基于互聯(lián)網(wǎng)的橋梁工程專業(yè)“U-learning+CDIO”教學(xué)模式探索

張煜敏 孔慶虎 伊敏江

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展，使得移動(dòng)學(xué)習(xí)已成為教育中強(qiáng)有力的支撐手段。借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和視頻制作技術(shù)，本文作者嘗試將高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)中的重難點(diǎn)、擴(kuò)展內(nèi)容實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。實(shí)踐證明，在橋梁工程專業(yè)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)改革中融入CDIO工程教育理念，能夠提高教學(xué)效率以及學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)新一代工程人才。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;U-learning;CDIO工程教育理念;橋梁工程專業(yè)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2020）08-0096-03

“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的機(jī)遇

伴隨無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)終端已成為現(xiàn)代化學(xué)習(xí)不可或缺的實(shí)施條件，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)更是成為大學(xué)生信息查詢與信息交流的重要渠道，基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)逐漸成為大學(xué)教育的輔助手段。[1]移動(dòng)學(xué)習(xí)研究近年來越發(fā)成熟，已經(jīng)形成了從E-Learning到M-Learning再到U-Learning的發(fā)展共識(shí)，并積累了從理論到資源、從終端到平臺(tái)、從活動(dòng)到實(shí)踐等多方面的研究成果，成為現(xiàn)代教育最為提倡的學(xué)習(xí)模式。[2]

高等院校作為高精尖人才的培養(yǎng)基地，在實(shí)踐型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)中面臨越來越多的挑戰(zhàn)。[3]橋梁工程是城市發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)中至關(guān)重要的樞紐工程，對(duì)該專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)更需要注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。在理論教學(xué)方面需要為學(xué)生打好扎實(shí)的力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程材料等專業(yè)基礎(chǔ)，在實(shí)踐教學(xué)方面需要讓學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)規(guī)范、設(shè)計(jì)條例、施工方法等，在科技創(chuàng)新方面需要更加注重學(xué)生對(duì)新技術(shù)、新工藝、新材料的了解，但高等學(xué)校專業(yè)教材的出版周期及專業(yè)知識(shí)更新的滯后往往導(dǎo)致大學(xué)生無法及時(shí)接觸到最新的專業(yè)知識(shí)及技術(shù)。而如果借助互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)專業(yè)知識(shí)、專業(yè)程序應(yīng)用學(xué)習(xí)視頻等資料對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行擴(kuò)充，同時(shí)加入線下互動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂、專題討論等手段，能夠更加深入“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)的U-Learning學(xué)習(xí)模式及CDIO工程教育模式的結(jié)合便成為橋梁工程專業(yè)的學(xué)生了解先進(jìn)專業(yè)知識(shí)的最佳方式。[4]

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的橋梁工程專業(yè)“U-learning+CDIO”教育模式

CDIO工程教育理念致力于將扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)理論與實(shí)際工程相結(jié)合，U-learning能使學(xué)習(xí)者通過移動(dòng)終端隨時(shí)、隨地、隨事借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流。[5]將CDIO工程教育理念和隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的U-Learning學(xué)習(xí)模式相結(jié)合，再結(jié)合線上線下混合式教學(xué)、“翻轉(zhuǎn)課堂”、專業(yè)軟件應(yīng)用的輔助，是基于“互聯(lián)網(wǎng)+”橋梁工程專業(yè)的教學(xué)改革必然經(jīng)歷的模式[6]，其具體舉措如下。

1.建立專業(yè)教學(xué)資源庫

根據(jù)橋梁方向課程的教學(xué)內(nèi)容，提取需要知識(shí)擴(kuò)展或深入探討的教學(xué)點(diǎn)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的慕課、在線課程、專業(yè)網(wǎng)站等資源，建立相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源庫。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中沒有的教學(xué)資源，可以通過授課教師錄制微課、慕課、相關(guān)視頻等手段建立相應(yīng)的線上學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí)，盡量結(jié)合學(xué)生的專業(yè)需求，有針對(duì)性地選用能夠體現(xiàn)橋梁工程新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，以便幫助學(xué)生了解橋梁建設(shè)的前沿發(fā)展概況。

2.線上線下結(jié)合的教學(xué)手段

在教學(xué)過程中教師需要對(duì)線上、線下的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保線下教學(xué)的普適性以及線上教學(xué)的針對(duì)性，提高線上、線下教學(xué)的融合性。[7]教師在這種教育模式中需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)角色，以引導(dǎo)者、引路人的身份提出問題，讓學(xué)生有針對(duì)性地在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上尋找答案、擴(kuò)展知識(shí)。這種教學(xué)方式讓學(xué)生成為解決問題、學(xué)習(xí)知識(shí)的主體。同時(shí)，結(jié)合“課堂講解—線上擴(kuò)展—課后測(cè)試”“課前預(yù)習(xí)—課堂討論—課后總結(jié)”的授課模式，可以讓教師精準(zhǔn)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并在討論及總結(jié)的過程中對(duì)學(xué)生所犯的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，補(bǔ)充不夠完備的內(nèi)容。

3.注重實(shí)踐能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、討論課等環(huán)節(jié)，力求融入對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。針對(duì)授課過程中需要擴(kuò)展的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提出專業(yè)性問題讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)或解決相關(guān)實(shí)際問題，并結(jié)合測(cè)試題檢驗(yàn)學(xué)生的自學(xué)及實(shí)踐效果。針對(duì)需要深入探討的內(nèi)容，將學(xué)生以小組的形式按學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行分配，結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái)上大量的學(xué)習(xí)資料，開展討論課讓學(xué)生分享學(xué)習(xí)成果，在此基礎(chǔ)上完成基于“U-learning+CDIO”理念的學(xué)習(xí)模式。[8]對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的建模分析等內(nèi)容，教師則可以通過線下授課及建模操作錄屏的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)可以建立以橋梁建模過程為主導(dǎo)內(nèi)容的專題庫，供學(xué)生反復(fù)研學(xué)。

4.綜合考核評(píng)價(jià)模式的應(yīng)用

鑒于目前線上教育平臺(tái)的考核測(cè)試模式均相對(duì)成熟的情況，可以借助很多第三方平臺(tái)（如雨課堂等）對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)的成果進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。目前很多教學(xué)平臺(tái)均能實(shí)現(xiàn)學(xué)生隨時(shí)在手機(jī)移動(dòng)端答題，并能夠完成在線測(cè)驗(yàn)結(jié)果的自動(dòng)批改、測(cè)驗(yàn)成績分布規(guī)律統(tǒng)計(jì)、錯(cuò)誤率高發(fā)典型題庫的建立。[9]本部分測(cè)驗(yàn)結(jié)果一方面可以為教師提取出更具體的教學(xué)重難點(diǎn)，另一方面可以通過與期末考試結(jié)果的結(jié)合，形成針對(duì)學(xué)生的綜合考核評(píng)價(jià)模式。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的應(yīng)用效果分析

筆者通過對(duì)橋梁工程方向課程進(jìn)行基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)模式改革，建立了“U-learning+Bridge”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。在對(duì)230名學(xué)生進(jìn)行的專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用效果調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有90.72%的學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)平臺(tái)的應(yīng)用效果非常滿意，且86.3%的學(xué)生期待能夠有專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。[10]從針對(duì)土木工程專業(yè)四個(gè)年級(jí)的本科生所進(jìn)行的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，75.86%的學(xué)生希望能夠借助專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，其中60%的學(xué)生表示愿意與他人共享學(xué)習(xí)資源，將學(xué)習(xí)筆記或?qū)W習(xí)方法等上傳到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分享與互動(dòng)。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)學(xué)習(xí)方式不但可以有更多的學(xué)習(xí)資源，而且可以為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)與交流的平臺(tái)。

對(duì)于專業(yè)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，筆者主要遵從“U-learning+CDIO”的教學(xué)模式，以CDIO為核心指導(dǎo)思想，借助豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源作為基礎(chǔ)，以U-learning作為學(xué)習(xí)的主要手段。[11]一方面充分利用學(xué)生的業(yè)余時(shí)間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;另一方面不會(huì)脫離CDIO工程教育理念對(duì)工科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)采用“U-learning+CDIO”教學(xué)模式學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，最終結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”、討論課，創(chuàng)造U-learning隨時(shí)學(xué)、無縫學(xué)的學(xué)習(xí)氛圍，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)完成CDIO中構(gòu)思、設(shè)計(jì)到最終實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的全過程，該教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)4A的U-learning教學(xué)理念。同時(shí)，對(duì)線上測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，可以精準(zhǔn)獲得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和把握情況。

結(jié)語

橋梁工程專業(yè)的教師，通過在課內(nèi)結(jié)合實(shí)際接觸的工程及科研項(xiàng)目，將科學(xué)和工程實(shí)踐中經(jīng)常面臨的實(shí)際問題引入課堂教學(xué)，同時(shí)借助推薦互聯(lián)網(wǎng)教育平臺(tái)中的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容以及針對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容錄制的專業(yè)教學(xué)視頻，將超出課本之外的專業(yè)知識(shí)采用碎片化的方式使學(xué)生實(shí)現(xiàn)U-learning，再基于以翻轉(zhuǎn)課堂、專業(yè)軟件為基礎(chǔ)的混合式教學(xué)，充分地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力，使學(xué)生更加高效地學(xué)習(xí)，成為真正的學(xué)習(xí)主體。同時(shí)這一過程中所體現(xiàn)的CDIO工程教育理念，有利于培養(yǎng)擁有跨學(xué)科能力、多學(xué)科背景、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、前瞻性視角、創(chuàng)新精神和跨界整合能力的新一代工程人才，對(duì)我國工程學(xué)科的高校人才培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)的意義。

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作者簡介：張煜敏（1983.2—），女，西安石油大學(xué)講師，博士后，研究方向?yàn)榛凇癠-learning+CDIO”教育理念的教學(xué)改革、結(jié)構(gòu)抗震與振動(dòng)控制。

基金項(xiàng)目：2018陜西省高等教育學(xué)會(huì)2017年度高等教育科學(xué)研究項(xiàng)目“移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境下橋梁工程方向課基于‘U-leaning+CDIO教育理念的改革研究”（項(xiàng)目編號(hào)：XGH17088）;2018年中央高?！半p一流”建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：300104282132）。