基于OBE理念的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程理論與實(shí)踐教學(xué)一體化模式改革探索

汪毅 龔永智 陳友蘭 賀學(xué)軍 周浩

摘? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，我國人才需求在不斷變化。為推進(jìn)我國人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，全面提升高等土木工程人才培養(yǎng)整體水平，文章以傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)模式為切入點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)模式下的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程現(xiàn)狀，分析目前結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程存在的問題。根據(jù)OBE理念，結(jié)合我國應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求，探究結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)方法的改進(jìn)思路，逐步形成理論與實(shí)踐教學(xué)一體化的新型教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，有效提升土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE理念；結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程；理論與實(shí)踐一體化；教學(xué)改革

中圖分類號：G641? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）05-0172-04

我國社會和經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展要求培養(yǎng)更多的面向?qū)嵺`的應(yīng)用型人才。作為興國之根本，創(chuàng)新之源頭——教育，理應(yīng)促進(jìn)人才培養(yǎng)模式的改革，當(dāng)前教育部引進(jìn)了許多應(yīng)用型重大建設(shè)項(xiàng)目，以引導(dǎo)各高校全面提升高等教育人才培養(yǎng)整體水平。將科學(xué)推向?qū)嵺`，讓教育推動社會，全面提高學(xué)科的實(shí)踐性，內(nèi)容的創(chuàng)新性，努力提升高等教育人才整體水平。試驗(yàn)課程是工科乃至全體學(xué)生提升實(shí)踐能力、獲得應(yīng)用技能的主要環(huán)節(jié)之一，通過分析試驗(yàn)鞏固和豐富理論知識，提高解決實(shí)際工程問題的能力，有助于幫助畢業(yè)生快速適應(yīng)工程類工作環(huán)境?，F(xiàn)代社會工程技術(shù)逐步增加對高等教育的依賴性，而試驗(yàn)課程的教育內(nèi)容正是工程實(shí)際中最需要的內(nèi)容之一。試驗(yàn)課程的應(yīng)用及發(fā)揮與當(dāng)下大基建的建設(shè)發(fā)展息息相關(guān)。因此，如何從思想引領(lǐng)、課程載體、教學(xué)方法等方面入手，最大化的激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，已成為一個亟須研究的問題。

OBE（Outcome based education）意為成果導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育［1］，是以學(xué)生為根本，將成果作為目標(biāo)導(dǎo)向，采用逆向思維的方式進(jìn)行的課程體系的建設(shè)理念，重點(diǎn)并不在于學(xué)生在學(xué)業(yè)上取得了什么分?jǐn)?shù)，而在于學(xué)生在課程完成后所具備的能力與水準(zhǔn)，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，明確學(xué)生在畢業(yè)后所具備的能力，并強(qiáng)調(diào)其實(shí)踐性，成果應(yīng)兼顧生活的重要內(nèi)容與技能，否則就會成為易遺忘的信息與片面的東西。OBE教育理念將圍繞著確保學(xué)生畢業(yè)后能達(dá)成某項(xiàng)任務(wù)而開展教育教學(xué)活動。

OBE理念最初由美國學(xué)者Spady等人所提出，自20世紀(jì)90年代以來得到了不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，逐漸形成了一個系統(tǒng)性的教育體系［2-3］。美國工程教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)、臺灣中華工程教育學(xué)會以及國際高等商管教育聯(lián)盟均采取OBE理論認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我國關(guān)于OBE理論的研究最早始于臺灣和香港，香港曾用成果導(dǎo)向教育作為香港大學(xué)教育改革或經(jīng)費(fèi)資助的重要指標(biāo)之一［4］。隨著近年來我國不斷推進(jìn)工程教育認(rèn)證工作，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會于2020年9月發(fā)布了《工程教育認(rèn)證狀態(tài)保持與持續(xù)改進(jìn)工作指南（試行）》，OBE理念逐漸得到廣大教育工作者的認(rèn)可。隨著OBE教育理論研究的不斷深入，各院校也相繼開展了系列教學(xué)改革，尤其注重教育以學(xué)生為中心，提升學(xué)生的核心能力，并已逐步成為傳統(tǒng)教育模式的有力競爭者。

一、傳統(tǒng)模式下結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程現(xiàn)狀分析

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程作為土木工程相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)課程，與許多專業(yè)課程有著密切的關(guān)系，從基本力學(xué)原理（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）到實(shí)際結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等）以及與測量技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理內(nèi)容［5］。作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)和技術(shù)，從新材料的研發(fā)和新結(jié)構(gòu)的開發(fā)到施工技術(shù)的運(yùn)用等環(huán)節(jié)均與其有著重要的聯(lián)系并彼此相互依賴。同時結(jié)構(gòu)試驗(yàn)也是結(jié)構(gòu)理論驗(yàn)證和分析的重要手段，包含了施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測以及相關(guān)國家規(guī)范介紹等重要內(nèi)容。其主要任務(wù)是通過理論教學(xué)加實(shí)際操作，讓學(xué)生以試驗(yàn)為課程從而獲得試驗(yàn)規(guī)劃、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、工程檢測等相關(guān)流程的基礎(chǔ)知識和基本技能。

在目前大多數(shù)傳統(tǒng)教育模式下，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的開展大多以下列形式進(jìn)行：以教師講授為主體，學(xué)生按照授課教師要求進(jìn)行分組試驗(yàn)，以預(yù)計(jì)試驗(yàn)數(shù)值為驅(qū)動力，通過教師講解模仿試驗(yàn)操作。但是在交叉學(xué)科快速發(fā)展，不同領(lǐng)域加速滲透的今天，工程技術(shù)也趨于復(fù)雜化，因此試驗(yàn)現(xiàn)場操作的關(guān)鍵步驟很大程度由試驗(yàn)場景決定。故僅限于理論知識的掌握難以達(dá)到人才教育的目的。目前傳統(tǒng)教學(xué)模式中，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程存在以下問題：

（一）嚴(yán)格預(yù)設(shè)課程及評估，不定義學(xué)生產(chǎn)出

在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程中，授課老師會設(shè)置好課程需要完成的試驗(yàn)并按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估，依照可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果模擬試驗(yàn)，并根據(jù)前人的“示范試驗(yàn)”規(guī)定操作細(xì)節(jié)。但此種完成教學(xué)任務(wù)的教學(xué)方式往往會忽略學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)背后理論真正理解掌握的程度。在實(shí)際教學(xué)任務(wù)中，學(xué)生更多的只是模仿而不是理解其中的原理，機(jī)械性的記憶可以幫助學(xué)生較好的完成試驗(yàn)，獲得更好的分?jǐn)?shù)，但長此以往，學(xué)生很難觸類旁通，難以在錯誤摸索中增長經(jīng)驗(yàn)，在失敗里總結(jié)教訓(xùn)，很難在未來工作中將試驗(yàn)知識靈活運(yùn)用。

（二）理論知識與現(xiàn)實(shí)試驗(yàn)脫節(jié)

在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程中，授課老師前期主要以講授理論知識為主，后期才會組織學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，理論與實(shí)操存在較長時間差，導(dǎo)致學(xué)生對知識掌握效果不理想。試驗(yàn)過程中的許多步驟是被規(guī)定與限制的，學(xué)生更多是按照示范操作獲得理想數(shù)據(jù)從而無法獲得試錯的機(jī)會?，F(xiàn)實(shí)中的試驗(yàn)狀況是多變的，不少結(jié)構(gòu)試驗(yàn)需要因地制宜、靈活設(shè)計(jì)，而結(jié)構(gòu)試驗(yàn)因?yàn)槌杀据^高往往是多人共同開展一個典型試驗(yàn)，學(xué)生缺乏獨(dú)立性，設(shè)置好的規(guī)范總是使學(xué)生與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。

（三）教學(xué)大綱剛性的時間限制

授課老師在按照培養(yǎng)計(jì)劃授課過程中必須將教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)格設(shè)置在某個時間框架中，且短期不可協(xié)調(diào)，這就導(dǎo)致學(xué)生必須在短時間內(nèi)接受并消化新知識，沒有足夠的時間去探索新知識，發(fā)現(xiàn)新問題。

（四）學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)

由于教學(xué)課時有限，授課老師必須在短時間內(nèi)將結(jié)構(gòu)試驗(yàn)相關(guān)的理論知識和實(shí)驗(yàn)操作方法教授給學(xué)生，致使學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，缺少自主探索的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尤其是短期內(nèi)卷面分?jǐn)?shù)對于學(xué)生的應(yīng)試壓力，導(dǎo)致學(xué)生往往采用最高效且迅速的提分方式——重復(fù)記憶。通過這一反復(fù)學(xué)習(xí)基本試驗(yàn)步驟和理論知識的方式可以使其獲得較為理想的分?jǐn)?shù)，但這讓本就不能反映學(xué)生綜合能力的分?jǐn)?shù)的合理性進(jìn)一步降低，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力將大打折扣。

（五）考試驅(qū)動，教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)

學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的過程中主要以通過考試為目的，因此會陷入考試驅(qū)動的被動學(xué)習(xí)狀態(tài)中，并且授課老師通常會引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，極易導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動思考的探究學(xué)習(xí)精神。學(xué)生本就習(xí)慣了大部分傳統(tǒng)課堂中較為片面的教學(xué)方式，再加上考試驅(qū)動和教師引導(dǎo)的被動學(xué)習(xí)，更讓原本就收獲不多的學(xué)生雪上加霜，最終導(dǎo)致普遍的學(xué)習(xí)效果不佳，學(xué)生難以在動手試驗(yàn)的過程中得到能力的優(yōu)化和提升。

二、OBE教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的區(qū)別

傳統(tǒng)教學(xué)模式通常是通過分?jǐn)?shù)高低來衡量學(xué)生優(yōu)劣，這一方式往往偏向于學(xué)生記憶力的考查，具備較好記憶水平的學(xué)生通常能夠從傳統(tǒng)教學(xué)方式中獲得較好成績，并未充分展示學(xué)生的綜合能力［6］。在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程中，這一局限性被進(jìn)一步放大，本來是亟須實(shí)踐操作的試驗(yàn)課堂，卻被具體的步驟和結(jié)果所框定，再在規(guī)定的時間和進(jìn)度下將知識灌輸給學(xué)生，記憶步驟和相應(yīng)的結(jié)果則成為最理想的應(yīng)試方式。學(xué)生不僅沒有大量的實(shí)踐機(jī)會去理解試驗(yàn)，反而紛紛傾向記憶步驟而獲得高分。傳統(tǒng)教育模式下的重點(diǎn)為教師對知識的講解以及相關(guān)內(nèi)容的記憶和應(yīng)試，相較于實(shí)踐操作，卷面內(nèi)容更被教師和學(xué)生重視。長此以往，極易忽略對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，課堂中也缺少實(shí)踐活動，學(xué)生沒有及時培養(yǎng)動手能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，因而也難以在實(shí)踐中做到對結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的靈活運(yùn)用以及結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

相較于傳統(tǒng)教學(xué)方法，OBE教學(xué)模式有著更大的研究深度與優(yōu)越性。由于以能力為核心，以知識為學(xué)習(xí)方向，通過逆向思維的方法進(jìn)行的課程體系設(shè)計(jì)的教育理念，OBE將能更好的培育學(xué)生自主探究和自我學(xué)習(xí)的意識，從而提高教學(xué)效率和教學(xué)創(chuàng)新。OBE教學(xué)模式將具有挑戰(zhàn)性的成果作為學(xué)生的目標(biāo)導(dǎo)向，在引導(dǎo)參與者充分展示思考、處理、解決問題能力的前提下，讓學(xué)生自主解決困難完成任務(wù)，以此培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和實(shí)踐素質(zhì)。在這一過程中，教師更多扮演了引導(dǎo)者的角色，例如去參與設(shè)立挑戰(zhàn)性的成果、階段目標(biāo)等，在學(xué)生循序漸進(jìn)自主解決問題過程中給予種種幫助，讓學(xué)生有最大限度的自主性。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生往往被放在發(fā)展實(shí)踐才能的環(huán)境中，并將逐步地關(guān)注以團(tuán)體的形式進(jìn)行相對比較復(fù)雜的任務(wù)以此來獲取高階能力，如創(chuàng)新的能力、處理與整合信息的能力、組織策劃的能力等［7］。培養(yǎng)學(xué)生的自主意識，讓學(xué)生能夠更加充分發(fā)揮自己的能力，而不是僅僅記憶課本內(nèi)容進(jìn)行紙上談兵。參與實(shí)踐并能夠自主運(yùn)用所學(xué)的知識才是教育教學(xué)的目的。綜上所述，OBE教學(xué)模式將更符合當(dāng)代學(xué)校發(fā)展與教育進(jìn)步的需要。

三、OBE理念下結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程改革

綜上分析可以預(yù)見，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，無法培養(yǎng)出高層次、具有創(chuàng)新能力的真正土木工程人才。本文在深入分析了我國的傳統(tǒng)教學(xué)方法存在問題的基礎(chǔ)上，積極響應(yīng)市場大變動以及國家創(chuàng)新發(fā)展的需求，結(jié)合OBE理念，提出了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)的優(yōu)化思路，使其成為更適合我國目前發(fā)展?fàn)顩r下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。OBE教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生學(xué)習(xí)意識的養(yǎng)成、學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，側(cè)重于實(shí)踐和創(chuàng)新能力的啟發(fā)，并非傳統(tǒng)教育模式下教師教學(xué)的內(nèi)容。本文將OBE理念引入結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的改革實(shí)踐中，提出在課程中實(shí)施逆向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑脑瓌t，改進(jìn)“目標(biāo)設(shè)計(jì)、過程實(shí)施、評估反饋、優(yōu)化調(diào)整和成果評價”五階段的新型教學(xué)模式。根據(jù)教學(xué)課程定位制定結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出或試驗(yàn)開展，在預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出的基礎(chǔ)上優(yōu)化教學(xué)過程，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中理論與實(shí)踐的聯(lián)系，在教學(xué)實(shí)踐中強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，通過實(shí)施過程中的評估反饋結(jié)果促成預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出，調(diào)整階段目標(biāo)和教學(xué)引導(dǎo)方向，優(yōu)化課程教學(xué)培養(yǎng)體系，形成一套新型的課程教學(xué)模式和方法，在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，學(xué)會舉一反三，讓學(xué)生更加適應(yīng)社會的變革發(fā)展。具體改進(jìn)內(nèi)容如下：

（一）目標(biāo)設(shè)計(jì)

OBE理念的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)是反向設(shè)計(jì)。目標(biāo)分為最終目標(biāo)和階段目標(biāo)，最終目標(biāo)是課程結(jié)束時期望達(dá)到的目標(biāo)，是較為宏大且需要長時間的努力和堅(jiān)持才能實(shí)現(xiàn)，階段目標(biāo)為最終目標(biāo)的細(xì)化，是較容易在短時間內(nèi)達(dá)成的目標(biāo)。階段目標(biāo)的難易程度和數(shù)量需要結(jié)合學(xué)生個人情況進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)教學(xué)實(shí)施過程中的評估反饋不斷優(yōu)化調(diào)整。

（二）過程實(shí)施

過程實(shí)施階段是基于最終目標(biāo)并結(jié)合階段目標(biāo)開展教學(xué)培養(yǎng)的部分。目標(biāo)設(shè)計(jì)后，把對基礎(chǔ)知識的掌握和試驗(yàn)實(shí)踐的開展相結(jié)合，利用基礎(chǔ)課程訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力，在過程中加強(qiáng)學(xué)生對物理基礎(chǔ)知識和力學(xué)基本知識的掌握，對梁、板、柱等構(gòu)件的受力形式和破壞模式有較為清晰的認(rèn)知，傳授學(xué)生將來在施工單位設(shè)計(jì)院工作或繼續(xù)深造需要的基礎(chǔ)知識。加強(qiáng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)工程及相關(guān)科研工作的認(rèn)識，在課程實(shí)踐中逐步實(shí)施基于OBE理念的結(jié)構(gòu)工程本科生教學(xué)培養(yǎng)。

（三）評估反饋

在教學(xué)培養(yǎng)的實(shí)施過程中需要及時對學(xué)生的知識儲備情況和能力提升情況進(jìn)行評估，對于成績不理想的學(xué)員，可以采取面談的方法掌握實(shí)際情況；對于成果較為理想的本科生進(jìn)行鼓勵表彰，并探究其成果理想的原因。評估反饋階段是“五階段”學(xué)生教學(xué)設(shè)計(jì)方法中的關(guān)鍵，通過評估反饋及時了解學(xué)生的培養(yǎng)狀況，為后續(xù)培養(yǎng)方式的優(yōu)化調(diào)整做好鋪墊。

（四）優(yōu)化調(diào)整

根據(jù)評估反饋的情況，對“五階段”教學(xué)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。對于階段成果不好的學(xué)生，根據(jù)其具體情況適當(dāng)降低階段成果要求或者延長目標(biāo)完成時間；對于階段成果較為理想的學(xué)生，根據(jù)其具體情況適當(dāng)提高階段成果要求或者縮短目標(biāo)完成時間。優(yōu)化調(diào)整這一階段使得本項(xiàng)目的教學(xué)培養(yǎng)模式動態(tài)化，是形成結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程理論與實(shí)踐一體化教學(xué)模式的關(guān)鍵一環(huán)，能使教學(xué)培養(yǎng)達(dá)到最優(yōu)的效果。

（五）成果評價

成果評價階段是在學(xué)生畢業(yè)時進(jìn)行的。首先是對學(xué)生整個學(xué)業(yè)階段成果的總結(jié)，對比其最終目標(biāo)評價該生的完成情況，形成量化指標(biāo)并及時進(jìn)行記錄；其次對學(xué)生之間進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋Y(jié)合學(xué)生的未來發(fā)展縱向分析此新型教學(xué)模式對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用，逐步優(yōu)化“五階段”學(xué)生教學(xué)設(shè)計(jì)方法，形成最終的基于OBE理念的《結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程理論與實(shí)踐一體化教學(xué)模式成果。

四、結(jié)語

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程作為土木工程及相關(guān)專業(yè)類培養(yǎng)過程中的重要實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教育課程，是學(xué)生獲得應(yīng)用技能的主要環(huán)節(jié)之一。為滿足試驗(yàn)課程的教學(xué)預(yù)期，本研究將OBE模式引進(jìn)到構(gòu)建結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)模式改革的探討中，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中采取逆向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑姆绞?，改進(jìn)“目標(biāo)設(shè)計(jì)、過程實(shí)施、評估反饋、優(yōu)化調(diào)整和成果評價”為五階段的新型教學(xué)模式，形成新型理論與實(shí)踐教學(xué)一體化的課程教學(xué)模式和方法，可以更好地達(dá)到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的目的，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，提高學(xué)生綜合能力以更好地適應(yīng)社會發(fā)展需要，有效提升土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）