[摘 要] OBE理念,即以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心導(dǎo)向的教育理念?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程是高等學(xué)校土木工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課,涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,在培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維方面具有關(guān)鍵作用?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和理論性,學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中、教師在授課過程中都存在著一定的問題。通過探討傳統(tǒng)教學(xué)模式中的問題,針對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等提出了基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)模式,完善了教學(xué)效果評(píng)價(jià),以期為提高“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程質(zhì)量和改善教學(xué)方式提供借鑒。
[關(guān)鍵詞] OBE理念;建筑結(jié)構(gòu)抗震;教學(xué)設(shè)計(jì);效果評(píng)價(jià)
[基金項(xiàng)目] 2020年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目(新工科)“新工科背景下工程管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新”(202002129001);2020年度常州大學(xué)教育教學(xué)研究課題“基于BIM技術(shù)的工程管理‘課程—實(shí)踐’耦合教學(xué)與創(chuàng)新”(GJY2020044);2023年度常州大學(xué)教育教學(xué)研究課題“基于BIM技術(shù)的土木工程類課程教學(xué)內(nèi)容體系改革研究”(GJY2023018)
[作者簡(jiǎn)介] 楊福劍(1988—),男,遼寧遼陽(yáng)人,博士,常州大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院講師,碩士生導(dǎo)師,主要從事工程結(jié)構(gòu)抗震韌性評(píng)估研究;趙浩楠(1999—),女,江蘇徐州人,常州大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院2022級(jí)環(huán)境工程專業(yè)碩士研究生,研究方向?yàn)楣こ探Y(jié)構(gòu)抗震韌性評(píng)估;劉少峰(1986—),男,河南鄭州人,博士,常州大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院講師,主要從事隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究。
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324(2024)35-0077-04 [收稿日期] 2023-09-02
地震一旦發(fā)生,無(wú)論是對(duì)財(cái)產(chǎn)還是生命來(lái)說都具有毀滅性的打擊,有時(shí)還會(huì)帶來(lái)一系列的次生災(zāi)害。建筑結(jié)構(gòu)抗震一直是土木工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程旨在使土木工程專業(yè)學(xué)生了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原理、概念、計(jì)算理論以及各種建筑物的主要抗震措施,為未來(lái)的工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。它有助于提高土木工程從業(yè)人員的抗震防災(zāi)意識(shí),對(duì)提升我國(guó)建筑的抗震能力至關(guān)重要。因此,“建筑結(jié)構(gòu)抗震”一直以來(lái)都是土木專業(yè)(建筑工程方向)的主要專業(yè)課程,受到國(guó)內(nèi)外大多數(shù)高校的高度關(guān)注[1]。然而,由于該課程涵蓋的知識(shí)廣泛,且具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能會(huì)遇到一些困難[2]?;诔晒麑?dǎo)向的教育(outcome-based education,OBE)理念最早于1981年由西方國(guó)家提出,并逐漸發(fā)展壯大,成為美國(guó)、歐盟等國(guó)家教育改革的主流理念。隨著教育改革步伐的不斷加快,我國(guó)開始探討如何將具有中國(guó)特色的OBE教學(xué)思想引入教育領(lǐng)域?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程致力于讓學(xué)生認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí),其知識(shí)點(diǎn)范圍廣且散,部分內(nèi)容抽象難理解,因此,將OBE理念融入該課程教學(xué)中,可以提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,以及創(chuàng)新和自學(xué)能力,培養(yǎng)社會(huì)所需要的人才。
一、“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程教學(xué)現(xiàn)狀
(一)教學(xué)內(nèi)容及課程特點(diǎn)
“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程內(nèi)容涉及廣泛,包括近10門先修基礎(chǔ)和專業(yè)課程,如“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”“混凝土結(jié)構(gòu)”“鋼結(jié)構(gòu)”“砌體結(jié)構(gòu)”等相關(guān)知識(shí)。隨著時(shí)代的發(fā)展,為了因應(yīng)當(dāng)前的“雙碳”目標(biāo)和綠色建造理念,房屋結(jié)構(gòu)也在不斷改善。因此,課程內(nèi)容會(huì)隨科技進(jìn)步而更新和擴(kuò)展,分析方法也在不斷豐富和深化,很多課程理論都由試驗(yàn)和震害調(diào)查得出,所以課程具有一定的時(shí)效性[3]。教師如何在教學(xué)過程中進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)也是一個(gè)重要問題。除此之外,該課程具有很強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性及實(shí)用性?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程教材通常包含大量《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》條文、公式和表格。這些條文涉及眾多的調(diào)整系數(shù)和抗震措施,內(nèi)容繁雜,難以記憶。
(二)課程目前存在的問題
1.教學(xué)內(nèi)容繁多,但學(xué)時(shí)少,學(xué)習(xí)難度大。“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程通常設(shè)置為24或32個(gè)學(xué)時(shí),但課程內(nèi)容繁多,涵蓋理論和實(shí)踐性知識(shí),這易導(dǎo)致學(xué)時(shí)與課程內(nèi)容不匹配,增加教師的教學(xué)壓力,打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在課堂學(xué)習(xí)中,師生互動(dòng)通常受限,只有少數(shù)學(xué)生會(huì)主動(dòng)向教師請(qǐng)教問題。這門課程跨越多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)要求較高,因此,課程教學(xué)時(shí)通常會(huì)存在一定的困難。由于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力較弱,缺乏積極性,因而可能會(huì)導(dǎo)致疑難問題未解決而逐漸積累。隨著時(shí)間的推移,教師的教學(xué)積極性可能下降,學(xué)生也可能對(duì)這門課程感到畏懼[4]。
2.缺乏課程實(shí)踐環(huán)節(jié)?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,旨在培養(yǎng)具備一般房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能力的工程人才,解決實(shí)際工程中的具體問題。然而,由于課時(shí)有限,理論內(nèi)容繁多,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往采用“教師單方面輸出”的方式,側(cè)重計(jì)算能力培養(yǎng),忽視了實(shí)際建模、計(jì)算機(jī)技術(shù)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。此外,一些高校面臨著專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)有限等問題,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地和設(shè)備不足,限制了該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的發(fā)展。為了增加上課時(shí)間,一些高校也選擇縮減實(shí)踐環(huán)節(jié)。
3.教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)需求不符。“建筑結(jié)構(gòu)抗震”因其內(nèi)容多等特點(diǎn),往往出現(xiàn)“填鴨式”教學(xué)等現(xiàn)象。這種情況易使教學(xué)內(nèi)容脫離實(shí)際需求,一些教師依然使用舊版教材和過時(shí)的PPT,未能將新的工藝技術(shù)與課堂內(nèi)容相結(jié)合。因此,許多理論知識(shí)無(wú)法與新的施工工藝相銜接,不能滿足當(dāng)前技術(shù)人才培養(yǎng)的需求。
二、OBE理念下的“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程教學(xué)改革
(一)OBE理念闡述
數(shù)字化與教育的結(jié)合表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一是在線課程,如慕課教學(xué);二是將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合[5]。OBE理念將學(xué)生置于教育的核心位置,側(cè)重評(píng)估他們?cè)趯W(xué)習(xí)中所獲得的能力,這為創(chuàng)新教育評(píng)估理念和提高教學(xué)實(shí)施過程提供了有力支持。因此,在教育信息化背景下,運(yùn)用OBE理念評(píng)估高校課堂教學(xué)質(zhì)量可以提高評(píng)估的效率和科學(xué)性,從而提升高校的教學(xué)質(zhì)量。
(二)OBE理念下的混合式教學(xué)
在OBE理念視野中,堅(jiān)持“以結(jié)果為導(dǎo)向,把學(xué)生放在主體位置,加強(qiáng)工程教育,重視能力培養(yǎng)”,注重對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化?;谠诰€網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),輔以線下實(shí)體教學(xué),形成了混合教學(xué)模式[6]。這一模式具備以下特點(diǎn):強(qiáng)調(diào)學(xué)生的能力培養(yǎng),融合互聯(lián)網(wǎng)思維于教學(xué)內(nèi)容,注重學(xué)生的參與度,以及全程貫穿的評(píng)價(jià)[7]?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”課程具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性,因此,可以采用OBE理念進(jìn)行教學(xué)改革,將OBE理念融入教學(xué)方案、實(shí)施教學(xué)和評(píng)估產(chǎn)出中,依據(jù)教改效果評(píng)價(jià)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn),以學(xué)生需求、社會(huì)需求為指導(dǎo)設(shè)計(jì)課程,培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)所需的人才。
(三)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式
OBE理念改變了傳統(tǒng)的教師選取教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的方式,即多以自己所熟知的知識(shí)點(diǎn)為主,以教師為核心的教學(xué)方式。為了更好地應(yīng)對(duì)該課程內(nèi)容多而學(xué)時(shí)有限的挑戰(zhàn),教師須要明確教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),規(guī)劃課程內(nèi)容,遵循反向設(shè)計(jì)原則,按照現(xiàn)實(shí)需求進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)。高校應(yīng)當(dāng)對(duì)課程大綱進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和部署,對(duì)每一章節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行分類標(biāo)注,建立完整的“建筑結(jié)構(gòu)抗震”教學(xué)體系,防止教學(xué)中出現(xiàn)遺漏知識(shí)點(diǎn)等情況。
根據(jù)課程特點(diǎn),可分為以下三部分:
第一部分:工程抗震設(shè)防基本概念,主要由教師講解,學(xué)生理解。
第二部分:基本分析計(jì)算方法,涉及單/多自由度體系的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)基本計(jì)算方法。這部分要求學(xué)生自學(xué),培養(yǎng)其自學(xué)能力。
第三部分:抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算,包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)方法。因有前期專業(yè)課作基礎(chǔ),以學(xué)生自學(xué)為主,以教師講解為輔,依據(jù)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整教學(xué)方式,結(jié)合課上教學(xué)、課下自學(xué)、討論和指導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。在教學(xué)過程中,引導(dǎo)學(xué)生采用不同的學(xué)習(xí)方式,如預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自學(xué)等,并教導(dǎo)他們?nèi)绾问褂镁W(wǎng)絡(luò)資源查找相關(guān)知識(shí),以獲取前沿信息和最新動(dòng)態(tài)。為了跟上行業(yè)的發(fā)展步伐,教師在授課過程中,應(yīng)為學(xué)生提供新施工工藝、新技術(shù)、新設(shè)備等知識(shí)。課堂教學(xué)應(yīng)采用小組討論的方式,以確保學(xué)生有足夠的時(shí)間來(lái)消化所學(xué)知識(shí)。隨后,進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)和教學(xué)評(píng)價(jià),以收集反饋信息,了解學(xué)生在各個(gè)學(xué)習(xí)階段的表現(xiàn),并進(jìn)行課堂討論和課后答疑。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,教師應(yīng)采用多種輔助教學(xué)方法,充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)傳授知識(shí)并優(yōu)化教學(xué)方法。
首先,應(yīng)采用多媒體和板書相結(jié)合的教學(xué)方式,并平衡二者在課堂中的使用。例如,地震的破壞作用等內(nèi)容適合使用多媒體教學(xué),通過投影儀播放視頻可以讓學(xué)生更直觀地理解。同時(shí),可以利用課件進(jìn)行提問、簽到、課堂討論等互動(dòng),以鼓勵(lì)學(xué)生思考。課前可將本堂課重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行羅列,建立知識(shí)索引和預(yù)習(xí)清單。建立先學(xué)后教的課堂模式,讓學(xué)生帶著問題走進(jìn)教室。對(duì)于單/多自由度體系的地震反應(yīng)分析等內(nèi)容,更適合使用板書教學(xué),因?yàn)檫@部分內(nèi)容涉及公式推導(dǎo)和計(jì)算方法,須進(jìn)行更詳細(xì)的解釋,多媒體教學(xué)可能不夠靈活。另外,可以開設(shè)“第二課堂”,利用慕課教學(xué)和QQ群聊等在線平臺(tái),將課后碎片化時(shí)間用于線上答疑和教學(xué)。教師可通過學(xué)習(xí)平臺(tái)實(shí)時(shí)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和作業(yè)完成情況,并及時(shí)解答疑惑。這些平臺(tái)還可以用于前沿信息和相關(guān)文章的發(fā)布,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主討論,拓寬視野。這些舉措將有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度。
此外,增加實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)和與地震相關(guān)的概念有益。例如,在大學(xué)建筑工程試驗(yàn)中心,根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,可以組織學(xué)生參加振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)以使學(xué)生了解其工作機(jī)制,親身體驗(yàn)和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。此外,可以在課余時(shí)間組織學(xué)生參與模型制作活動(dòng),鼓勵(lì)他們參加相關(guān)競(jìng)賽,以加深他們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的理解并培養(yǎng)其實(shí)踐能力。除此之外,可以組織學(xué)生參觀防災(zāi)減災(zāi)教育館,讓學(xué)生直接感受地震破壞的情景,深化他們對(duì)地震破壞的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)他們的抗震防災(zāi)意識(shí)和責(zé)任感。這些實(shí)踐活動(dòng)有助于提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
高等教育發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志[8]。要想實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興,教育的地位和作用不容忽視。深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)習(xí)近平總書記重要講話精神,將思想政治教育融入專業(yè)課教學(xué)已成為高校發(fā)展的趨勢(shì)?!敖ㄖY(jié)構(gòu)抗震”作為一門綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的課程,須要突出教學(xué)重點(diǎn),注重規(guī)范底線效應(yīng),創(chuàng)造多樣化的切入點(diǎn),根據(jù)學(xué)生的個(gè)體情況靈活引導(dǎo)其思考和體驗(yàn)。例如,在講解鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震時(shí),可以借助上海中心大廈、港珠澳大橋等建筑案例,增強(qiáng)文化自信;在結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方面,培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的責(zé)任感。
(四)構(gòu)建教學(xué)評(píng)價(jià)體系
教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系包括:教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況、教學(xué)過程的質(zhì)量、學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、教師的教學(xué)能力??煽偨Y(jié)為兩部分,即對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和對(duì)教師的評(píng)價(jià)。學(xué)生為中心的教育理念,強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)應(yīng)圍繞學(xué)生展開,教學(xué)方法應(yīng)按照學(xué)生需求設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式則偏向教師為中心,注重教師的教學(xué)體驗(yàn)??茖W(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)既是對(duì)教師授課的評(píng)估,也可以促使教師反思并調(diào)整教學(xué)模式,如可以進(jìn)行教學(xué)督導(dǎo)、院內(nèi)外同行評(píng)議、教學(xué)研討等。此外,由于學(xué)生能反映實(shí)際教學(xué)效果,故應(yīng)設(shè)立適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)通道,包括問卷調(diào)查、多媒體彈幕,還可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),采用線上方式進(jìn)行信息收集和建議收集等,有助于學(xué)生更好地反饋在課堂中遇到的問題。同時(shí),學(xué)生的反饋可以用于評(píng)價(jià)教師在專業(yè)認(rèn)同、家國(guó)情懷、學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和溝通表達(dá)方面的表現(xiàn),定期分析和討論評(píng)價(jià)結(jié)果,促使教師定期回顧教學(xué),及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法,落實(shí)到位。
為了強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程,可以改變以往的平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)占比,引入單元小考、課堂評(píng)價(jià)、期中考試等方式,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。例如,可以進(jìn)行課堂出勤簽到簽退和課堂表現(xiàn)評(píng)估,根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給予分?jǐn)?shù),以減少學(xué)生逃課的現(xiàn)象。課程的考核比例可以根據(jù)內(nèi)容的難度進(jìn)行調(diào)整,包括學(xué)習(xí)表現(xiàn)(15%)、作業(yè)(15%)、單元測(cè)試(10%)、期中考試(10%)、期末考試(50%)。這樣的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系更加符合OBE理念,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和學(xué)習(xí)過程,有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
結(jié)語(yǔ)
傳統(tǒng)的“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程存在一系列問題,包括課程內(nèi)容多但課時(shí)少、考核方式單一、課程難度較高等方面。這門課程對(duì)于結(jié)構(gòu)工程師來(lái)說至關(guān)重要,因?yàn)樗苯由婕皩W(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和未來(lái)就業(yè)。因此,高校教師須積極思考提升教學(xué)質(zhì)量和改進(jìn)教學(xué)方法的路徑。為了滿足新工科背景下高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),成果導(dǎo)向教育(OBE)理念越來(lái)越受重視。將OBE理念融入“建筑結(jié)構(gòu)抗震”課程中,采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式,可以平衡多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書教學(xué),同時(shí)改變了課程考核方式。這一改革有助于提高“建筑結(jié)構(gòu)抗震”教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代需求的應(yīng)用型人才。
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Teaching Design and Evaluation of Seismic Resistance of Building Structures Based on the
OBE Concept
YANG Fu-jian, ZHAO Hao-nan, LIU Shao-feng
(School of Urban Construction, Changzhou University, Changzhou, Jiangsu 213164, China)
Abstract: The OBE concept, which stands for Outcome-Based Education, is an educational philosophy centered around students’ learning outcomes. The course “Seismic Resistance of Building Structures” is a crucial mandatory course in civil engineering majors at higher education institutions. It encompasses various disciplines and plays a pivotal role in nurturing students’ professional competence, practical skills, and innovative thinking. The “Seismic Resistance of Building Structures” course is characterized by a strong blend of practicality and theory. However, both students and instructors encounter certain challenges during the course. This article begins by addressing the issues associated with traditional teaching methods, discusses the problems in traditional teaching methods, puts forward the teaching design and teaching mode based on OBE concept in terms of teaching content and teaching methods, and improves the evaluation of teaching effect, in order to provide reference for improve the quality of the course and improving the teaching method of “Seismic Resistance of Building Structures”.
Key words: OBE philosophy; seismic resistance of building structures; instructional design; impact assessment