基于“互聯網+CDIO”理念的《混凝土與砌體結構設計》教學模式探索

侯莉娜 李成華 孟和 劉玉華

摘 要：隨著我國科學信息技術的快速發展及各種新型教育理念的出現，《混凝土與砌體結構設計》的教學方法及教學模式遇到了全新的挑戰。該文針對該課程的特點及存在的問題，依據目前的教學資源與教師隊伍，在“互聯網+”背景下，以在線課堂管理工具微信“課堂派”為載體，結合CDIO的工程教育理念，提出基于“互聯網+CDIO”理念的《混凝土與砌體結構設計》教學模式，以期激發學生的學習興趣和熱情，提高學生解決實際問題的能力，增強學生團隊協作精神。

關鍵詞：互聯網+ CDIO理念 混凝土與砌體結構設計 教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（b）-0-02

《混凝土與砌體結構設計》[1]是土木工程專業的必修課，主要講授混凝土與砌體結構設計理論及設計方法。該課程傳統講授以課堂及教材為中心，理論講授多，實踐教學少，學生的主體地位較難得到保證，學習過程乏味枯燥，學習積極性低，效率差，常出現“理論易懂，動手困難”的現象，上述問題已成為該課程教學中亟待解決的主要問題。

隨著我國科學技術的快速發展，互聯網已成為當下教育、科技、經濟及文化等領域的助催劑。近年來，隨著“卓越工程師”人才培養計劃的提出與推進，尤其是李克強總理在2015年兩會期間“互聯網+”行動計劃的提出，使“互聯網+工科”[2，3]課程教學具有了新的思路和方向。在“互聯網+”的背景下，信息技術的快速發展，不僅極大地增強了教學媒體功能，而且豐富了教學資源，教學媒體的集成性及綜合性均不斷提高。因此，原有的課程教學模式已逐漸落后，在新時代環境下，探究“互聯網+”背景下教學的內涵與規律，讓信息技術與教育教學有效融合已成為亟待解決的問題。

CDIO工程教育理念[4]，倡導工程教育應當由科學走向工程，讓學生以主動的、實踐的及與課程間有機聯系的方式學習，培養學生的工程實踐意識、工程實踐能力和創新能力。CDIO體現了大工程觀下的教育理念，對目前我國土木工程教育有較好的參考和示范作用。

基于此，該文針對混凝土與砌體結構設計課程的特點及存在的問題，在“互聯網+”背景下，以在線課堂管理工具微信“課堂派”為載體，結合CDIO的工程教育理念，構建理論教學、實踐教學、科學研究三元一體的教學模式，采用“問題—團隊—方案—實踐（QTIA）”教學方法，以期激發學生學習興趣和熱情，改善“理論易懂，動手困難”的現象，提高學生解決實際問題的能力，增強團隊協作精神。

1 “互聯網+”下《混凝土與砌體結構設計》教學面臨的挑戰

在“互聯網+”時代下，《混凝土與砌體結構設計》的課堂教學面臨了新的機遇與挑戰。以往課堂教學多以填鴨式教學為主，學生的主體地位很難得到保證，因此學習過程枯燥乏味，學生的抵觸心理十分嚴重。而互聯網背景下眾多交互式學習平臺及學習軟件的興起，如微信“課堂派”[5]等在線課堂管理平臺，顛覆了傳統的PPT授課，與課堂互動無縫對接，不僅豐富了課堂教學的模式和方法，而且教師也能夠充分利用互聯網資源及現代信息技術，進而將教學內容組織變得豐富和有效。

在“互聯網+”時代，教師也需要不斷更新自身意識、提升專業技能及業務水平，有效地應對信息技術環境下教學模式改革的需求。新興教學手段如微課、慕課、翻轉課堂等也需要教師不斷提高利用網絡信息技術的能力，同時靈活合理地運用教學策略，將課程打造為信息化時代下課堂的新篇章。

2 CDIO的工程教育理念主旨

CDIO工程教育方法的目標為培養符合現代社會發展及各行業需求的工程師。旨在解決理論知識與工程實踐、科技信息和實際能力培養的矛盾，其立足科學基礎，但更重視工程實踐培養，通過實際工程的學習建立相關理論知識框架。

3 《混凝土與砌體結構設計》教學改革思路

3.1 構建理論教學、實踐教學、科學研究三元一體的教學模式

在“互聯網+”背景下，教學以在線課堂管理工具微信“課堂派”為載體。“課堂派”課程界面主要包括六大板塊功能——話題、作業、資料、公告、測試及互動。除此之外，還包括四大管理功能——成員、成績、考勤及表現。充分利用六大板塊功能及四大管理功能，結合CDIO的教學模式和理論，重視工程實際，通過實際工程主動學習，優化課程內容，增強課程的一體化。除重視理論教學及實踐教學外，可通過對實際工程設計參數分析及文獻查閱，適當培養學生科學研究素養。從而構建理論教學、實踐教學、科學研究三元一體的教學模式。同時，通過“課堂派”平臺的教學數據及時分享與收集，并通過互動模塊及時調整教學策略，為教學改革與模式創新提供可靠的數據支撐。

3.2 建立“問題—團隊—方案—實踐（QTIA）”教學方法

引入實際工程背景，利用微信“課堂派”平臺開展教學活動，在理論教學環節穿插完成工程項目設計、實施方法、設計常識、規范和技巧講解。如每種結構理論學習完畢后，可布置相應的設計作業，以小組為單位布置學生進行項目分析，并通過互動模塊互動溝通。同時，可利用結構力學求解器、建筑CAD技術及PKPM等結構設計軟件完成原理設計及工程信息模型設計。除此之外，經課程開放性試驗設計，進行結構構件的設計制作、安裝調試及試驗加載，如鋼筋混凝土墻的靜力或低周反復加載試驗，從而完成調研、討論、設計及實施全過程。強調“做中學”，加深學生對課程重難點的掌握，也有助于學生協同工作能力的提升。

3.3 提出多元化的考核評價體系

《混凝土與砌體結構設計》教學過程的量化考核與標準化考核是該課程教學環節中的重點，如何有效科學地進行考核是提高學生理論及實踐能力的基礎與關鍵。考核方式借助微信“課堂派”成績系統，采用過程化考核方式，由閉卷考試和項目評比兩部分組成，具體可分為考試、報告、記錄、自評、互評等幾種方式。考試主要考核學生對課程內容的掌握情況。項目評比則可反映學生的理論應用能力、實踐能力、小組協作情況及創新能力。其主要分為平時作業及測試兩各方面，平時作業部分教師可通過“課堂派”發布作業及明確提交時間，歷次作業的內容及教師批改情況可在主頁中顯示。作業形式的設置可根據課程內容劃分為個人作業及分組作業，操作性較強。教師可以在移動端直接進行批改給分，同時，可通過查重功能防止學生抄襲、剽竊，對于不合格的作業可直接打回重做。測試試卷教師可以通過測試模塊發布，并設置測試時間，提交批改后進行成績分析，學生平均分及得分率均可自動計算。

通過課堂測試與成績分析，學生可更好地掌握課程難點與重點，教師也可以有效了解學生的知識掌握情況，并對教學過程做出相應的調整。

4 結語

在“互聯網+”背景下，以在線課堂管理工具微信“課堂派”為載體，結合CDIO的工程教育理念，構建理論教學、實踐教學、科學研究三元一體的教學模式，采用“問題—團隊—方案—實踐（QTIA）”教學方法，對提高目前混凝土與砌體結構設計課程的教學效果、土木工程專業學生培養質量有著重要的意義，同時對其他理工類課程教學具有借鑒價值。

參考文獻

[1] 劉卉，劉虹，楊昕天.向實踐型教學轉型——砼與砌體結構設計考試改革及效果分析[J].當代教育實踐與教學研究，2016（11）：171.

[2] 陳莉，徐金華，伍雯雯.“互聯網+”在土木工程人才培養中的應用[J].廣東蠶業，2017，51（5）：59-60.

[3] 何茜.基于移動互聯網土木工程專業遠程實習模式的探索與實踐[J].西昌學院學報：自然科學版，2018，32（1）：115-118.

[4] 武鶴，葛琪，張家平，等.基于CDIO理念的土木工程專業畢業設計改革與實踐[J].高等建筑教育，2013，22（3）：119-121.

[5] 孫亞志.在線課堂管理工具在高校教學中的應用——以課堂派為例[J].黑龍江科學，2017，8（13）：42-43.