土木工程课程青年教师教学探究

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【内容摘要】新时代背景下的土木工程专业在传统专业设置基础上，融入了人工智能、大数据、新型材料和能源等方面专业知识，如何将土木工程类专业课课程与互联网融合成为了网络教学关注的重点和难点。本文在分析网课教学优势和劣势的基础上，从建立个人专属知识体系、建立开放式学习体系、突破传统教学方式、建立应用式学习体系、丰富多元化教学资源、建立交叉学科体系等方面深入探讨了“互联网+”土木工程类课程教学改革的方法，以不断提升高校教师的教学能力和综合素质。

【关键词】土木工程;网络教学;教学改革

一、土木工程专业概述

土木工程涉及工业民用建筑结构、地下结构与城市道路等市政结构的设计理论和方法、土木工程施工技术与组织管理等方面［1］。主要培养掌握土木工程基本理论和基本知识，在土木工程设计、施工与工程管理、科学研究等方面具有创新意识和创新能力的工程型、应用型高级土木工程技术人才。随着5G、AI、云计算、互联网、移动互联等新技术的不断应用，新时代的土木工程专业将利用物联网、人工智能、大数据和虚拟现实等技术，融合智能设计、施工、BIM维护，建立建筑全生命期大数据，利用人工智能技术，进行数据分析与可视化成为今后智慧建筑以及土木工程专业发展的新方向［2］。因此，土木工程专业课程教学应不仅培养学生成为创新意识和创新能力的工程型、应用型技术人才，更应该培养学生成为集现代的计算机、无线传感网络、传感、信号处理、实时数据传输与管理、软件开发、结构分析与结构检测技术、智能控制器等为一体的多学科相互交叉的复合型人才。

二、互联网教学存在的优势和不足

2020年在全球病毒影响下衍生出大量互联网专业教学实践，“互联网+”网络教学作为未来高等教育发展新方向，在以下几个方面具有一定优势，一是丰富的网络教学素材，打破了传统的教育壁垒，学生们足不出户就可以听清华北大名师、教授的课程，接触到更好的教育资源，为全民提供了基础学习平台;二是在线课程可以反复多次观看，弥补了课堂教学有限的不足，有利于解决知识盲点［3］。但是作为网络课程深度使用者的高校教师、学生本人和家长而言，对网络课程的评价却毁誉参半，总结大体存在以下几点问题。

(一)缺乏交流情境。教师对于网络教育平台软件操作熟练，抑或受到网络平台交流设计限制，网络课程过程中有效互动受限，教师无法第一时间从学生处得到反馈。

(二)硬件与软件设施的制约。受到网络硬件和软件设施的限制，教师和学生在授课、听课过程中常常被打断，特别是网络信号覆盖不发达地区网络卡顿严重。

(三)学生自控力不足。学生在无教师家长监督的环境下上课，由于缺少学习氛围和同学之间的信息交互，往往造成学习效率低;缺少学习动力和目标;同时缺少课后巩固复习环节，无法了解学习层次，缺少明确定位。

三、网络课程教学改革建议

如何合理设计网络课程的内容和形式以激发学生的学习兴趣，使学生们积极参与网络课程学习，是决定网络课程教学效果的关键，这也对教师的信息化素养提出了较高要求。青年教师需具备较强的信息搜集和整合能力、视频剪辑和文字编辑能力以及教育心理学等方面的知识，从课程设计到讲授到反馈应符合网络课程的设置以及当代“后浪”们的喜好，兼具趣味性、观赏性和学习性，充分调动学生们的学习兴趣，拟从以下几个方面针对网络土木工程专业课教学提出建议。

(一)建立个人专属知识体系。传统的土木工程具有较多专业，例如城市地下空间工程、土木工程、建筑工程技术、道路桥梁与渡河工程、市政工程、工程管理，工程造价等，同时土木专业课程量较大、具有多学科性，包含自然科学类学科以及工程技术类学科，将力学、材料科学、物理化学、计算机科学、管理科学等融合在一起。因此，仅依靠教师通过专业课程将大体量的知识传递给学生远远不够，传统的教学和课堂环境很难实现为每个学生构建适合个体的专业知识体系和深度学习过程。因此，引导学生自我学习，构建适合自己的学习知识体系，提升学生的学习效率，比接受统一概括性知识体系具有优越性。

(二)建立开放式学习体系。国外教育学家MartinH．［4］提出建立小组学习体系，让参与小组学习的同学们在共享知识和多元化学习的环境下，积极合作、讨论问题、辩论问题、解决问题、得出结论的方式深度学习，使得学生们真正参与其中。这种开放式学习的方式，能够有效地提升学生们学习的积极性。教师从课堂知识教授者转变成学习团队的组织者、引导者。在网络教学过程中应借鉴此类课程的教学模式，通过设定课程内容，达到促进学生们自主深入学习的目的。开放式学习可以以微信、学习通、QQ群等网络工具作为载体，将小范围的小组式学习扩展到社群化学习。

(三)突破传统教学方式。传统的教育方式效率低下，课堂上教授的内容不能指导今后的工作学习，存在严重的脱节现象，也不能激发工科学生独立思考和创新的能力，因此，采用新的教学方法进行授课成为了今后教学改革的关键方面。未来的教学模式应该是启发式、参与式、合作式、个性式的。因此，应该打破传统听讲－作业－考试的模式，同时教师应该大胆尝试不使用PowerPoint演示的授课形式，作业上也不仅仅以书面文字形式，而是转变为讨论式、分享式、探究式的作业演示形式。转变设置作业的目的是要得到预先确定的“正确”答案，而是要关注一个学习过程、建立一个跨学科的学习体系。学生可以自由选择自己的最终演示模式如文化、信息、艺术等多元素结合的方式如海报、绘画、乐高玩具建立模型、视频动画、电影、音乐、计算机建模、演讲、戏剧等，对他们的学习成果进行可视化展示。

(四)建立应用式学习体系。土木工程是一门与工程实践紧密结合的课程，通过设置开放式问题，例如结合所学知识，描述一下智慧城市今后的发展方向，让学生们能够结合土木工程、通讯电子工程、材料工程等方面了解目前国家相关政策方针，热点方向的战略方针，以及前沿热点问题和研究方向。例如“火神山”“雷神山”医院的修建再一次展示了被网友门戏称为“基建狂魔”的中国速度，作为土木专业的学生是否可以从建筑结构、给水排水、暖通空调、电气及施工等角度来分别看火神山医院建设过程中有哪些要点、难点及亮点。港珠澳大桥全程设计过程中如何采用减隔震技术，有效解决港珠澳大桥设计过程中的难题。使学生们在课堂学习的知识能够有效指导生产生活实际工程，真正做到学以致用。此外，鼓励学生们参与寒暑期的公司实习，提前了解企业的职业标准、人才需求，并以此为基础，不断提升自己的能力范围，努力符合企业的标准。鼓励学生们参与交叉领域的基础课程学习，以及跨领域跨专业企业实习，让学生们有机会接触到新的工作领域，丰富自己的择业与社会经验。

(五)丰富多元化教学资源。目前土木工程专业网络学习主要包含教育部国家精品在线开放课程(40余门);世界顶尖高校如麻省理工(MIT)、加州大学洛杉矶分校(UCLA)，荷兰代尔夫特大学(TUdelft)等在线网络课程;中国大学MOOC、可汗学院、TED演讲、国内外纪录片如《世界伟大工程巡礼》《大国重器》《超级工程》《美国城市设施大调查》《大师(纪实)李国豪》等为学生们提供了丰富的学习资源。参考国外教学中教授给学生们必读书清单的模式，青年教师可以将值得学习的国外优秀课程进行目录整理，使学生们在生活中随时随地，通过手机、平板电脑等移动设备进行“碎片化”学习，让学生们体会到随时接受新知识的快乐学习体验。

(六)建立交叉学科体系。随着单一学科已经不能解决复杂的科学问题，学科边界逐渐模糊化，从而衍生出不同学科的融合和交叉，构建更为科学的学科发展体系［5］。土木工程专业作为交叉应用型专业更应该鼓励学生们学习基础交叉学科方面的知识如信号采集与处理、无线网络传感技术、计算机图像处理与检测技术、新材料制备与应用、环境治理等。由于大多数自然科学和工程技术学科需要投入大量的时间和经历，因此对高校教师提出了新的要求和挑战，需要专业教师始终不断扩展知识的广度和宽度，提升学术敏锐性。学生们可以在学习过程中逐渐制定符合自己职业规划的知识体系，在与不同学院专业的教师和同学们的交流过程中，“学科专业知识”在不同学科间流动起来，展现出通识学科的魅力。

四、结语

互联网下的土木工程教学还处于探索、实践、优化阶段，青年教师们应该以新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持知识传授与价值引领相结合，在教学中始终贯彻工程应用和创新意识两种理念，善于挖掘自身优势，通过分析网络优秀精品课程内容设置、知识梳理方法、与多媒体的结合途径以及国内外优秀名师的授课方式方法，结合学生们的反馈意见，不断优化自己整合网络信息资源的能力，不断提升自己信息化教学的能力;在破除传统教学思维模式的基础上，摸索出一条适合新时代中国高校网络教学的发展道路。

作者:迟琳 单位:上海理工大学环境与建筑学院