以進(jìn)行模塊教學(xué)，從點到面，將各個資源用一個個小模塊的形式讓學(xué)生學(xué)習(xí)和練習(xí)，最后再進(jìn)行資源整合，讓學(xué)生進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)，使學(xué)生能主動選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，主動篩選自己感到有興趣的內(nèi)容，最后再參與到整個課程的學(xué)習(xí)中?；咏虒W(xué)云課堂中還會出現(xiàn)一種探索學(xué)習(xí)，它使教師應(yīng)用信息技術(shù)的水平有很大的提高，對教師因材施教也提供了很好的思路。因此將云課堂應(yīng)用于課程教學(xué)，能在師生之間轉(zhuǎn)變了教與學(xué)的方式，高效的課堂教學(xué)由此應(yīng)用而生[4]，學(xué)生學(xué)習(xí)不僅能在課內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)，課外仍然可以與老師和其它同學(xué)通過云課堂的網(wǎng)絡(luò)交流平臺進(jìn)行互動學(xué)習(xí)，為師生進(jìn)行課外交流提供了一條新的思路。因此云課堂模式能使學(xué)生在課堂內(nèi)外都能大面積參與互動，使教育方式得到創(chuàng)新。達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求。

3結(jié)束語

總之，隨著土木工程技術(shù)的飛快發(fā)展，國內(nèi)外都在嘗試應(yīng)用信息技術(shù)推動傳統(tǒng)課堂教育教學(xué)的改革探討，這一改革實踐工作受到國內(nèi)外許多專家和同行的關(guān)注。①信息化技術(shù)的各種可視化效果能幫助學(xué)生重構(gòu)本專業(yè)的前沿知識并加以應(yīng)用，信息獲取方便，資源可以共享，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維的開發(fā)，強(qiáng)化了師生互動，開闊了學(xué)生的視野，并能隨時與當(dāng)今國際接軌。翻轉(zhuǎn)課堂和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)讓老師對所講知識點進(jìn)行了有一定深度的挖掘，學(xué)生能在課堂內(nèi)外進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)和反復(fù)學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生很容易進(jìn)入老師設(shè)置的各個問題角色。因此信息化技術(shù)憑借其特有的時效性和很強(qiáng)的互動性真正推動了教學(xué)改革前進(jìn)的步伐。②信息化技術(shù)的應(yīng)用雖然成就了教育教學(xué)改革，但它也存在一些弊端，比如一些同學(xué)會癡迷于網(wǎng)絡(luò)，浪費了自己的精力和學(xué)習(xí)時間。信息化技術(shù)的出現(xiàn)也使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生特有的依賴作用，對自學(xué)能力的培養(yǎng)不容樂觀。③因此信息技術(shù)這一很好的資源主要是用來開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，發(fā)揮其創(chuàng)新能力和動力動腦能力，從而解決當(dāng)前存在的新問題。信息技術(shù)并不排擠過去傳統(tǒng)教學(xué)方法的精華部分，它重點強(qiáng)化了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的環(huán)境設(shè)計，強(qiáng)化了學(xué)生應(yīng)用各種信息資原的能力，同樣老師也應(yīng)該在這項教學(xué)改革的浪潮中真正認(rèn)識到信息化技術(shù)在土木工程本專業(yè)教學(xué)模式中的特色所在，揚(yáng)長避短才能更好地把握住信息化教學(xué)的優(yōu)勢，最終于無形之中深度融于課程，重點聚焦本專業(yè)各個課程的主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)過程[5]。

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[5]謝鳳來.信息化教學(xué)建設(shè)探究[J].中國教育學(xué)刊，2017.

作者:郭慧珍 李敏 王芃 單位:四川大學(xué)錦城學(xué)院