劉 洋 張道明 郭麗婷 王洪志 張學(xué)元

（齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

在當(dāng)前“新工科”背景下，高等教育面臨著巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。土木工程專業(yè)作為重要的工科專業(yè)之一，需要緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，適應(yīng)市場(chǎng)需求，培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新力和實(shí)踐能力的高級(jí)人才。然而，傳統(tǒng)的土木工程實(shí)踐教學(xué)模式存在許多問題和局限性，如操作難度大、風(fēng)險(xiǎn)高等問題。因此，有必要進(jìn)行教學(xué)改革，借助虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工程建設(shè)做出貢獻(xiàn)[1]。

1 虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的意義

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，土木工程在國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)和城市化進(jìn)程中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)教育模式往往過于理論化和片面化，難以滿足實(shí)際工作需求。因此，如何在教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，成為當(dāng)前土木工程專業(yè)教育面臨的重要問題。

虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)是指將理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，通過模擬實(shí)際工程項(xiàng)目的過程，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的意義在于：①提高學(xué)生的實(shí)踐能力。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)可以讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，通過實(shí)踐操作，讓學(xué)生更加深入地了解理論知識(shí)的應(yīng)用[2]；②培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)可以使學(xué)生在實(shí)踐中遇到各種問題，通過解決問題的過程，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)；③提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)可以讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，通過創(chuàng)新的方式解決問題；④增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)可以讓學(xué)生更加深入地了解土木工程專業(yè)的職業(yè)特點(diǎn)和職業(yè)要求。

2 虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施方法

利用虛擬仿真和實(shí)物模型的教學(xué)方式優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在現(xiàn)有教學(xué)資源和軟硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬仿真、實(shí)物模型的有機(jī)結(jié)合是有必要的，從而構(gòu)建適合于土木工程專業(yè)的“虛實(shí)結(jié)合”實(shí)踐教學(xué)體系，有效提升土木工程專業(yè)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施方法有很多種，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、工程實(shí)踐教學(xué)法、模擬教學(xué)法[4]、案例教學(xué)法、第二課堂。其中，第二課堂是專業(yè)教育的外延，是實(shí)踐教學(xué)的有效補(bǔ)充。土木工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，可以通過競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，完善專業(yè)學(xué)習(xí)的知識(shí)體系，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和教師的配合默契[5]。土木工程虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)框架如圖1所示。

圖1 土木工程虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)框架

3 專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽對(duì)實(shí)踐教學(xué)虛實(shí)結(jié)合的幫助

3.1 學(xué)科競(jìng)賽對(duì)實(shí)踐教學(xué)的促進(jìn)

學(xué)科競(jìng)賽要求學(xué)生具備一定的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，這就促使教師改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提倡問題導(dǎo)向的教學(xué)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造思維。教師可以通過設(shè)計(jì)競(jìng)賽相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)和項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與解決實(shí)際問題的過程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

參與學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生通常有較高的學(xué)習(xí)動(dòng)力和主動(dòng)性，對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力較強(qiáng)。這對(duì)教師來說是一種機(jī)會(huì)，可以根據(jù)學(xué)生的需求和興趣設(shè)計(jì)更有針對(duì)性的教學(xué)內(nèi)容和方法，提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和效果。

學(xué)科競(jìng)賽往往要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐性的操作和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，這就需要學(xué)校提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和教學(xué)資源。為了滿足學(xué)生的需求，學(xué)?？梢赃m當(dāng)增加教學(xué)資源的投入，建設(shè)更加完善的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)施，提供更好的學(xué)習(xí)環(huán)境和條件。

學(xué)科競(jìng)賽對(duì)實(shí)踐教學(xué)的促進(jìn)是多方面的，能夠推動(dòng)教師進(jìn)行教學(xué)改革和創(chuàng)新，提高教學(xué)質(zhì)量和效果，豐富實(shí)踐教學(xué)資源，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和機(jī)會(huì)。

3.2 學(xué)科競(jìng)賽對(duì)實(shí)踐教學(xué)的貢獻(xiàn)

學(xué)科競(jìng)賽常常涉及到一些前沿和熱點(diǎn)問題的探索和解決，這就促使學(xué)生和教師進(jìn)行深入的學(xué)科研究。學(xué)科競(jìng)賽可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。同時(shí)，也促使教師加強(qiáng)學(xué)科研究和創(chuàng)新，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。

學(xué)科競(jìng)賽通常具有一定的競(jìng)爭(zhēng)性和選拔性，這就意味著不同學(xué)校和地區(qū)的學(xué)生和教師會(huì)相聚一堂，進(jìn)行交流與合作。學(xué)生們可以通過與其他學(xué)校的同學(xué)交流，借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)和成果，拓寬視野，提高自身的學(xué)術(shù)能力和水平。教師們也可以借此機(jī)會(huì)一起探討教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，共同促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展。

參與學(xué)科競(jìng)賽并取得優(yōu)異成績(jī)的學(xué)生和教師，能夠?yàn)閷W(xué)校和學(xué)科樹立良好的形象和聲譽(yù)。這不僅有助于吸引更多的人才加入該學(xué)科，也能夠提升學(xué)科的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力。

學(xué)科競(jìng)賽在土木工程學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力，促進(jìn)教師的教學(xué)改革和創(chuàng)新，推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展。因此，學(xué)科競(jìng)賽應(yīng)該被充分發(fā)揮和利用，為土木工程學(xué)科人才培養(yǎng)和發(fā)展提供有力支持。

3.3 探索學(xué)科競(jìng)賽應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)的具體途徑和措施

學(xué)科競(jìng)賽作為一種常用的教育創(chuàng)新形式，在土木工程學(xué)科建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。為此，針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽應(yīng)用于土木工程學(xué)科建設(shè)的具體途徑和措施進(jìn)行探究和分析。

3.3.1 積極引導(dǎo)學(xué)生參與競(jìng)賽

學(xué)生是學(xué)科競(jìng)賽的主體，學(xué)生的積極參與對(duì)競(jìng)賽的成敗至關(guān)重要，也是發(fā)揮競(jìng)賽作用的關(guān)鍵。學(xué)校要通過多種方式，如競(jìng)賽宣傳、教師推薦、班級(jí)培訓(xùn)等積極引導(dǎo)學(xué)生參與競(jìng)賽。在實(shí)踐過程中，應(yīng)該為學(xué)生提供充分的支持和指導(dǎo)，包括提供相關(guān)的教學(xué)資源和設(shè)備、組織學(xué)習(xí)小組和團(tuán)隊(duì)等。

3.3.2 選擇有針對(duì)性的競(jìng)賽

學(xué)科競(jìng)賽的選擇對(duì)于學(xué)科建設(shè)至關(guān)重要，必須圍繞學(xué)科的實(shí)際需要和發(fā)展方向，選擇符合學(xué)生水平和興趣的學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目。充分利用信息技術(shù)，打通線上線下資源，構(gòu)建相應(yīng)的競(jìng)賽平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生的交流和互動(dòng)。目前，土木工程專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽主要有“全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“虛擬仿真測(cè)繪技能大賽”“全國(guó)大學(xué)生混凝土設(shè)計(jì)大賽”等，如圖2～圖4所示。通過將競(jìng)賽項(xiàng)目與課程設(shè)置相互配合，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中獲取更全面的知識(shí)和技能，培養(yǎng)綜合素質(zhì)，并為將來的職業(yè)發(fā)展做好準(zhǔn)備。此外，參與競(jìng)賽項(xiàng)目也可以為學(xué)生提供展示自己能力和建立專業(yè)人際網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。

圖2 學(xué)生參加“全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息技術(shù)”大賽作品

圖3 學(xué)生參加“全國(guó)大學(xué)生Open BIM競(jìng)賽”大賽作品

圖4 學(xué)生參加“全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽”

經(jīng)過對(duì)各個(gè)學(xué)科競(jìng)賽的分析歸納，明確其核心培養(yǎng)目標(biāo)，與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)統(tǒng)一。結(jié)合大學(xué)生各年級(jí)階段的教學(xué)活動(dòng)安排和教學(xué)活動(dòng)的目的和效果，明確學(xué)科競(jìng)賽環(huán)節(jié)的日程與對(duì)象階段，促使學(xué)科競(jìng)賽與教學(xué)體系的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)二者協(xié)調(diào)發(fā)展[6]。

3.3.3 加強(qiáng)教師教學(xué)與指導(dǎo)

教師是競(jìng)賽的主要組織者和指導(dǎo)者，教師的教學(xué)和指導(dǎo)能力直接關(guān)系到競(jìng)賽的成敗。教師需要不斷提升自己的知識(shí)和技能水平，不斷進(jìn)行教學(xué)方法和手段的改進(jìn)和創(chuàng)新，增強(qiáng)競(jìng)賽指導(dǎo)能力。同時(shí)，學(xué)校也應(yīng)該提供相應(yīng)的支持和保障，如資金投入、教師培訓(xùn)、研究生和專家的參與等。

4 虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)化建議

虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)在土木工程專業(yè)教育中的應(yīng)用非常廣泛，但是也存在一些問題，例如：實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量管理薄弱，考核方式單一；實(shí)踐教師經(jīng)驗(yàn)不足，思想陳舊；實(shí)踐教學(xué)設(shè)備落后，場(chǎng)地有限；與企業(yè)缺乏聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生目標(biāo)不明確。針對(duì)以上問題，下面提出一些優(yōu)化建議：

4.1 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量管理

實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量管理是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。學(xué)校應(yīng)該建立完善的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量管理體系，加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的監(jiān)督和管理，確保實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量[7]。此外，還應(yīng)完善實(shí)踐教學(xué)考核評(píng)價(jià)方式，可采用多種形式的考核方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，考核內(nèi)容包括學(xué)生基本知識(shí)掌握情況、工程技能、職業(yè)道德以及社會(huì)責(zé)任感等，考核方式包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、施工報(bào)告、口試答辯、機(jī)考模擬、筆試、競(jìng)賽成果等組合形式，以此有效提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)[8]。

4.2 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的師資隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)的師資隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)，提高實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍的素質(zhì)和能力，創(chuàng)造教師的進(jìn)修和深造的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)教師實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，完善實(shí)踐教師的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)“雙師型”教師，為虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)提供保障。

4.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的設(shè)備和場(chǎng)地建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)的設(shè)備和場(chǎng)地是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的重要條件[9]。學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)設(shè)備和場(chǎng)地的建設(shè)，提高實(shí)踐教學(xué)設(shè)備和場(chǎng)地的質(zhì)量和數(shù)量，增加實(shí)踐教學(xué)軟硬件的投入，保證實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)質(zhì)環(huán)境，確保實(shí)踐教學(xué)的設(shè)備和場(chǎng)地建設(shè)完善性和先進(jìn)性。

4.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)合作

實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)合作是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的重要途徑。學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)與企業(yè)的合作，建立實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)的聯(lián)系機(jī)制，提高實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際效果。校企聯(lián)合培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新途徑，能夠有針對(duì)性地為專業(yè)學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)；有利于學(xué)生應(yīng)用型能力的培養(yǎng)，將會(huì)成為專業(yè)碩士學(xué)生培養(yǎng)的重要組成形式。利用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式來服務(wù)實(shí)踐教學(xué)，可以幫助專業(yè)明確培養(yǎng)目標(biāo)、加強(qiáng)專業(yè)與企業(yè)的合作、掌握行業(yè)發(fā)展的前沿信息，使專業(yè)學(xué)生更適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)需求[10]。

5 結(jié)語

虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)是土木工程專業(yè)教育的重要組成部分，可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、解決問題的能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，有效緩解土木工程專業(yè)實(shí)踐場(chǎng)地的需求，降低實(shí)踐教學(xué)成本，規(guī)避實(shí)踐教學(xué)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)等問題。發(fā)展虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，有利于推動(dòng)土木工程專業(yè)智能化實(shí)踐教學(xué)的進(jìn)程，拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和水平，為培養(yǎng)全面的、先進(jìn)的和滿足時(shí)代需求的專業(yè)人才提供保障[11]。