新工科背景下《橋梁工程》MOOC研究與實踐

（吉林建筑科技學院 交通工程學院，吉林 長春 130000）

為主動應對新一輪科技革命與產業革命，支撐服務創新驅動發展,支持“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年伊始，教育部發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》。通知指出：“新工科研究和實踐要圍繞工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質量、新體系開展。”在2017年4月，教育部在天津大學召開的“新工科”建設研討會上提出：要創新工程教育方式與手段。因此，“新工科”的內涵是：以立德樹人為根本，以思想教育為指導，充分運用信息化數字化手段，培養多元化的創新型實踐型卓越工程人才。這一理念的提出，為各高校工科專業提出了新的教育研究方向,對傳統線下講授式教育方式提出了挑戰，因此，基于互聯網+的大規模線上課程——MOOC，迅速成為了各理工科專業教育研究的新熱點。

課題組基于國家教育部對高校提出的新工科發展研究要求，對道路橋梁與渡河工程專業的主干專業課《橋梁工程》MOOC 進行了深入的研究與實踐，旨在通過信息化手段彌補傳統工科教學中對創新能力和實踐能力培養的不足，對教育數字化資源進行建設，已達到“新工科”人才培養的目的。

1 《橋梁工程》課程建設分析

以教育部提出的“新工科”理念為基礎，針對傳統的線下教育——講授式授課，不難發現《橋梁工程》傳統線下面授式教育課程其存在以下不足之處：

①教學內容上，傳統的面授式授課將大量課時放在理論的講授和公式推導上，這一內容為每個教學年一成不變的部分，同時，傳統線下授課受教材內容出版時間的制約，對最新的設計理念變革和設計規范修正的學習存在滯后性。而“新工科”的要求的就是：應對變化，創造未來，求新求變，追求行業最前沿科技，掌握新技術新方法，以應對最新一次的科技革命。因此，傳統線下授課教育是不合符“新工科”發展要求的。

②教學方法上，傳統的面授式授課教學方法單一局限，多以板書講授為主，輔以多媒體課件教學。“新工科”在教學方法上提出，要問學生志趣變方法，創新工程教育方式與手段，與科技前沿及教育信息化結合，發揮學生的主動性。顯然，傳統線下面授式教育已經不滿足“新工科”對教學方法上的要求,也滿足不了學生的學習需求。

③在考核方式上，傳統的面授式教學以結課考試作為考核方式。這大大局限了考核內容與實際工程接軌的實踐性。“新工科”提出的人才培養要求：要培養多元化創新型卓越工程人才。而傳統線下授課考核方式受時間和空間的制約，使學生局限于對基礎知識的記憶性掌握，沒有做到活學活用，開拓創新。

綜上所述，為適應“新工科”人才培養的要求，對于道路橋梁與渡河工程專業的MOOC 研究與實踐，勢在必行，并具有重大的意義和價值。

2 《橋梁工程》MOOC 建設

深入學習“新工科”的人才培養要求和實踐研究成果后，對《橋梁工程》MOOC 資源建設提出方案如圖1

圖1 橋梁工程MOOC 建設流程

2.1 MOOC 教學內容的整合

將教學內容進行模塊化整合，分成MOOC 平臺線上模塊，與當面授課線下模塊。

線上模塊中主要包含兩部分：第一部分為《橋梁工程》課程中的理論教學部分。傳統的課堂理論教學存在僵化性和不可重復性，通常以單方面的課堂講授為主，學生在學習中存在學習效果不扎實、與后續課程連接效果不佳、厭學等問題。為解決這些問題，創新性的將Wacom 數位板引入數字化教學資源，通過數位板各種動畫工具進行理論知識的講解，并將每節課數字資源作為MOOC 建設內容，不僅以動畫授課解決了學生學習興趣問題，也使課程資源可以通過網絡重復獲得，使學習效果更佳扎實。同時在此模塊中建立與各學習內容相應的翻轉課堂學習內容，建立線上題庫，充分運用信息化手段，使學習端更加方便獲得，增強了學習積極性。第二部分為工程案例部分。以信息化的MOOC 平臺為載體，充分運用現代化科技，將與《橋梁工程》中理論知識相關的實際工程案例BIM效果圖放入線上模塊作為工程案例討論學習內容，使學生增強了理論知識運用的能力，增強了學習內容實踐性，做到了“知行合一”，為成為應用型“新工科”人才打下基礎。

線下模塊主要以工程案例討論為主。根據MOOC 線上模塊第二部分：工程案例，將學生進行分組，進行針對性的討論、辯論及方案互評，學生在針對實際工程案例進行方案設計的過程中，增加了實踐能力和創新能力。

2.2 MOOC 教學方式的研究

以信息化的MOOC 平臺為載體，充分運用現代化科技手段，針對MOOC線上模塊與線下模塊部分，采用“進階式”的教學方式，引導學生由線上到線下進行由“被動式”學習向“主動式”求知的轉變。在《橋梁工程》MOOC線上模塊“理論教學”中，設置“被動-主動式”學習階梯：第一階梯：充分運用數字化通訊手段，線上發布MOOC 學習課前重點，使學生提前做到對學習內容預先心中有數，“有備而學，有問而學”；第二階梯：將MOOC 線上模塊理論部分講授生動化、具體化。充分利用現代化科技手段，運用Wacom數字板設計動畫板書，配合線上講授，使過去枯燥的理論講解生動有趣。以此為基礎，在MOOC 線上模塊“工程案例”與MOOC 線下模塊中進一步設置“主動式”求知階梯；第三階梯：以與基礎理論相關的工程案例BIM 模型為基點，引導學生進行分組討論和辯論的學習方式，這就將被動講授向主動學習進行了推進；第四階梯：以MOOC 實際工程案例為藍本，指導學生進行實際工程項目的設計，并按照工程方案的評標模式組織學生進行線下分組答辯，并進行小組間方案互評，完成了由被動學習向主動學習的進化。將課堂主體由教師轉為學生，實現了課堂的翻轉。

2.3 考核方式的研究

傳統工程學科考試方式通常以客觀知識筆試為主，忽略了對學習對象實踐能力和創新能力的考核，這與“新工科”人才培養要求是不相符的。

新的考核方式分為線上與線下考核模塊。線上考核模塊充分利用MOOC平臺信息化強，傳輸方式便捷的優點，提出工程實踐性強并且內容多樣化的線上考核內容，在考核內容中適當加入與基礎理論相關的實際工程設計問題，指導學生充分利用具有專業前沿性的設計軟件解決問題，并將解決問題結果實時在線傳輸，這樣就打破了傳統考核方式在時間空間上的局限性，使學生解決問題的能力得到最大體現。在線下課程方案評估環節，進行學習小組間的工程設計方案互評，將教師對工程設計實例的評分與小組間的評分賦予權重，最后得出加權成績作為線下模塊的評級與考核。學生的最終成績由線上考核成績與線下考核綜合評定。

線上考核，充分利用現代化數字信息手段，使學生不再局限于“僵化學習，僵化考試”

3 教學效果評價

數字化課程資源MOOC 的建設與實踐，為實現“新工科”人才培養要求提供了數字化平臺。數字化平臺課程能夠實現多種數字化教學軟件與教學工具在其上進行運行，創造仿真的模擬工程實踐環境，并能將學生的學習成果通過互聯網實時傳輸至共享平臺由教師進行評價或學生進行互評，大大增強了學生的學習效率和學習積極性。通過這種數字化平臺分組進行工程方案設計并互評的方法，促進了學生學習科學知識的興趣，并進一步為參加省級國家級競賽組團隊研究的模式打下了良好的基礎。通過對數字化課程資源MOOC 的學習，學生更重視工程實踐案例的積累和解決方案的設計，并增加了參與各種工程競賽的積極性，通過數據對比發現：與傳統《橋梁工程》課程教學對象相比，進行數字化課程MOOC 學習的同學參加工程和科學競賽組隊數增加了150%。學生不在拘泥于機械的學習知識和參加考試，而是更加傾向于去設計、創造、競爭，這是符合“新工科”人才培養要求的。

4 結束語

“教育興則國家興，教育強則國家強。”這是習近平總書記對高等教育做出的重要指示。當今世界強國無一不是教育強國，它們的發展歷程也都是本國教育發展歷程的見證，教育也為其經濟社會發展、確立和維持強國地位發揮了巨大作用。建成社會主義現代化強國是中國共產黨人不懈奮斗的目標，也是近代以來中國人民和中華民族不斷追尋的夢想。只有在教學中，堅定信心和理想，運用最新的科技手段和工具，并緊密聯系實際工程案例，不斷做出改進和調整，才能充分調動學生的學習積極性和進取心，進而培養出符合國家發展要求的“新工科”人才。