成果導向教育理念下“鋼結構基本原理”課程教學改革與實踐

王展光，蔡萍，邵建華，李紅明，汪洋，黃婧

（1 凱里學院 建筑工程學院，貴州凱里 556011；2 江蘇科技大學 土木工程與建筑學院，江蘇鎮江 212100）

0 引言

我國工科課程在人才培養上具有重理論、輕實踐的傳統，新時期盡管工科專業增設了形式多樣的實踐培養環節，但存在重形式、走過場的通病，并不能完全滿足工科類專業畢業學生的專業技能和動手實踐的能力需求。另一方面，近二十年來，我國高校學生學習上的自覺意識和自主能力急劇下降，令人擔憂。 因此有必要基于成果導向理念進行工科課程教學模式改革，以學生為主體，構建自主學習的機制，培養學生的主動學習習慣，注重學生的實際學習效果和產出成果，進一步改進教學方法，提高教學質量。

《鋼結構基本原理》是土建類專業的一門專業核心課程，是研究鋼結構工作性能及設計的一門工程技術型課程， 在土木工程人才培養中起著非常重要的作用。 但由于鋼結構課程對數學和力學能力要求高，課程難度大，傳統教學難以激發學生積極性，導致學生對鋼結構知識掌握較差，難以達到行業對課程的要求。在新的發展背景下，為了適應社會對鋼結構人才的需求，應引入新的教學理念和方法對鋼結構課程的教學內容、教學方法進行改革，以培養具有扎實理論知識和工程實踐能力的專業人才[1—8]。

1 鋼結構基本原理教學現狀及存在問題

《鋼結構基本原理》課程內容豐富，通過課程學習使學生具備選用結構鋼材、基本構件和連接的能力，為以后解決復雜的鋼結構設計，從事鋼結構制作與安裝等工作打下必要的基礎，基本達到注冊結構工程師的鋼結構基礎知識能力要求。傳統的《鋼結構基本原理》設計在課程教學內容、教學方法、考核及評價等方面還不盡人意，難以完全滿足課程目標要求，主要存在以下三個方面問題。

1.1 教學方式缺乏針對性

鋼結構課程具有明顯的“三多三難”特點，即“內容多、公式多、構造多”“理解難、做題難、應用難”，而地方性應用型本科院校學生基礎差，特別是對數學和力學知識掌握不夠，教師講解過程時常先入為主地引導，按照自身的理解介紹課程內容，忽略學生的感悟體驗，導致課堂教學效果并不是特別好。 鋼結構屬于實踐性很強的課程，學生對鋼結構中鋼構件加工與制作過程缺乏直觀體驗，難以掌握鋼結構課程的內核；同時面對不斷壓縮的課內學時要求，教師通常選擇快速跳過很多講解，導致課堂氛圍沉悶，難以激活應用創新型人才活力。

1.2 課程考核和評價方式單一

傳統鋼結構課程考核方式一般以閉卷考試為主，主要考查學生的做題和對課程知識的記憶能力， 忽視對學生的學習能力、思維能力、應用能力、創新能力的培養，抑制了應用創新型人才思維的發展。 同時任課教師在編制試卷的時候，受限于考試時間和試卷體量，會選取教學大綱中最重要、最具代表性的知識點，導致學生對課程知識體系的掌握不夠全面。 同時，課程考核以考試成績作為學生學習效果的單一評價標準，這種錯位的評價標準導致學生只追求分數，注重考試內容的記憶，而不在意知識的理解與再創新。

1.3 缺乏實踐環節

我國傳統工程教育“重理論、輕實踐”的狀況導致學生解決工程問題的能力欠缺，在《鋼結構基本原理》傳統課堂教學中，這一問題表現得尤為明顯。 課程對基本知識點的講解占較大比例，學生們大多為了考試而只進行理論的學習，更多偏重于對基本知識點的吸收，缺乏對鋼結構實踐環節的體驗，以及相關軟件的操作鍛煉，導致學生具有鋼結構計算能力，卻不具備繪制能力，也難以弄清細部構造，這點在課程設計環節體現得尤為明顯，難以支撐起對應用創新型人才的培養要求。

針對《鋼結構基本原理》課程教學存在的問題，在課程教學中引入OBE 教學理念，逐步轉變傳統的考試方式，按照學生不同的學習掌握方式，進而采用不同的考核方法，將學生掌握的知識轉換為實際經驗。 從學生培養目標入手，反向設計課程教學大綱和課程考核程序。 根據學生的個性化需求，進行有針對性的考核，從而更好地激發學生的學習潛力，建立一個多元化、全過程、重分析的課程評價體系，以培養適應社會主義現代化建設需要、具有工程專業知識基礎和能夠解決土木工程領域實際工程問題的土建類專業應用型人才。

2 成果導向教育（OBE）的課程改革理念

成果導向教育（OBE）是以學生為中心, 以成果為導向的教學模式。 基于成果導向理念，《鋼結構基本原理》課程教學圍繞專業培養目標，以學生的實踐創新能力培養為成果產出，對教學內容、教學方法、教學資源及課程考核方式等進行反向設計，實現課程教學改革的創新與實踐[9]。

在OBE 理念下，以《鋼結構基本原理》課程內容為中心的課程設置改為以學生實際產出需要為導向的課程設置。 課程教學體系強化實踐教學環節，著重創新構建以實踐為主的教學模式。 教學方式的重構以實踐創新能力的培養為導向， 以學生為中心，變教師“主講”為學生“主演”，培養學生學習興趣。 發揮課程考核的激勵作用、導向作用和反饋作用，優化課程考核模式，采用多元評價方式建立有效的激勵機制和成績分析機制等，以提高應用型高校學生的動手實踐能力。

2.1 基于學習成果產出全過程評價方式的構建

由傳統的知識本位評價觀轉變為能力取向的評價觀，這是高等教育大眾化形勢下多元化教學的客觀需要，更是地方本科院校專業人才培養目標的應有內涵。基于學習成果產出全過程評價方式的構建更關注學生掌握知識、技能的過程和方法，以及學生學習過程中情感態度和價值觀念的形成情況， 這具體需要四個轉變：一是以教師為中心的傳統評價模式，向以教師、學生為多主體的方向轉變；二是以終結性評價為主導，向以過程性評價為主，終結性評價為輔轉變；三是以課堂理論評價為主，向理論與實踐并重，理論為實踐服務轉變；四是以培養專業人才為導向，向培養具有一定發展潛力的應用技術型人才轉變。

2.2 基于學習成果產出課程教學內容的反向設計

基于成果導向教育理念，反向設計《鋼結構基本原理》的課堂教學內容。通過理論講授、案例教學、模型制作、上機實驗、自主學習、交流研討等教學活動，強化實踐教學環節，著重創新構建以實踐為主的教學模式，建立“教→學→考→評”的良性循環，使學生具備運用基本知識解決復雜工程設計中相關問題的能力。

2.3 基于學習成果產出課程教學方式的重構

課程教學圍繞專業培養目標，以學生的實踐創新能力培養為成果產出，對當前教學內容、教學方式、課程考核等重要教學環節進行重構與實踐。 教學方式的重構以實踐創新能力的培養為導向，體現以學生為中心的理念，變教師“主講”為學生“主演”，減少教師講課時數，通過翻轉課堂、討論式教學、案例教學、慕課等教學手段，促使學生掌握經典理論、接觸專業前沿，從而激發學生創新能力培養的內生動力。

3 基于成果導向教育(OBE)理念的“鋼結構基本原理”課程教學改革實踐

將OBE 教育理念引入《鋼結構基本原理》課程教學過程，在繼承傳統教學模式的基礎上，對鋼結構課程的設計進行改革。 以成果為導向，以實際項目為內容，以學生的成果產出為主線，基于學科前沿和科研成果，通過虛實結合、強化實踐教學、加強學術交流、革新課程考核評價方法等改革措施進行正向實施。

基于成果導向，進行土建類專業《鋼結構基本原理》課程教學方法改革與評價機制研究的具體思路如圖1 所示。

圖1 課程教學方法與評價機制改革思路

3.1 以學生成果產出為導向，重構與實踐課程教學體系

傳統的“培養目標→教學大綱→授課計劃→教學實施”的正向設計方法，教育結果一般很難滿足實際需求。 為了適應我國高等教育的跨越式發展，鋼結構課程基于OBE 理念，以學生實踐創新能力的教學成果為導向，即反向設計、正向實施，保證教學結果與需求的一致性。

《鋼結構基本原理》的課程教學體系強化實踐教學環節，著重創新構建以實踐為主的教學模式，如圖2 所示，具體內容包括課堂講授、課下作業、模型制作、虛擬仿真模擬等，創新課程的教學模式、教學內容和教學方法。 課內與課外相結合，豐富學生的課外生活，將學習的理念注入學生的日常生活點滴中，培養學生的興趣[10—11]。

圖2 課程教學模式示意圖

3.2 以培養主動習慣為核心， 構建少教多學的自主學習機制與平臺

從機制上引導學生自主學習，從平臺上為學生的自主學習提供條件。 重點在于教師除了闡明基本的理論原理外，需更多關注實踐項目、課外大作業的前期設計和幕后指導。 課堂內、實驗室、實訓中心等看到的更多是學生以團隊的方式進行實踐，如圖3 所示。

圖3 構建自主學習機制與平臺

3.3 以實踐能力和創新意識為目標， 創建虛實結合的鋼結構實踐教學體系

土建類專業課程對實踐能力、工程素養要求高，學生沒有基本的感性認識，難以聽懂教師的講課內容。 因此，開展虛實結合的仿真實踐教學，從課堂理論知識講解到施工現場實踐，從虛擬仿真實驗分析到學生手工模型制作， 再回歸課堂知識理論深化，一條線進行研究并踐行， 進一步探索一種新型有效的實踐培養模式。

課程將建設虛擬仿真系統，構建虛實結合的實驗實踐教學體系。 課堂教學中，教師用實體教學模型結合自行開發的仿真系統闡述結構的構成原理及節點構造，增強學生的感性認識。 課程考核方式為平常的大作品，包括模型制作、3D 仿真及軟件分析。 課內實驗學生按組進行，每組完成不同參數的加載實驗并通過軟件進行力學分析，虛實比對。 第二課堂中的模型加載競賽，首先通過專業軟件設計優化模型，然后現場制作、現場加載測試，達到實際工程的效果。

在虛實結合的實踐體系中， 教師需要完成實訓命題設計、計劃制定、過程把控與技術指導、成果評判等，學生則需通過鋼結構網絡平臺等各類途徑查閱資料，掌握軟件分析、模型制作、3D 模型繪制、結果分析等內容，實踐項目遵循團隊作戰、分工協作的原則。

3.4 以持續改進為手段，建立閉環的課程質量評價機制

課程建立三種途徑、五種方法、七個方面的多途徑、多層次的評價機制，使評價途徑更加全面，評價方法更加豐富，評價內容更有針對性，且評價結果可被用于課程的持續改進，以促進課程教學質量的不斷提升，課程教學目標的達成。

每年匯總各方課程評價意見，并對意見進行逐條梳理，形成課程持續改進意見單。 教學團隊根據意見單采取針對性的改進措施，課程負責人負責課程意見的改進和落實，使課程質量管理形成閉環，有效優化資源建設，提升教學質量。 課程持續改進的教學質量評價機制如圖4 所示。

圖4 課程持續改進的教學質量評價機制

4 結語

結合應用型本科課程《鋼結構基本原理》現狀，基于成果導向理念對課程教學模式重構與實踐，構建以三種途徑、五種方法、七個方面的多途徑、多層次的評價機制為核心，并持續改進的課程教學考核評價體系。 在教學中，以工程素養為核心，少教多學，以培養學生終身學習的能力為目標， 進一步提升課程教學質量，為培養符合工程教育要求、適應社會經濟發展，具備良好工程知識、問題分析與解決能力的工程人才作出貢獻。