工程能力培養目標下的路基路面工程課程教改探索

郭詠梅 黃鐵成 沈新元

[摘 要]工程教育專業認證是教育改革和教學質量提升的重點方向，其目的是培養出具有工程能力和創新能力的畢業生。文章在工程教育專業認證的背景下，基于學生工程能力培養的教學宗旨，結合路基路面工程課程的教學現狀，從優化授課內容、豐富教學方法、提升教師的工程實踐能力、改革考核評價方式和堅持持續改進等方面入手，探索工程能力培養目標下的課程教學新模式，為高校本科教學改革提供參考。

[關鍵詞]工程教育專業認證;工程能力培養;課程教學改革;教學模式;人才培養

[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0020-03

引言

自2016年6月我國成為《華盛頓協議》的正式成員以來，高等院校已經將工程教育專業認證作為教育改革和教學質量提升的重點方向，并以此為契機深刻融入工程認證理念，積極推動各工程專業開展教育認證[1]。工程教育專業認證的主要目的是有效規范和引導認證專業的教學內容和教學目標，建立以學生為中心、以成果為導向、持續改進的教學體系，將理論教學與實踐教學有機融合，強調提升學生的工程素養、創新意識和工程能力，要求其具備解決相關領域復雜工程問題的能力，以培養滿足社會發展需求的應用型工程技術人才[2-3]。

路基路面工程是土木工程專業交通土建工程方向學生的一門重點主干課程，主要介紹公路及城市道路路基路面工程的合理結構、設計原理、設計方法、施工技術等內容，涉及道路設計、施工、養護和管理等多個建設環節，因此，該課程的理論性、實踐性和綜合性都很強。學生在熟練掌握課程基本理論的前提下， 學習合理選用路基填料和路面結構各層材料，正確進行路基邊坡穩定性分析、擋土墻設計及路面結構設計等內容，以提高自身的工程素養以及綜合分析、解決實際問題的能力，有助于實現培養學生創新意識和工程能力的教學目標。此外，該課程涵蓋材料科學、巖土工程、工程力學和管理科學等多門學科，概念眾多且內容龐雜，但授課學時卻十分有限，這給教師教學和學生學習帶來了不小的困難。

基于提升學生工程能力的教學目標，并結合路基路面工程課程教學現狀，本文擬從優化授課內容、豐富教學方法、提升教師的工程實踐能力、改革考核評價方式和堅持持續改進等方面入手進行教改探索，在保證學生熟悉掌握專業理論知識的基礎上，強調對學生創新意識和工程能力的培養。

一、工程能力培養要求

工程教育專業認證考核的重點是“教育成果”，即關注學生通過學習能夠具備哪些能力，是否滿足社會發展需要。因此，工程教育專業認證除了要求畢業生掌握扎實的理論知識、培養良好的工程素養、擁有基本的通用能力以外，還必須具備適應職業發展的工程能力[4]。

工程能力主要包括兩個方面，即工程實踐能力和工程創新能力。工程實踐能力即把數學、自然科學和工程科學的基本原理應用于實際工程，并能運用現代工具解決復雜工程問題的能力。對于交通土建工程方向的學生而言，工程實踐能力主要是指滿足路橋工程管理、設計、施工、監理等崗位要求的工作能力。工程創新能力則是在實踐活動中靈活運用所學知識和技能，通過發現和分析問題，提出解決問題的新思路，獲得創新性成果的能力。交通土建類專業人才通過工程創新能力的培養，可以實現新技術、新方法、新工藝的發展。工程能力的這兩個方面是循序漸進的關系，只有掌握了扎實的專業理論知識和工程實踐能力，才有可能發揮出創新能力[5-6]。因此，工程教育專業認證首先要求學生具備的是工程實踐能力，在此基礎上強調對學生創新意識和創新思維的培養，使其能在后續的職業生涯中通過自主學習和實踐活動的深入逐漸提升工程創新能力。

對照以上要求，學生通過對路基路面工程課程的學習和考核應該具備以下工程能力：（1）在全面掌握該領域基本理論和基礎知識的前提下，具備較好的路基路面工程設計、識讀圖紙、施工組織等實踐操作的能力。（2）能夠運用路基路面工程的基本原理和方法對該領域復雜的工程問題進行分析，并通過信息綜合得到合理的結論。

二、路基路面工程課程教學現狀分析

以工程能力培養為導向的課程教學在要求學生掌握理論知識的前提下重視對其工程素養、創新意識和工程能力的培養，但是路基路面工程課程傳統的授課模式并未充分重視這一問題。

首先，從授課內容來看，教師通常都是以教材為基礎開展教學，而現有教材的內容大都以理論知識為主，工程案例較少，特別缺乏針對實際工程復雜問題進行綜合分析的教學案例，有時還存在內容陳舊、與最新規范不匹配的情況。因此僅僅依據教材進行授課，肯定不利于學生工程實踐能力的培養和提升。另外，路基路面工程課程具有理論性和綜合性強的特點，內容多且涉及面廣，還有不少復雜的理論公式推導過程。在這種情況下，教師授課時如果對所有涉及內容面面俱到、均勻發力，學時可能會不夠用，也無法達到培養學生創新意識和工程能力的教學目的。

其次，該課程的課堂教學還是采用傳統的教學模式，即以教師為主體單方面進行講授，學生通常只能被動地接受，師生間的溝通和交流較少，缺乏驅動式、啟發式等的有效教學方法，以相對呆板的“PPT+板書”教學手段為主，教學效果不太理想，學生的學習興趣不濃，不利于學生創新意識與工程能力的培養。

再次，目前揚州大學路基路面工程課程教學團隊共有教師7人，其中教授2人，副教授2人，講師3人，除1人是碩士畢業外其他均擁有博士學歷。雖然教師的學歷層次較高，但是部分教師沒有在施工單位工作的經歷，特別是近幾年入職的新教師，基本上都是從高校畢業便直接從事教學工作，其工程實踐能力較為欠缺。

最后，該課程主要采用傳統的閉卷考試方式對學生學習情況進行考核，其評價形式較為單一。課程的概念性內容比較多，且考題也大都是有標準答案的客觀題，許多學生雖然還沒有完全理解這些理論知識，但是為了應付考試臨時抱佛腳，一番死記硬背之后有時也能取得不錯的成績。這種評價方式顯然不能真實反映學生對課程內容的掌握情況，更不利于培養和提升學生的工程能力。

三、工程能力培養目標下的路基路面工程課程教改措施

從路基路面工程課程的教學現狀來看，其教學環節尚有不少不利于學生工程能力培養的地方。另外，交通土建工程專業方向學生對該課程的學習情況在其從事路橋工程管理、設計、施工、監理等相關工作時通常起著至關重要的作用。因此，有必要對相關的教學環節進行改革，使學生能更好地掌握相關專業知識并培養學生解決復雜工程問題的能力。

筆者在對與本課程相關的教改資料進行收集整理的基礎上，結合揚州大學建筑科學與工程學院所做的畢業生與用人單位反饋信息的總結分析制定了以下教改措施。

（一）優化授課內容

考慮到目前大多數教材在適應新的教學要求方面都存在一些不足，教師在開展教學時必須對授課內容進行優化。由于工程能力的培養與學生對工程實踐的參與密不可分，因此授課內容應以理論知識與工程應用充分結合為重點，針對實際工程中所需解決復雜問題的情況，可以將其設計成典型教學案例供學生參考和分析，以鍛煉他們的綜合分析能力。

授課內容還應及時反映近年來本領域專業發展的最新成果，特別是一些在實際工程中應用效果良好的新技術、新材料;而對于實用性不強的內容則應做適當刪減，只將其作為學有余力學生的自主學習資料。例如，可將瀝青混合料的力學模型、溫克勒地基板的應力分析等內容進行適當弱化。另外，本課程的教學重點在于路基路面設計理論在工程實踐中的應用，不僅要使學生在課堂上能夠學習到基本的理論知識，更為重要的是使其專業工程能力得到培養。因此，教師授課時對于路面力學分析中的一些計算公式的復雜推導過程可以只進行簡單解釋，而把重點放在讓學生學會如何應用理論知識解決復雜工程問題上。例如，在講授水泥混凝土路面應力分析時，應重點介紹彈性地基板理論在水泥混凝土路面應力分析中的應用方法和步驟，而省略其計算方程的煩瑣推導過程。

（二）豐富教學方法

為了有效克服本課程傳統教學存在的弊端，筆者根據工程教育專業認證理念，采用驅動式、案例式和啟發式等的新型教學方法，充分調動學生的學習積極性，突出學生學習主體地位，營造激發學生創造性的課堂氛圍，從而促進學生個性的發展和工程能力的培養。

驅動式教學法即任務驅動教學法，其教學過程大概是這樣的：教師首先圍繞某一任務或問題設定應用場景并提供必要的信息，之后學生在教師指導下進行分析和研究，在此基礎上提出解決方案，最終完成任務。例如，在講授路基的干濕類型時，可以從季凍區路基病害入手，創設“春融翻漿如何形成和防治”的工程問題，引發學生的好奇心和求知欲。學生針對提出的問題，通過思考利用已經學到的路基水溫狀況等相關知識給予解答，可以使其綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力得到鍛煉。驅動式教學法也可以配合課程的研究性教學環節在課余時間分組展開，每組3～5名學生，合作開展資料查閱、整理、分析以及方案設計、PPT制作等工作，教師利用網絡教學系統與學生保持聯系，適時做指導，最后在課堂上就解決方案進行交流和討論。

案例式教學法通過采用與授課內容相關的典型案例，將理論知識與工程實例進行有機結合，幫助學生更好地理解所學知識。例如，本課程以某實際道路工程瀝青路面的拌和、攤鋪與碾壓過程為案例介紹瀝青路面的施工要求，把枯燥的原則及要求具體化，使學生更容易理解。教師授課時可合理引入典型案例，組織學生開展討論，調動他們的學習積極性，在案例分析與討論過程中使學生解決復雜工程問題的能力得到鍛煉。另外，也可以與專業實踐基地合作開展案例教學，比如，結合課程內容，以合作單位在建項目為案例，組織學生到施工工地參觀和實習，以加深其對所學知識的掌握程度。

啟發式教學法是以啟發誘導方法引導學生進行有意識的思維探索活動，從而開展課程教學。例如，路基路面工程課程內容龐雜，相關設計理論理解難度較大，特別是還存在一些理論和實踐結合困難的情況，倘若仍然采用以教師為主體“滿堂灌”的傳統教學方法，學生的學習積極性會嚴重受挫，極大地影響教學效果。啟發式教學以學生為主體，引導學生在教師啟發下變被動接受知識為主動參與教學活動，充分激發學生的學習興趣，鼓勵學生進行深入思考，進而培養其主動發現、分析和解決問題的意識和能力。

以上教學方法在揚州大學路基路面工程課程的教學改革中已開始應用，并在進一步完善中，這為學生工程能力的培養和教學質量的提高奠定了基礎。

（三）提升教師的工程實踐能力

教師隊伍建設歷來是課程建設的一個重要環節。對學生傳授知識、培養學生工程能力的過程，離不開教師的悉心指導。如果教師自身工程實踐能力欠缺，學生工程能力的培養通常也無法達到預期目標，因此，教師工程實踐能力的強弱將對學生工程能力的培養質量具有決定性的影響。由于道路工程技術更新較快，若要跟上時代發展的步伐，培養出符合社會需求的應用復合型高級人才，就需要教師不斷提升自己的專業水平和工程實踐能力。

為了解決這一問題，揚州大學路基路面工程課程的任課教師大都利用課余時間，通過產學研合作等方式，親身參與到設計、施工和管理單位的工程實踐中鍛煉學習，從而深化了自身的專業理論知識，豐富了自身的工程實踐經驗，并且在參與工程實踐的過程中進一步了解了行業新動態，掌握了行業新技術。隨著自身工程實踐能力的提升，教師可以將實際工程項目案例引入教學中，豐富授課內容，拓寬學生視野，從而更好地為培養學生的工程能力和工程素養服務。

（四）改革考核評價方式

路基路面工程課程教學改革基于工程教育專業認證理念，以培養學生工程能力為目標，還需要對課程考核評價方式進行改革。只有構建與工程能力培養相配套的考核評價體系，才能不斷激發學生的學習動力，以達到激勵學生長期保持學習興趣的目的。

路基路面工程課程強調采用過程化、多元化的考核評價方式，對學生學習過程和學習結果進行全方位的考核。采用過程性考核方式的目的在于督促學生主動學習，重視學生在整個學習過程中的成長與進步，可以通過作業、小測驗、課堂提問、研究性報告等形式進行，不斷激發學生的學習動力，從而有效提高教學質量。對于學習結果的考核不應局限于閉卷考試，還可以以開放式的開卷考試、口試等多種方式來進行;不僅考查學生對理論知識的掌握情況，還對其創新意識、工程能力、團隊合作及協調能力等方面進行考核。

（五）堅持持續改進

對前一輪教學改革成果進行整理和總結，同時參考在校學生的評教結果以及畢業生、用人單位的跟蹤反饋意見，逐步建立路基路面工程課程的持續改進機制，為后續教改活動的深入開展打下基礎。

四、結語

本文在工程教育專業認證的背景下，圍繞學生工程能力培養的內涵和要求，結合路基路面工程課程的教學現狀，從優化授課內容、豐富教學方法、提升教師的工程實踐能力、改革考核評價方式和堅持持續改進等方面入手，對該課程的相關教學環節進行改革探索，有助于培養學生的工程素養、創新意識、綜合分析解決復雜工程問題的能力，從而實現提升學生工程能力和創新能力的培養目標。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 周應國，孫小梅.高等工程教育人才培養質量評價體系構建：國際專業認證背景下的思考[J].大學教育，2019（5）：144-147.

[2] 周珂，趙志毅，李虹.“學科交叉、產教融合”工程能力培養模式探索[J].高等工程教育研究，2019（3）：33-39.

[3] 李靜，牛文杰，曹清園，等.以工程能力為導向的制圖教學設計與實踐[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2018（4）：75-80.

[4] 楊秀萍，郭津津，胡文華，等.機械電子工程專業本科生工程能力的培養與實踐[J].中國現代教育裝備，2019（11）：75-77.

[5] 宗永臣，呂光東，金建立，等.基于新工科工程能力的“畫法幾何及土木工程制圖”實踐環節構建探討：以西藏農牧學院為例[J].教書育人（高教論壇），2019（3）：106-107.

[6] 劉立柱，湯卉，康福偉，等.OBE理念下材料專業本科生工程實踐能力培養創新[J].高教學刊，2019（10）：36-38.

[責任編輯：龐丹丹]