基于OBE理念的工程事故分析與處理課程PAD教學改革與實踐

熊哲 李麗娟 何嘉年

摘? 要：深入剖析工程事故分析與處理課程的特點，總結傳統(tǒng)的課程教學現(xiàn)狀及問題。提出OBE理念與PAD教學模式相結合的教學方法，對工程事故分析與處理課程進行教學改革與實踐。明確教學改革的內(nèi)容、目標和關鍵問題，制定與之對應的教改實施方案，以期培養(yǎng)有更強理論、實踐和創(chuàng)新能力的高素質土木工程專業(yè)人才。

關鍵詞：OBE理念；PAD教學模式；工程事故分析與處理；改革與實踐；土木工程

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）35-0134-04

Abstract： This paper thoroughly analyzes the characteristics of the Analysis and Treatment of Engineering Accidents course， and summarizes the current situation and problems of traditional course teaching. A teaching method that combines the OBE concept with the PAD class pattern was proposed， and teaching reform and practice on the Analysis and Treatment of Engineering Accidents course was carried out. To cultivating high-quality civil engineering professionals with stronger theoretical， practical， and innovative ability， the content， objectives， and key issues of teaching reform were clarified， and the corresponding implementation plans were developed.

Keywords： OBE Concept; PAD class pattern; Analysis and Treatment of Engineering Accidents; reform and practice; civil engineering

在瞬息萬變的國際形勢下，加快建設科技強國，實現(xiàn)高水平科技自立自強，是我國屹立于世界之林的重要方針。高等教育是科技強國的基礎。隨著新工科建設的積極推進，高等工程教育的高質量發(fā)展成為導向，其改革和實踐成為關鍵。以學生為本、成果為目標導向、持續(xù)改進的課程體系建設理念（OBE理念）[1]和以講授、內(nèi)化吸收和討論為基本過程的教學模式（PAD教學模式）[2]是現(xiàn)階段國內(nèi)外高等工程教育高度認同的教育范式[3]。在OBE理念中，假設所有學生都能達到教學目標，但在時間和方式上存在差異；學習方式是影響學習效果的關鍵；教師在教學環(huán)節(jié)中起到關鍵作用[4]。PAD教學模式的核心在于分別以教師和學生為中心，一半課堂時間以教師教授為主，一半課堂時間以學生討論為主，通過重新設計教案，使得學生能夠從理論走向實踐[5]。OBE理念與PAD教學模式的融合，能夠以學生為主體，注重過程性考核與評價，一為教學目標，一為教學手段，可謂相輔相成、相得益彰[6]。

工程事故分析與處理作為土木工程專業(yè)的重要核心課程之一，能極大地鍛煉學生理解和評價復雜工程問題的能力，同時創(chuàng)新性地提出復雜工程問題的解決方案。然而，現(xiàn)階段傳統(tǒng)的工程事故分析與處理教學方式單一，大多為教師授課的方式，導致學生對復雜工程問題的理解能力不足。因此，亟需對傳統(tǒng)的工程事故分析與處理教學方式進行改革。實施新工科背景下土木工程專業(yè)工程事故分析與處理教學改革與實踐，結合OBE理念與PAD教學模式，充分發(fā)揮教師的問題引導作用以及學生的自學和自我展示能力，力爭培養(yǎng)有更強理論、實踐和創(chuàng)新能力的高素質土木工程專業(yè)人才。

一? 工程事故分析與處理課程教學現(xiàn)狀分析

工程事故分析與處理是土木工程專業(yè)的主要專業(yè)選修課。課程將從建筑材料性能、結構受力特性等基本理論出發(fā)，結合大量的工程實例，系統(tǒng)地講解建筑工程各類事故的分析與處理方法，內(nèi)容包括建筑上部結構和地基基礎的結構特點、各類事故的原因分析、結構加固、地基處理等。自改革開放以來，國家基礎工程建設進入了飛速發(fā)展的階段，如高鐵、地鐵的快速普及，廣州塔、上海中心等超高層建筑的拔地而起，沈陽“生命之環(huán)”、北京央視大樓等異形建筑的橫空出世，港珠澳大橋、丹昆特大橋等大跨度結構的超俗絕世。目前，我國土木工程專業(yè)的能力水平，名列國際前茅。然而，與之不符的是高素質、復合型土木工程專業(yè)人才缺少，給我國的基礎工程建設帶來了安全隱患，如蘇州吳江酒店坍塌事故、江西喜多橙農(nóng)產(chǎn)品有限公司果品車間鋼結構安裝過程坍塌事故、廣西百色市鋼結構樓頂坍塌事故等。因此，培養(yǎng)大量高素質、復合型土木工程專業(yè)人才給土木工程專業(yè)帶了巨大的挑戰(zhàn)。其中，培養(yǎng)土木工程專業(yè)人才分析和解決復雜工程問題的能力是重中之重。工程事故分析與處理這門課程成為了將土木工程專業(yè)知識型人才轉化為土木工程專業(yè)實踐型人才的樞紐，旨在訓練學生將所學專業(yè)課程知識應用到實際基礎工程建設項目，是培養(yǎng)大量高素質、復合型土木工程專業(yè)人才的關鍵課程。

（一）? 課程特點分析

工程事故分析與處理課程的特點主要表現(xiàn)為以下幾方面。

1? 涉及的專業(yè)課多，綜合性強

該課程的專業(yè)知識點不僅涉及砌體結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構和其他類型結構等，同時還包括地基與基礎工程等。工程事故的原因通常涵蓋工程材料、結構設計、勘測、施工、管理和監(jiān)理等多個方面。對欠缺實踐經(jīng)驗的年輕老師和學生而言，如果生動形象地將理論知識運用到工程實踐中是關鍵[7]。

2? 從理論中來到實踐中去

工程質量事故的原因有管理問題、勘測問題、設計問題、施工、使用及改建不當?shù)?。對于復雜工程事故，其原因眾多，并且錯綜復雜，如何直接找準原因是關鍵，其中需要學生掌握一定深度的專業(yè)理論知識以及工程經(jīng)驗。

（二）? 教學現(xiàn)狀存在的問題

傳統(tǒng)的工程事故分析與處理教學現(xiàn)狀與問題主要有以下幾點。

1? 教學模式單一，學生互動少，學習積極性不高，缺乏有效的課程管理

傳統(tǒng)的工程事故分析與處理教學模式主要以教師課堂授課為主。課堂溝通較少，難以激發(fā)學生學習興趣，導致其學習積極性不高。該課程主要授課對象為大四學生，缺勤率較高，課堂玩手機現(xiàn)象嚴重。因此，缺乏一項有效的考核制度對學生考勤和平時課堂上課積極性進行評價。

2? 重理論，輕實踐

如前所述，工程事故分析與處理教學內(nèi)容多，信息量大，知識面廣。同時，工程事故分析與處理相關的工程實踐又具有綜合性強、難度大的特點。在課時量有限的情況下，為保證教學內(nèi)容的順利開展，學生實踐環(huán)節(jié)不得不壓縮。特別是在大部分學生專業(yè)知識基礎都有待提高的情況下，學生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)效果較差。這種重教師理論教學、輕學生工程實踐的現(xiàn)狀，難以讓學生迅速掌握系統(tǒng)知識并實現(xiàn)對理論內(nèi)容的實踐應用，久而久之，會導致課堂氣氛沉悶、教學效率不高[8]。

3? 考核方式不合理

目前，工程事故分析與處理課程的考核方式以考試為主，平時作業(yè)和考勤為輔。然而，這并不是最適合工程事故分析與處理課程的考核方式。工程事故分析與處理課程主要是為了培養(yǎng)學生分析和解決復雜工程問題的能力，這些能力難以從具有時間限制的考卷考試的方式體現(xiàn)?？季砜荚嚨姆绞礁囿w現(xiàn)的是學生對小知識點及相關理論的掌握能力，無法體現(xiàn)出學生對復雜工程問題的分析與思考。

二? 工程事故分析與處理課程PAD教學模式改革策略

（一）? 改革內(nèi)容

1? 融合OBE理念和PAD教學模式的教學改革

首先，綜述工程事故的特點，分析各類型工程事故產(chǎn)生的原因，并且從整體上講述工程事故分析與處理的流程方法，讓學生對本課程的基本思想、知識結構和基礎概念有整體的認知和掌握。其次，針對砌體結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構、其他類型結構和基礎工程等單元自成體系特點，分別從以教師授課和學生展示為中心完成各單元授課內(nèi)容，并且以成果為導向的進行考核；其中，考核評價貫徹前兩個環(huán)節(jié)，并根據(jù)考核結果進行課程教學的持續(xù)改進，包括平時考勤、平時課堂、教案設計、課程目標和畢業(yè)要求等。最后，根據(jù)預設的考核方式對課程目標達成評價的權重占比，計算各課程目標完成情況，形成課程目標達成情況報告和畢業(yè)要求達成度，進而形成閉環(huán)反饋，指導下一學年的教學內(nèi)容、活動的持續(xù)改進，指導課程目標持續(xù)改進和專業(yè)畢業(yè)要求的持續(xù)改進[5]。

2? 課程目標達成度評價方法優(yōu)化

土木工程專業(yè)工程事故分析與處理課程的傳統(tǒng)課程目標達成度評價包括平時作業(yè)和閉卷考試，其中平時作業(yè)占20%，閉卷考試占80%。這種課程目標達成度評價方法顯然不能解決上述分析的工程事故分析與處理課程現(xiàn)有的問題。應該體現(xiàn)學生學習過程中的學習效果評價，注重學生平時課堂的參與度與積極性，考核學生的創(chuàng)新和探索能力。因此，對課程目標達成度評價方法進行優(yōu)化，建立多元化的課程考核評價體系。從學生管理的角度出發(fā)，制定平時考勤和課堂的相關紀律制度；同時，從教師教學的角度出發(fā)，制定趣味問答環(huán)節(jié)，提高學生的積極性和參與度；隨后以實際負責工程項目為題，布置工程事故案例分析報告作業(yè)，并且根據(jù)學生的報告情況，有針對性地進行講解；最后進行理論考試[9]。

（二）? 改革目標

在教學改革的過程中，主要的目標：全面復習總結各類上部結構和地基基礎的基本概念和主要受力性能，加深理解各類結構體系的正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)的工作性能；熟悉導致建筑工程事故的各類原因，能正確使用結構鑒定理論和檢測方法，掌握查找建筑工程事故病因的系統(tǒng)理論和方法，具有正確分析建筑工程事故的能力，并能科學地表述；掌握建筑結構加固設計理論和方法，掌握地基處理和基礎加固的設計理論和方法，對各類建筑工程事故能提出解決方案，并能提出加固方法和施工措施；掌握各類建筑工程事故發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律和過程，培養(yǎng)預警意識，掌握應急處理各類事故的能力；強化安全意識，強化培養(yǎng)科學態(tài)度，強化培養(yǎng)高度的工作責任心。

（三）? 關鍵問題

1? 培養(yǎng)學生自主學習，終生學習意識，營造優(yōu)良學風

工程事故分析與處理課程教學主要針對大四學生，學生的學習態(tài)度和學習理念是營造優(yōu)良學風的基礎。然而，這個時期大部分學生的學習熱情普遍不高，其主要原因在于學生的學習態(tài)度經(jīng)過了三年的大學生活發(fā)生了轉變。因此，該課程關鍵問題之一在于重新給學生樹立正確的學習觀。這需要在教學之處先從整體上給學生講述這門課的學習方法和作用；在學習中期深入淺出地講解工程事故案例，指導學生掌握解決工程問題的方法；在學習后期通過對實際工程案例的剖析，鍛煉學生分解復雜工程問題并且解決的能力，使得學生對自己樹立信心。

2? 以教師為中心的授課環(huán)節(jié)，從“重理論”到“重方法”

大四學生通常在大學三年已經(jīng)學完了所有的基礎專業(yè)知識理論。工程事故分析與處理課程如果按照傳統(tǒng)的授課方法梳理知識點和專業(yè)理論，一方面容易導致學生難以理解，另一方面導致課程十分枯燥，進而影響課程后期學生的積極性。因此教學內(nèi)容上，從“重理論”到“重方法”進行轉變是一關鍵問題。需要項目申請人對工程事故分析與處理課程的所有核心知識點和理論進行梳理，指導學生學會查閱并且應用這些知識點和理論，分析復雜工程問題，并且將復雜工程問題分解為若干個小問題，最后逐個擊破。

3? 以學生為中心的拓展環(huán)節(jié)，充分鍛煉學生解決復雜工程問題的能力

以學生為中心的拓展環(huán)節(jié)是本教改項目的關鍵核心之一，該環(huán)節(jié)能夠充分激發(fā)學生對工程事故分析與處理課程的參與度和熱情，并且最大限度地對復雜工程問題分析與處理進行實踐。因此，這一點是本項目的又一關鍵問題。這一關鍵問題的攻克，需要項目申請人提前準備好充分的教學資源，讓學生課后對教學資源進行學習，而后布置類似的任務，讓學生分組合作進行成果展示。

（四）? 實施方案

工程事故分析與處理課程教學設計如圖1所示，主要按照課程準備、教學過程、課程目標達成度評價和教學效果反饋及持續(xù)改進四個方面進行實施。

1? 課程準備

對土木工程專業(yè)學生的專業(yè)知識基礎進行學情分析，了解學生的基本學習情況；重新明確教學目標，梳理重要的知識點，并針對所梳理的知識點，分別設立教師授課和學生展示環(huán)節(jié)，對教學內(nèi)容及其所對應的評價方式和教學目標進行改進；分別針對教師授課和學生展示環(huán)節(jié)，根據(jù)教學內(nèi)容準備充足的教學資料，及對應的課堂作業(yè)；制定課堂評價制度，規(guī)范學生課堂學風，同時作為平時考勤和平時課堂的評價標準。

2? 教學過程

教學過程包括課前預習規(guī)劃、課堂教學設計和課后作業(yè)三部分，這三部分隨著教師授課和學生展示環(huán)節(jié)不同而不同。

1）教師教授環(huán)節(jié)。 在課前預習規(guī)劃中，將課程PPT、課程重要知識點等教學資源交給學生，同時布置相關知識點的測試問答，用作平時課堂的評價標準之一；開通微信群進行相關的討論與交流，方便師生針對課前知識點進行及時交流溝通。課堂教學設計中，首先，深入淺出地對課程內(nèi)容的相關知識點進行講解；隨后，依據(jù)教師自身經(jīng)歷的工程實際案例，應用課程的相關知識點，指導學生解決實際復雜工程問題；最后，做好知識點的進一步梳理和總結，幫助學生充分消化相關知識點，并且理解其重要性；此次過程中，設置測試問答環(huán)節(jié)，充分提升學生的課堂參與度。課后作業(yè)主要分為兩大類。第一類作業(yè)題與理論知識點相關。通過第一類作業(yè)的布置，使得學生更加熟悉理論知識點，起到課后復習的作用。第二類作業(yè)題與工程案例分析相關。通過第二類作業(yè)的布置，使得學生掌握理論知識點在實際工程案例中的應用。

2）學生展示環(huán)節(jié)。 在課前預習規(guī)劃中，將學生分組，同時每組分發(fā)兩個不同的復雜工程問題的案例。其中一個案例具有詳細的分析報告，供學生參考；另外一個工程案例需要學生相互合作撰寫相關的分析報告。當學生進行分析遇到問題時，通過微信群，教師針對學生提出的相關問題進行解答。在課堂教學設計中，每組學生合作對分配到的工程問題進行分析，并且采用PPT的形式進行課堂展示。在這個過程中，教師應用理論知識點評學生展示的工程問題是關鍵。學生展示成果是平時課堂表現(xiàn)評價標準之一。課后作業(yè)主要為學生展示環(huán)節(jié)所進行的工程案例分析的相關知識點考核，通過該考核，評價學生對課堂展示環(huán)節(jié)的學習效果。

3? 課程目標達成度評價

達成度評價標準主要參考四個方面，分別為平時考勤、平時課堂、課程報告和期末考試，各部分所占比例分別為10%，30%，10%和50%。平時考勤主要用于改善學生曠課情況，改善課堂學習風氣。平時考勤分數(shù)依據(jù)準時，遲到，請假和曠課的標準確定。平時課堂主要表現(xiàn)出學生在學習過程中的學習效果，以及學生的課程參與度。主要評價標準依據(jù)測試問答環(huán)節(jié)，學生展示環(huán)節(jié)和平時作業(yè)而定，其中測試問答環(huán)節(jié)占25%，學生展示環(huán)節(jié)占50%，平時作業(yè)環(huán)節(jié)占25%。課程報告主要用于評價學生運用所學理論知識，分析問題和解決問題的能力。期末考試的題型主要分為兩大類，一類為理論知識題，占比50%，另外一類為工程分析題，占比50%。通過期末考試可以綜合判斷學生對理論知識的掌握能力，同時了解學生運用理論知識解決實際復雜工程問題的能力[10]。

4? 教學效果反饋及持續(xù)改進

課程結束后，制定調查問卷，并結合調查問卷結果以及課程目標達成度評價結果，對本次課程進行評價，分析優(yōu)缺點，形成課程報告。同時針對本次課程的不足之處進行持續(xù)改進。

三? 結束語

本文以工程事故分析與處理課程為例，結合OBE理念與PAD教學模式對其進行教學改革與實踐，制定教學改革措施，合理規(guī)劃教師授課和學生展示環(huán)節(jié)，充分提高學生的學習興趣，注重學生的過程性考核與評價，加強學生將理論應用于實踐的能力，培養(yǎng)更強理論、實踐和創(chuàng)新能力的高素質土木工程專業(yè)人才。

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