OBE理念下融入PBL模式的“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革

摘"要：“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程是一門實(shí)踐導(dǎo)向的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的課堂講授教學(xué)模式往往難以有效跨越理論與實(shí)踐之間的鴻溝。在此背景下，融合OBE理念與PBL教學(xué)法，構(gòu)建了涵蓋知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、價(jià)值目標(biāo)的多層次課程教學(xué)目標(biāo)體系，提出了“課—練—踐—設(shè)”多維貫通式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)際工程問題展開學(xué)習(xí)。最后，緊密圍繞課程目標(biāo)體系，構(gòu)建了一套全方位多維度的考核評價(jià)體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。所探索的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了課程理論知識與工程實(shí)踐的深度融合，對培養(yǎng)出能夠適應(yīng)裝配式建筑行業(yè)快速發(fā)展的創(chuàng)新實(shí)踐型人才具有重要價(jià)值。

關(guān)鍵詞：OBE理念；PBL模式；混合教學(xué)模式；裝配式建筑；教學(xué)改革

近年來，隨著我國建筑領(lǐng)域步入工業(yè)化轉(zhuǎn)型與升級的嶄新階段，裝配式建筑以生產(chǎn)效率高、環(huán)境友好、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，成為推動建筑工業(yè)化轉(zhuǎn)型不可或缺的力量。自2016年國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》以來，裝配式建筑發(fā)展勢頭迅猛。在工業(yè)化轉(zhuǎn)型和新工科背景下，培養(yǎng)出能夠緊跟未來建筑行業(yè)發(fā)展趨勢、具備實(shí)踐創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的復(fù)合型人才，已成為當(dāng)前土木工程本科課程建設(shè)的核心要務(wù)［12］。為此，筆者所在院系開設(shè)了“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程，并在教學(xué)實(shí)踐中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。然而，“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程作為一門實(shí)踐導(dǎo)向的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的課堂講授教學(xué)模式雖然在理論知識的傳授上取得了一定成效，但往往難以有效跨越理論與實(shí)踐之間的鴻溝。因此，有必要探索更為高效、實(shí)用的課程教學(xué)方法。

OBE理念（Outcome"based"education）由美國教育學(xué)家Spady首倡，是一種以成果為導(dǎo)向、學(xué)生為中心的課程體系建設(shè)理念，強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生最后取得的學(xué)習(xí)成果，這種教學(xué)理念在高等教育課程建設(shè)中已有所應(yīng)用，并取得了顯著的成績［34］。PBL（Problem"based"learning）則強(qiáng)調(diào)以問題為核心驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生圍繞具體工程問題進(jìn)行思考討論，加強(qiáng)理論知識與工程實(shí)踐的聯(lián)系，這種教學(xué)理念與實(shí)踐型課程的要求高度契合［56］。將OBE理念與PBL教學(xué)法有機(jī)融合［7］，不僅能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，更能有效促進(jìn)學(xué)生將理論知識與工程實(shí)踐相結(jié)合，提升其解決工程實(shí)際問題的能力。本文正是基于這一理念，對裝配式建筑設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了教學(xué)改革探索，旨在實(shí)現(xiàn)課程理論知識與工程實(shí)踐的深度融合，從而培養(yǎng)出能夠適應(yīng)裝配式建筑行業(yè)快速發(fā)展的創(chuàng)新實(shí)踐型人才。

一、OBE+PBL混合教學(xué)模式

OBE是以學(xué)習(xí)成果為核心驅(qū)動的逆向教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向”，要求課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)評價(jià)都緊密圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)成果展開，配合多元化的考核指標(biāo)體系，確保學(xué)生能夠達(dá)成既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。PBL則是以問題為核心驅(qū)動的教學(xué)模式，讓學(xué)生圍繞實(shí)際工程項(xiàng)目中的復(fù)雜問題或挑戰(zhàn)，通過主動探究、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)造性思考來解決問題，從而深入學(xué)習(xí)并應(yīng)用相關(guān)知識技能。

融合OBE與PBL理念，構(gòu)建“課—練—踐—設(shè)”多維貫通式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)由“內(nèi)容為本、教師中心”向“學(xué)生為本、學(xué)生中心”的轉(zhuǎn)變。首先，根據(jù)OBE理念設(shè)定明確的課程目標(biāo)，包括知識、能力和價(jià)值目標(biāo)，構(gòu)建全過程、多元素的課程考核體系；然后，利用PBL引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)際工程問題展開學(xué)習(xí)，通過解決實(shí)際工程問題掌握課程知識，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

二、學(xué)情分析與教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課程背景及特點(diǎn)

裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有生產(chǎn)效率高、環(huán)境友好、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，是我國建筑工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級的必經(jīng)之路，預(yù)計(jì)至2025年，裝配式建筑面積將占新建建筑的30%以上，展現(xiàn)出強(qiáng)大的市場潛力和廣闊的發(fā)展前景。在此背景下，為緊跟時代步伐，培養(yǎng)適應(yīng)未來建筑行業(yè)需求的復(fù)合型人才，筆者所在院系于2021年開設(shè)了“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程，該課程涵蓋裝配式結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、生產(chǎn)施工、質(zhì)量控制等教學(xué)內(nèi)容［8］。此外，還配套開設(shè)了BIM“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程，讓學(xué)生掌握在智能建造時代背景下至關(guān)重要的BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、管理等多環(huán)節(jié)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，提升學(xué)生的綜合競爭力［910］。該課程綜合性較強(qiáng)，涉及了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、施工技術(shù)、BIM建模等內(nèi)容，對學(xué)生靈活應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際工程問題的要求較高，是一門高度實(shí)踐導(dǎo)向的課程。

（二）學(xué)情分析

該課程為面向土木工程專業(yè)三年級本科生的選修課，大部分學(xué)生具備了課程所需的結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理等專業(yè)基礎(chǔ)知識。學(xué)生的選課動機(jī)明確，體現(xiàn)了對專業(yè)知識拓寬與技能提升的渴望，但部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出一定的依賴性，缺乏主動探索與深入鉆研的動力，傾向于被動接受知識的灌輸。此外，學(xué)生在理論知識的掌握上雖有所成，但往往難以跨越理論與實(shí)踐之間的鴻溝，工程認(rèn)知能力尚顯不足，理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐能力亟待加強(qiáng)。

（三）教學(xué)現(xiàn)狀分析

裝配式建筑結(jié)構(gòu)作為一門高度實(shí)踐導(dǎo)向的學(xué)科，目前課堂教學(xué)主要采用“書齋式”模式，偏于理論知識的灌輸，涉及工程案例融入課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)較少，造成學(xué)生在關(guān)鍵領(lǐng)域如預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)選型構(gòu)造、生產(chǎn)流程管理等方面缺乏直觀感知，學(xué)生普遍反映知識點(diǎn)枯燥晦澀，難以調(diào)動學(xué)習(xí)積極性；與此同時，傳統(tǒng)的“期末考試+平時成績”的考核模式往往過于依賴標(biāo)準(zhǔn)化測試來評判學(xué)生的知識掌握程度，而忽視了對學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新思維、實(shí)踐技能及學(xué)習(xí)態(tài)度的全過程多元化考察，難以全面準(zhǔn)確評估學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況及應(yīng)用知識解決實(shí)際工程問題的能力。

三、OBE+PBL模式下課程教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）基于OBE理念的課程目標(biāo)

基于OBE理念對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)及考核方式進(jìn)行優(yōu)化重構(gòu)，突出“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識體系、技能水平、情感價(jià)值的多元化發(fā)展。為此，構(gòu)建了涵蓋知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、價(jià)值目標(biāo)的多層次教學(xué)目標(biāo)體系，以此對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行制定。

（1）知識目標(biāo)，重點(diǎn)要求學(xué)生掌握裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系分類、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其在實(shí)際工程的應(yīng)用，形成“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”理論知識結(jié)構(gòu)體系，為后續(xù)應(yīng)用理論知識解決工程問題奠定基礎(chǔ)。據(jù)此設(shè)置如下教學(xué)內(nèi)容：了解裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)典型體系及其節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)；掌握裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定、構(gòu)件拆分原則及構(gòu)造要求；掌握柱—柱及梁—柱的節(jié)點(diǎn)連接形式及構(gòu)造要求；了解預(yù)制構(gòu)件制作、施工安全及質(zhì)量控制要求。該部分教學(xué)內(nèi)容以授課、小組討論、課后作業(yè)為主，配合學(xué)生實(shí)踐調(diào)研為輔，達(dá)到理論知識與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的初衷。

（2）能力目標(biāo)，重點(diǎn)要求學(xué)生具備分析和解決復(fù)雜工程應(yīng)用問題的能力，掌握基于BIM技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)技能，據(jù)此設(shè)置如下教學(xué)內(nèi)容：具備獨(dú)立完成裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力；掌握BIM在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)；具備分析和解決裝配式建筑結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用難題的能力。該部分教學(xué)內(nèi)容以案例分析、大作業(yè)、匯報(bào)答辯展開，鼓勵學(xué)生展開實(shí)踐調(diào)研工作，挖掘裝配式建筑工程設(shè)計(jì)及施工難點(diǎn)痛點(diǎn)，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，應(yīng)用課本知識解決工程難題并進(jìn)行課題匯報(bào)，在提升學(xué)生應(yīng)用理論知識解決工程實(shí)踐問題能力的同時，也提升其團(tuán)隊(duì)協(xié)作及綜合表達(dá)能力。

（3）價(jià)值目標(biāo)，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生感知裝配式結(jié)構(gòu)體系多元魅力，直面行業(yè)“卡脖子”技術(shù)挑戰(zhàn)，并深刻理解工程安全重要性，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和大國工匠的卓越品質(zhì)。據(jù)此設(shè)置如下教學(xué)內(nèi)容：剖析裝配式結(jié)構(gòu)工程事故案例、探討裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)與痛點(diǎn)。該部分教學(xué)內(nèi)容以課堂討論為紐帶，鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，分享見解，形成思維的碰撞與融合，同時，結(jié)合實(shí)地考察、企業(yè)調(diào)研等實(shí)踐活動，讓學(xué)生親身體驗(yàn)裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀，感受技術(shù)創(chuàng)新對行業(yè)的推動作用，進(jìn)一步加深對專業(yè)知識的理解與熱愛。

（二）PBL模式下課程教學(xué)過程設(shè)計(jì)

基于PBL理念，以工程問題和項(xiàng)目為導(dǎo)向驅(qū)動授課全過程，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)形式如下圖所示的“課—練—踐—設(shè)”多維貫通式教學(xué)模式。強(qiáng)化學(xué)生主動探索與解決問題的能力，促進(jìn)理論知識向?qū)嵺`技能的有效轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力與創(chuàng)新能力。

“課—練—踐—設(shè)”貫通教學(xué)模式圖

“課”為課堂理論內(nèi)容教學(xué)。聚焦于裝配式建筑結(jié)構(gòu)的基本規(guī)定、基本要求和基本原理等理論知識，抓住理論主線進(jìn)行講授，并融入典型工程問題作為教學(xué)引子，引導(dǎo)學(xué)生帶著實(shí)際問題的視角理解理論知識，以工程問題和項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生求知欲，開拓并強(qiáng)化其高階思維能力和高效掌握課堂知識的能力。例如，在講授節(jié)點(diǎn)選型基本原理時，以工程中頻發(fā)的柱—柱漿錨連接易失效現(xiàn)象驅(qū)動教學(xué)過程，在講授完節(jié)點(diǎn)連接形式、構(gòu)造要求、承載力計(jì)算公式等理論知識后，要求學(xué)生以小組討論方式用課堂知識提出該工程難題的解決方案。此過程不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，更強(qiáng)化其將理論知識轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)知識吸收與實(shí)踐應(yīng)用的無縫對接。

“練”為課后作業(yè)及實(shí)踐調(diào)研。每堂課后布置作業(yè)以加深學(xué)生對理論知識點(diǎn)的理解和記憶，精準(zhǔn)評估學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成度。同時，不定期穿插布置實(shí)踐調(diào)研任務(wù)，鼓勵學(xué)生利用多媒體網(wǎng)絡(luò)資源，并結(jié)合實(shí)地考察等多元化手段，強(qiáng)化吸收裝配式結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)及生產(chǎn)安裝等實(shí)踐性較強(qiáng)的知識，避免學(xué)生對課程知識的“空想型”吸收，引導(dǎo)他們在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，構(gòu)建起理論與實(shí)踐相結(jié)合的知識體系。

“踐”為工程實(shí)習(xí)參觀。筆者所在院系為大三本科生開設(shè)了生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程，安排了一周時間進(jìn)行建筑工程施工參觀實(shí)習(xí)，在此過程中，學(xué)生直面感受裝配式建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造、安裝施工方法，聆聽工程師們對技術(shù)難題的獨(dú)到見解與解決方案。通過親身體驗(yàn)，學(xué)生不僅能加深對專業(yè)知識的理解與掌握，更激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與行業(yè)熱情，促使他們在實(shí)地觀察中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，進(jìn)而探索可能的改進(jìn)與優(yōu)化方案，激勵他們在未來的道路上不斷前行，追求卓越。

“設(shè)”為BIM裝配式課程設(shè)計(jì)。課程最后要求學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)，任務(wù)來源于歷屆江蘇省“構(gòu)力杯”高校BIM裝配式設(shè)計(jì)大賽，將“以賽促學(xué)”的教育理念融入教學(xué)實(shí)踐之中，旨在通過模擬真實(shí)競賽環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)BIM技術(shù)和裝配式建筑結(jié)構(gòu)理論知識，從概念構(gòu)思到方案細(xì)化，再到模型構(gòu)建與優(yōu)化，全程親歷裝配式建筑設(shè)計(jì)過程。在此過程中，學(xué)生不僅能夠深刻理解BIM技術(shù)如何賦能裝配式建筑領(lǐng)域，提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，還能夠積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為未來職業(yè)生涯奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過上述PBL理念下的“課—練—踐—設(shè)”多維貫通式教學(xué)模式，學(xué)生能夠系統(tǒng)而深入地構(gòu)建起裝配式建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)理論知識框架，亦能通過工程實(shí)踐參觀、課程設(shè)計(jì)，強(qiáng)化應(yīng)用理論知識解決實(shí)際工程問題的能力。這一教學(xué)模式促進(jìn)了理論知識與工程實(shí)踐的深度融合，為學(xué)生未來職業(yè)生涯奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。

（三）多元化考核體系

傳統(tǒng)的“期末考試+平時成績”評估模式，在全面描繪學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的知識構(gòu)建軌跡、問題解決技能及創(chuàng)新思維能力的展現(xiàn)方面顯得力不從心，難以全面而深刻地反映學(xué)生課程學(xué)習(xí)的深度與廣度及其知識應(yīng)用能力的全貌。鑒于此，筆者緊密圍繞課程目標(biāo)體系，精心構(gòu)建了一套全方位、多維度的考核評價(jià)體系，如右表所示。該體系創(chuàng)新性地劃分為三大核心模塊：課程參與度、理論知識與實(shí)踐應(yīng)用能力、綜合考核。其中，課程參與度考核能夠檢驗(yàn)學(xué)生對課堂知識的掌握程度，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也在一定程度上起到了考勤的作用；理論知識及應(yīng)用能力考核除了要求學(xué)生高質(zhì)量完成課后作業(yè)外，還要求學(xué)生完成工程實(shí)踐調(diào)研及課程設(shè)計(jì)報(bào)告，將理論知識與實(shí)際問題解決緊密結(jié)合，顯著提升其將抽象知識轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際工程問題的能力；綜合考核以期末試卷考試為載體，聚焦于裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理及規(guī)范、預(yù)制構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、生產(chǎn)施工等核心知識體系，旨在全面檢驗(yàn)學(xué)生對課程核心內(nèi)容的掌握程度與綜合運(yùn)用能力。這一多元化考核方案，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)考核模式的不足，更促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展，為全面客觀評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成效提供了有力支撐。

結(jié)語

“裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程是一門理論知識與實(shí)踐工程緊密結(jié)合的專業(yè)課程，但傳統(tǒng)的教學(xué)模式偏重理論知識的灌輸而忽略工程實(shí)踐的融入，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，更阻礙了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐及解決工程問題能力的發(fā)展。本研究積極探索OBE理念下融入PBL模式的教改路徑，構(gòu)建了涵蓋知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、價(jià)值目標(biāo)的多層次教學(xué)目標(biāo)體系，創(chuàng)新提出了“課—練—踐—設(shè)”多維貫通式教學(xué)模式，不僅為學(xué)生搭建起裝配式建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)理論知識框架，更通過工程實(shí)踐參觀、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)際工程問題的能力。探索全過程、多元化考核體系，不僅深刻地反映學(xué)生課程學(xué)習(xí)的深度與廣度及其知識應(yīng)用能力的全貌，而且能夠調(diào)動和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主學(xué)習(xí)能力。所探索的課程教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了理論知識與工程實(shí)踐的深度融合，對培養(yǎng)既具扎實(shí)理論基礎(chǔ)又具卓越實(shí)踐能力的創(chuàng)新型科技人才具有重要價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“反復(fù)荷載下輸電鐵塔熱鍍鋅構(gòu)件的鋅層斷裂剝離機(jī)制及對策研究”（52408182）；江蘇省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“中低速磁浮軌橋系統(tǒng)震致?lián)p傷對列車行車安全的影響機(jī)理”（BK20230325）

作者簡介：黃鳳華（1991—"），男，漢族，江蘇南通人，工學(xué)博士，講師，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)疲勞與結(jié)構(gòu)振動。