工程教育專業(yè)認證中核心理念驅(qū)動下的“混凝土結構設計原理”課程建設研究

郭琦 尹海軍 閆雯 汪潔

[摘 要] 從工程教育專業(yè)認證的核心理念與標準出發(fā)，以專業(yè)認證標準中目標達成度為導向，對“混凝土結構設計原理”課程建設中教學大綱修編及基于教育產(chǎn)出培養(yǎng)目標的課程教學問題開展研究，形成了以學生為中心，培養(yǎng)解決土木工程實際問題能力的課程教學與實踐體系。

[關鍵詞] 混凝土結構設計原理;專業(yè)認證;核心理念;創(chuàng)新能力;教學模式

始于1995年的土木工程專業(yè)評估，是我國最早開始的工程類專業(yè)評估[1]。隨著2016年6月2日國際工程聯(lián)盟大會全票通過中國成為第18個《華盛頓協(xié)議》正式成員，我國的工程教育終于向國際化邁出了重要的一步，標志著中國在國際工程教育領域的發(fā)言權和影響力有了實質(zhì)性提升[2]。西安建筑科技大學作為“土建老八校”之一，土木工程專業(yè)有著悠久的辦學歷史及厚重積淀，最早于1995年通過第一批評估，并將于2021年加入土木工程教育專業(yè)認證，實現(xiàn)與國際工程教育接軌。在新形勢下，如何以工程教育專業(yè)認證中核心理念之一的目標導向（Outcome Based Education）為指導[3]，即充分考慮學生通過教育過程最后所取得的學習產(chǎn)出成果為導向，促成教學相長的良性循環(huán)，對土建人才的培養(yǎng)起著非常重要的作用。“混凝土結構設計原理”作為土木工程的一門專業(yè)主干課程，在專業(yè)認證背景下，應該在土木工程各專業(yè)的課程建設中發(fā)揮引領示范作用[4]。本文將以專業(yè)認證標準中目標達成度為導向，針對我校土木工程專業(yè)道橋方向?qū)W生培養(yǎng)特點的教學與人才培養(yǎng)模式，對“混凝土結構設計原理”課程教學大綱在指標點細化、教學目標達成度等方面修訂完善以及基于教育產(chǎn)出培養(yǎng)目標的課程教學等問題進行探索研究。

一、課程大綱修編

為了保證專業(yè)培養(yǎng)目標的有效達成，工程認證認為課程所有教學環(huán)節(jié)對專業(yè)培養(yǎng)目標的貢獻、課程對專業(yè)畢業(yè)要求的支撐等，都要體現(xiàn)在教學大綱之中。

（一）畢業(yè)要求“十二條”

按照工程教育認證的新標準開展評估（認證），須突顯以學生為本，著重基于學生學習結果的標準制定包含工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理以及終身學習等十二項畢業(yè)要求目標，簡稱“十二條”[5]。要求專業(yè)制定的畢業(yè)要求在廣度上應能完全覆蓋標準中“十二條”畢業(yè)要求所涉及的內(nèi)容，描述的學生能力在程度上應不低于12項標準的基本要求。“混凝土結構設計原理”課程一般在本科學制三年級時安排，此時大學生已處于高年級階段。高年級大學生的主體性地位非常突出，其主體性已有相當?shù)陌l(fā)展，他們在此階段的學習主要是以發(fā)展性學習為主，其實質(zhì)就是學生自主性、能動性、積極性、創(chuàng)造性的發(fā)揮。因此，在課程大綱的制定過程中，更應考慮這一階段的特點，盡可能較為全面地支撐密切關聯(lián)的畢業(yè)要求指標。

（二）指標點細化及支撐

在認真學習專業(yè)畢業(yè)“十二條”的基礎上，按照要求結合“混凝土結構設計原理”課程特點，凝練出與課程緊密關聯(lián)的四大類教學目標，在此基礎上實現(xiàn)高支撐度的子指標點細化。

教學目標一：能夠正確認識鋼筋混凝土及預應力混凝土特點及材料特性，正確掌握各類截面、構件的強度、剛度等受力特性和基本原理。

建立的課程目標一與畢業(yè)要求細化指標點間的支撐度關系如表1所示。

教學目標二：能夠?qū)︿摻罨炷良邦A應力混凝土結構受彎構件、軸心受壓（拉）構件、偏心受壓構件、受扭構件等進行受力分析及建立基本公式，并正確求解。

建立的課程目標二與畢業(yè)要求細化指標點間的支撐度關系如表2所示。

教學目標三：能夠運用基本原理和結構設計規(guī)范對工程中基本構件進行設計、承載力和剛度校核，并在一定范圍內(nèi)實施優(yōu)化。

建立的課程目標三與畢業(yè)要求細化指標點間的支撐度關系如表3所示。

教學目標四：能夠熟練使用專業(yè)相關規(guī)范、標準和圖集，可對鋼筋混凝土及預應力混凝土結構術語、圖紙進行識讀。

建立的課程目標四與畢業(yè)要求細化指標點間的支撐度關系如表4所示。

在此基礎上細化教學所有環(huán)節(jié)，將教學知識點、課程作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、課程考核都與畢業(yè)要求的指標點建立支撐關系，以保證每一個教學環(huán)節(jié)都參與畢業(yè)要求的支撐。最終通過量化評價的反饋信息，通過尋找課程短板并確定需要改進的課程能力目標，實現(xiàn)課程綱要的持續(xù)改進。

二、基于教育產(chǎn)出培養(yǎng)目標的課程教學

與傳統(tǒng)的評估模式不同，在土木工程教育專業(yè)認證中的核心理念更加強化了畢業(yè)生的教育產(chǎn)出（教育成果）概念，這是對畢業(yè)生在畢業(yè)后5年左右能夠達到的職業(yè)和專業(yè)成就的總體描述。基于這一理念，在“混凝土結構設計原理”課程教學中則需向教育產(chǎn)出導向下的差異化分類培養(yǎng)目標過渡。

處于高年級階段的大學生已逐漸明晰了自己的發(fā)展目標與職業(yè)規(guī)劃，體現(xiàn)在對課程的學習熱情與精力投入方面，總體可歸為三大類：第一類為具有堅定的繼續(xù)學術深造信念與規(guī)劃的本科學生，此類學生往往求知若渴且學有余力;第二類為對設計或施工工作具有較高熱情，以卓越工程師要求自我的本科學生，此類學生具有一定的基礎，對規(guī)范與實踐類專業(yè)知識興趣濃厚但缺乏深入鉆研的精神;第三類為對于自身規(guī)劃要求不高，學習中僅限于課程通過或達標的學生。

以課程“受彎構件正截面承載力計算”中第3.2節(jié)“受彎構件正截面受力全過程和破壞形態(tài)”為例，可在教學實踐中針對不同類別學生的需求，在講授“受彎構件正截面承載力計算中的受壓區(qū)混凝土等效矩形應力圖形”過程中，實施差異化教學，進而突顯教育產(chǎn)出培養(yǎng)目標不同的課程教學方案。

對于第一類學生，可引導其主動思考極限狀態(tài)時截面飽滿曲線形態(tài)中各層纖維發(fā)生應力重分布的現(xiàn)象，并結合第一章中混凝土材料的物理力學性能補充引入幾種不同的本構模型，要求建立微元段的分析思路，分別運用高等數(shù)學微積分方法進行等效參數(shù)β及γ的推導過程演練，從中體會等效替換的概念，培養(yǎng)其探索與創(chuàng)新精神;對于第二類學生，重點對“公橋規(guī)”采用的CEB-FIP模式下建立等效參數(shù)β及γ的原理掌握即可，安排學生嘗試采用二次拋物線及水平線的本構關系計算圖式開展推導，進而達到理解等效矩形應力圖形概念的目的;對于第三類學生，可將教學重點放在等效矩形受壓區(qū)高度求解及教材基本公式的運用上，對于常規(guī)范圍內(nèi)混凝土強度及鋼筋強度等級時β及γ兩參數(shù)的取值能夠查詢溯源即可。

可以看出，通過基于教育產(chǎn)出培養(yǎng)目標的課程教學達到了因材施教、量體裁衣的教學目標，也是對土木工程教育專業(yè)認證中核心理念的強化與升華。

三、結束語

面向工程教育認證，以學生在畢業(yè)五年后所能夠達到的職業(yè)和專業(yè)成就水平作為評價指標對“混凝土結構設計原理”課程所有教學環(huán)節(jié)進行一系列的改革實踐與檢驗，通過良性循環(huán)下的持續(xù)改進機制，不僅提高了學生的綜合能力與社會競爭力，而且同時對于土木工程專業(yè)建設及學校社會聲譽起到了積極的促進作用。

參考文獻

[1]郭全全，周耀.土木工程專業(yè)面向工程教育認證的教學改革研究[J].高教學刊，2015（4）：57-61.

[2]吳琛，鄧毓旺.從評估到認證——土木工程專業(yè)發(fā)展的必由之路[J].高教理科教育，2017（3）：72-77.

[3]江學良，胡習兵，陳伯望，范云蕾.專業(yè)認證背景下土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系探索與實踐[J].高等建筑教育，2015（1）：29-35.

[4]宗金輝，趙曉艷，王曉偉.專業(yè)認證背景下“混凝土結構設計”課程教學改革探討[J].教育教學論壇，2018（14）：128-130.

[5]住建部高等教育土木工程專業(yè)評估委員會秘書處.工程教育評估（認證）工作指南[R].北京：住建部高等教育土木工程專業(yè)評估委員會，2016—06-13.