信息技術(shù)引領(lǐng)土木工程的實(shí)踐創(chuàng )新模式論文

　　摘要：隨著(zhù)土木工程在全世界的疾速開(kāi)展，為適應時(shí)代潮流，國內外高校的各種實(shí)踐性改革勢在必行，其中信息技術(shù)成為當前教學(xué)實(shí)踐改革模式中最有用的工具之一。文章主要針對以前本專(zhuān)業(yè)方向的教師結構單一化，教學(xué)內容和方法不能跟隨土木工程的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的問(wèn)題，提出了如何利用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐改革研究，如何利用信息技術(shù)更新課堂教學(xué)實(shí)踐模式、提升學(xué)生學(xué)習的效果，最后推進(jìn)實(shí)踐創(chuàng )新的目標。并提出信息化教學(xué)可以把本專(zhuān)業(yè)的所有課程的實(shí)踐教學(xué)做到極致，但它并不排斥傳統教學(xué)實(shí)踐的精華部分。

　　關(guān)鍵詞：土木工程；信息技術(shù)；實(shí)踐創(chuàng )新

　　0引言

　　隨著(zhù)科學(xué)發(fā)展，信息化建設不斷加速，各個(gè)高校都在通過(guò)信息技術(shù)打造智慧校園。所謂信息技術(shù)主要是應用了計算機科學(xué)和通信技術(shù)，這種技術(shù)在高校的教育教學(xué)實(shí)踐中主要有以下四種，多媒體教學(xué)模式、翻轉課堂模式、遠程直播模式和實(shí)景對接模式等[1]。對于土木工程專(zhuān)業(yè)，它是國家建筑業(yè)以及其它基礎設施中培養人才的搖籃。尤其是隨著(zhù)工業(yè)化與計算機一體化技術(shù)的發(fā)展，使工程設計、施工管理、質(zhì)量控制與檢測技術(shù)、勘察技術(shù)等都出現了智能化。其快速發(fā)展也在推動(dòng)土木工程建設向更高更遠的方向前進(jìn)，因此對土木工程專(zhuān)業(yè)所培養的人才提出了更新的要求。尤其是學(xué)生的知識結構、創(chuàng )新能力、從業(yè)水平等都會(huì )發(fā)生相應的變化。信息技術(shù)的出現能使以上幾種方向能同時(shí)結合，形成學(xué)生特有的土木工程良好素養，對于各學(xué)科知識的學(xué)習達到融會(huì )貫通的培養效果。

　　1信息技術(shù)推動(dòng)下，目前土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐改革的必然性

　�、佼斍巴聊竟こ探ㄔO如雨后春筍般在神州大地出現，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(wàn)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(shù)支持下，使各種專(zhuān)業(yè)設計理論精確化、專(zhuān)業(yè)設計工作自動(dòng)化、土木工程材料多樣化、施工設施大型化、施工過(guò)程工業(yè)化、最后才能達到城市建設的立體化、交通運輸的高速化、經(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(zhuān)類(lèi)業(yè)學(xué)生，這也是推動(dòng)土木工程專(zhuān)業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革的第一動(dòng)力。②對于教師的教與學(xué)生的學(xué)，在土木工程技術(shù)高速發(fā)展的今天，教學(xué)不只單純應用于目前的專(zhuān)業(yè)教育，更要著(zhù)眼于學(xué)生今后的發(fā)展，因此要結合實(shí)際情況，優(yōu)化課程體系，而且課程體系要結合信息化時(shí)代的社會(huì )需求，才能真正培養出滿(mǎn)足和適應社會(huì )潮流及其變化的土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)復合型人才。③在信息化發(fā)展的今天，土木工程專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的內容要逐漸與國際接軌，因此必須要選用合適教材并及時(shí)更新教學(xué)實(shí)踐內容。然而當前學(xué)校的課程很多都是過(guò)去有用，現在并沒(méi)有及時(shí)更新，而且老師按照教材講解的過(guò)程中也沒(méi)有刻意去適應當今土木工程發(fā)展要求，這些內容反而占領(lǐng)了學(xué)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模式的規劃慣例在當前教材中少有體現，因此在信息化技術(shù)的支持下，專(zhuān)業(yè)課程體系及專(zhuān)業(yè)教材建設也是當務(wù)之急[2]。④土木工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強的專(zhuān)業(yè)，在信息化時(shí)代下所培養的學(xué)生至少應在某一方面有較強的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。因此實(shí)踐性教學(xué)的環(huán)節是培養學(xué)生在未來(lái)從業(yè)范圍內具有分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，其實(shí)踐能力也反映了土木類(lèi)高校人才培養質(zhì)量，也是反映人才培養能否符合市場(chǎng)要求的一個(gè)重要指標。但現在高校的實(shí)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(zhuān)業(yè)類(lèi)人才培養的關(guān)鍵，其水平高低與學(xué)生的培養目標能否實(shí)現息息相關(guān)，多數教師以高學(xué)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(shù)難題，但真正有能力在工程實(shí)踐一線(xiàn)工作的老師卻有所欠缺，這對學(xué)生達到高素質(zhì)要求的復合型人才目標非常不利。⑥過(guò)去教師的授課是單一的，主要將各個(gè)大問(wèn)題化為小知識點(diǎn)各個(gè)擊破，但現在同時(shí)要求學(xué)生在小問(wèn)題當中能進(jìn)行整合，能形成系統性的思維，養成跨學(xué)科的素養。因此土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生需要養成一定的邏輯思維能力，并且具有獨特的力學(xué)素養，這些能力同樣對教師的職業(yè)要求也提出了更大的挑戰性，教師的知識面不能僅僅局限在課本上，不能只傳授教材內容，要用更超前的眼光和思維探索現在的學(xué)習儲備對未來(lái)土木工程的實(shí)際影響力。因此老師和學(xué)生都要及時(shí)獲取更多更廣的知識量，才有可能具備跨學(xué)科的素養，才有可能培養出高素質(zhì)的學(xué)生。

　　2信息技術(shù)支持下，土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的方法探討

　�、僭谛畔⒓夹g(shù)支持下，將遠程直播模式和實(shí)景對接模式引入傳統的課堂教學(xué)，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(zhuān)業(yè)方向的許多課程都需要與現場(chǎng)實(shí)踐相互聯(lián)系，來(lái)促進(jìn)教育教學(xué)理念更新，豐富課堂教學(xué)模式，達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。所以應用信息化技術(shù)能成功的為土木工程專(zhuān)業(yè)隨時(shí)隨地搭建一個(gè)新的應用平臺。在這個(gè)應用平臺上，能使教師探索到目前最前沿的知識領(lǐng)域，獲得當時(shí)最豐富的網(wǎng)絡(luò )信息，即時(shí)傳播，自由獲取，將學(xué)生的課堂認知通過(guò)現場(chǎng)施工和設計進(jìn)行多方向并軌，使教學(xué)思路也會(huì )靈活多樣，更有利于發(fā)現新的目標和方向，而且老師可以在信息化平臺支持下，用更加合理的教學(xué)手段，用最直觀(guān)的畫(huà)面設置問(wèn)題來(lái)引導學(xué)生，而不是像過(guò)去的教學(xué)中只靠一些書(shū)面的問(wèn)題來(lái)牽引學(xué)生。②在信息技術(shù)時(shí)代下，豐富的網(wǎng)絡(luò )資源也會(huì )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(shù)中多媒體帶來(lái)的友好界面、形象直觀(guān)的交互式學(xué)習環(huán)境，圖文并茂的多重化感觀(guān)刺激，更能優(yōu)化教師講解過(guò)程，突破重點(diǎn)難點(diǎn)，提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，提高學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性。還有可能使學(xué)生的課堂學(xué)習更加形象、生動(dòng)、具體、逼真。③為了培養土木工程類(lèi)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，動(dòng)腦動(dòng)手能力，還可以通過(guò)多媒體技術(shù)將實(shí)踐教學(xué)程融于課堂教學(xué)，尤其是專(zhuān)業(yè)課教學(xué)。因為實(shí)踐課教學(xué)和專(zhuān)業(yè)課教學(xué)都是重點(diǎn)培養學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力，因此在多媒體課程教學(xué)內容中適當插入現場(chǎng)視頻錄像、動(dòng)畫(huà)操作、插入最合適的專(zhuān)業(yè)軟件等教學(xué)資料可以使學(xué)生對本知識的掌握更加直觀(guān)明了。這對完善學(xué)生的創(chuàng )新性教學(xué)也是很有幫助的。④信息技術(shù)中翻轉課堂模式的應用可以培養學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習，由此產(chǎn)生了交叉學(xué)科的系統性思維。這種系統性思維為學(xué)生達到土木工程的專(zhuān)業(yè)高度產(chǎn)生了巨大推動(dòng)作用。況且與以前的課程教學(xué)設計及課堂教學(xué)設計相比，翻轉課堂還可以借用遠程控制技術(shù)，使學(xué)生在理論學(xué)習的前提下更懂得與他人合作，遠距離獲取信息，學(xué)會(huì )最直接最獨立的學(xué)習。最重要的是通過(guò)翻轉課堂，可以反復回放課程重點(diǎn)難點(diǎn)，多次讓學(xué)生琢磨理解其中深意，由此激發(fā)不同層次的學(xué)生產(chǎn)生探索未知的希望，從而讓更多學(xué)生對本知識點(diǎn)都能熟練掌握，學(xué)生也可以通過(guò)看其它教學(xué)名師的翻轉課堂講解，使自己所學(xué)的內容達到融會(huì )貫通的要求，甚至觸類(lèi)旁通的學(xué)會(huì )更多知識，擴展自己知識面，增長(cháng)自己對所學(xué)內容產(chǎn)生新的認識和見(jiàn)解。⑤網(wǎng)絡(luò )課程MOOC作為另外一個(gè)大型開(kāi)放的課程平臺，在信息化環(huán)境下，它成為老師與學(xué)生開(kāi)展“教”與“學(xué)”這些模式研究的熱點(diǎn)話(huà)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(xué)資源的發(fā)源地，它有力的拓寬了學(xué)生國際視野，促進(jìn)了國際教育的全面推進(jìn)，從而培養了具有全球化國際素養要求的學(xué)生。MOOC的應用推廣可以促進(jìn)國內外高校推行同課異構的教學(xué)模式，為學(xué)生多元化學(xué)習打開(kāi)思路，進(jìn)行國際資源共享，同時(shí)深化本專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)特色。MOOC的應用還有利于教師采用國內外具有很強針對性、很好獨特性和適應性的成功案例進(jìn)行教學(xué)[3]。⑥在信息技術(shù)推動(dòng)下，互動(dòng)教學(xué)云課堂模式在學(xué)校也有會(huì )持續跟進(jìn)，云課堂可以進(jìn)行模塊教學(xué)，從點(diǎn)到面，將各個(gè)資源用一個(gè)個(gè)小模塊的形式讓學(xué)生學(xué)習和練習，最后再進(jìn)行資源整合，讓學(xué)生進(jìn)行綜合學(xué)習，使學(xué)生能主動(dòng)選擇學(xué)習的內容，主動(dòng)篩選自己感到有興趣的內容，最后再參與到整個(gè)課程的學(xué)習中�；�動(dòng)教學(xué)云課堂中還會(huì )出現一種探索學(xué)習，它使教師應用信息技術(shù)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(xué)，能在師生之間轉變了教與學(xué)的方式，高效的課堂教學(xué)由此應用而生[4]，學(xué)生學(xué)習不僅能在課內進(jìn)行學(xué)習，課外仍然可以與老師和其它同學(xué)通過(guò)云課堂的網(wǎng)絡(luò )交流平臺進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習，為師生進(jìn)行課外交流提供了一條新的思路。因此云課堂模式能使學(xué)生在課堂內外都能大面積參與互動(dòng)，使教育方式得到創(chuàng )新。達到提高學(xué)生學(xué)習的效率，滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習的需求。

　　3結束語(yǔ)

　　總之，隨著(zhù)土木工程技術(shù)的飛快發(fā)展，國內外都在嘗試應用信息技術(shù)推動(dòng)傳統課堂教育教學(xué)的改革探討，這一改革實(shí)踐工作受到國內外許多專(zhuān)家和同行的關(guān)注。①信息化技術(shù)的各種可視化效果能幫助學(xué)生重構本專(zhuān)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(jìn)學(xué)生創(chuàng )新性思維的開(kāi)發(fā)，強化了師生互動(dòng)，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，并能隨時(shí)與當今國際接軌。翻轉課堂和大數據的出現讓老師對所講知識點(diǎn)進(jìn)行了有一定深度的挖掘，學(xué)生能在課堂內外進(jìn)行混合式學(xué)習和反復學(xué)習模式，使學(xué)生很容易進(jìn)入老師設置的各個(gè)問(wèn)題角色。因此信息化技術(shù)憑借其特有的時(shí)效性和很強的互動(dòng)性真正推動(dòng)了教學(xué)改革前進(jìn)的步伐。②信息化技術(shù)的應用雖然成就了教育教學(xué)改革，但它也存在一些弊端，比如一些同學(xué)會(huì )癡迷于網(wǎng)絡(luò )，浪費了自己的精力和學(xué)習時(shí)間。信息化技術(shù)的出現也使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生特有的依賴(lài)作用，對自學(xué)能力的培養不容樂(lè )觀(guān)。③因此信息技術(shù)這一很好的資源主要是用來(lái)開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習理論知識的興趣，發(fā)揮其創(chuàng )新能力和動(dòng)力動(dòng)腦能力，從而解決當前存在的新問(wèn)題。信息技術(shù)并不排擠過(guò)去傳統教學(xué)方法的精華部分，它重點(diǎn)強化了學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中的環(huán)境設計，強化了學(xué)生應用各種信息資原的能力，同樣老師也應該在這項教學(xué)改革的浪潮中真正認識到信息化技術(shù)在土木工程本專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式中的特色所在，揚長(cháng)避短才能更好地把握住信息化教學(xué)的優(yōu)勢，最終于無(wú)形之中深度融于課程，重點(diǎn)聚焦本專(zhuān)業(yè)各個(gè)課程的主要內容與學(xué)習過(guò)程[5]。

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