基于OBE理念的“土木工程施工”課程教學(xué)改革研究

許慶虎 何夕平 康小方

安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院 安徽合肥 230601

1 概述

“土木工程施工”課程是土木工程專業(yè)本科生的一門重要的必修課，涵蓋了工程項(xiàng)目各分部分項(xiàng)工程的施工技術(shù)、質(zhì)量安全要求以及施工組織設(shè)計(jì)等內(nèi)容。課程的教學(xué)目標(biāo)旨在培養(yǎng)一批具有施工專業(yè)理論知識和實(shí)踐能力的現(xiàn)場管理者。然而，由于“土木工程施工”課程知識點(diǎn)繁多、涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，給教師的教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)[1]。長期以來，多數(shù)高校一直沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式開展“土木工程施工”課程教學(xué)活動，導(dǎo)致教學(xué)效果不盡如人意。因此，探索新的教學(xué)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，助力高等教育的高質(zhì)量發(fā)展迫在眉睫。

近年來，成果導(dǎo)向教育(Outcome Based Education，OBE)受到了我國教育界的廣泛認(rèn)可和高度重視。這一教育理念首次出現(xiàn)于19世紀(jì)的美國，隨后風(fēng)靡于歐美，逐漸成為教育改革的主流理念[2]。經(jīng)過多年的發(fā)展，OBE理念已形成了一套科學(xué)合理的理論體系，為教育教學(xué)改革提供了新思路。在這種教育理念下，學(xué)習(xí)成果能否實(shí)現(xiàn)是評價(jià)教學(xué)效果優(yōu)異與否的主要依據(jù)。目前，在土木工程專業(yè)課程教學(xué)方面，國內(nèi)已有很多高校教師在教學(xué)活動中引入了OBE教育理念。董艷秋等[3]根據(jù)“土木工程施工”課程設(shè)計(jì)方面的改革需求，以達(dá)成度評價(jià)為目標(biāo)，探討了基于OBE理念的課程設(shè)計(jì)改革。李玉忠等[4]分析了土木工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題，研究了基于OBE理念的設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革方案。劉永霞[5]建立了適應(yīng)于OBE理念的“土木工程施工”實(shí)踐課程教學(xué)體系。李俊等[6]基于OBE理念，構(gòu)建了理論知識評價(jià)、專業(yè)實(shí)踐評價(jià)以及企業(yè)評價(jià)的三位一體化學(xué)習(xí)成果評價(jià)體系，以提高實(shí)踐課程教學(xué)質(zhì)量。由此可見，OBE教育理念在土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革中發(fā)揮了良好的作用。因此，本文將OBE理念引入至“土木工程施工”課程教學(xué)中，以提高學(xué)生工程應(yīng)用能力為目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)評價(jià)三個方面開展課程教學(xué)改革研究，探索持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果的科學(xué)方法和有效途徑，以期為“土木工程施工”課程改革與發(fā)展提供參考。

2 “土木工程施工”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 本課程的特點(diǎn)

2.1.1 對先修課程要求高

在學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生必須具備良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識，即要求先學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要包括：工程測量、土木工程材料、建筑制圖與識圖、工程力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、建設(shè)法規(guī)、建筑經(jīng)濟(jì)學(xué)等。

2.1.2 知識點(diǎn)繁多

本課程主要講述各種施工技術(shù)和施工組織設(shè)計(jì)，知識點(diǎn)瑣碎且關(guān)聯(lián)度不高。以施工技術(shù)內(nèi)容為例，包括了基礎(chǔ)工程、混凝土工程、砌筑工程、鋼結(jié)構(gòu)工程等，各章節(jié)知識自成體系，理解和記憶難度大。

2.1.3 實(shí)踐性強(qiáng)

本課程的內(nèi)容主要涉及施工技術(shù)和施工組織設(shè)計(jì)兩個方面，教學(xué)內(nèi)容均來源于工程實(shí)踐。這就要求學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上學(xué)以致用，從而能夠更加科學(xué)合理地指導(dǎo)工程項(xiàng)目的實(shí)施。

2.2 教學(xué)中存在的問題

“土木工程施工”是一門與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，目前，在教學(xué)環(huán)節(jié)中主要存在以下問題：

2.2.1 教材內(nèi)容陳舊

隨著科技的發(fā)展，建筑行業(yè)的“四新技術(shù)”日新月異，這就要求施工課程的教學(xué)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)、不斷更新。然而，眾多“土木工程施工”教材版本中真正能做到及時(shí)更新的卻是鳳毛麟角。一方面，教材的編寫通常需要1～2年時(shí)間，跟不上新技術(shù)更新的速度；另一方面，教材編寫團(tuán)隊(duì)缺乏現(xiàn)場工程經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致國內(nèi)外一些成熟的先進(jìn)施工技術(shù)和方法無法及時(shí)納入新教材的規(guī)劃中。

2.2.2 教學(xué)手段落后

目前，國內(nèi)多數(shù)高校施工課程教學(xué)以課堂講授為主，課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)為輔。由于施工技術(shù)和工藝流程等知識是抽象的、動態(tài)的，如果教師完全采用傳統(tǒng)課堂講授方式，學(xué)生很難做到真正理解。另外，生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)一般要滯后于課程教學(xué)，二者無法有效銜接，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

2.2.3 考核方式單一

本課程的考核結(jié)果由平時(shí)成績和期末考試成績構(gòu)成。期末考試主要以記憶性知識為考點(diǎn)，與工程實(shí)踐結(jié)合度不高，且缺乏過程考核相關(guān)指標(biāo)，無法客觀評價(jià)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

3 基于OBE理念的“土木工程施工”課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于OBE理念，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)評價(jià)三個方面進(jìn)行修正、完善，從而達(dá)到持續(xù)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

3.1 教學(xué)內(nèi)容更新

OBE理念注重的是學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果，基于此，采用逆向設(shè)計(jì)思路，即通過專家研討、社會需求調(diào)研等方式明確學(xué)生走向工作崗位后必須掌握的理論知識和專業(yè)技能，從而完善教學(xué)內(nèi)容。具體來說，包括以下幾個方面：

一是更新教材。教材是進(jìn)行教學(xué)的基本工具，一本優(yōu)秀的教材是達(dá)到良好教學(xué)效果的助力劑?！巴聊竟こ淌┕ぁ笔且婚T實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，“四新技術(shù)”的發(fā)展可謂日新月異。但教材的更新是需要時(shí)間的，不能急于一時(shí)。教材的內(nèi)容應(yīng)遵循科學(xué)、適用的原則，與時(shí)俱進(jìn)地進(jìn)行增補(bǔ)和刪減。首先，在原有教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加工程項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛的“四新技術(shù)”，刪除已廢止的施工技術(shù)和施工方法。其次，對于一些前沿的專業(yè)知識，教材無法及時(shí)更新或暫不適合編入時(shí)，可通過補(bǔ)充講義的方式進(jìn)行完善。

二是豐富教學(xué)資源。本課程講授的專業(yè)內(nèi)容均為應(yīng)用型知識點(diǎn)，信息量大，專業(yè)素養(yǎng)要求高。教材內(nèi)容多以文字為主，輔助少量圖片，學(xué)習(xí)難度大。為了提高教學(xué)效果，可以采用多種手段來豐富教學(xué)資源。首先，應(yīng)合理利用視頻資源。例如，基礎(chǔ)工程章節(jié)中灌注樁的施工工藝流程，可以讓學(xué)生先觀看現(xiàn)場施工視頻，再結(jié)合課本文字講解，使教學(xué)內(nèi)容“活”起來，這樣不僅會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且便于其理解與記憶，達(dá)到事半功倍的效果。其次，應(yīng)充分重視數(shù)字資源。隨著科技的發(fā)展，建筑信息模型(BIM)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土木、機(jī)械等行業(yè)。利用BIM技術(shù)可以直觀地展示某分部分項(xiàng)工程的施工全過程。同時(shí)，將BIM技術(shù)與VR虛擬仿真相結(jié)合，建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，將施工過程模擬模型上傳到云空間，通過實(shí)驗(yàn)平臺終端，學(xué)生可以身臨其境地感受施工現(xiàn)場的氛圍，并運(yùn)用交互式操作參與到項(xiàng)目的實(shí)施過程中，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三是注重能力培養(yǎng)。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決一般土木工程施工技術(shù)和施工組織問題的工程實(shí)踐能力。課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，不能一味將“四新技術(shù)”內(nèi)容“滿堂灌”?！八男录夹g(shù)”應(yīng)用的目的是提高土木結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。在教學(xué)內(nèi)容中以土木結(jié)構(gòu)為對象，有重點(diǎn)地講解施工原理，適當(dāng)插入一些新技術(shù)、新工藝，引導(dǎo)學(xué)生去思考、分析。例如，在模板工程章節(jié)，應(yīng)基于力學(xué)原理講解常見模板的設(shè)計(jì)目的和適用性，分析現(xiàn)有模板技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合工程案例進(jìn)行討論，鍛煉學(xué)生分析此類問題的能力，為今后走上工作崗位奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)過程完善

基于OBE理念，采用線上、線下雙向融合教學(xué)方式能夠全方位幫助學(xué)生精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，具體教學(xué)過程如下圖所示。

混合教學(xué)過程

3.2.1 線上教學(xué)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，提前將教學(xué)大綱、教案、教學(xué)日志、教學(xué)PPT、數(shù)字化教材等教學(xué)資料上傳至數(shù)字化教學(xué)平臺——“云課堂”(其他平臺亦可)，讓學(xué)生充分熟悉課程內(nèi)容和要求。每節(jié)課前，在“云課堂”上發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)，并將本次授課內(nèi)容以速課方式錄制視頻上傳到平臺，視頻的時(shí)長一般以10～15分鐘為宜。同時(shí)，將每項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)置為一個任務(wù)點(diǎn)，學(xué)習(xí)完成后，該任務(wù)點(diǎn)會在后臺顯示“已完成”，以此督促學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)。在視頻學(xué)習(xí)完成后，結(jié)合章節(jié)重難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)置測試題任務(wù)點(diǎn)，并根據(jù)學(xué)生作答情況的反饋信息，優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容。此外，網(wǎng)絡(luò)平臺為師生提供了有效的溝通渠道，拉近了師生間的距離，雙方在學(xué)習(xí)討論中共同進(jìn)步，共同提高。

3.2.2 線下教學(xué)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，線下教學(xué)可采用教師講授、專題研討、小組討論匯報(bào)等方式開展。教師講授部分應(yīng)避免“滿堂灌”式教學(xué)。鑒于本課程的性質(zhì)，筆者認(rèn)為采用“案例啟發(fā)式”和“問題引導(dǎo)式”教學(xué)會取得良好的教學(xué)效果。以鋼筋工程章節(jié)舉例說明。教師以某框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓為案例，從結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、框架柱、梁、樓板等構(gòu)件著手，啟發(fā)學(xué)生理解識圖、鋼筋的分類、進(jìn)場加工等教學(xué)內(nèi)容。或者運(yùn)用直接提問的方式，比如，“結(jié)構(gòu)中梁、板、柱主要鋼筋的位置及作用如何？”引導(dǎo)學(xué)生理解鋼筋下料及代換計(jì)算等教學(xué)內(nèi)容；專題研討部分可通過線上教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生提前了解本次專題研討需要搜集的材料、PPT的制作以及整個專題的展示；小組討論匯報(bào)部分由教師發(fā)起，針對課堂講解的某個知識點(diǎn)即興分組，讓學(xué)生將理論知識與工程應(yīng)用結(jié)合進(jìn)行討論并陳述各組觀點(diǎn)。專題研討和小組討論匯報(bào)部分，任課教師應(yīng)對學(xué)生的表現(xiàn)情況分別進(jìn)行點(diǎn)評和打分，并提出合理建議，促使學(xué)生不斷進(jìn)步。最后，教師還要對涉及的知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)化重難點(diǎn)，形成教學(xué)閉環(huán)。

3.3 教學(xué)評價(jià)改進(jìn)

在OBE教育理念下，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果評價(jià)是最核心的內(nèi)容。傳統(tǒng)以平時(shí)成績+期末測試得分的考核方式，顯然已不適用于OBE理念，亟須改進(jìn)。在學(xué)習(xí)成果評價(jià)中必須要突出過程考核，從而更加準(zhǔn)確、全面、客觀地反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。因此，改進(jìn)后的考核方式由四部分組成，包括：平時(shí)表現(xiàn)(出勤、作業(yè)、課堂參與等情況)、專題報(bào)告、實(shí)操能力和期末理論考試成績。各項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)依據(jù)、評價(jià)分?jǐn)?shù)及占比如下表所示。

課程考核評價(jià)表

改進(jìn)后的考核方式增加了過程考核內(nèi)容，即專題報(bào)告和實(shí)操能力評價(jià)部分。過程考核是一種以學(xué)生為中心的考核評價(jià)，提高了學(xué)生課程參與度和學(xué)習(xí)的主動性。在過程考核環(huán)節(jié)，既可以考查學(xué)生個人綜合素養(yǎng)，也可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過過程考核，有針對性地發(fā)現(xiàn)問題，持續(xù)改進(jìn)，綜合能力得到有效鍛煉，為今后從事各類施工項(xiàng)目管理工作奠定基礎(chǔ)。理論考試安排在課程結(jié)束以后，試題內(nèi)容根據(jù)教學(xué)大綱合理分配各章節(jié)考點(diǎn)，科學(xué)系統(tǒng)地考核學(xué)生理論知識的覆蓋面和實(shí)際應(yīng)用能力。

結(jié)語

本文通過分析“土木工程施工”課程教學(xué)現(xiàn)狀，基于OBE理念設(shè)計(jì)施工課程改革，通過更新教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)過程以及改進(jìn)教學(xué)評價(jià)等措施，科學(xué)合理規(guī)劃教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)對土木工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)用施工專業(yè)知識開展工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及管理等方面的綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。