產(chǎn)出導向的“土木工程材料”課程實驗教學改革研究

權娟娟 傅少君 羅滔 楊莎莎 陸婷婷

[摘 要] 針對土木工程材料實驗教學“脫離工程、驗證為主、學生被動、時空受限”等問題，以培養(yǎng)解決復雜工程問題和創(chuàng)新實踐能力為目標，基于OBE導向，以學生為中心，按照立德樹人、項目驅動、能力導向的理念，從實驗教學目標、教學內容、教學方式、考核評價及可持續(xù)改進機制，重構“三位一體”實踐教學體系。重構后的實踐教學體系體現(xiàn)了“知行合一”的教學思想，實現(xiàn)了課程產(chǎn)教融合，解決了知識向能力轉化的教學問題，為其他課程建設提供借鑒。

[關鍵詞] 產(chǎn)出導向;土木工程材料;實踐教學體系;課程重構

[基金項目] 2019年度陜西省高等教育教學改革研究重點項目“土木工程+智能復合應用型人才培養(yǎng)實踐教學體系研究”（19ZZ006）;2018年度陜西省教育科學“十三五”規(guī)劃課題“基于專業(yè)認證的應用型本科土木工程專業(yè)凸顯特色課程體系構建研究”（SGH18H576）;2019年度西京學院重點課程建設項目“土木工程材料”（ZDKC201902）

[作者簡介] 權娟娟（1980—），女，陜西澄城人，碩士，西京學院土木工程學院副教授，主要從事混凝土耐久性研究與土木工程材料研究;傅少君（1968—），男，湖北武漢人，博士，武漢大學土木建筑工程學院教授，主要從事大體積混凝土虛擬仿真技術研究;羅 滔（1987—），男，湖北建始人，博士，西京學院土木工程學院副教授，主要從事混凝土虛擬仿真技術研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）23-0041-04? ? [收稿日期] 2021-01-13

一、問題的提出

基于產(chǎn)出導向理念進行教學研究和改革是我國目前高等教育發(fā)展的趨勢之一，在培養(yǎng)方案制定等宏觀層面的研究與改革開展得如火如荼，并取得了可喜的成果[1]。但OBE理念在課程微觀層面的研究和探索成果還不是很多，實踐中還存在許多亟待解決的問題?！巴聊竟こ滩牧稀闭n程是土木工程等相關專業(yè)的專業(yè)基礎課，理論性和實踐性強、知識面廣。材料的選擇與使用對于工程設計、施工、運維尤為重要。因此，該課程的學習效果直接關系到人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

近年來，一些學者針對“土木工程材料”實驗教學在CDIO教學模式[2]、多尺度教學法[3]、問題教學方法[4]、實驗內容優(yōu)化[5]、實驗課程體系[6]、教學考核[7]等進行了研究和實踐，并取得了較好的效果。總體來看，在實驗教學還存在一些問題值得深入研究，譬如實驗教學如何真正體現(xiàn)“以學生為中心”，如何做好在人才培養(yǎng)的大目標下，制定強支撐的課程實驗教學目標及根據(jù)課程實驗教學目標設計教學內容、教學實施、教學評價等。因此，本文針對課程實驗教學的問題，以實踐能力為導向，基于產(chǎn)出導向開展課程實驗教學改革研究，探討產(chǎn)出導向的實驗教學模式。

二、“土木工程材料”實驗教學存在問題

（一）實驗教學目標及內容設計缺乏合理性

實驗教學目標及內容[8]結合土木、水利、交通行業(yè)中的實際工程緊密程度不夠，教學目標設計寬泛、模糊，對塑造學生嚴密的思維方法不夠明確。教學內容設計與數(shù)理化、力學等前導課和混凝土結構原理、路基路面結構、土木工程施工等后續(xù)課程缺乏系統(tǒng)考慮，致使學生缺乏學習動力、不能將知識轉換成能力、更不能塑造學生人生價值。

（二）實驗教學模式及實驗條件缺乏針對性和指向性

考慮土木工程材料檢測性能指標復雜、選材與用材受工程影響較大，部分指標檢測時間較長及實驗課時受限等諸多問題，加上我國各高校生源差異性很大，而傳統(tǒng)的“講授—實驗—報告”的“2學時”教學模式，忽視學生的能動性和個性化發(fā)展，指導方法的針對性不強。再則實驗條件限制導致“不”實驗、“聽”實驗、“看”實驗現(xiàn)象較突出[9]，教與學兩張皮，難以實現(xiàn)“知行合一”。

（三）實驗教學評價缺乏針對性及持續(xù)改進性

傳統(tǒng)考核以個人實驗報告為主。評價方式單一，重個人輕團體，重結果輕過程，持續(xù)改進機制不健全，缺乏動手能力、創(chuàng)新意識、團隊合作能力的針對考核，教師不能及時發(fā)現(xiàn)共性和個性問題，致使教師指導及教學方法調整不及時，持續(xù)提高教學質量成為空談。

三、產(chǎn)出導向“土木工程材料”實驗教學改革

產(chǎn)出導向的教學是一種通過教學活動支撐學習結果的教學模式[ 10 ]，其核心是PDCA，是OBE理念的一種體現(xiàn)，并貫穿于我國工程教育認證標準[ 11-14 ]?！巴聊竟こ滩牧稀睂嶒灲虒W圍繞OBE的核心“定義、實現(xiàn)、評估、使用”預期實驗產(chǎn)出[ 11 ]，以實踐能力為導向，通過課程大綱的持續(xù)改進，逐步創(chuàng)建和完善了實踐教學體系（見圖1）。

（一）教學目標設計

針對“能夠針對土木工程復雜工程問題、應用土木工程科學基本原理并采用科學方法設計實驗方案、正確操作和使用實驗裝置，完成實驗并采集可靠的實驗數(shù)據(jù)（4.1）、能夠對采集的試驗數(shù)據(jù)進行處理、分析與解釋，通過信息綜合得到規(guī)律性的認識和結論，并指導工程實踐（4.2）、能夠將生態(tài)、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念引入到土木工程項目實踐活動中，實踐中能使用綠色環(huán)保的新材料、新工藝、新技術、新設備（7.2）”3個指標點，在布魯姆教育目標分類[ 15 ]指導下，在企業(yè)的協(xié)同下，重構知識、技能、情感相融合“三位一體”實驗教學目標。目標1，掌握材料性能基本知識，能使用檢測儀器設備檢測材料性能，并評定材料質量等級（支撐4.1）;目標2，能分析不同材料以及不同組成材料的混凝土性能規(guī)律，試圖運用機理解釋原因并立足綠色建造提出改善材料性能的方法;能進行高性能混凝土配合比設計，并指導工程設計與施工（支撐4.2）;目標3，具備運用混凝土等材料知識分析混凝土結構工程質量事故的初步能力，并能針對工程問題進行初步工程科學研究（支撐7.2）。