信息技术引领土木工程的实践创新模式

摘要：随着土木工程在全世界的疾速开展，为适应时代潮流，国内外高校的各种实践性改革势在必行，其中信息技术成为当前教学实践改革模式中最有用的工具之一。文章主要针对以前本专业方向的教师结构单一化，教学内容和方法不能跟随土木工程的发展与时俱进的问题，提出了如何利用信息技术来进行教学实践改革研究，如何利用信息技术更新课堂教学实践模式、提升学生学习的效果，最后推进实践创新的目标。并提出信息化教学可以把本专业的所有课程的实践教学做到极致，但它并不排斥传统教学实践的精华部分。

关键词：土木工程；信息技术；实践创新

0引言

随着科学发展，信息化建设不断加速，各个高校都在通过信息技术打造智慧校园。所谓信息技术主要是应用了计算机科学和通信技术，这种技术在高校的教育教学实践中主要有以下四种，多媒体教学模式、翻转课堂模式、远程直播模式和实景对接模式等[1]。对于土木工程专业，它是国家建筑业以及其它基础设施中培养人才的摇篮。尤其是随着工业化与计算机一体化技术的发展，使工程设计、施工管理、质量控制与检测技术、勘察技术等都出现了智能化。其快速发展也在推动土木工程建设向更高更远的方向前进，因此对土木工程专业所培养的人才提出了更新的要求。尤其是学生的知识结构、创新能力、从业水平等都会发生相应的变化。信息技术的出现能使以上几种方向能同时结合，形成学生特有的土木工程良好素养，对于各学科知识的学习达到融会贯通的培养效果。

1信息技术推动下，目前土木工程专业教学实践改革的必然性

①当前土木工程建设如雨后春笋般在神州大地出现，有功能完美的高层建筑、有方便快捷的地铁和轻轨、有可与飞机相媲美的高速铁路、有造福万民的大型水利工程及各种桥梁隧道等。这些都必须要在信息化技术支持下，使各种专业设计理论精确化、专业设计工作自动化、土木工程材料多样化、施工设施大型化、施工过程工业化、最后才能达到城市建设的立体化、交通运输的高速化、经济管理智能化的水平[2]。因此对土木工程的人才结构、创新能力和从业水平等都提出了更高更强的要求，更需要有基础厚、口径宽、方向多、素质高的土木专类业学生，这也是推动土木工程专业进行教学改革的第一动力。②对于教师的教与学生的学，在土木工程技术高速发展的今天，教学不只单纯应用于目前的专业教育，更要着眼于学生今后的发展，因此要结合实际情况，优化课程体系，而且课程体系要结合信息化时代的社会需求，才能真正培养出满足和适应社会潮流及其变化的土木类专业复合型人才。③在信息化发展的今天，土木工程专业课教学的内容要逐渐与国际接轨，因此必须要选用合适教材并及时更新教学实践内容。然而当前学校的课程很多都是过去有用，现在并没有及时更新，而且老师按照教材讲解的过程中也没有刻意去适应当今土木工程发展要求，这些内容反而占领了学校很多的资源。一些国际通行的做法，如ISO质量认证体系、FIDIC合同条件、PM项目管理、CM模式的规划惯例在当前教材中少有体现，因此在信息化技术的支持下，专业课程体系及专业教材建设也是当务之急[2]。④土木工程专业是一个实践性很强的专业，在信息化时代下所培养的学生至少应在某一方面有较强的专业实践能力。因此实践性教学的环节是培养学生在未来从业范围内具有分析和解决实际问题的能力，其实践能力也反映了土木类高校人才培养质量，也是反映人才培养能否符合市场要求的一个重要指标。但现在高校的实践性课程还是保留在10多年以前的基本操作上，有些仪器和操作方法已经明显落后于土木工程当前发展的速度。⑤教师是土木专业类人才培养的关键，其水平高低与学生的培养目标能否实现息息相关，多数教师以高学历为首要条件，其工作重心偏向于纵向研究性课题和横向企业技术难题，但真正有能力在工程实践一线工作的老师却有所欠缺，这对学生达到高素质要求的复合型人才目标非常不利。⑥过去教师的授课是单一的，主要将各个大问题化为小知识点各个击破，但现在同时要求学生在小问题当中能进行整合，能形成系统性的思维，养成跨学科的素养。因此土木工程专业的学生需要养成一定的逻辑思维能力，并且具有独特的力学素养，这些能力同样对教师的职业要求也提出了更大的挑战性，教师的知识面不能仅仅局限在课本上，不能只传授教材内容，要用更超前的眼光和思维探索现在的学习储备对未来土木工程的实际影响力。因此老师和学生都要及时获取更多更广的知识量，才有可能具备跨学科的素养，才有可能培养出高素质的学生。

2信息技术支持下，土木工程专业教学改革的方法探讨

①在信息技术支持下，将远程直播模式和实景对接模式引入传统的课堂教学，可以使老师很快构建出最前沿的信息和知识，尤其是土木专业方向的许多课程都需要与现场实践相互联系，来促进教育教学理念更新，丰富课堂教学模式，达到提高教学质量的目的。所以应用信息化技术能成功的为土木工程专业随时随地搭建一个新的应用平台。在这个应用平台上，能使教师探索到目前最前沿的知识领域，获得当时最丰富的网络信息，即时传播，自由获取，将学生的课堂认知通过现场施工和设计进行多方向并轨，使教学思路也会灵活多样，更有利于发现新的目标和方向，而且老师可以在信息化平台支持下，用更加合理的教学手段，用最直观的画面设置问题来引导学生，而不是像过去的教学中只靠一些书面的问题来牵引学生。②在信息技术时代下，丰富的网络资源也会使教师的教育理念发生改变，使教师的讲课更能深入浅出，合纵连横。对于信息技术中多媒体带来的友好界面、形象直观的交互式学习环境，图文并茂的多重化感观刺激，更能优化教师讲解过程，突破重点难点，提高教学的质量和效率，提高学生学习的主动性。还有可能使学生的课堂学习更加形象、生动、具体、逼真。③为了培养土木工程类学生的工程实践能力，动脑动手能力，还可以通过多媒体技术将实践教学程融于课堂教学，尤其是专业课教学。因为实践课教学和专业课教学都是重点培养学生的动手能力和创新能力，因此在多媒体课程教学内容中适当插入现场视频录像、动画操作、插入最合适的专业软件等教学资料可以使学生对本知识的掌握更加直观明了。这对完善学生的创新性教学也是很有帮助的。④信息技术中翻转课堂模式的应用可以培养学生的跨学科学习，由此产生了交叉学科的系统性思维。这种系统性思维为学生达到土木工程的专业高度产生了巨大推动作用。况且与以前的课程教学设计及课堂教学设计相比，翻转课堂还可以借用远程控制技术，使学生在理论学习的前提下更懂得与他人合作，远距离获取信息，学会最直接最独立的学习。最重要的是通过翻转课堂，可以反复回放课程重点难点，多次让学生琢磨理解其中深意，由此激发不同层次的学生产生探索未知的希望，从而让更多学生对本知识点都能熟练掌握，学生也可以通过看其它教学名师的翻转课堂讲解，使自己所学的内容达到融会贯通的要求，甚至触类旁通的学会更多知识，扩展自己知识面，增长自己对所学内容产生新的认识和见解。⑤网络课程MOOC作为另外一个大型开放的课程平台，在信息化环境下，它成为老师与学生开展“教”与“学”这些模式研究的热点话题。它能应用于多元化、全覆盖的课程体系，是精品化、精细化教学资源的发源地，它有力的拓宽了学生国际视野，促进了国际教育的全面推进，从而培养了具有全球化国际素养要求的学生。MOOC的应用推广可以促进国内外高校推行同课异构的教学模式，为学生多元化学习打开思路，进行国际资源共享，同时深化本专业的课程教学特色。MOOC的应用还有利于教师采用国内外具有很强针对性、很好独特性和适应性的成功案例进行教学[3]。⑥在信息技术推动下，互动教学云课堂模式在学校也有会持续跟进，云课堂可以进行模块教学，从点到面，将各个资源用一个个小模块的形式让学生学习和练习，最后再进行资源整合，让学生进行综合学习，使学生能主动选择学习的内容，主动筛选自己感到有兴趣的内容，最后再参与到整个课程的学习中。互动教学云课堂中还会出现一种探索学习，它使教师应用信息技术的水平有很大的提高，对教师因材施教也提供了很好的思路。因此将云课堂应用于课程教学，能在师生之间转变了教与学的方式，高效的课堂教学由此应用而生[4]，学生学习不仅能在课内进行学习，课外仍然可以与老师和其它同学通过云课堂的网络交流平台进行互动学习，为师生进行课外交流提供了一条新的思路。因此云课堂模式能使学生在课堂内外都能大面积参与互动，使教育方式得到创新。达到提高学生学习的效率，满足学生个性化学习的需求。

3结束语

总之，随着土木工程技术的飞快发展，国内外都在尝试应用信息技术推动传统课堂教育教学的改革探讨，这一改革实践工作受到国内外许多专家和同行的关注。①信息化技术的各种可视化效果能帮助学生重构本专业的前沿知识并加以应用，信息获取方便，资源可以共享，从而促进学生创新性思维的开发，强化了师生互动，开阔了学生的视野，并能随时与当今国际接轨。翻转课堂和大数据的出现让老师对所讲知识点进行了有一定深度的挖掘，学生能在课堂内外进行混合式学习和反复学习模式，使学生很容易进入老师设置的各个问题角色。因此信息化技术凭借其特有的时效性和很强的互动性真正推动了教学改革前进的步伐。②信息化技术的应用虽然成就了教育教学改革，但它也存在一些弊端，比如一些同学会痴迷于网络，浪费了自己的精力和学习时间。信息化技术的出现也使学生对网络产生特有的依赖作用，对自学能力的培养不容乐观。③因此信息技术这一很好的资源主要是用来开发学生学习理论知识的兴趣，发挥其创新能力和动力动脑能力，从而解决当前存在的新问题。信息技术并不排挤过去传统教学方法的精华部分，它重点强化了学生在学习过程中的环境设计，强化了学生应用各种信息资原的能力，同样老师也应该在这项教学改革的浪潮中真正认识到信息化技术在土木工程本专业教学模式中的特色所在，扬长避短才能更好地把握住信息化教学的优势，最终于无形之中深度融于课程，重点聚焦本专业各个课程的主要内容与学习过程[5]。

参考文献：

[1]孟维锋.浅谈信息时代计算机通信技术的应用[J].无线互联科技，2017.

[2]刘荣桂.土木工程大类复合复合型人才培养模式探讨[J].高等建筑教育，2012.

[3]陈宏武.全人教育视角下高职学生职业素养培育[J].教育与职业，2013.

[4]周丹.大数据时代背景下基于翻转课堂的教学改革研究[J].教育与职业，2015.

[5]谢凤来.信息化教学建设探究[J].中国教育学刊，2017.

作者:郭慧珍 李敏 王 单位:四川大学锦城学院