基于互聯網的橋梁工程專業“U-learning+CDIO”教學模式探索

張煜敏 孔慶虎 伊敏江

摘要：信息技術的發展，使得移動學習已成為教育中強有力的支撐手段。借助互聯網平臺和視頻制作技術，本文作者嘗試將高等學校專業教學中的重難點、擴展內容實現網絡化教學。實踐證明，在橋梁工程專業基于“互聯網+”的教學改革中融入CDIO工程教育理念，能夠提高教學效率以及學生的學習積極性，有利于培養新一代工程人才。

關鍵詞：互聯網+;U-learning;CDIO工程教育理念;橋梁工程專業

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2020）08-0096-03

“互聯網+”教學模式的機遇

伴隨無線通信技術的飛速發展，移動終端已成為現代化學習不可或缺的實施條件，互聯網平臺更是成為大學生信息查詢與信息交流的重要渠道，基于互聯網的學習逐漸成為大學教育的輔助手段。[1]移動學習研究近年來越發成熟，已經形成了從E-Learning到M-Learning再到U-Learning的發展共識，并積累了從理論到資源、從終端到平臺、從活動到實踐等多方面的研究成果，成為現代教育最為提倡的學習模式。[2]

高等院校作為高精尖人才的培養基地，在實踐型、創新型人才的培養中面臨越來越多的挑戰。[3]橋梁工程是城市發展與經濟建設中至關重要的樞紐工程，對該專業學生的培養更需要注重理論與實踐相結合。在理論教學方面需要為學生打好扎實的力學、結構設計、工程材料等專業基礎，在實踐教學方面需要讓學生靈活運用專業規范、設計條例、施工方法等，在科技創新方面需要更加注重學生對新技術、新工藝、新材料的了解，但高等學校專業教材的出版周期及專業知識更新的滯后往往導致大學生無法及時接觸到最新的專業知識及技術。而如果借助互聯網上的相關專業知識、專業程序應用學習視頻等資料對課堂教學進行擴充，同時加入線下互動、翻轉課堂、專題討論等手段，能夠更加深入“以學生為中心”的教學改革。因此，基于互聯網的U-Learning學習模式及CDIO工程教育模式的結合便成為橋梁工程專業的學生了解先進專業知識的最佳方式。[4]

基于“互聯網+”的橋梁工程專業“U-learning+CDIO”教育模式

CDIO工程教育理念致力于將扎實的專業基礎理論與實際工程相結合，U-learning能使學習者通過移動終端隨時、隨地、隨事借助互聯網進行學習和交流。[5]將CDIO工程教育理念和隨時隨地學習的U-Learning學習模式相結合，再結合線上線下混合式教學、“翻轉課堂”、專業軟件應用的輔助，是基于“互聯網+”橋梁工程專業的教學改革必然經歷的模式[6]，其具體舉措如下。

1.建立專業教學資源庫

根據橋梁方向課程的教學內容，提取需要知識擴展或深入探討的教學點，結合互聯網平臺的慕課、在線課程、專業網站等資源，建立相關的互聯網教學資源庫。對互聯網平臺中沒有的教學資源，可以通過授課教師錄制微課、慕課、相關視頻等手段建立相應的線上學習內容。同時，盡量結合學生的專業需求，有針對性地選用能夠體現橋梁工程新結構、新工藝、新技術的相關內容，以便幫助學生了解橋梁建設的前沿發展概況。

2.線上線下結合的教學手段

在教學過程中教師需要對線上、線下的教學內容進行設計，確保線下教學的普適性以及線上教學的針對性，提高線上、線下教學的融合性。[7]教師在這種教育模式中需要改變傳統的教學角色，以引導者、引路人的身份提出問題，讓學生有針對性地在互聯網平臺上尋找答案、擴展知識。這種教學方式讓學生成為解決問題、學習知識的主體。同時，結合“課堂講解—線上擴展—課后測試”“課前預習—課堂討論—課后總結”的授課模式，可以讓教師精準掌握學生的學習效果，并在討論及總結的過程中對學生所犯的錯誤進行糾正，補充不夠完備的內容。

3.注重實踐能力與團隊協作能力培養

在結構設計與分析、討論課等環節，力求融入對學生理論聯系實踐及團隊協作能力的培養。針對授課過程中需要擴展的相關知識點，提出專業性問題讓學生自主學習或解決相關實際問題，并結合測試題檢驗學生的自學及實踐效果。針對需要深入探討的內容，將學生以小組的形式按學習任務進行分配，結合專業學習平臺上大量的學習資料，開展討論課讓學生分享學習成果，在此基礎上完成基于“U-learning+CDIO”理念的學習模式。[8]對于相對復雜的建模分析等內容，教師則可以通過線下授課及建模操作錄屏的形式對學生進行指導，同時可以建立以橋梁建模過程為主導內容的專題庫，供學生反復研學。

4.綜合考核評價模式的應用

鑒于目前線上教育平臺的考核測試模式均相對成熟的情況，可以借助很多第三方平臺（如雨課堂等）對學生在線學習的成果進行測驗。目前很多教學平臺均能實現學生隨時在手機移動端答題，并能夠完成在線測驗結果的自動批改、測驗成績分布規律統計、錯誤率高發典型題庫的建立。[9]本部分測驗結果一方面可以為教師提取出更具體的教學重難點，另一方面可以通過與期末考試結果的結合，形成針對學生的綜合考核評價模式。

基于“互聯網+”教學模式的應用效果分析

筆者通過對橋梁工程方向課程進行基于“互聯網+”的教學模式改革，建立了“U-learning+Bridge”的網絡教學平臺。在對230名學生進行的專業學習平臺應用效果調查中發現，有90.72%的學生對專業知識學習平臺的應用效果非常滿意，且86.3%的學生期待能夠有專業知識學習平臺對課堂教學內容進行擴充。[10]從針對土木工程專業四個年級的本科生所進行的問卷調查發現，75.86%的學生希望能夠借助專業學習平臺隨時隨地學習相關的專業知識，其中60%的學生表示愿意與他人共享學習資源，將學習筆記或學習方法等上傳到網絡上進行分享與互動。因此，基于互聯網的專業學習方式不但可以有更多的學習資源，而且可以為學生提供一個學習與交流的平臺。

對于專業教學平臺的建設，筆者主要遵從“U-learning+CDIO”的教學模式，以CDIO為核心指導思想，借助豐富的網絡學習資源作為基礎，以U-learning作為學習的主要手段。[11]一方面充分利用學生的業余時間，提高學生學習興趣;另一方面不會脫離CDIO工程教育理念對工科學生的培養目標。對采用“U-learning+CDIO”教學模式學習的知識點，最終結合“翻轉課堂”、討論課，創造U-learning隨時學、無縫學的學習氛圍，并通過畢業設計、結構設計大賽等實踐環節完成CDIO中構思、設計到最終實現、運作的全過程，該教學模式能夠實現4A的U-learning教學理念。同時，對線上測驗的數據分析，可以精準獲得學生對知識點的學習和把握情況。

結語

橋梁工程專業的教師，通過在課內結合實際接觸的工程及科研項目，將科學和工程實踐中經常面臨的實際問題引入課堂教學，同時借助推薦互聯網教育平臺中的相關學習內容以及針對重難點內容錄制的專業教學視頻，將超出課本之外的專業知識采用碎片化的方式使學生實現U-learning，再基于以翻轉課堂、專業軟件為基礎的混合式教學，充分地訓練學生的創新能力和實踐應用能力，使學生更加高效地學習，成為真正的學習主體。同時這一過程中所體現的CDIO工程教育理念，有利于培養擁有跨學科能力、多學科背景、豐富實踐經驗、前瞻性視角、創新精神和跨界整合能力的新一代工程人才，對我國工程學科的高校人才培養具有深遠的意義。

參考文獻：

[1]李同祥，殷玲玲，馮銳.基于網絡的開放教育學習方式的發展——從E-Learning到U-Learning[J].甘肅廣播電視大學學報，2007（04）： 63-66.

[2]劉新華.U-learning教學協作環境的構建與設計[J].科技創新導報，2013（30）：107-108.

[3]李汝仙.翻轉課堂中信息化教學工具應用研究綜述[J].中國信息技術教育，2017（21）：102-105.

[4]Edward F. Crawley， Johan Malmqvist. Rethingking Engineering Education： The CDIO Approach（2nd ed）[M].Berlin：Springer，2014.

[5]汪瀅.U-Learning下的移動學習探析[J].課程教育研究，2017（20）：17-18.

[6]楊剛，徐曉東.學習交互的現狀與未來發展——從課堂學習到E-Learning，M-Learning再到U-Learning[J].中國電化教育，2010（07）：52-58.

[7]Cavallo A， Rigobon R. The Billion Prices Project： Using Online Prices for Measurement and Research[J].Journal of Economic Perspectives，2016，30（02）：151-178.

[8]張煜敏，王凌波，劉振華，等.基于“U-learning+CDIO”教育理念的橋梁工程方向課程教學改革研究[J].西部素質教育，2018（09）：139-140.

[9]Zhang Y. Study on Teaching Reform for Bridge Engineering Major Based on“U–learning+ CDIO”Education Concept[J].Transactions on Social Science，Education and Human Science，2018.

[10]王凌波，張煜敏.基于移動終端的“橋梁工程專業英語”課程教學的思考與實踐[J].中國信息技術教育，2018（17）：97-100.

[11]Sun Y， Qi C， Yang L. The Research and Practice of“ U-Learning+ CDIO”Model[C]. 2016 2nd International Conference on Social Science and Higher Education. Atlantis Press，2016.

作者簡介：張煜敏（1983.2—），女，西安石油大學講師，博士后，研究方向為基于“U-learning+CDIO”教育理念的教學改革、結構抗震與振動控制。

基金項目：2018陜西省高等教育學會2017年度高等教育科學研究項目“移動互聯環境下橋梁工程方向課基于‘U-leaning+CDIO教育理念的改革研究”（項目編號：XGH17088）;2018年中央高校“雙一流”建設項目（項目編號：300104282132）。