工程能力培養(yǎng)目標(biāo)下的路基路面工程課程教改探索

郭詠梅 黃鐵成 沈新元

[摘 要]工程教育專業(yè)認(rèn)證是教育改革和教學(xué)質(zhì)量提升的重點(diǎn)方向，其目的是培養(yǎng)出具有工程能力和創(chuàng)新能力的畢業(yè)生。文章在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于學(xué)生工程能力培養(yǎng)的教學(xué)宗旨，結(jié)合路基路面工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀，從優(yōu)化授課內(nèi)容、豐富教學(xué)方法、提升教師的工程實(shí)踐能力、改革考核評(píng)價(jià)方式和堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)等方面入手，探索工程能力培養(yǎng)目標(biāo)下的課程教學(xué)新模式，為高校本科教學(xué)改革提供參考。

[關(guān)鍵詞]工程教育專業(yè)認(rèn)證;工程能力培養(yǎng);課程教學(xué)改革;教學(xué)模式;人才培養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）03-0020-03

引言

自2016年6月我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員以來(lái)，高等院校已經(jīng)將工程教育專業(yè)認(rèn)證作為教育改革和教學(xué)質(zhì)量提升的重點(diǎn)方向，并以此為契機(jī)深刻融入工程認(rèn)證理念，積極推動(dòng)各工程專業(yè)開(kāi)展教育認(rèn)證[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的主要目的是有效規(guī)范和引導(dǎo)認(rèn)證專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，建立以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)體系，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，強(qiáng)調(diào)提升學(xué)生的工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和工程能力，要求其具備解決相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，以培養(yǎng)滿足社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用型工程技術(shù)人才[2-3]。

路基路面工程是土木工程專業(yè)交通土建工程方向?qū)W生的一門重點(diǎn)主干課程，主要介紹公路及城市道路路基路面工程的合理結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)等內(nèi)容，涉及道路設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和管理等多個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)，因此，該課程的理論性、實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)。學(xué)生在熟練掌握課程基本理論的前提下， 學(xué)習(xí)合理選用路基填料和路面結(jié)構(gòu)各層材料，正確進(jìn)行路基邊坡穩(wěn)定性分析、擋土墻設(shè)計(jì)及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，以提高自身的工程素養(yǎng)以及綜合分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有助于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的教學(xué)目標(biāo)。此外，該課程涵蓋材料科學(xué)、巖土工程、工程力學(xué)和管理科學(xué)等多門學(xué)科，概念眾多且內(nèi)容龐雜，但授課學(xué)時(shí)卻十分有限，這給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)了不小的困難。

基于提升學(xué)生工程能力的教學(xué)目標(biāo)，并結(jié)合路基路面工程課程教學(xué)現(xiàn)狀，本文擬從優(yōu)化授課內(nèi)容、豐富教學(xué)方法、提升教師的工程實(shí)踐能力、改革考核評(píng)價(jià)方式和堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)等方面入手進(jìn)行教改探索，在保證學(xué)生熟悉掌握專業(yè)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的培養(yǎng)。

一、工程能力培養(yǎng)要求

工程教育專業(yè)認(rèn)證考核的重點(diǎn)是“教育成果”，即關(guān)注學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能夠具備哪些能力，是否滿足社會(huì)發(fā)展需要。因此，工程教育專業(yè)認(rèn)證除了要求畢業(yè)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)、培養(yǎng)良好的工程素養(yǎng)、擁有基本的通用能力以外，還必須具備適應(yīng)職業(yè)發(fā)展的工程能力[4]。

工程能力主要包括兩個(gè)方面，即工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。工程實(shí)踐能力即把數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理應(yīng)用于實(shí)際工程，并能運(yùn)用現(xiàn)代工具解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。對(duì)于交通土建工程方向的學(xué)生而言，工程實(shí)踐能力主要是指滿足路橋工程管理、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等崗位要求的工作能力。工程創(chuàng)新能力則是在實(shí)踐活動(dòng)中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，通過(guò)發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的新思路，獲得創(chuàng)新性成果的能力。交通土建類專業(yè)人才通過(guò)工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，可以實(shí)現(xiàn)新技術(shù)、新方法、新工藝的發(fā)展。工程能力的這兩個(gè)方面是循序漸進(jìn)的關(guān)系，只有掌握了扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力，才有可能發(fā)揮出創(chuàng)新能力[5-6]。因此，工程教育專業(yè)認(rèn)證首先要求學(xué)生具備的是工程實(shí)踐能力，在此基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，使其能在后續(xù)的職業(yè)生涯中通過(guò)自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)的深入逐漸提升工程創(chuàng)新能力。

對(duì)照以上要求，學(xué)生通過(guò)對(duì)路基路面工程課程的學(xué)習(xí)和考核應(yīng)該具備以下工程能力：（1）在全面掌握該領(lǐng)域基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，具備較好的路基路面工程設(shè)計(jì)、識(shí)讀圖紙、施工組織等實(shí)踐操作的能力。（2）能夠運(yùn)用路基路面工程的基本原理和方法對(duì)該領(lǐng)域復(fù)雜的工程問(wèn)題進(jìn)行分析，并通過(guò)信息綜合得到合理的結(jié)論。

二、路基路面工程課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程教學(xué)在要求學(xué)生掌握理論知識(shí)的前提下重視對(duì)其工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的培養(yǎng)，但是路基路面工程課程傳統(tǒng)的授課模式并未充分重視這一問(wèn)題。

首先，從授課內(nèi)容來(lái)看，教師通常都是以教材為基礎(chǔ)開(kāi)展教學(xué)，而現(xiàn)有教材的內(nèi)容大都以理論知識(shí)為主，工程案例較少，特別缺乏針對(duì)實(shí)際工程復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行綜合分析的教學(xué)案例，有時(shí)還存在內(nèi)容陳舊、與最新規(guī)范不匹配的情況。因此僅僅依據(jù)教材進(jìn)行授課，肯定不利于學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提升。另外，路基路面工程課程具有理論性和綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，內(nèi)容多且涉及面廣，還有不少?gòu)?fù)雜的理論公式推導(dǎo)過(guò)程。在這種情況下，教師授課時(shí)如果對(duì)所有涉及內(nèi)容面面俱到、均勻發(fā)力，學(xué)時(shí)可能會(huì)不夠用，也無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的教學(xué)目的。

其次，該課程的課堂教學(xué)還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以教師為主體單方面進(jìn)行講授，學(xué)生通常只能被動(dòng)地接受，師生間的溝通和交流較少，缺乏驅(qū)動(dòng)式、啟發(fā)式等的有效教學(xué)方法，以相對(duì)呆板的“PPT+板書(shū)”教學(xué)手段為主，教學(xué)效果不太理想，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與工程能力的培養(yǎng)。

再次，目前揚(yáng)州大學(xué)路基路面工程課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)共有教師7人，其中教授2人，副教授2人，講師3人，除1人是碩士畢業(yè)外其他均擁有博士學(xué)歷。雖然教師的學(xué)歷層次較高，但是部分教師沒(méi)有在施工單位工作的經(jīng)歷，特別是近幾年入職的新教師，基本上都是從高校畢業(yè)便直接從事教學(xué)工作，其工程實(shí)踐能力較為欠缺。

最后，該課程主要采用傳統(tǒng)的閉卷考試方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核，其評(píng)價(jià)形式較為單一。課程的概念性內(nèi)容比較多，且考題也大都是有標(biāo)準(zhǔn)答案的客觀題，許多學(xué)生雖然還沒(méi)有完全理解這些理論知識(shí)，但是為了應(yīng)付考試臨時(shí)抱佛腳，一番死記硬背之后有時(shí)也能取得不錯(cuò)的成績(jī)。這種評(píng)價(jià)方式顯然不能真實(shí)反映學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況，更不利于培養(yǎng)和提升學(xué)生的工程能力。

三、工程能力培養(yǎng)目標(biāo)下的路基路面工程課程教改措施

從路基路面工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，其教學(xué)環(huán)節(jié)尚有不少不利于學(xué)生工程能力培養(yǎng)的地方。另外，交通土建工程專業(yè)方向?qū)W生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)情況在其從事路橋工程管理、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等相關(guān)工作時(shí)通常起著至關(guān)重要的作用。因此，有必要對(duì)相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，使學(xué)生能更好地掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)并培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

筆者在對(duì)與本課程相關(guān)的教改資料進(jìn)行收集整理的基礎(chǔ)上，結(jié)合揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院所做的畢業(yè)生與用人單位反饋信息的總結(jié)分析制定了以下教改措施。

（一）優(yōu)化授課內(nèi)容

考慮到目前大多數(shù)教材在適應(yīng)新的教學(xué)要求方面都存在一些不足，教師在開(kāi)展教學(xué)時(shí)必須對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。由于工程能力的培養(yǎng)與學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的參與密不可分，因此授課內(nèi)容應(yīng)以理論知識(shí)與工程應(yīng)用充分結(jié)合為重點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際工程中所需解決復(fù)雜問(wèn)題的情況，可以將其設(shè)計(jì)成典型教學(xué)案例供學(xué)生參考和分析，以鍛煉他們的綜合分析能力。

授課內(nèi)容還應(yīng)及時(shí)反映近年來(lái)本領(lǐng)域?qū)I(yè)發(fā)展的最新成果，特別是一些在實(shí)際工程中應(yīng)用效果良好的新技術(shù)、新材料;而對(duì)于實(shí)用性不強(qiáng)的內(nèi)容則應(yīng)做適當(dāng)刪減，只將其作為學(xué)有余力學(xué)生的自主學(xué)習(xí)資料。例如，可將瀝青混合料的力學(xué)模型、溫克勒地基板的應(yīng)力分析等內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)弱化。另外，本課程的教學(xué)重點(diǎn)在于路基路面設(shè)計(jì)理論在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，不僅要使學(xué)生在課堂上能夠?qū)W習(xí)到基本的理論知識(shí)，更為重要的是使其專業(yè)工程能力得到培養(yǎng)。因此，教師授課時(shí)對(duì)于路面力學(xué)分析中的一些計(jì)算公式的復(fù)雜推導(dǎo)過(guò)程可以只進(jìn)行簡(jiǎn)單解釋，而把重點(diǎn)放在讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何應(yīng)用理論知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題上。例如，在講授水泥混凝土路面應(yīng)力分析時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)介紹彈性地基板理論在水泥混凝土路面應(yīng)力分析中的應(yīng)用方法和步驟，而省略其計(jì)算方程的煩瑣推導(dǎo)過(guò)程。

（二）豐富教學(xué)方法

為了有效克服本課程傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端，筆者根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，采用驅(qū)動(dòng)式、案例式和啟發(fā)式等的新型教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，營(yíng)造激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性的課堂氛圍，從而促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的發(fā)展和工程能力的培養(yǎng)。

驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法即任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，其教學(xué)過(guò)程大概是這樣的：教師首先圍繞某一任務(wù)或問(wèn)題設(shè)定應(yīng)用場(chǎng)景并提供必要的信息，之后學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行分析和研究，在此基礎(chǔ)上提出解決方案，最終完成任務(wù)。例如，在講授路基的干濕類型時(shí)，可以從季凍區(qū)路基病害入手，創(chuàng)設(shè)“春融翻漿如何形成和防治”的工程問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。學(xué)生針對(duì)提出的問(wèn)題，通過(guò)思考利用已經(jīng)學(xué)到的路基水溫狀況等相關(guān)知識(shí)給予解答，可以使其綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力得到鍛煉。驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法也可以配合課程的研究性教學(xué)環(huán)節(jié)在課余時(shí)間分組展開(kāi)，每組3～5名學(xué)生，合作開(kāi)展資料查閱、整理、分析以及方案設(shè)計(jì)、PPT制作等工作，教師利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)與學(xué)生保持聯(lián)系，適時(shí)做指導(dǎo)，最后在課堂上就解決方案進(jìn)行交流和討論。

案例式教學(xué)法通過(guò)采用與授課內(nèi)容相關(guān)的典型案例，將理論知識(shí)與工程實(shí)例進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)。例如，本課程以某實(shí)際道路工程瀝青路面的拌和、攤鋪與碾壓過(guò)程為案例介紹瀝青路面的施工要求，把枯燥的原則及要求具體化，使學(xué)生更容易理解。教師授課時(shí)可合理引入典型案例，組織學(xué)生開(kāi)展討論，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，在案例分析與討論過(guò)程中使學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力得到鍛煉。另外，也可以與專業(yè)實(shí)踐基地合作開(kāi)展案例教學(xué)，比如，結(jié)合課程內(nèi)容，以合作單位在建項(xiàng)目為案例，組織學(xué)生到施工工地參觀和實(shí)習(xí)，以加深其對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。

啟發(fā)式教學(xué)法是以啟發(fā)誘導(dǎo)方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意識(shí)的思維探索活動(dòng)，從而開(kāi)展課程教學(xué)。例如，路基路面工程課程內(nèi)容龐雜，相關(guān)設(shè)計(jì)理論理解難度較大，特別是還存在一些理論和實(shí)踐結(jié)合困難的情況，倘若仍然采用以教師為主體“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性會(huì)嚴(yán)重受挫，極大地影響教學(xué)效果。啟發(fā)式教學(xué)以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生在教師啟發(fā)下變被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入思考，進(jìn)而培養(yǎng)其主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。

以上教學(xué)方法在揚(yáng)州大學(xué)路基路面工程課程的教學(xué)改革中已開(kāi)始應(yīng)用，并在進(jìn)一步完善中，這為學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。

（三）提升教師的工程實(shí)踐能力

教師隊(duì)伍建設(shè)歷來(lái)是課程建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)學(xué)生傳授知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生工程能力的過(guò)程，離不開(kāi)教師的悉心指導(dǎo)。如果教師自身工程實(shí)踐能力欠缺，學(xué)生工程能力的培養(yǎng)通常也無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因此，教師工程實(shí)踐能力的強(qiáng)弱將對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)質(zhì)量具有決定性的影響。由于道路工程技術(shù)更新較快，若要跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用復(fù)合型高級(jí)人才，就需要教師不斷提升自己的專業(yè)水平和工程實(shí)踐能力。

為了解決這一問(wèn)題，揚(yáng)州大學(xué)路基路面工程課程的任課教師大都利用課余時(shí)間，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作等方式，親身參與到設(shè)計(jì)、施工和管理單位的工程實(shí)踐中鍛煉學(xué)習(xí)，從而深化了自身的專業(yè)理論知識(shí)，豐富了自身的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并且在參與工程實(shí)踐的過(guò)程中進(jìn)一步了解了行業(yè)新動(dòng)態(tài)，掌握了行業(yè)新技術(shù)。隨著自身工程實(shí)踐能力的提升，教師可以將實(shí)際工程項(xiàng)目案例引入教學(xué)中，豐富授課內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野，從而更好地為培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和工程素養(yǎng)服務(wù)。

（四）改革考核評(píng)價(jià)方式

路基路面工程課程教學(xué)改革基于工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為目標(biāo)，還需要對(duì)課程考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革。只有構(gòu)建與工程能力培養(yǎng)相配套的考核評(píng)價(jià)體系，才能不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，以達(dá)到激勵(lì)學(xué)生長(zhǎng)期保持學(xué)習(xí)興趣的目的。

路基路面工程課程強(qiáng)調(diào)采用過(guò)程化、多元化的考核評(píng)價(jià)方式，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行全方位的考核。采用過(guò)程性考核方式的目的在于督促學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，重視學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)與進(jìn)步，可以通過(guò)作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)、課堂提問(wèn)、研究性報(bào)告等形式進(jìn)行，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，從而有效提高教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于學(xué)習(xí)結(jié)果的考核不應(yīng)局限于閉卷考試，還可以以開(kāi)放式的開(kāi)卷考試、口試等多種方式來(lái)進(jìn)行;不僅考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，還對(duì)其創(chuàng)新意識(shí)、工程能力、團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)能力等方面進(jìn)行考核。

（五）堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)

對(duì)前一輪教學(xué)改革成果進(jìn)行整理和總結(jié)，同時(shí)參考在校學(xué)生的評(píng)教結(jié)果以及畢業(yè)生、用人單位的跟蹤反饋意見(jiàn)，逐步建立路基路面工程課程的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，為后續(xù)教改活動(dòng)的深入開(kāi)展打下基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，圍繞學(xué)生工程能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和要求，結(jié)合路基路面工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀，從優(yōu)化授課內(nèi)容、豐富教學(xué)方法、提升教師的工程實(shí)踐能力、改革考核評(píng)價(jià)方式和堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)等方面入手，對(duì)該課程的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革探索，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、綜合分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，從而實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 周應(yīng)國(guó)，孫小梅.高等工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系構(gòu)建：國(guó)際專業(yè)認(rèn)證背景下的思考[J].大學(xué)教育，2019（5）：144-147.

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