基于以模型制作为主的土木工程施工技术课程教学改革初探获奖科研报告

基于以模型制作为主的土木工程施工技术课程教学改革初探获奖科研报告摘

要：土木工程施工技术课程是一门实践教学占比更重的专业课程，传统的教学模式已无法满足该门课程的学习需求。本文重点介绍的是基于以模型制作为主的土木工程施工技術课程教学改革，为该课程的教学方法找出新的思路。

关键词：土木工程施工技术;教学改革;模型制作

1、土木工程施工技术课程改革的必要性

土木工程施工技术是一门实践动手能力占比更重的专业课程，该课程的学习学生不仅要掌握与施工相关的专业知识，更重要的引用知识在工地现场解决实际问题。现在建筑公司在招聘员工时，更看重学生动手的能力，而不是仅限在对理论知识的学习上。而传统的讲授法对学生实践动手能力的培养太少，学生学习理论知识之后，无法在工地一线快速进入技术员的角色，匹配不了技术员的岗位职责，因此，对土木工程施工技术进行课程改革以势在必行，基于以模型制作为主的土木工程施工技术课程教学改革的就是基于对学生动手能力的提高而做出的改革试探。

2、模型制作的整体设计思路

模型制作的环节包括：识图、设计（专项施工方案需要）、选材、制作（按照一定的比例完成）、评比等。通过以上环节的锻炼，学生可以快速实现理论知识向实践知识的过渡。

该课程模型制作内容主要包括6个部分，分别为：基础工程制作、脚手架模型制作、砌体施工模型制作、钢筋混凝土工程模型制作、屋面工程模型制作、专项施工方案模型制作。每一个环节的模型制作重点在于对施工工艺流程的详细演示，通过合理的材料选择，适当的比列，学生的亲自动手制作，以达到理论知识与实践技能知识相互融合。

2.1基础工程模型制作

基础模型制主要从“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个地基加固的施工方法中，学生根据所选工程的施工现场条件，选择适合的施工加固方法并做出该工艺施工过程的模型，模型的制作要能完整演示地基加固处理的整个施工流程，难度还是比较大的。该环节主要锻炼学生对地质勘查报告的识读能力，还有对地基加固方法的熟悉程度，能够合理的将二者结合起来，完成工程地基加固的任务。

2.2脚手架模型制作

脚手架模型制作主要完成传统的落地式扣件脚手架和现在工程中常见的悬挑脚手架的搭设过程，在模型的制作过程中学生需借助PKPM结构设计软件对所选工程进行脚手架设计，绘制脚手架施工图纸，并依据图纸完成模型的制作。该环节主要锻炼学生对脚手架工程的熟悉程度，让学生通过搭设脚手架真正懂得脚手架施工为什么是特种作业。

2.3砌体施工模型制作

砌体施工模型制作，主要是通过教师给定的高硬度纸张，完成施工图纸上一个标准层的砌体施工模型制作，在该环节学生要完成混凝土空心砌块和加气混凝土砌块的模型制作工作，在整个模型的制作过程中，学生要学会砌体施工排列组砌图的绘制工作、砌体施工斜砌的留置要求及留置目的、马牙槎施工的具体工艺流程，砌体施工错缝的具体要求等。总之，通过实际动手让学生在学校就能基本掌握砌体工程施工工艺，熟悉砌块砌体砌筑的施工注意事项。

2.4钢筋混凝土工程模型制作

作为建筑工程最重要的一个单元，钢筋混凝土工程模型制作主要从钢筋工程、模板工程二个单元模型出发，让学生分别进行模型的制作。在钢筋工程中学生要完成一个框架结构标准层钢筋的绑扎工作，此项工作由于工作量较大，因此需要分组进行，不同的组别分别完成框架柱、框架梁、板的钢筋绑扎工作，最后进行实体模型组件。模板工程环节主要完成柱模板搭设、梁板模板搭设、楼梯模板搭设的模型制作，该环节学生需要完成模板配板图的绘制工作，图形绘制主要借助于CAD绘图软件完成，如学生能力容许，可以借助于BIM技术进行配板图的绘制工作，混凝土环节由于在土木工程材料中做过相关的实验，再次环节中不在重复。该环节的实施可以提高学生钢筋配筋图的识图能力，熟悉钢筋的加工过程，从下料剪切到弯曲成型，让学生通过实际动手来提高对钢筋的认知程度，对钢筋绑扎完成后的现场验收也有一定的掌握。模板模型的制作让学生可以明白模板验收具体流程及验收要求，并掌握模板设计中荷载组合的应用方法。

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，该环节模型制作目的是为了让学生掌握从隔离层、找坡层、找平层、防水层、隔气层、保温层、保护层等每一层屋面施工材料的工艺流程，尤其是掌握倒置式屋面的施工流程，让学生懂得怎样快速判断正置式屋面和倒置式屋面的区别，为学生理解依次施工组织形式起到一定的帮助作用。

2.6专项施工模型制作

专项施工是工程建设中的难点和危险点，因此，该环节模型制作学生需要完成除模型制作以外的专项施工方案的编制工作，以填补学生对专项施工方案编制的“零认知”。

该环节模型制作主要以降水工程模型制作为背景展开，由于涉及专项施工方案的内容较多且难度较大，因此全面开展专项施工模型制作的难度较大，所以以降水工程专项施工方案为依托完成整个专项的教学过程。

降水模型制作包括：降水设计计算、绘制设计图纸、完成模型、编制专项施工方案构成，专项任务的完成能锻炼学生应用综合知识解决实际问题的能力，对学科内容交叉演练有很好的借鉴作用。

3、教学改革中的难点

3.1对学生的自学能力和团队精神要求比较高

模型制作中，除了需要专业知识作为支撑意外，学生还需要学习BIM软件、PKPM结构设计软件、施工软件等辅助设计软件的相关知识，以便于完成相关图纸绘制，另外，还需要掌握制作模型的相关工具的使用方法，以便更好的制作模型和保护自己不受伤。这些都需要学生具备一定的自学能力，且要有意愿去学，这是一个挑战。

模型制作过程中需要分组进行，学生之间需要相互协作和配合，需要很好的团队精神，而这些恰恰是当代学生所缺失的，如何有效的调动学生积极主动参与，是课程改革能否成功的关键。

3.2对模型指导的教师要求比较高

模型制作中遇到的相关问题会很多，有可能是专业上的问题，但更重要的是整个模型的制作过程，教师需要全程的参与，付出的时间和经历可想而知，这就需要指导教师不仅要懂得专业的理论知识还需要在工程一线摸爬滚打的实际经验，更重要的是要有一定模型制作的经历，还需要有耐心和决心。所以，教师队伍的建设也是课改成功与否的重中之重。

3.3对模型制作教室的要求比较高

模型制作教室有别于传统的教室，不仅需要满足日常教学的需要，更重要的是可以满足模型制作的需要，而这种教室的建设需要投资的数额比较大，需要一个循序渐进的过程。

3.4课程改革需要学校相关机制的支持

教学改革的成功离不开学校相关部门的支持，尤其是离不开各个学院直接领导的支持，以模型制作为主的教学改革，难度大，教改内容复杂，学生压力大，这些都需要学院和学校基于一定帮助和政策上的扶持，