信息技術引領土木工程的實踐創(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，其中信息技術成為當前教學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)方向的教師結構單一化，教學內(nèi)容和方法不能跟隨土木工程的發(fā)展與時俱進的問題，提出了如何利用信息技術來進行教學實踐改革研究，如何利用信息技術更新課堂教學實踐模式、提升學生學習的效果，最后推進實踐創(chuàng)新的目標。并提出信息化教學可以把本專業(yè)的所有課程的實踐教學做到極致，但它并不排斥傳統(tǒng)教學實踐的精華部分。

關鍵詞：土木工程；信息技術；實踐創(chuàng)新

0引言

隨著科學發(fā)展，信息化建設不斷加速，各個高校都在通過信息技術打造智慧校園。所謂信息技術主要是應用了計算機科學和通信技術，這種技術在高校的教育教學實踐中主要有以下四種，多媒體教學模式、翻轉(zhuǎn)課堂模式、遠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)以及其它基礎設施中培養(yǎng)人才的搖籃。尤其是隨著工業(yè)化與計算機一體化技術的發(fā)展，使工程設計、施工管理、質(zhì)量控制與檢測技術、勘察技術等都出現(xiàn)了智能化。其快速發(fā)展也在推動土木工程建設向更高更遠的方向前進，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。尤其是學生的知識結構、創(chuàng)新能力、從業(yè)水平等都會發(fā)生相應的變化。信息技術的出現(xiàn)能使以上幾種方向能同時結合，形成學生特有的土木工程良好素養(yǎng)，對于各學科知識的學習達到融會貫通的培養(yǎng)效果。

1信息技術推動下，目前土木工程專業(yè)教學實踐改革的必然性

①當前土木工程建設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支持下，使各種專業(yè)設計理論精確化、專業(yè)設計工作自動化、土木工程材料多樣化、施工設施大型化、施工過程工業(yè)化、最后才能達到城市建設的立體化、交通運輸?shù)母咚倩?、?jīng)濟管理智能化的水平[2]。因此對土木工程的人才結構、創(chuàng)新能力和從業(yè)水平等都提出了更高更強的要求，更需要有基礎厚、口徑寬、方向多、素質(zhì)高的土木專類業(yè)學生，這也是推動土木工程專業(yè)進行教學改革的第一動力。②對于教師的教與學生的學，在土木工程技術高速發(fā)展的今天，教學不只單純應用于目前的專業(yè)教育，更要著眼于學生今后的發(fā)展，因此要結合實際情況，優(yōu)化課程體系，而且課程體系要結合信息化時代的社會需求，才能真正培養(yǎng)出滿足和適應社會潮流及其變化的土木類專業(yè)復合型人才。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實踐內(nèi)容。然而當前學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當今土木工程發(fā)展要求，這些內(nèi)容反而占領了學校很多的資源。一些國際通行的做法，如ISO質(zhì)量認證體系、FIDIC合同條件、PM項目管理、CM模式的規(guī)劃慣例在當前教材中少有體現(xiàn)，因此在信息化技術的支持下，專業(yè)課程體系及專業(yè)教材建設也是當務之急[2]。④土木工程專業(yè)是一個實踐性很強的專業(yè)，在信息化時代下所培養(yǎng)的學生至少應在某一方面有較強的專業(yè)實踐能力。因此實踐性教學的環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生在未來從業(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。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前發(fā)展的速度。⑤教師是土木專業(yè)類人才培養(yǎng)的關鍵，其水平高低與學生的培養(yǎng)目標能否實現(xiàn)息息相關，多數(shù)教師以高學歷為首要條件，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，這對學生達到高素質(zhì)要求的復合型人才目標非常不利。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)在同時要求學生在小問題當中能進行整合，能形成系統(tǒng)性的思維，養(yǎng)成跨學科的素養(yǎng)。因此土木工程專業(yè)的學生需要養(yǎng)成一定的邏輯思維能力，并且具有獨特的力學素養(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)在的學習儲備對未來土木工程的實際影響力。因此老師和學生都要及時獲取更多更廣的知識量，才有可能具備跨學科的素養(yǎng)，才有可能培養(yǎng)出高素質(zhì)的學生。

2信息技術支持下，土木工程專業(yè)教學改革的方法探討

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

3結束語

總之，隨著土木工程技術的飛快發(fā)展，國內(nèi)外都在嘗試應用信息技術推動傳統(tǒng)課堂教育教學的改革探討，這一改革實踐工作受到國內(nèi)外許多專家和同行的關注。①信息化技術的各種可視化效果能幫助學生重構本專業(yè)的前沿知識并加以應用，信息獲取方便，資源可以共享，從而促進學生創(chuàng)新性思維的開發(fā)，強化了師生互動，開闊了學生的視野，并能隨時與當今國際接軌。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行了有一定深度的挖掘，學生能在課堂內(nèi)外進行混合式學習和反復學習模式，使學生很容易進入老師設置的各個問題角色。因此信息化技術憑借其特有的時效性和很強的互動性真正推動了教學改革前進的步伐。②信息化技術的應用雖然成就了教育教學改革，但它也存在一些弊端，比如一些同學會癡迷于網(wǎng)絡，浪費了自己的精力和學習時間。信息化技術的出現(xiàn)也使學生對網(wǎng)絡產(chǎn)生特有的依賴作用，對自學能力的培養(yǎng)不容樂觀。③因此信息技術這一很好的資源主要是用來開發(fā)學生學習理論知識的興趣，發(fā)揮其創(chuàng)新能力和動力動腦能力，從而解決當前存在的新問題。信息技術并不排擠過去傳統(tǒng)教學方法的精華部分，它重點強化了學生在學習過程中的環(huán)境設計，強化了學生應用各種信息資原的能力，同樣老師也應該在這項教學改革的浪潮中真正認識到信息化技術在土木工程本專業(yè)教學模式中的特色所在，揚長避短才能更好地把握住信息化教學的優(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)容與學習過程[5]。

參考文獻：

[1]孟維鋒.淺談信息時代計算機通信技術的應用[J].無線互聯(lián)科技，2017.

[2]劉榮桂.土木工程大類復合復合型人才培養(yǎng)模式探討[J].高等建筑教育，2012.

[3]陳宏武.全人教育視角下高職學生職業(yè)素養(yǎng)培育[J].教育與職業(yè)，2013.

[4]周丹.大數(shù)據(jù)時代背景下基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學改革研究[J].教育與職業(yè)，2015.

[5]謝鳳來.信息化教學建設探究[J].中國教育學刊，2017.

作者:郭慧珍 李敏 王芃 單位:四川大學錦城學院