胡曉依，席永慧，鄧 雪，陳冰嫣

(同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海 200092)

一、土木工程施工基本原理課程特點

土木工程施工基本原理課程是土木工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一，主要研究土木工程施工中各主要工作的施工技術(shù)、工藝原理及組織管理的一般規(guī)律，在培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決土木工程有關(guān)施工技術(shù)與組織管理問題的基本能力方面起著重要作用[1]。

土木工程施工基本原理課程是一門理論和實踐緊密結(jié)合的課程。通俗地講，其教學(xué)目的就是要使學(xué)生學(xué)會如何又快、又好、又省地建造各類建筑物和構(gòu)筑物等，學(xué)生需要綜合運用所學(xué)的土木工程專業(yè)知識來開展工程實體的施工。

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，土木工程施工的技術(shù)和工藝也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，可謂日新月異，因此土木工程施工基本原理課程教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)緊跟社會的變化而不斷更新。

二、土木工程施工基本原理課程MOOC建設(shè)內(nèi)容

MOOC作為一種新型網(wǎng)絡(luò)課程在線教學(xué)模式，它是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代互聯(lián)網(wǎng)與教育深度融合的產(chǎn)物，它依托網(wǎng)絡(luò)平臺，打破國界和校界，將優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源呈現(xiàn)給不同層次或有不同需求的學(xué)員[2-3]。

(一)MOOC資源建設(shè)

MOOC資源建設(shè)需要教學(xué)團(tuán)隊的精心準(zhǔn)備和籌劃。根據(jù)土木工程施工基本原理課程特點，分常規(guī)板塊和實踐板塊兩大部分進(jìn)行MOOC資源建設(shè)。前者主要是根據(jù)教材內(nèi)容制作授課視頻和PPT；后者則為動態(tài)建設(shè)部分，包括系列專題教學(xué)視頻、施工工藝動畫、現(xiàn)場工程照片、施工過程的視頻以及工程案例等。

土木工程施工基本原理課程涉及土方工程、樁基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程和預(yù)應(yīng)力混凝土工程等施工技術(shù)，內(nèi)容繁多，且實踐性強(qiáng)。由于課程內(nèi)容抽象，課時有限，采用傳統(tǒng)課堂講授方法難以通過視頻等作詳細(xì)介紹，需要學(xué)生花費較多精力自行查閱資料來學(xué)習(xí)。MOOC的出現(xiàn)使很多問題迎刃而解，各種教學(xué)資源可以通過流媒體視頻、動畫、圖解文字等多種方式滿足學(xué)生視、聽、讀等多元化需求，使土木工程施工基本原理課程更加直觀、生動和系統(tǒng)，而且內(nèi)容可以不斷補(bǔ)充與更新。對學(xué)生來說，線上的學(xué)習(xí)時間也更加靈活從容。

由于施工工藝會隨著技術(shù)的發(fā)展以及政策的變化而變化，因此教學(xué)團(tuán)隊要不斷了解新的施工工藝，多深入新型施工現(xiàn)場，及時對課程內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與補(bǔ)充，對學(xué)生反饋的問題也要及時改進(jìn)。

(二)課程學(xué)習(xí)監(jiān)督體系的建立

課程教學(xué)應(yīng)線上線下兩者結(jié)合、相輔相成。由于網(wǎng)上學(xué)習(xí)相對缺乏約束機(jī)制，因此在土木工程施工基本原理課程教學(xué)中，應(yīng)通過設(shè)置課間提問、課后測驗與作業(yè)、討論、動手能力題等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)線上的監(jiān)督。

為了調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，在課間提問板塊設(shè)計一些輕松靈活的小問題。在考查板塊設(shè)計測驗和作業(yè)等客觀題，并在作業(yè)中增加一些開放式的主觀題和動手能力題，前者可以讓學(xué)生通過查閱資料或親自去施工現(xiàn)場觀摩來解答，后者則需要通過自學(xué)軟件或應(yīng)用學(xué)過的結(jié)構(gòu)知識、繪圖知識進(jìn)行解答。在討論板塊也設(shè)計一些開放式的問題，學(xué)生可以自由討論，在討論中更好地掌握知識。在答疑板塊，不僅有學(xué)生的互助答疑，也有教師及時進(jìn)行比較權(quán)威的解答。通過上述板塊學(xué)生可以更好地掌握課程內(nèi)容，教師則可以通過這些板塊督促學(xué)生更好地學(xué)習(xí)課程知識。

很多學(xué)生對土木工程施工的理解僅停留在“按圖施工”的層面上，以為只要知道如何施工就可以勝任施工現(xiàn)場的工作，其實不然。在工程項目中，經(jīng)常會有一些臨時施工結(jié)構(gòu)或施工過程需要經(jīng)過周密計算甚至專家論證，才能付諸實踐。比如基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、腳手架或模板體系、大型構(gòu)件的吊裝等，它們的設(shè)計將影響后續(xù)施工過程的安全，以及工程自身結(jié)構(gòu)體系的安全。因此，MOOC建設(shè)中特別增加了動手能力題的操練(圖1)。

三、MOOC教學(xué)實踐資源內(nèi)容

土木工程施工基本原理課程強(qiáng)調(diào)技術(shù)發(fā)展及其適用性，因此僅靠書本中的文字內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要通過更直觀的視頻、動畫、現(xiàn)場照片、案例等，以加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。對一些既復(fù)雜又重要的施工工藝，采用專題的形式進(jìn)行教學(xué)，效果更好；或者布置作業(yè)要求學(xué)生去施工現(xiàn)場觀摩實際工程在不同階段的施工工藝，這種理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，不僅使學(xué)生真正學(xué)有所獲，而且深受學(xué)生歡迎。

(一)視頻

在教學(xué)過程中，學(xué)生進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行實地觀察的機(jī)會不多。而且一般來講，施工的工期按年計，周期較長，學(xué)生無法在教學(xué)期間參與施工的全過程，因此需要通過事先制作的視頻，讓學(xué)生形象生動地了解各種施工工藝的現(xiàn)場狀況。施工工藝視頻的素材來源于教師團(tuán)隊參與的工程項目，或?qū)W生生產(chǎn)實習(xí)時在項目現(xiàn)場拍攝的視頻，以及施工單位友情提供的視頻素材。教師可從中選取適合教學(xué)的內(nèi)容，并作適當(dāng)?shù)募糨嬇c后期處理后用作教學(xué)視頻，如地下連續(xù)墻(圖2)和鉆孔灌注樁現(xiàn)場的施工全過程。

(二)動畫

由于部分施工機(jī)械較為復(fù)雜，僅僅通過觀看視頻無法了解其工作原理和工作過程，比如液壓活塞式混凝土泵的工作過程；有的地下施工過程更無法現(xiàn)場觀看或錄視頻，比如泥漿護(hù)壁中的正循環(huán)與反循環(huán)，這就需要通過動畫的形式展現(xiàn)泥漿的流動方向(圖3)；有的施工工藝所需時間較長，視頻無法長時間錄制，比如模板和腳手架的爬升過程、鋼結(jié)構(gòu)的吊裝等，動畫便成了彌補(bǔ)視頻不足的教學(xué)手段，成為實踐教學(xué)內(nèi)容必不可少的一部分。動畫一般由專業(yè)動畫公司制作完成，或是一些施工單位友情提供。

(三)現(xiàn)場照片

教學(xué)過程中如果僅通過文字描述讓學(xué)生想象施工過程是非常困難的。當(dāng)課時不充?；驔]有合適的視頻讓學(xué)生觀看時，可用一些已完工工程的現(xiàn)場照片，輔助學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想思考，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如各種基坑支護(hù)(圖4)、腳手架等的照片，就有助于學(xué)生理解相關(guān)知識點。工程現(xiàn)場照片需要通過教師團(tuán)隊常年的工程積累，并對同一主題進(jìn)行歸并整理后才能使用。

(四)工程案例

實際工程施工中，各個分部分項工程的多種施工工藝往往是同時呈現(xiàn)的，對施工各個階段的講解也無法完全拆分來進(jìn)行，而課本內(nèi)容通常側(cè)重于原理和單一知識點的介紹，學(xué)生在學(xué)習(xí)課本知識后，并不能較好地將課程內(nèi)容融會貫通地綜合理解與應(yīng)用，因此很難培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。為此，在MOOC資源建設(shè)中引入土木工程施工與管理教學(xué)案例(圖5)，在學(xué)生完成一個階段的學(xué)習(xí)后，加入一個與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的工程案例，幫助學(xué)生理解各個單一的知識點在工程實踐中的協(xié)同作用。

四、土木工程施工與管理教學(xué)案例庫建設(shè)

案例教學(xué)法最早應(yīng)用于哈佛大學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)中, 具有培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析和解決問題能力的作用[4]。在土木工程施工基本原理課程教學(xué)實踐中，應(yīng)關(guān)注土木工程領(lǐng)域最新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。案例教學(xué)以真實工程資料為載體，通過實際工程案例的學(xué)習(xí)與分析，培養(yǎng)學(xué)生解決土木工程施工問題的能力。多年的教學(xué)經(jīng)驗表明，在土木工程施工基本原理課程教學(xué)中使用案例教學(xué)法，能強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解和應(yīng)用，有助于提高教學(xué)效果。

盡管案例的引入對土木工程施工基本原理課程教學(xué)有諸多益處，但在實踐中仍存在諸多問題。一是案例的內(nèi)容相較于書本中條理清晰的知識點更為復(fù)雜綜合，進(jìn)行案例學(xué)習(xí)需要學(xué)生對案例內(nèi)容事先有所了解，才能在課堂討論案例的過程中達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。二是由于課堂時間的限制，教師很難在課堂上將案例內(nèi)容深入展開，往往只能作簡單的介紹。而基于 MOOC平臺的案例教學(xué)，可以作為土木工程施工基本原理課程課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充，學(xué)生在課余時間有充足的時間閱讀和反復(fù)分析案例內(nèi)容，從而使得案例教學(xué)產(chǎn)生意想不到的效果。MOOC平臺所具有的互動性，使教師與學(xué)生基于案例的廣泛討論成為可能，學(xué)生可以在交流區(qū)或討論區(qū)自由發(fā)表看法，教師可以進(jìn)行答疑，案例的學(xué)習(xí)不再受空間和時間的限制。

建設(shè)一個內(nèi)容豐富、操作便捷的土木工程施工與管理教學(xué)案例庫，是MOOC平臺開展案例教學(xué)的前提，因此大力建設(shè)與課程配套的教學(xué)案例庫十分必要而緊迫。

(一)教學(xué)案例庫的建設(shè)原則

要建設(shè)高質(zhì)量的土木工程施工與管理教學(xué)案例庫，應(yīng)遵循以下原則。

1.典型性

教學(xué)案例庫應(yīng)該收入土木工程領(lǐng)域具有典型代表特征的工程案例，如上海中心工程、港珠澳大橋工程等。這些工程的建設(shè)有比較大的社會影響和較高的知名度,在教學(xué)實踐中引入這種典型案例可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生對所學(xué)知識在實際工程應(yīng)用中的重要性的認(rèn)識。同時，典型工程項目一般具有比較先進(jìn)的施工工藝，比較好的施工組織管理框架，是土木工程行業(yè)標(biāo)桿，對學(xué)生來說是不可多得的學(xué)習(xí)資料。

2.全面性

教學(xué)案例庫應(yīng)該涵蓋課程各個章節(jié)的主要知識點。以筆者所在學(xué)?，F(xiàn)有案例庫中的星港國際中心項目地下工程部分為例，其內(nèi)容涵蓋樁基工程、基坑圍護(hù)、土方工程、施工組織設(shè)計等。學(xué)生在案例學(xué)習(xí)中，能將各章節(jié)的知識點綜合應(yīng)用，融會貫通。另外，案例庫的案例還應(yīng)涵蓋一些重大的工程事故。比起成功的工程案例來說，對工程事故的分析研究更能加深學(xué)生的認(rèn)識，更能使學(xué)生深刻認(rèn)識到學(xué)好土木工程施工課程的重要性，比如腳手架的工程事故案例等。

3.時效性

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，新的土木工程施工技術(shù)工藝層出不窮，落后的技術(shù)和工藝也逐漸被淘汰。這就要求教學(xué)案例庫必須動態(tài)更新，及時收錄最新的工藝內(nèi)容，剔除不符合實際生產(chǎn)情況的過時案例。比如盤扣式腳手架就是目前優(yōu)先采用的腳手架形式，應(yīng)及時收入案例庫。

4.真實性

在收集案例資源時，應(yīng)保證案例的來源可靠、相關(guān)的工程信息真實。筆者所在學(xué)院教學(xué)案例庫的現(xiàn)有素材來源于中建八局、上海建工等知名施工單位，以及教師團(tuán)隊參與的各類工程項目。若使用互聯(lián)網(wǎng)收集工程資料，必須注意辨別篩選，最好從權(quán)威性的網(wǎng)站或期刊收集資料。

(二)教學(xué)案例庫的建設(shè)內(nèi)容

土木工程施工與管理案例庫的容量較大，案例個數(shù)多，教學(xué)案例庫應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理的分類, 以方便檢索使用[5]。

1.教學(xué)案例的分類

(1)按工程性質(zhì)分類。按工程性質(zhì)可以分為建筑工程案例、橋梁工程案例、隧道工程案例、水利工程案例等。筆者所在學(xué)院案例庫中現(xiàn)有建筑工程案例，如上海中心工程等；橋梁工程案例，如潤揚大橋工程等；隧道工程案例，如港珠澳大橋沉管隧道等；水利工程案例，如向家壩縱向圍堰工程等。

(2)按分部分項工程分類。按分部分項工程進(jìn)行分類，可分為土方工程、樁基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程、砌筑工程、鋼結(jié)構(gòu)工程、腳手架工程、結(jié)構(gòu)吊裝工程、防水工程、裝飾裝修工程等。這種分類方法比較貼近教材的章節(jié)內(nèi)容，方便教師根據(jù)各章節(jié)內(nèi)容挑選合適的案例進(jìn)行講解，組織學(xué)生討論。

(3)按項目管理內(nèi)容分類。根據(jù)土木工程施工基本原理課程教材內(nèi)容，項目管理涵蓋流水施工、網(wǎng)絡(luò)計劃、施工組織設(shè)計、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析等。土木工程施工項目管理的案例內(nèi)容一般較為綜合，很難單獨進(jìn)行討論，往往是結(jié)合施工工藝等進(jìn)行綜合分析。

以上分類架構(gòu)，提高了案例庫的條理性和實用性，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)及MOOC平臺建設(shè)時，可以非常方便地檢索查閱課程教學(xué)所需要的案例。

2.教學(xué)案例的編寫

一個土木工程施工與管理案例的內(nèi)容需要包括工程概況、施工工藝和施工組織等，視不同案例特點有所側(cè)重。除了正文內(nèi)容，編寫案例還需要為其擬定標(biāo)題、確定關(guān)鍵詞和摘要，便于檢索使用。

案例的標(biāo)題應(yīng)簡潔明了，使用者可以通過題目快速明了案例的主要類型。摘要是對案例主要內(nèi)容的高度概括，使用者在選用案例素材時通過閱讀摘要確定案例內(nèi)容是否符合教學(xué)實踐的需要。關(guān)鍵詞是反映案例內(nèi)容的關(guān)鍵學(xué)術(shù)用語，可以把工程的主要施工工藝的特性作為案例的關(guān)鍵詞。

一般來說，一個工程所收集的原始資料較多，篇幅長且內(nèi)容復(fù)雜，進(jìn)行案例編寫時，需要對原始資料進(jìn)行篩選和編輯，保留教學(xué)實踐中所需要的內(nèi)容。土木工程施工基本原理課程所需要的案例應(yīng)側(cè)重施工工藝和原理，一些過于具體的施工參數(shù)可適當(dāng)刪減，對每個案例的特色工藝應(yīng)進(jìn)行重點說明。

用于MOOC教學(xué)實踐的案例篇幅不宜過長，語言應(yīng)簡潔明了，否則會影響學(xué)生自學(xué)的積極性。案例內(nèi)容要圖文并茂，文字說明部分應(yīng)配有相應(yīng)的圖片，讓內(nèi)容更加直觀。案例內(nèi)容的難度不宜過高，多選取與教材知識點聯(lián)系密切的材料，對一些教材上沒有涉及的知識點案例可作必要的解釋說明。

(三)教學(xué)案例庫的維護(hù)

由于土木工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，該課程案例具有明顯的時效性，因此，必須建立案例庫的更新維護(hù)機(jī)制，確保案例庫內(nèi)容與時俱進(jìn)。對一些已被生產(chǎn)實踐淘汰的陳舊工藝技術(shù)的工程案例，應(yīng)進(jìn)行有效的評估和調(diào)整。同時，可利用MOOC平臺受眾廣、互動性強(qiáng)的特點，從學(xué)生留言中獲取反饋意見，及時對案例庫進(jìn)行維護(hù)和內(nèi)容更新。

五、結(jié)語

在大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，網(wǎng)絡(luò)平臺的學(xué)習(xí)資源對大學(xué)課程教學(xué)的作用越來越重要，也讓更多社會人員有機(jī)會接觸大學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同濟(jì)大學(xué)大力推進(jìn)土木工程專業(yè)相關(guān)課程MOOC建設(shè)，土木工程施工基本原理課程在中國大學(xué)MOOC平臺已經(jīng)運行了8個學(xué)期，每學(xué)期學(xué)習(xí)人數(shù)在10 000人左右，陸續(xù)投入的實踐教學(xué)資源也得到學(xué)生的認(rèn)可和肯定。未來將會有更多富有特點、反映行業(yè)最新動態(tài)的實踐資源投入MOOC平臺，以助推土木工程人才的培養(yǎng)。