周園

摘要：基于認知基本規(guī)律，結(jié)合“技術(shù)工具論”和“工具實在論”，浙江建設職業(yè)技術(shù)學院與行業(yè)、企業(yè)合作創(chuàng)新性地將應用于工程施工現(xiàn)場的遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入課堂教學，突破了傳統(tǒng)的教學方式與教學組織，豐富了教學資源制作渠道，真正意義上實現(xiàn)專業(yè)課程教學過程的真實情境化，激發(fā)了學生的學習興趣，學生能更扎實地掌握專業(yè)知識技能。

關(guān)鍵詞：實踐性教學；施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)；智慧工地；空中課堂

目前，各省重要工程均提出了構(gòu)建“智慧工地”的舉措，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入建筑工程管理，以作為建筑施工安全、質(zhì)量、進度、資源管控的先進技術(shù)手段。該舉措主要是通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場的各類監(jiān)控或傳感裝置，與監(jiān)控中心綜合應用管理平臺實現(xiàn)信息交互，形成一個建設工程現(xiàn)場與遠程管理用戶交互的遠程監(jiān)控和防范體系，從而使得參建各方都可通過監(jiān)控系統(tǒng)對所轄范圍內(nèi)的所有工程現(xiàn)場前端視（音）頻信息進行實時傳輸和及時交互溝通，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”，實現(xiàn)對人、機、料、法、環(huán)的全方位實時監(jiān)控，真正體現(xiàn)“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。

土建類高職院校承擔著建筑工程技術(shù)等專業(yè)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的重要使命，近年來各職業(yè)院校就如何培養(yǎng)符合施工員崗位群職業(yè)能力要求的人才進行了深入探索與研究，以期尋求有效的教學手段使得專業(yè)理論與工程現(xiàn)場生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，更強調(diào)教學活動中實踐教學的重要性。“智慧工地”的舉措，為建筑工程技術(shù)等專業(yè)的實踐性教學提供了契機與平臺。如何有機地將施工現(xiàn)場與課堂輔助教學結(jié)合成為浙江建設職業(yè)技術(shù)學院（以下簡稱“我院”）建筑工程技術(shù)專業(yè)實踐性教學的改革方向。我院積極與行業(yè)、企業(yè)合作，將廣泛應用于工程中施工現(xiàn)場的遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入專業(yè)課程課堂教學，巧妙的把“智慧工地”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱罩姓n堂”，探索形成了一種更為科學有效的教學手段，逐步實現(xiàn)專業(yè)課程理論教學從以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變、以課堂教學為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變。

一、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中應用的理論基礎

（一）符合基本認知規(guī)律

認知心理學研究結(jié)果顯示，學習者可通過感知、注意、記憶、語言、思維與推理等心理活動過程，對信息進行加工、轉(zhuǎn)換而成為知識與經(jīng)驗，來解決所面臨的問題。瑞士著名教育家斐斯泰洛齊指出：“教學首先應致力于一切從感覺得到的事物的確切知識為基礎?！睂⑹┕がF(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入課堂教學，專業(yè)知識通過工程實踐視頻呈現(xiàn)，專業(yè)知識的學習從感知開始，經(jīng)過教師的課堂講解使得學習者在探索解決專業(yè)知識的問題過程中學到新知識，并和已獲取的知識溝通形成新的知識體系，應證了認知過程中認知的開始、認知的形成、認知的深化三個階段的基本學習規(guī)律。

（二）充分體現(xiàn)教學媒體的知識表征作用

為了達到教學目標，提高知識傳遞和接受的效率，人們將教學媒體作為知識及其結(jié)構(gòu)予以呈現(xiàn)的工具或手段。在物聯(lián)網(wǎng)滲透到我們生活和學習中的時代，在課堂教學中調(diào)入施工現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)控。專業(yè)知識通過視頻呈現(xiàn)可以新鮮、直觀、真實地加以反映，呈現(xiàn)出知識間的內(nèi)在聯(lián)系，促進學習的發(fā)生與知識的內(nèi)隱，從而更快、更準確、更高效地傳遞或接受知識。

（三）教學媒體的知識建構(gòu)作用

另一方面，教學媒體在“工具實在論”的視野中是知識建構(gòu)所依賴的實際情境中的基礎條件。學習者無法在知識的外部去把握知識，而必須在學習者自身的交往實踐中來把握它。施工遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)引人課堂教學，實現(xiàn)了學生在實踐中學習專業(yè)知識，有力地促成了“預成性”的教學向具有參與性、非線性、創(chuàng)造性和開放性特征的“生成性”的教學進行轉(zhuǎn)變。從而施工現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在課堂中的應用將教學媒體的功能從知識表征延伸到知識建構(gòu)。

二、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中的創(chuàng)新探索

我院建筑工程系基于引入的施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)從課堂教學方式、課堂教學組織形式、課堂成果資源建設等方面進行專業(yè)課程的課堂教學創(chuàng)新探索。

（一）革新傳統(tǒng)課堂教學方式

傳統(tǒng)的講授式、灌輸式、多媒體演示等教學方式中，專業(yè)理論知識均靠教師課堂講解，即便多媒體教學中圖片的展示和動畫的演示可以從某種程度上將抽象的專業(yè)知識具象化，但學生因缺乏工程實踐認知，無法通過書面的、靜態(tài)的專業(yè)理論知識在頭腦中構(gòu)建出工程的總體形象。然而，在“空中課堂”教學過程中，根據(jù)教學內(nèi)容適時調(diào)用施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控視頻，把項目現(xiàn)場的施工情況在課堂上進行“現(xiàn)場直播”，部分專業(yè)知識改由施工現(xiàn)場的兼職教師結(jié)合施工現(xiàn)場實時動態(tài)進展講授，學生在課堂上便可觀摩書本上的專業(yè)知識在工程現(xiàn)場的實際應用。“空中課堂”的建立將課堂教學延伸至工程現(xiàn)場，使得陌生的工程現(xiàn)場實境化，浮于書面的施工工藝具體化，實現(xiàn)學生專業(yè)理論知識與專業(yè)實踐技能的統(tǒng)一。

（二）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學組織形式

傳統(tǒng)的班級授課制的課堂教學多以教師為主導和支配地位，一般情況下，教師講得多，而學生往往吸收的有限?！翱罩姓n堂”將施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入后，教師可根據(jù)事先準備好的授課內(nèi)容，選取調(diào)用施工現(xiàn)場實時視頻，將學生進行角色分組，體會工程項目實施過程中各參與主體的基本立場，分組討論、發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)調(diào)解決問題，帶著問題與思考學習，提高學習效率。實現(xiàn)以教師講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生自學為主的教學組織形式。

（三）豐富課堂教學資源庫建設渠道

現(xiàn)階段教學資源庫的采集大多由現(xiàn)場的兼職教師提供工程相關(guān)資料，往往缺乏教學的視角：或委托視頻錄制單位制作視頻和動畫。專業(yè)性一直不盡如人意。利用“空中課堂”引入的施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控視頻，專業(yè)教師可根據(jù)所教授的專業(yè)知識選取存儲合適的所需的視頻或切片，并經(jīng)過后期制作研究整合，建設成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專業(yè)教學資源庫以輔助教學。

三、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在教學中的應用

（一）施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在教學中的應用方案構(gòu)架

我院建筑工程系以現(xiàn)場工程或建設公司或項目管理公司的服務器（接收現(xiàn)場視、音頻數(shù)據(jù)）為信息采集源頭，校內(nèi)實訓車間、實訓室或教室作為信息傳輸?shù)慕K端（增設學院服務器端系統(tǒng)與教室端系統(tǒng)），通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將施工現(xiàn)場實時傳輸至終端平臺。教師上課通過教師端系統(tǒng)的教師機訪問管理服務器的軟件平臺，調(diào)用現(xiàn)場視頻進行教學，現(xiàn)場視頻可通過客戶端的軟件控制云臺的方向以便觀察施工現(xiàn)場各個方位的情況，并能調(diào)節(jié)焦距來觀察大范圍情景或工作細節(jié)?？蛻舳塑浖饕K的功能如表1所示。

（二）施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在教學中的實施機制

1.通過組建空中課堂教學管理團隊，于校內(nèi)明確工程項目選定標準，是確保空中課堂教學質(zhì)量的首要條件。眾所周知，國內(nèi)各工程項目的施工現(xiàn)場管理水平狀況參差不齊，倘若所調(diào)用的遠程監(jiān)控畫面中存在諸多違規(guī)操作行為，反而容易誤導學生對專業(yè)知識的理解。因此，空中課堂能否有效實施所需要解決的首要問題是選擇盡可能接近教科書要求的工程項目。工程項目選定標準中應明確所選項目的工程進度要求，施工管理規(guī)范性要求，施工質(zhì)量要求，安全文明施工要求等?？紤]到工程項目施工的動態(tài)性?？罩姓n堂教學管理團隊應定期檢查選定項目是否仍然符合教學要求。

2.建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入?yún)f(xié)議簽訂的長效運行機制。以確保施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)所采集的源頭信息源源不斷的引入空中課堂教學系統(tǒng)。依托我院建筑工程系建立的100多家校外實踐基地。從中選擇適合教學的工程項目，與項目所屬單位協(xié)商，校企合作簽訂建筑施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)引入?yún)f(xié)議，建立合作關(guān)系，形成長效穩(wěn)定的運行機制，為施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)運用于課堂教學提供源頭信息保障。企業(yè)提供遠程監(jiān)控系統(tǒng)賬號與密碼，選派兼職教師：空中課堂教學管理團隊按協(xié)議要求調(diào)用該項目的監(jiān)控信息，保護項目的知識產(chǎn)權(quán)，承擔對兼職教師的培訓任務。

3.開展空中課堂教學系統(tǒng)與專業(yè)課程內(nèi)容銜接的教學設計。首先空中課堂教學管理團隊明確授課對象與適用的專業(yè)課程，并根據(jù)不同的專業(yè)課程修訂教學目標，編制授課計劃，合理安排教學課時，授課計劃中明確使用遠程監(jiān)控系統(tǒng)的課時，科學設計教學內(nèi)容，組織課程教學實施，規(guī)范教學手段；與此配套制定考核評價辦法，教學的同時完善教學資源庫。

（三）施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中的實施過程

筆者在建筑類職業(yè)院校主要承擔《建筑工程施工組織》的教學任務，故以該門課程的課堂教學為例，初步探索施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中的實施過程。

1.根據(jù)多維教學目標選定施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)所適用的教學內(nèi)容?！督ㄖこ淌┕そM織》以建筑工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)定位為教學目標，著眼于學生建筑施工組織與管理能力、施工現(xiàn)場平面布置的設計能力等職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)與職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成，并充分利用現(xiàn)有教學資源，實現(xiàn)教、學、做的有機統(tǒng)一。因此，課堂教學中主要關(guān)注訓練學生思維能力，發(fā)展學生學習技能，在課堂中逐步提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。基于此在教授流水施工組織、施工方案選擇、施工現(xiàn)場平面布置圖及施工進度控制相關(guān)內(nèi)容時，將施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為教學手段，并列入授課計劃中。

2.課前充分備課，了解系統(tǒng)中項目的進展情況，選擇適合于教學內(nèi)容的遠程監(jiān)控視頻。每個項目進展情況不一，項目中監(jiān)控攝像頭安放的位置決定了監(jiān)控的內(nèi)容，因此，要求授課教師在課前做好充足的準備，提前觀看監(jiān)控視頻，了解各項目實際進展，課前選定教學所用的監(jiān)控內(nèi)容，記錄下監(jiān)控攝像頭的編號以備調(diào)用，確保授課過程的緊湊。

3.課堂教學過程中適時調(diào)用切換相應的監(jiān)控視頻。實施空中課堂教學適時調(diào)用不同工程中具有代表性的與專業(yè)知識對應的施工現(xiàn)場視頻輔助教學；并通過遠程控制現(xiàn)場攝像頭的焦距，遠觀整個工程現(xiàn)場的施工情況或近觀各施工工藝流程的實際操作情況。例如：在講解施工現(xiàn)場平面布置的具體內(nèi)容時，調(diào)用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，遠觀工程現(xiàn)場的施工情況，學生可直觀的了解施工現(xiàn)場平面和空間布置的工程實際具體內(nèi)容；在講解鋼筋施工方案時，近觀鋼筋連接施工的操作步驟。

4.課堂教學過程中實施雙向語音互動式教學。使用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，教學過程中可與工程現(xiàn)場的兼職教師進行雙向視頻語音對話，學生向兼職教師提出專業(yè)知識疑問或?qū)ΡO(jiān)控視頻中的工程現(xiàn)場畫面提出疑問，兼職教師結(jié)合工程現(xiàn)場為學生講解或直接現(xiàn)場演示，學生得到形象且直觀的解答。

四、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中的應用成效

（一）以創(chuàng)新課堂教學方式為重點提高學生專業(yè)知識技能

空中課堂系統(tǒng)將工程現(xiàn)場實境引入課堂，學生如同身臨工程現(xiàn)場，突破了傳統(tǒng)的以教師教授為主的教學方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生學、學生思為主的課堂教學。學生通過課堂上觀看施工遠程監(jiān)控視頻，將專業(yè)知識具體化、立體化，以學習者為中心，可最大程度地構(gòu)建便于獲得直接專業(yè)知識的學習環(huán)境。對工程缺乏基本認知的學習者，在課堂中很難將專業(yè)理論知識與工程實體對應起來，通過施工現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)控的引入，在教室里就能幫助學生建立起工程實體的構(gòu)架，加深了學生對施工圖的識讀，建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑機械設備和施工技術(shù)等課程專業(yè)知識點的理解。例如：在講解鋼筋連接施工技術(shù)的相關(guān)知識點時，直接將施工現(xiàn)場鋼筋施工的遠程視頻接入課堂，學生非常直觀地看到不同鋼筋的連接方式，“近距離”觀察鋼筋各種連接方式的施工要點以及對應使用的施工機具設備等等與鋼筋相關(guān)的專業(yè)知識均可直接從施工現(xiàn)場監(jiān)控視頻獲得。

（二）以空中課堂實訓室建設為切入點提升師資隊伍課程建設能力

為了引入遠程監(jiān)控系統(tǒng)，我院新建兩間施工遠程監(jiān)控系統(tǒng)實訓室。以此為契機提升教師對教學軟件的應用與開發(fā)能力以及教學資源庫的制作等各方面的綜合素質(zhì)水平，在借鑒各項目施工過程視頻的基礎上，校企合作共同組建團隊，在不斷擴充、更新、完善擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的教學資源庫的同時鍛煉教師隊伍課程建設能力。截至筆者整理該文稿時，我院通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)提供的施工現(xiàn)場視頻資源，完成微課教學視頻、施工技術(shù)、施工視頻資源等近50個。

（三）以空中課堂實訓為基本點激發(fā)學生課程參與興趣

空中課堂上與現(xiàn)場兼職教師的互動式教學。學生完全進入角色直接接觸感性知識來強化形象思維，從感性到理性，從直觀到思維，明顯提升了學生課堂的參與度，增強了課堂的趣味性和實踐性。同時，各專業(yè)眾多學生均可共享資源，學以致用激發(fā)學生學習的積極性。以施工進度知識點的學習為例，按課程周期，每周學生與兼職教師互動，學生提疑，教師解答，深入觀察了解工程進展，學生可進一步熟悉各分部分項施工工序與技術(shù)要求，總結(jié)出各分部分項施工過程的工作持續(xù)時間。這些學習的成就感僅通過課堂教學是難以實現(xiàn)的。從學生的課堂反饋看來，因為學得懂了，也更愿意學，學習者在學習過程中體會到更多的學習樂趣，學習的積極性大大提高。

五、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)在課堂教學中應用的思考

空中課堂中教師可利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)將課堂教學與施工現(xiàn)場教學有機結(jié)合，讓學生能身臨其境地觀摩工程中各分部分項工程的施工工藝及操作流程，加深了學生對專業(yè)知識的理解，充分感受施工現(xiàn)場的職業(yè)氛圍，突破了工程施工時間空間的限制，真正意義上實現(xiàn)教學過程的真實情境化，激發(fā)了學生的學習興趣，從而提高了專業(yè)課程的教學效果：施工技術(shù)遠程現(xiàn)場教學也可避免學生前往施工現(xiàn)場參觀的潛在危險，以及對現(xiàn)場施工造成的影響，大大降低了教學風險和教學成本。

因我校尚在試點階段，安裝有遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件的實訓室數(shù)量僅有兩間，受益學生非常有限，也制約了其它專業(yè)課的推廣使用；此外，目前面對學校開放施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控視頻的工地非常有限，再加之考慮到教學的需求，符合規(guī)范操作的工地更是鳳毛麟角，后續(xù)也希望從相關(guān)行政主管部門支持，讓更多的施工規(guī)范的工地遠程視頻對學校的教學開放。由此可見，以期本文所涉及的應用研究能為遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實訓室的擴建和教學推廣提供參考與借鑒。