基于OBE教育理念下的線上線下混合教學(xué)模式改革研究
——以“土木工程材料”課程為例

□ 于 淼 于學(xué)生 谷丹丹

1 課程現(xiàn)狀及改革必要性分析

“土木工程材料”是土木工程類專業(yè)學(xué)生最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，涵蓋了物理、化學(xué)、力學(xué)、環(huán)保等多學(xué)科的知識，是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程，在教學(xué)體系中具有非常重要的地位。

該課程主要講授混凝土、石材、水泥、瀝青、瀝青混合料、鋼材等常用的土木工程材料，知識點較多且關(guān)聯(lián)不緊密[1]。課程包含實驗學(xué)時，需要學(xué)生有較強的動手能力，且與工程實踐緊密聯(lián)系。以沈陽工學(xué)院城市地下空間工程專業(yè)為例，課程總學(xué)時為40學(xué)時（其中理論32學(xué)時、實驗8學(xué)時），因課程內(nèi)容相對較多，課程安排比較緊湊，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常以教師講授為主，但這種教學(xué)模式只注重學(xué)生的“聽”和“學(xué)”，而忽略“土木工程材料”這門課程的工程實際應(yīng)用價值，缺少對于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，教師應(yīng)改變傳統(tǒng)“教與學(xué)”的教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向，利用先進的教育教學(xué)手段，把課堂教學(xué)從課上拓展到課后。

本次教學(xué)改革嘗試基于OBE的教育理念，利用廣聯(lián)達公司推出的建筑云課平臺，打造線上線下混合課堂，將混合式教學(xué)融入課程中，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力以及團隊合作能力。

2 基于OBE教育理念下的線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 教學(xué)目標(biāo)的制定

根據(jù)本校的人才培養(yǎng)方案要求，基于OBE的教育理念，制定了本門課的5個教學(xué)目標(biāo)。

（1）教學(xué)目標(biāo)1：掌握水泥、石材、混凝土、瀝青、瀝青混合料、鋼材等材料的組成、性質(zhì)和技術(shù)要求，并能利用基礎(chǔ)知識對復(fù)雜的土木工程中所需的材料進行選擇、檢測與評價。

（2）教學(xué)目標(biāo)2：掌握土木工程材料各種基本性質(zhì)的計算、水泥混凝土的配合比設(shè)計和計算，培養(yǎng)學(xué)生的計算、設(shè)計、驗證相關(guān)工程性能的能力。

（3）教學(xué)目標(biāo)3：了解本專業(yè)所用材料的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，能夠利用土木工程材料的基本知識，進行新型土木工程材料的性能分析，并能合理選用新型材料以保障或提升工程質(zhì)量及附加功能。

（4）教學(xué)目標(biāo)4：掌握實驗設(shè)備的規(guī)范操作方法和實驗操作程序，安全開展實驗；能夠自主有效記錄實驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒃紨?shù)據(jù)經(jīng)過分析、整理、處理，科學(xué)解釋數(shù)據(jù)，表達實驗結(jié)論。

（5）教學(xué)目標(biāo)5：能夠站在人類命運共同體的角度，看待綠色建造和資源循環(huán)利用，深刻認識我國在土木工程新型材料發(fā)展問題中的大國擔(dān)當(dāng)與貢獻，堅定“四個自信”。

2.2 混合式教學(xué)模式的設(shè)計

為了達到以上5個教學(xué)目標(biāo)，課程以建筑云課作為線上教學(xué)手段，實施線上線下混合教學(xué)。建筑云課是廣聯(lián)達公司推出的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，平臺中有豐富的視頻課程和習(xí)題資源，教學(xué)資源涵蓋理論與實操。教師可以自行構(gòu)建和組織課程、開展教學(xué)活動，學(xué)生可以通過移動客戶端獲取課程資源，利用碎片化的時間進行學(xué)習(xí)，并能通過平臺進行提問和討論。教師將建筑云課運用于“土木工程材料”課程教學(xué)，將教學(xué)資源及時分享給學(xué)生，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況組織線上教學(xué)內(nèi)容，安排課堂互動、課后拓展和復(fù)習(xí)提高環(huán)節(jié)，線上線下相輔相成，利用建筑云課互動激發(fā)課堂活力，并通過該平臺記錄教學(xué)全過程，分析整體教學(xué)效果，客觀進行教學(xué)評價。推進混合教學(xué)模式的應(yīng)用，基于OBE的教育理念，重點培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力、團隊合作能力和理論知識的工程應(yīng)用能力。

2.2.1 課前教學(xué)改革設(shè)計

課前教師對教材內(nèi)容進行全面梳理整合，刪減教材中理論知識過強的內(nèi)容，增加實際工程實例，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分體現(xiàn)課程的工程應(yīng)用價值，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課堂的優(yōu)勢。旨在培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實際工程情況，正確、合理選擇材料的能力；培養(yǎng)學(xué)生從土木工程材料的角度解釋工程中出現(xiàn)的實際問題的能力。針對優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容，教師可以整合優(yōu)秀的開放課程資源，也可自行錄制微課上傳到平臺，豐富教學(xué)內(nèi)容。

本課程中包含土木工程材料的性能測試實驗，均需按照實驗規(guī)范進行操作。由于以往實驗教學(xué)效果不佳，為此對學(xué)生們進行了問卷調(diào)查，絕大部分學(xué)生覺得規(guī)范中文字敘述過多，枯燥乏味，不愛仔細學(xué)習(xí)實驗規(guī)程。改革采用建筑云課平臺中虛擬仿真的實驗操作演示或3D動畫模擬（也可自行錄制實驗視頻教程），針對實驗操作過程以及可能存在的問題進行理論講解，讓學(xué)生在實驗前對實驗內(nèi)容有直觀的認識，也對實驗中可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)判，能在一定程度上保證實驗安全進行。

課程開始前教師通過建筑云課教師端創(chuàng)建課程，組建課程資源（包括教學(xué)視頻、教學(xué)課件、試題以及拓展學(xué)習(xí)資源等），通過課程邀請碼讓學(xué)生進入課堂。教師在新課開課之前利用建筑云課的“任務(wù)”功能，開放新課相關(guān)課程資源，并開啟禁止視頻快進功能[2]。教師可以通過建筑云課平臺發(fā)布課前預(yù)習(xí)作業(yè)，并進行課前測試，查看學(xué)生們的預(yù)習(xí)效果，也可通過平臺的“學(xué)習(xí)評價”功能查看學(xué)生課程資源的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生在課前自學(xué)的過程中，可以利用平臺向教師提問。教師依據(jù)學(xué)生自學(xué)情況，重新構(gòu)建新課教學(xué)思路。

2.2.2 課中教學(xué)改革設(shè)計

在課堂教學(xué)過程中，教師可利用建筑云課平臺的“簽到”功能，替代傳統(tǒng)點名，節(jié)約考勤時間。授課時，教師把重點講解的內(nèi)容放在本節(jié)課的重難點和學(xué)生們預(yù)習(xí)掌握薄弱的環(huán)節(jié)。此外，教師還可以借助建筑云課平臺隨機邀請學(xué)生回答問題，也可采用學(xué)生搶答的方式激勵學(xué)生參與；提出某專業(yè)問題，讓學(xué)生利用平臺的投票功能發(fā)表自己的觀點；借助建筑云課平臺的“討論”功能發(fā)布一些工程案例或工程事故照片，讓學(xué)生利用所學(xué)的土木工程材料的基本知識分析事故原因，解決工程實際問題，教師及時對學(xué)生的回答情況予以總結(jié)和指導(dǎo)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

采用線上線下混合教學(xué)模式后，課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，有針對性地調(diào)整授課方法和授課內(nèi)容，將傳統(tǒng)教學(xué)中的傳授知識點轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的能力?；旌辖虒W(xué)模式在有限的學(xué)時中增加實際工程案例，學(xué)生要想完成這些課堂內(nèi)容，就需要提前完成線上教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2.3 課后教學(xué)改革設(shè)計

課后教學(xué)中，教師可布置有一定難度的課后作業(yè)，學(xué)生借助建筑云課對課堂知識進行消化，并且通過課后作業(yè)進行能力的提高。在建筑云課平臺課程資源構(gòu)建中，教師可利用平臺為學(xué)生適當(dāng)引入“土木工程材料”領(lǐng)域前沿知識，如將透光混凝土、清水混凝土、自愈合混凝土等知識材料推送給學(xué)生；也可引入“港珠澳跨海大橋”等優(yōu)秀的工程案例，將理論知識與工程案例相結(jié)合，讓學(xué)生們感受到學(xué)有所用，增強民族自豪感。

混合式教學(xué)可以將評價融入教學(xué)活動實施過程。建筑云課平臺具有“學(xué)情分析”的功能，對任務(wù)、測試、考勤、搶答、投票、討論、作業(yè)以及課堂表現(xiàn)都有統(tǒng)計。其中“綜合成績”選項卡，具有“分值比例調(diào)整”功能，可設(shè)置各個環(huán)節(jié)的比例，通過數(shù)據(jù)分析，采用雷達圖、散點圖直觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。教師通過查看“學(xué)情分析”及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，實現(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)的及時監(jiān)控。因材施教，為綜合成績高的學(xué)生增加學(xué)習(xí)材料，拓展其視野；針對成績不理想的學(xué)生采取“鼓勵+個別輔導(dǎo)”的方法。此外，利用“測試”功能引入各校考研真題和注冊工程師考試真題，通過學(xué)生的答題情況進行教學(xué)效果的評價與反饋，及時開展教學(xué)反思。

3 建立課程評價系統(tǒng)

該課程改革的另一重要的部分是基于OBE教育理念，建立完善的課程評價系統(tǒng)。課程評價包含4個部分：課堂表現(xiàn)、課內(nèi)實驗、課后作業(yè)和期末考試。

3.1 課堂表現(xiàn)

課堂表現(xiàn)成績?yōu)榻ㄖ普n系統(tǒng)統(tǒng)計的綜合成績（包括視頻成績40%、測試成績20%、考勤成績5%、搶答成績20%、投票成績5%、課堂活躍度10%），學(xué)生通過建筑云課平臺觀看教學(xué)視頻完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)。視頻內(nèi)容包括課程前沿領(lǐng)域和拓展知識領(lǐng)域的內(nèi)容。任課教師通過對視頻設(shè)置防拖拽、防關(guān)閉等督促學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程。測試是要求學(xué)生在課上規(guī)定時間內(nèi)，回答本節(jié)課相關(guān)知識測試題的成績；搶答成績的設(shè)置是鼓勵課堂積極參與討論的同學(xué)；投票成績是學(xué)生通過建筑云課平臺，完成教師發(fā)布的關(guān)于某觀點的判斷；課堂活躍度是統(tǒng)計學(xué)生與任課教師互動情況；課堂表現(xiàn)最終成績以建筑云課平臺統(tǒng)計的綜合數(shù)據(jù)作為課堂表現(xiàn)的考核依據(jù)。這些措施保證了課程目標(biāo)的達成，并且保證了以該成績評價課程目標(biāo)達成情況的合理性。但實施過程中需要根據(jù)具體的考核項目，建立具體的評分標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 課內(nèi)實驗

課內(nèi)實驗評價包括實驗表現(xiàn)、實驗操作和實驗報告。

課程教學(xué)以小組形式進行，每組3～4人，按照實驗安排表在規(guī)定時間、地點完成實驗，需根據(jù)考核項目提前制定詳細的評分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實驗表現(xiàn)、實驗操作、實驗步驟、實驗報告（數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論、現(xiàn)象結(jié)果分析以及思考與討論）給定實驗成績。

實驗表現(xiàn)：要求不遲到、不早退、不曠課、積極主動參與實驗，有獨立操作能力同時又具有團隊協(xié)作精神。

實驗操作：掌握實驗設(shè)備的規(guī)范操作方法和實驗操作程序，能夠解決實驗過程中遇到的問題，安全開展實驗。能夠自主有效記錄實驗數(shù)據(jù)。

實驗報告：能查閱相關(guān)資料，了解相關(guān)實驗所需儀器設(shè)備和操作要求。要求報告字跡工整，實驗名稱、實驗日期和實驗地點等基本信息齊全。實驗數(shù)據(jù)的分析、計算與關(guān)聯(lián)正確；數(shù)據(jù)處理方法正確，結(jié)論合理。

3.3 課后作業(yè)

課后作業(yè)成績應(yīng)該制定詳細、量化的作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 作業(yè)的評分標(biāo)準(zhǔn)

3.4 期末考試成績評價

試卷命題嚴格依據(jù)課程目標(biāo)設(shè)置考題，成績嚴格按答案及百分制評分標(biāo)準(zhǔn)評分，總評時需折算。

“土木工程材料”考試試卷設(shè)置客觀題（判斷題、選擇題、簡答題）30分，主觀題（案例分析題、計算題）70分?？陀^題主要考查學(xué)生對“土木工程材料”中涉及的基本知識的掌握情況；主觀題中案例分析題主要考查學(xué)生利用基礎(chǔ)知識對復(fù)雜的土木工程中所需的材料進行選擇與評價的能力，考查學(xué)生能否利用“土木工程材料”的基本知識，進行新型土木工程材料的性能分析，合理選用新型材料的能力；計算題主要考查的是土木工程材料基本物理性質(zhì)的相互推導(dǎo)與計算，根據(jù)設(shè)計參數(shù)和材料情況，進行混凝土配合比的計算與驗證等。

3.5 課程目標(biāo)達成情況分析

在課程結(jié)束后，根據(jù)具體的課程質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，對課程進行課程達成度分析。根據(jù)課程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用直方圖、散點圖、雷達圖等形式，直觀地評價該課程的目標(biāo)達成情況。采用量化的標(biāo)準(zhǔn)評價課程改革是否達到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力以及團隊合作能力的目標(biāo)。采用“課堂教學(xué)效果有效性”的調(diào)查問卷，對學(xué)生進行調(diào)研分析，從而促進教學(xué)改革的有效實施。

4 結(jié)語

本次教學(xué)改革嘗試基于OBE的教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力以及團隊合作能力為目標(biāo)，采用建筑云課平臺，將線上線下混合教學(xué)、案例教學(xué)、實踐教學(xué)融入傳統(tǒng)課堂，將教、學(xué)、用有機結(jié)合，且引入評價機制，對課程教學(xué)目標(biāo)的達成度進行了分析。經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)基于OBE教育理念下的線上線下混合教學(xué)模式對于學(xué)生學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)興趣的提高起到一定的作用，但應(yīng)事先制定各項考核制度，提升混合式教學(xué)質(zhì)量和效率。