基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程教育中的應(yīng)用

甄恩澤

摘?要：以工程力學(xué)課程為例，探討了基于OBE（Outcome-Based?Education）理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程教育中的應(yīng)用。介紹了基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法的基本概念和教學(xué)原則，通過實(shí)際案例分析，闡述了在工程力學(xué)課程中如何應(yīng)用該教學(xué)法，包括問題設(shè)計、教學(xué)組織和評估方法等方面的實(shí)施策略，探討了在實(shí)施過程中可能面臨的挑戰(zhàn)，提出了應(yīng)對策略，總結(jié)了基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和啟示，希望對工程教育中力學(xué)課程的教學(xué)有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：OBE理念；問題導(dǎo)向教學(xué)法；工程教育；工程力學(xué)；課程改革

中圖分類號：TB?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.21.090

0?引言

隨著社會的快速發(fā)展和工程行業(yè)對從業(yè)人員專項(xiàng)技能的需求提升，工程教育的育人要求也要為適應(yīng)科技發(fā)展、產(chǎn)業(yè)革新做出一定調(diào)整。傳統(tǒng)的教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、團(tuán)隊合作能力和自主學(xué)習(xí)能力方面存在一定欠缺。以工程力學(xué)為例，在建筑類專業(yè)本科教學(xué)大綱中，工程力學(xué)通常作為建筑學(xué)、工程造價、城鄉(xiāng)規(guī)劃等專業(yè)的必修課，并且在課程中占有重要地位，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往以傳授理論知識為主，缺乏實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生的興趣和參與度較低，難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力，無法滿足現(xiàn)代工程教育的需求，因此探索一種既能滿足工程教育需求，又可有效培養(yǎng)工程人才教學(xué)方法。

1?工程力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

工程力學(xué)作為建筑類專業(yè)的必修課程，教學(xué)過程中存在一些普遍問題，①學(xué)科跨度大，該課程是多門力學(xué)的融合的科目，學(xué)生在學(xué)習(xí)時需要掌握理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等內(nèi)容，不同專業(yè)的學(xué)生對力學(xué)的理解和掌握程度存在差異，導(dǎo)致教學(xué)難度加大。②抽象性強(qiáng)，工程力學(xué)涉及到許多抽象的概念和理論，如力的分解、受力分析、力的平衡等。這些抽象的概念對于學(xué)生來說難以理解，需要耗費(fèi)較多的時間和精力。③缺乏實(shí)際應(yīng)用，在傳統(tǒng)的工程力學(xué)教學(xué)中，往往只注重理論知識的傳授，而缺乏實(shí)際應(yīng)用的講解和案例分析，導(dǎo)致學(xué)生對力學(xué)的應(yīng)用能力和實(shí)際問題解決能力較為欠缺。④學(xué)習(xí)興趣不高，由于課程的理論性較強(qiáng)，學(xué)生對于這門課程的學(xué)習(xí)興趣不高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。⑤缺乏互動性，傳統(tǒng)教學(xué)往往以教師講授為主，學(xué)生被動接受知識，缺乏互動性。學(xué)生很難在課堂上進(jìn)行積極的討論和互動，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度低。

2?如何在工程力學(xué)教學(xué)中應(yīng)用基于?OBE?理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法？

OBE（Outcome-Based?Education）理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊合作能力。問題導(dǎo)向教學(xué)法強(qiáng)調(diào)將學(xué)生置于問題情境中，通過解決實(shí)際問題來促使學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊合作和實(shí)踐應(yīng)用，提升學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用、創(chuàng)新、解決復(fù)雜問題的能力，將問題導(dǎo)向教學(xué)法基于OBE理念進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計，有望提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和職業(yè)素養(yǎng)，滿足現(xiàn)代工程教育的需求。

2.1?問題導(dǎo)向教學(xué)法的特點(diǎn)

問題導(dǎo)向法是一種基于學(xué)生主體性和實(shí)際問題的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和問題解決能力的培養(yǎng)。教師通過設(shè)計具有現(xiàn)實(shí)意義的問題情境，將學(xué)生引入實(shí)際問題領(lǐng)域，使學(xué)生能夠從問題中學(xué)習(xí)，通過解決問題來構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。學(xué)生在問題導(dǎo)向教學(xué)中扮演主導(dǎo)角色，教師更多地?fù)?dān)任引導(dǎo)者和輔助者的角色，激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究、自主解決問題。同時教學(xué)過程中結(jié)合實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐活動，鼓勵學(xué)生通過團(tuán)隊合作的方式解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、溝通能力和協(xié)作能力，幫助學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題解決中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和解決復(fù)雜問題的能力，問題導(dǎo)向教學(xué)法特點(diǎn)，如圖1所示。

問題教學(xué)法與工程力學(xué)教學(xué)具有很好的匹配和契合性?？蓪⒐こ塘W(xué)教學(xué)以問題導(dǎo)向的方式圍繞解決實(shí)際問題展開，例如通過分析力學(xué)原理來解釋和預(yù)測建筑結(jié)構(gòu)受載后的力學(xué)行為及響應(yīng)，將抽象的概念和理論與實(shí)際情境相結(jié)合，提升課程講解過程中的趣味及應(yīng)用性。

2.2?基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在現(xiàn)有的問題導(dǎo)向法的基礎(chǔ)上以?OBE（Outcome-Based?Education）理念為基礎(chǔ)構(gòu)建OBE特色問題導(dǎo)向教學(xué)法體系，通過設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和實(shí)際應(yīng)用性的問題，結(jié)合多種形式的評價方式，促使學(xué)生在解決問題的過程中實(shí)現(xiàn)對力學(xué)知識的理解和掌握。

（1）在教學(xué)設(shè)計之前，教師明確具體學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時將教學(xué)目標(biāo)與問題情境相結(jié)合，使學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中能夠掌握知識。例如，可通過設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)荷載計算問題，使學(xué)生具備對實(shí)際桿件進(jìn)行靜力分析、材料的力學(xué)性能評估的能力。

（2）設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和實(shí)際應(yīng)用性的問題，激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)造力，促使他們主動地運(yùn)用所學(xué)知識和技能來解決問題。這些問題可以來自學(xué)生日常生活情境，將學(xué)生置身于實(shí)際問題中，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

（3）結(jié)合實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供必要的學(xué)習(xí)資源，包括參考資料、互聯(lián)網(wǎng)資源等，通過學(xué)生自主探究、獨(dú)立思考和合作學(xué)習(xí)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊合作能力。例如，學(xué)生可以在團(tuán)隊中合作完成橋梁設(shè)計和分析任務(wù)，包括結(jié)構(gòu)荷載分析、靜力和動力分析等，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和實(shí)際問題解決能力。

（4）在教學(xué)過程中時刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時反思和調(diào)整教學(xué)策略。根據(jù)學(xué)生的反饋和表現(xiàn)，進(jìn)行必要的調(diào)整和改進(jìn)，以不斷提高教學(xué)效果。結(jié)合口頭報告、書面報告、實(shí)際操作、小組展示等多樣化的評價方式，對學(xué)生在團(tuán)隊合作中的表現(xiàn)、實(shí)踐應(yīng)用中的成果以及期末項(xiàng)目的評估來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

（5）鼓勵學(xué)生在課外進(jìn)行創(chuàng)新和拓展，探索更復(fù)雜和實(shí)際的工程問題，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，提升其學(xué)習(xí)能力和自主學(xué)習(xí)能力，確保在工程力學(xué)課程學(xué)習(xí)之后學(xué)生能夠持續(xù)不斷地進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升?；贠BE理念形成的問題導(dǎo)向教學(xué)法體系，如圖2所示。

可以看出基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)教學(xué)中更注重學(xué)生的實(shí)際操作和實(shí)踐能力培養(yǎng)，能夠促使學(xué)生在問題解決、實(shí)踐應(yīng)用、團(tuán)隊合作、學(xué)習(xí)興趣和終身學(xué)習(xí)能力等方面獲得益處，為未來職業(yè)發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3?案例分析

基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決問題能力的培養(yǎng)，通過引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際工程問題中探索和解決問題，更好地理解和掌握相應(yīng)的理論知識，現(xiàn)以工程力學(xué)課程教學(xué)為例，解析其教學(xué)過程設(shè)計。

首先，針對教學(xué)目標(biāo)設(shè)計對應(yīng)的問題情境，如建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析、力學(xué)模型應(yīng)用、結(jié)構(gòu)安全性評估等，這些情境可以涉及實(shí)際工程案例或模擬的實(shí)際問題。課堂講授過程中讓學(xué)生以小組或個人的形式，通過自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和合作探討，提出問題，并根據(jù)已學(xué)的力學(xué)理論知識進(jìn)行分析和解決。結(jié)合實(shí)際的工程實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)測試、力學(xué)模型構(gòu)建，從工程實(shí)踐中獲取數(shù)據(jù)、分析問題，提出解決方案，并分享和討論自己的解決方案，從不同角度和方法中獲取反饋和改進(jìn)自己的解決方案，在這個過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和溝通能力，這樣的實(shí)踐可以培養(yǎng)他們的實(shí)際應(yīng)用能力和解決問題的能力。課后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價和反思，對自己的學(xué)習(xí)過程和解決問題的方法進(jìn)行總結(jié)和評價，識別自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，并制定改進(jìn)計劃，幫助學(xué)生深刻理解自己的學(xué)習(xí)情況，提高學(xué)習(xí)自覺性和自我驅(qū)動能力，形成終身學(xué)習(xí)習(xí)慣。新舊教學(xué)法的特點(diǎn)對比，見表1。

基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)課程中教學(xué)中與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和實(shí)踐性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、團(tuán)隊合作能力和自我驅(qū)動能力，有效地提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量。但基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)教育中也存在一些潛在挑戰(zhàn)，該教學(xué)法需要教師具備較高的教學(xué)設(shè)計和組織能力，同時，對學(xué)生的自主性和合作能力提出了較高要求，在課程安排和時間管理上可能較為復(fù)雜，如果教師缺乏相關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和能力，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力，可能會導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，為保障基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法在工程力學(xué)教育中的實(shí)施效果，教師可以參加專業(yè)培訓(xùn)，靈活運(yùn)用問題情境和任務(wù)，合理安排課程和管理時間，確保新方法的使用對工程力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)較大的躍升。

4?結(jié)束語

總的來說，工程力學(xué)課程采用基于OBE理念的問題導(dǎo)向教學(xué)法能夠使學(xué)生更好地掌握和應(yīng)用力學(xué)知識，為未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實(shí)基礎(chǔ)。該教學(xué)法在實(shí)施過程中也面臨挑戰(zhàn)，需要較多的師資力量和教學(xué)資源支持，這就要求教師在應(yīng)用該教學(xué)法時，需要進(jìn)行充分的教學(xué)設(shè)計和指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠充分受益于這種教學(xué)方法。

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