基于結(jié)果導(dǎo)向教育理念的新工科橋梁工程課程建設(shè)

鄧友生，董晨輝，吳阿龍 ，劉龍剛，張世宇

（1.西安交通工程學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710300；2.西安科技大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院， 陜西 西安 710054）

我國(guó)正處于教育改革發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，中國(guó)于2016 年加入國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》，并成為協(xié)議正式成員。隨著國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證的持續(xù)開(kāi)展，國(guó)內(nèi)高校對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)方式進(jìn)一步改革，以便培養(yǎng)的人才可以更好地適應(yīng)行業(yè)需要[1]。2017 年，教育部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》，積極推進(jìn)新工科建設(shè)，應(yīng)對(duì)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，進(jìn)一步支撐各項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略。2018年，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)教育大會(huì)上發(fā)表重要講話，要求改革創(chuàng)新，加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)。2021 年，國(guó)務(wù)院提出“深入實(shí)施新時(shí)代人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略 加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地”，立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，必須把人才資源開(kāi)發(fā)放在最優(yōu)先位置，大力建設(shè)戰(zhàn)略人才力量，著力夯實(shí)創(chuàng)新發(fā)展人才基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)發(fā)展，在高等教育綜合改革引領(lǐng)下，土木工程人才培養(yǎng)過(guò)程中實(shí)踐教育面臨的挑戰(zhàn)愈發(fā)嚴(yán)峻，尤其在當(dāng)今土木工程蓬勃發(fā)展和快速轉(zhuǎn)型的背景下，對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生要求不再局限于對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握與運(yùn)用，更加需要可以從事科研技術(shù)創(chuàng)新、解決實(shí)際工程難題的復(fù)合型人才[2]。

近兩年，由于新冠疫情的原因，網(wǎng)上授課得到大力發(fā)展。但是學(xué)校依舊使用傳統(tǒng)教育模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課，由于又缺少傳統(tǒng)授課模式對(duì)學(xué)生的監(jiān)督要求，使得學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間變多。同時(shí)，由于部分學(xué)生自制力差，不能對(duì)自主時(shí)間作出有效安排，導(dǎo)致學(xué)生綜合能力進(jìn)一步下降。國(guó)內(nèi)教育改革的步伐急需加快。

1 OBE 模式

結(jié)果導(dǎo)向教育(outcome-based education，OBE)最先由美國(guó)人斯派蒂于1994 年提出，并且經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展不斷完善。OBE 模式為歐美等國(guó)家培養(yǎng)了大量善于獨(dú)立思考解決問(wèn)題的應(yīng)用型人才，在各行各業(yè)中都發(fā)揮著重要作用。OBE 模式是以學(xué)習(xí)者為中心，以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向的教育模式[3]。由于OBE 模式的培養(yǎng)方式，使得其培養(yǎng)的學(xué)生就業(yè)后可以很好地滿足當(dāng)前社會(huì)的職業(yè)發(fā)展的需要。有高校已經(jīng)將OBE 模式應(yīng)用于教學(xué)中，且通過(guò)與前幾屆學(xué)生相比較發(fā)現(xiàn)，OBE 教育模式培養(yǎng)的學(xué)生不僅在課堂效果方面取得良好的效果，而且在學(xué)習(xí)成績(jī)方面也有大幅提升[4]。

OBE 模式區(qū)別于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)教育模式。OBE模式注重課程結(jié)果，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果有清晰明顯的要求，而傳統(tǒng)教育一般運(yùn)用固定的時(shí)間從課程的結(jié)構(gòu)入手，在結(jié)束課程之時(shí)，完成課程對(duì)學(xué)生的要求。OBE 模式培養(yǎng)的學(xué)生更具有積極性，且動(dòng)手能力較強(qiáng)。表1 為傳統(tǒng)教育與成果導(dǎo)向教育在某些方面的對(duì)比[5]。

表1 傳統(tǒng)教育與成果導(dǎo)向教育的對(duì)比

2 新工科建設(shè)下的橋梁工程

新工科建設(shè)是國(guó)家為應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)以及各行業(yè)新挑戰(zhàn)提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃。

橋梁工程課程是土木工程橋梁方向的一門重要專業(yè)課。由于橋梁建設(shè)項(xiàng)目較為龐大，且依托于一定的工程項(xiàng)目，所以無(wú)法為專業(yè)學(xué)生提供大量地實(shí)地實(shí)踐崗位，而依托BIM 以及MIDAS CIVIL 等新型軟件進(jìn)行教學(xué)和應(yīng)用可以有效地改善這一局面[6]。同時(shí)在應(yīng)用軟件建模時(shí)可以做到每個(gè)人都參與，可以加深記憶，也會(huì)對(duì)模型的各種參數(shù)和計(jì)算原理有更加深入的理解。

橋梁的建設(shè)需要感性認(rèn)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)造圖示相結(jié)合才能做好。利用如Revit 等建模軟件對(duì)建好的模型進(jìn)行觀察，可以避免在課堂上抽象講解使學(xué)生對(duì)橋梁的認(rèn)識(shí)有所局限，使學(xué)生更好地掌握標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、裝配化施工、智能化檢測(cè)、信息化管理[7]。不僅如此，現(xiàn)在各地工程項(xiàng)目在實(shí)際施工中也會(huì)預(yù)先通過(guò)一些建模軟件模擬施工建設(shè)過(guò)程中可能遇到的工況以及將建模軟件的計(jì)算結(jié)果與施工設(shè)計(jì)書(shū)的計(jì)算結(jié)果對(duì)照，以得到盡可能準(zhǔn)確的預(yù)期效果。

通過(guò)橋梁工程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握從橋梁的基本理論至各類橋梁設(shè)計(jì)、施工的整體概念。有關(guān)橋梁工程的基本概念、設(shè)計(jì)理論計(jì)算方法、構(gòu)造原理、施工技術(shù)和施工方法等都應(yīng)該被統(tǒng)一掌握，最終達(dá)到開(kāi)闊視野以及可以獨(dú)立思考實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題的目的[8]。

隨著科學(xué)和時(shí)代的進(jìn)步，橋梁工程理論的深入研究，施工工藝的不斷改善，建筑規(guī)范的修訂，安排教學(xué)內(nèi)容時(shí)需將建筑實(shí)例和經(jīng)典理論進(jìn)行更新，去除一些與當(dāng)前時(shí)代不符合的內(nèi)容,做到與時(shí)俱進(jìn)[9]。

3 OBE 教育下橋梁工程課程建設(shè)

OBE 以學(xué)生為中心，以結(jié)果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)。學(xué)生在完成結(jié)果的過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，可以說(shuō)在OBE 模式下的培養(yǎng)過(guò)程就是一個(gè)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我進(jìn)步的過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)生不再局限于學(xué)習(xí)課本中的基礎(chǔ)知識(shí)，而是結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，以課本中的知識(shí)為參考，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，創(chuàng)創(chuàng)性地將所學(xué)和所需串聯(lián)起來(lái)，建立自己的知識(shí)體系。

基于OBE 理念并且通過(guò)充分調(diào)研，提出土木工程新工科的建設(shè)，旨在面向建筑工業(yè)化與智能化的發(fā)展要求，為國(guó)家培養(yǎng)具備扎實(shí)的自然科學(xué)知識(shí)和良好的人文素養(yǎng)，掌握土木工程及相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理以及前沿相關(guān)軟件具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和跨界整合能力，能夠利用信息化、智能化技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的高質(zhì)量人才[10]。以橋梁工程課程為例，通過(guò)要求學(xué)生自己選擇一個(gè)實(shí)體橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，用建模軟件將橋梁在實(shí)際應(yīng)用中遇到的各種工程狀況用合理的工具模擬等效，從而達(dá)到預(yù)期效果的方式對(duì)橋梁工程的課程建設(shè)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。學(xué)生在此學(xué)習(xí)過(guò)程（圖1）中完成對(duì)課程的深入學(xué)習(xí)，從而掌握使用先進(jìn)建模軟件能力，提升學(xué)生的整體素質(zhì)。

圖1 OBE 教學(xué)模式下的課程流程

成果導(dǎo)向教育在新工科建設(shè)下的橋梁工程應(yīng)按照表2 中的比例進(jìn)行判分。首先，因?yàn)樵摲N教育模式下以成果為主導(dǎo)且應(yīng)用建模軟件自主完成，所以模型完成情況占據(jù)總分值的比例最高。這也鼓勵(lì)學(xué)生花費(fèi)時(shí)間完成最基本、最重要的模型建立。其次，這種教育模式旨在接近現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目，所以工程的貼合程度占比次要。其余分值比例由模型中各種問(wèn)題的解決方法和耗費(fèi)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分配。

表2 成果導(dǎo)向教育模式下的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.1 提升自主學(xué)習(xí)的能力

傳統(tǒng)教育自義務(wù)教育階段開(kāi)始經(jīng)常忽視學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力方面的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生只能跟隨教師的節(jié)奏去學(xué)習(xí)，對(duì)教師養(yǎng)成依賴性。進(jìn)入高等教育階段之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)更是脫離現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活，缺乏對(duì)生活中各種事情的思考。在使用OBE 與新工科建設(shè)結(jié)合之后的教育模式可以有效針對(duì)學(xué)生無(wú)法自主學(xué)習(xí)能力的欠缺進(jìn)行彌補(bǔ)，引導(dǎo)學(xué)生去接受新事物，完成任務(wù)時(shí)多考慮工程實(shí)際。這種與實(shí)際工程結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，全面考慮問(wèn)題。

3.2 提升學(xué)生獨(dú)立思考的能力

國(guó)內(nèi)學(xué)生獨(dú)立思考的能力較弱。大部分時(shí)間國(guó)內(nèi)學(xué)生接受知識(shí)的方式基本是依靠教師講解，學(xué)生加以記憶和背誦來(lái)應(yīng)對(duì)學(xué)期的考試，遇到問(wèn)題也都會(huì)本能地尋求老師的幫助。一方面留給學(xué)生思考的機(jī)會(huì)和時(shí)間都不夠充分；另一方面，學(xué)校對(duì)課程進(jìn)度的規(guī)定限制了這一點(diǎn)，導(dǎo)致教師循規(guī)蹈矩地對(duì)學(xué)生提出要求，帶領(lǐng)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。而OBE 模式下的學(xué)習(xí)方式恰好改變了這一現(xiàn)狀，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間要求并不苛刻，著重關(guān)注學(xué)生結(jié)果的完成程度。這可以更好地促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考，同時(shí)在選題方面根據(jù)自己興趣選擇的題目也使得學(xué)生更愿意依靠自己的能力完成所選題目。

3.3 提升學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力

使用OBE 與新工科建設(shè)結(jié)合的模式進(jìn)行教學(xué)以后，教師的引領(lǐng)作用被弱化。如今學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)十分熟練，但是卻很少應(yīng)用在學(xué)習(xí)方面。新工科的建設(shè)可以促進(jìn)學(xué)生在沒(méi)有教師的引領(lǐng)后，許多“跳一跳能夠到”的事情便可依靠學(xué)生上網(wǎng)查詢資料獨(dú)立完成。這有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。而且這種獨(dú)立完成事情的能力在今后的工作中也會(huì)十分受用。

3.4 提升學(xué)生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是教育部一直以來(lái)對(duì)大學(xué)生的要求。這關(guān)乎我國(guó)偉大復(fù)興的光榮使命，同時(shí)創(chuàng)新能力對(duì)今后的就業(yè)以及科研都特別重要，是大學(xué)生必不可少的能力之一。OBE 模式使用結(jié)果給學(xué)生作為導(dǎo)向。學(xué)習(xí)過(guò)程基本由學(xué)生自己制定，最后由教師檢驗(yàn)其可行性，并且同意學(xué)生開(kāi)始執(zhí)行。這樣便可以開(kāi)放學(xué)生思維。每個(gè)人都會(huì)有不同的思路和設(shè)計(jì)考慮。

3.5 學(xué)生更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展

近些年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展為各行各業(yè)的從業(yè)者都帶來(lái)巨大的便利。土木工程作為最古老的行業(yè)之一，也應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，主動(dòng)地去與當(dāng)代新興事務(wù)相融合，才能改變其在施工過(guò)程中因資源浪費(fèi)、信息不對(duì)稱所造成工期延誤、建筑物不環(huán)保的弊端。所以，橋梁工程也應(yīng)該加速其新工科建設(shè)步伐，橋梁工程方向的學(xué)生也應(yīng)該跟上時(shí)代的腳步，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁工程作為橋梁方向的重要課程之一，不管是對(duì)于學(xué)生就業(yè)還是科研都具有不可替代的地位；無(wú)論是現(xiàn)在還是將來(lái)都具有重要價(jià)值。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)教育模式已經(jīng)不適用于培養(yǎng)現(xiàn)行職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下的人才，所以，人才培養(yǎng)方案應(yīng)該不斷改良其教育方式，貼合實(shí)際，使更多學(xué)習(xí)橋梁工程的學(xué)生可以對(duì)教材內(nèi)容有更透徹的理解。本文分析了OBE 模式下新工科下橋梁工程的課程建設(shè)，得出以下結(jié)論。

（1）相較于傳統(tǒng)教育模式，OBE 模式下的橋梁工程建設(shè)可以很好地考察學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。同時(shí)，培養(yǎng)的人才可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。

（2）新工科建設(shè)下的橋梁工程符合時(shí)代的要求。學(xué)生學(xué)習(xí)的軟件技能可以更好地在今后的工作或者科研崗位上發(fā)揮作用。

（3）將OBE 的教育模式和新工科的建設(shè)要求結(jié)合是一個(gè)教育模式上的創(chuàng)新且非常具有可行性。二者結(jié)合起來(lái)對(duì)提升學(xué)生的綜合能力有很大幫助。

OBE 模式結(jié)合新工科建設(shè)下的橋梁工程課程面向未來(lái)，在繼承傳統(tǒng)教育的優(yōu)點(diǎn)以外繼續(xù)創(chuàng)新，改造升級(jí)，打造面向新經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)發(fā)展需要的土木工程人才，符合時(shí)代發(fā)展的規(guī)律。在今后的土木工程教育中，仍應(yīng)該堅(jiān)持創(chuàng)新、開(kāi)放共享，實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。