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（扬州大学 建筑科学与工程学院，江苏 扬州 225127）
摘要：当前世界正处于科技革命和产业变革的新时代，为主动应对工科产业发展需求，支撑以科技创新为出发点的“中国制造2025”等一系列国家战略，在传统工科培养模式的基础上推进多学科交叉融合，培养适应产业变革的高素质复合型人才，已逐渐成为“新工科”发展大环境下的关键内涵与目标之一。本文基于土木工程智能结构微课程的建设情况，对复合型人才培养的方法进行了探索。
关键词：土木工程；智能结构；微课程；人才培养；教学改革
引言
为解决传统培养模式下学生实践能力欠缺、毕业生能力与行业发展需求脱节的问题，高等院校的土木工程专业在“共性基础+个性培养”的人才培养总体框架下，面对工科建设的迅速变革和土木工程行业转型的紧迫形势，陆续启动了“土木工程+微专业/微课程群”的课程建设。智能结构是新时代土木工程发展最迫切需要吸纳的知识体系之一，对于提升土木工程学科毕业生的国际竞争力意义重大。
一、智能结构微课程建设的必要性与迫切性
当前传统制造业面临转型危机，智能结构应运而生，相关微课程的建设符合国家战略发展。智能建造专业是顺应工业4.0和“中国制造2025”战略的必然产物。从培养方案来看，智能结构是土木工程与智能建造专业的一个重要新兴分支，是新工科知识体系建设中的重要一环。智能结构是多方向高度交叉的新兴前沿学科方向，其发展潜力巨大，应用前景广阔，已逐渐成为国内外科研与教学的热点方向之一。智能结构课程以土木工程专业课程为基础，融合了机械设计制造及其自动化、电子信息及其自动化、工程管理、土木工程新结构等专业的课程内容。目前，部分高校已经开始逐步建构智能建造专业培养框架，智能结构的相关教学实践在传统土木工程专业中仍不完善。为此，需紧跟国家战略发展需求，结合传统土木行业培养的优势与新兴产业的创新点，进行相应的土木工程智能结构微课程培养模式探索和课程体系设计，以顺应国家智能化基础设施发展的需求。
二、土木工程智能结构微课程改革思路探索
(1) 利用互联网资源拉近专业教学与学生的距离
土木工程专业课程建设中的教材编写一般比较陈旧，部分内容甚至已经过时。因此，在课程建设中可以利用网络资源进行相应的教学设计，拉近土木工程专业教育与学生实际生活的距离，使学生了解土木工程专业知识，增强实际工程体会。 例如，在教育过程中，教师可以结合2019年5月发生的青岛地铁4号线事故进行土木工程管理分析和土木工程加固支护等操作分析等；结合汶川地震灾害资料，向学生们介绍工程抗震的应用和必要性。相较于起教科书的案例，网上时事新闻事件在大学生中的话题度更高，更能吸引学生的注意力。教师在土木工程专业课程建设过程中，可以在授课前向学生教授一定的信息范围，然后利用网络工具自主检索信息，对授课过程中的相关问题进行讨论。在这一过程中，教师需要控制教学节奏，在案例分析和讨论中渗透相应的土木工程专业知识讲义，在不知不觉中提高学生的专业素养和知识能力。
(2) 推进翻转授课模式的发展
微课教学是目前教育教学过程中广泛应用的教学工具，也是反转课程建设的重要抓手“翻教室”的建设，可以更好地解释学生在课堂上的主体地位，提高教师教育的针对性和有效性。通过学生课后预习和习题讨论和答题的方式，大大节约课时，提高学生的学习有效性。在“互联网+”的背景下，土木工程专业可以利用微课的方式开展“翻教室”教育。要翻转课堂，教师首先需要根据课堂内容录制适当的短视频。短视频的应用完全符合现在学生零碎阅读的习惯，学生可以随时使用手机软件和电脑软件查看教学内容，对提高学生的学习注意力也有好处。然后，学生可以通过微课学习了解课程内容，对自己的弱点的认识也变得更加深刻。同时，教师可以利用大数据后台对学生微课的学习情况进行监督和总结，有助于课堂管理的实现。在课堂上，教师可以对数据后台的反馈信息和学生提出的问题进行明确的问题说明，学生对自己不理解的问题自然会倾听，也有助于营造良好的课堂氛围。
这样可以实现“互联网+”背景下良好的土木工程专业课程建设，提高教学的有效性。
(3) 线上线下相结合的师生交流与互动
在接受高等教育之前，学生们通常默默地看教师讲解，不喜欢也不主动与教师交流。进入高等院校后，由于土木工程专业枯燥无味，部分学生不愿参加教师的课堂活动。为了能在规定的时间内完成任务繁重的教育内容，教师对学生也缺乏关心，导致学生与教师之间的互动较少、教学质量较差。另外，在传统的教学方式中，学生在课后和教师之间缺乏有效的沟通、课后复习效率也不高，即使在复习中发现问题和疑问，也不愿向教师寻求解答，影响了学习效率。微课的使用为学生课复习提供了良好的平台和条件，同时为复习提供了明确的目标。学生可以有目的地进行复习，通过信息技术微课平台将自己复习中存在的问题及时反馈给教师，以在线的形式与教师交流，解答难题，提高复习质量。
(4) 智能施工与管理教学模块的相结合
现代化的智能施工与管理离不开建筑信息模型(BIM)。BIM技术不仅包含空间信息，而且还包含进度信息(4D)、成本信息(5D)、质量信息(6D)、安全信息(7D)等。通过对相关数据进行结构化管理，不仅使建筑本身数字化，而且使建筑过程数字化。该教学模块首先介绍BIM的基本概念和应用技术，阐述基于BIM的人员管理、物料管理、质量管理、安全管理、成本管理、施工综合管理、机电安装、施工过程监测等基本概念，最后介绍BIM的基本建模知识，利用REVIT软件建立建筑三维模型进行房屋建筑设计的基本步骤，以及结合Navisworks软件进行施工组织设计并建立建筑施工4D模拟动画的基本流程。智能施工与管理教学模块的有效结合能够大大提高学生们对建筑施工和管理的学习效率。
三、“土木工程+智能结构”课程的国际化人才培养
经济全球化需要国际化的人才和全球化的工程教育。为满足“新工科”对国际化高素质复合型人才的需求，课程改革也将随之适应国际化竞争需求。在课堂上可以适当增加国际化的教学元素，引入最新的国际前沿研究，提供相关英文文献及教辅资料，促进与国外合作院校的课程学分互认与衔接，制定统一的学分标准，构建院校间学分互认平台，充分利用和共享国际优质教育资源，实现微课程教学国际化、开放式发展；了解国外高校师生线上线下的互动、授课模式及学生学习情况反馈机制。此外，可以及时与国际优质教学课堂接轨;紧跟国际智能结构工程的前沿发展，适时邀请合作单位中具有国际工程实践经验的海内外专家以微讲座的形式与学生开展上线下交流。微课程的开设应该兼顾国际工程教育专业认证的需求。例如，同济大学土木工程学院就将培养“全球意识、跨文化交流、具有国际视野、通晓国际规则、参与国际合作与竞争能力”的卓越人才作为人才培养的重要目标，以建立与欧美工程教育专业认证相融合的培养体系。这是同济大学培养国际化人才的重要途径，也是大力发展智能建造本科专业以及智能结构微专业的关键。
结束语
在新工科建设的迅速推进和土木工程行业转型的新形势下，土木工程智能结构微课程改革以学生为中心，以新工科教育为导向，系统、全面地梳理了高等教育现阶段土木工程智能结构方向的相关教学资源，以现有的教学经验为基础，推进新型教学方法的研究与应用，促进高校内各学科间的融合和特色课程体系的交汇，在传统土木工程教学框架的基础上开展特色鲜明的“土木工程+智能结构”微课程内涵建设，建立了涵盖材料、结构、建造、监测、检测等多方面的专业课程群，形成了新工科多元化培养链，改革创新教学模式，形成了国际化人才培养教学理念和多元化考核机制，对于推进高素质复合型新工科人才培养具有重要的借鉴意义。
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