基于以模型制作為主的土木工程施工技術課程教學改革初探獲獎科研報告

基于以模型制作為主的土木工程施工技術課程教學改革初探獲獎科研報告摘

要：土木工程施工技術課程是一門實踐教學占比更重的專業(yè)課程，傳統的教學模式已無法滿足該門課程的學習需求。本文重點介紹的是基于以模型制作為主的土木工程施工技術課程教學改革，為該課程的教學方法找出新的思路。

關鍵詞：土木工程施工技術;教學改革;模型制作

1、土木工程施工技術課程改革的必要性

土木工程施工技術是一門實踐動手能力占比更重的專業(yè)課程，該課程的學習學生不僅要掌握與施工相關的專業(yè)知識，更重要的引用知識在工地現場解決實際問題。現在建筑公司在招聘員工時，更看重學生動手的能力，而不是僅限在對理論知識的學習上。而傳統的講授法對學生實踐動手能力的培養(yǎng)太少，學生學習理論知識之后，無法在工地一線快速進入技術員的角色，匹配不了技術員的崗位職責，因此，對土木工程施工技術進行課程改革以勢在必行，基于以模型制作為主的土木工程施工技術課程教學改革的就是基于對學生動手能力的提高而做出的改革試探。

2、模型制作的整體設計思路

模型制作的環(huán)節(jié)包括：識圖、設計（專項施工方案需要）、選材、制作（按照一定的比例完成）、評比等。通過以上環(huán)節(jié)的鍛煉，學生可以快速實現理論知識向實踐知識的過渡。

該課程模型制作內容主要包括6個部分，分別為：基礎工程制作、腳手架模型制作、砌體施工模型制作、鋼筋混凝土工程模型制作、屋面工程模型制作、專項施工方案模型制作。每一個環(huán)節(jié)的模型制作重點在于對施工工藝流程的詳細演示，通過合理的材料選擇，適當的比列，學生的親自動手制作，以達到理論知識與實踐技能知識相互融合。

2.1基礎工程模型制作

基礎模型制主要從“挖”、“填”、“換”、“夯”、“壓”、“擠”、“拌”七個地基加固的施工方法中，學生根據所選工程的施工現場條件，選擇適合的施工加固方法并做出該工藝施工過程的模型，模型的制作要能完整演示地基加固處理的整個施工流程，難度還是比較大的。該環(huán)節(jié)主要鍛煉學生對地質勘查報告的識讀能力，還有對地基加固方法的熟悉程度，能夠合理的將二者結合起來，完成工程地基加固的任務。

2.2腳手架模型制作

腳手架模型制作主要完成傳統的落地式扣件腳手架和現在工程中常見的懸挑腳手架的搭設過程，在模型的制作過程中學生需借助PKPM結構設計軟件對所選工程進行腳手架設計，繪制腳手架施工圖紙，并依據圖紙完成模型的制作。該環(huán)節(jié)主要鍛煉學生對腳手架工程的熟悉程度，讓學生通過搭設腳手架真正懂得腳手架施工為什么是特種作業(yè)。

2.3砌體施工模型制作

砌體施工模型制作，主要是通過教師給定的高硬度紙張，完成施工圖紙上一個標準層的砌體施工模型制作，在該環(huán)節(jié)學生要完成混凝土空心砌塊和加氣混凝土砌塊的模型制作工作，在整個模型的制作過程中，學生要學會砌體施工排列組砌圖的繪制工作、砌體施工斜砌的留置要求及留置目的、馬牙槎施工的具體工藝流程，砌體施工錯縫的具體要求等?？傊ㄟ^實際動手讓學生在學校就能基本掌握砌體工程施工工藝，熟悉砌塊砌體砌筑的施工注意事項。

2.4鋼筋混凝土工程模型制作

作為建筑工程最重要的一個單元，鋼筋混凝土工程模型制作主要從鋼筋工程、模板工程二個單元模型出發(fā)，讓學生分別進行模型的制作。在鋼筋工程中學生要完成一個框架結構標準層鋼筋的綁扎工作，此項工作由于工作量較大，因此需要分組進行，不同的組別分別完成框架柱、框架梁、板的鋼筋綁扎工作，最后進行實體模型組件。模板工程環(huán)節(jié)主要完成柱模板搭設、梁板模板搭設、樓梯模板搭設的模型制作，該環(huán)節(jié)學生需要完成模板配板圖的繪制工作，圖形繪制主要借助于CAD繪圖軟件完成，如學生能力容許，可以借助于BIM技術進行配板圖的繪制工作，混凝土環(huán)節(jié)由于在土木工程材料中做過相關的實驗，再次環(huán)節(jié)中不在重復。該環(huán)節(jié)的實施可以提高學生鋼筋配筋圖的識圖能力，熟悉鋼筋的加工過程，從下料剪切到彎曲成型，讓學生通過實際動手來提高對鋼筋的認知程度，對鋼筋綁扎完成后的現場驗收也有一定的掌握。模板模型的制作讓學生可以明白模板驗收具體流程及驗收要求，并掌握模板設計中荷載組合的應用方法。

2.5屋面工程模型制作

屋面工程的模型制作主要完成平屋面、坡屋面的模型制作，該環(huán)節(jié)模型制作目的是為了讓學生掌握從隔離層、找坡層、找平層、防水層、隔氣層、保溫層、保護層等每一層屋面施工材料的工藝流程，尤其是掌握倒置式屋面的施工流程，讓學生懂得怎樣快速判斷正置式屋面和倒置式屋面的區(qū)別，為學生理解依次施工組織形式起到一定的幫助作用。

2.6專項施工模型制作

專項施工是工程建設中的難點和危險點，因此，該環(huán)節(jié)模型制作學生需要完成除模型制作以外的專項施工方案的編制工作，以填補學生對專項施工方案編制的“零認知”。

該環(huán)節(jié)模型制作主要以降水工程模型制作為背景展開，由于涉及專項施工方案的內容較多且難度較大，因此全面開展專項施工模型制作的難度較大，所以以降水工程專項施工方案為依托完成整個專項的教學過程。

降水模型制作包括：降水設計計算、繪制設計圖紙、完成模型、編制專項施工方案構成，專項任務的完成能鍛煉學生應用綜合知識解決實際問題的能力，對學科內容交叉演練有很好的借鑒作用。

3、教學改革中的難點

3.1對學生的自學能力和團隊精神要求比較高

模型制作中，除了需要專業(yè)知識作為支撐意外，學生還需要學習BIM軟件、PKPM結構設計軟件、施工軟件等輔助設計軟件的相關知識，以便于完成相關圖紙繪制，另外，還需要掌握制作模型的相關工具的使用方法，以便更好的制作模型和保護自己不受傷。這些都需要學生具備一定的自學能力，且要有意愿去學，這是一個挑戰(zhàn)。

模型制作過程中需要分組進行，學生之間需要相互協作和配合，需要很好的團隊精神，而這些恰恰是當代學生所缺失的，如何有效的調動學生積極主動參與，是課程改革能否成功的關鍵。

3.2對模型指導的教師要求比較高

模型制作中遇到的相關問題會很多，有可能是專業(yè)上的問題，但更重要的是整個模型的制作過程，教師需要全程的參與，付出的時間和經歷可想而知，這就需要指導教師不僅要懂得專業(yè)的理論知識還需要在工程一線摸爬滾打的實際經驗，更重要的是要有一定模型制作的經歷，還需要有耐心和決心。所以，教師隊伍的建設也是課改成功與否的重中之重。

3.3對模型制作教室的要求比較高

模型制作教室有別于傳統的教室，不僅需要滿足日常教學的需要，更重要的是可以滿足模型制作的需要，而這種教室的建設需要投資的數額比較大，需要一個循序漸進的過程。

3.4課程改革需要學校相關機制的支持

教學改革的成功離不開學校相關部門的支持，尤其是離不開各個學院直接領導的支持，以模型制作為主的教學改革，難度大，教改內容復雜，學生壓力大，這些都需要學院和學?；谝欢◣椭驼呱系姆龀郑?/p>