范杰 鄧思捷

摘? 要：土木結(jié)構(gòu)實驗是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是通過理論和實踐教學(xué)使學(xué)生獲得結(jié)構(gòu)實驗及檢測方面的基礎(chǔ)知識和基本技能，其教學(xué)效果好壞直接影響到畢業(yè)生能否快速適應(yīng)工程類工作。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式往往以教師講解為主體，學(xué)生僅被動的模仿實驗操作，難以實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。文章在分析傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合OBE工程教學(xué)理念，探究了土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)改進思路，以此符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。

關(guān)鍵詞：土木結(jié)構(gòu)實驗課程;OBE理念;教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）07-0104-03

Abstract： The civil structure experiment is a professional basic course for civil engineering. The task is to provide students with basic knowledge and basic skills in structural experiment and testing through theoretical and practical teaching. Its teaching effect directly affects whether graduates can adapt to engineering work quickly. The traditional experimental teaching mode is often based on the teacher's explanation. The students only passively imitate the experimental operation， and it is difficult to achieve the application-oriented talent training goal. Based on the analysis of the problems existing in the traditional experimental teaching mode， combined with the OBE engineering teaching concept， this paper explores the improvement ideas of the civil structure experimental course teaching， so as to meet the needs of applied talent training.

Keywords： civil structure experiment; OBE concept; teaching reform

隨著我國高等教育的飛速發(fā)展，人才培養(yǎng)模式逐漸從傳統(tǒng)的應(yīng)試型轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用型。這一教育模式要求高等院校培養(yǎng)的工程類學(xué)生既要掌握基本的理論知識，更要具備較強的實踐能力和分析、解決問題的能力，以滿足行業(yè)對學(xué)生綜合素質(zhì)及應(yīng)用技能的要求。實驗課程是高等院校工科學(xué)生獲得應(yīng)用技能的主要環(huán)節(jié)，實驗課程教學(xué)效果直接影響到畢業(yè)生能否快速適應(yīng)工程類工作環(huán)境。因此，如何根據(jù)學(xué)生本身能力差異、興趣的不同，定制一套既適合個體需要，又滿足整體發(fā)展的實驗教學(xué)計劃，并且能夠在整個學(xué)習(xí)過程中有效監(jiān)督、立體化考核，使學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力得到最大激發(fā)，已成為一個非常重要且迫切需要探討的問題。

土木結(jié)構(gòu)實驗作為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是通過理論和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生獲得結(jié)構(gòu)試驗及檢測方面的基礎(chǔ)知識和基本技能。通過實驗教學(xué)實施使學(xué)生得到初步訓(xùn)練和實踐，掌握一定的實驗、檢測技能與工程案例分析能力，這樣就能在畢業(yè)后迅速適應(yīng)工作環(huán)境。傳統(tǒng)的教育模式下土木結(jié)構(gòu)實驗課程的開設(shè)往往以教師講解為主體，學(xué)生僅僅按授課教師的要求分組進行實驗，通過教師的講解被動的模仿實驗操作，學(xué)生積極性調(diào)動不高，難以真正實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的，故而需要探究一種新型的以學(xué)生為主體并充分調(diào)動學(xué)生積極性的，且以應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)的實驗課程教學(xué)體系。

OBE（Outcome-Based Education）教育新模式起源于20世紀(jì)80年代的美國?；贠BE的教育模式是以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心來組織、實施和評價教育的結(jié)構(gòu)模式，主要有四個步驟：定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出、實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出、評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出和使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出。通過設(shè)定預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出，所有的教學(xué)計劃和課程內(nèi)容都是遵循“回溯式設(shè)計”原則，實現(xiàn)完整的匹配矩陣[1-3]。在理念上，OBE是一種“以學(xué)生為本”的教育哲學(xué);在實踐上，OBE是一種聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養(yǎng)模式;在方法上，OBE要求一切教育活動、教育過程和課程設(shè)計都是圍繞實現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果來開展[4-6]。OBE教育模式非常符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)需求。因此，本文在深入分析傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合OBE教學(xué)理念探究了土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)改進思路，以此使其更為符合我國應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。

一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)科之間相互滲透，工程技術(shù)日益系統(tǒng)化、復(fù)雜化，用人單位對高校畢業(yè)生的要求已非局限于理論知識的掌握。復(fù)雜工程問題的分析和解決方案設(shè)計，專業(yè)知識和技能的實踐應(yīng)用，團隊協(xié)作溝通、交流能力，已成為更為重要的考核指標(biāo)。但目前傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中，教學(xué)過程、教學(xué)方法、教學(xué)評價體系仍存在諸多缺陷和不足，難以匹配高素質(zhì)、實踐型應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，具體來說其問題包括：

1. 教學(xué)內(nèi)容單一，實驗?zāi)Ｊ疥惻f，缺乏創(chuàng)新性。傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)項目通常包括“應(yīng)變片的粘貼使用”、“鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞實驗”、“結(jié)構(gòu)動力特征測試實驗”、“混凝土強度無損檢測”等，實驗項目內(nèi)容單一且多為驗證性，缺乏創(chuàng)新性、探索性和開放性特征。授課教師往往是在實驗授課前制定出詳細(xì)的實驗指導(dǎo)書，實驗教學(xué)過程中學(xué)生被動的根據(jù)實驗指導(dǎo)說明及教師演示進行模仿，僅僅是熟悉了實驗儀器的操作，難以理解實驗內(nèi)涵及其與所學(xué)專業(yè)知識之間的聯(lián)系。學(xué)生在實驗課程學(xué)習(xí)過程中普遍存在興趣不高，參與度較低的特點，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

2. 實驗教學(xué)方法和教學(xué)手段滯后，無法體現(xiàn)與理論教學(xué)的差異。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程通常是先由教師口述或板書實驗測試原理、測試內(nèi)容，之后進行相關(guān)儀器操作演示，學(xué)生根據(jù)演示過程“簡單復(fù)制”儀器操作步驟，被動的完成實驗測試。實驗教學(xué)方法、手段與理論教學(xué)過于相似，無法體現(xiàn)兩者差異。會使得學(xué)生學(xué)習(xí)過程中潛意識易認(rèn)為實驗教學(xué)僅僅是將理論知識進行“實物化演示”，甚至對實驗課程產(chǎn)生不重視情緒，使得實驗教學(xué)效果難以達到預(yù)期設(shè)置目標(biāo)。

3. 實驗教學(xué)與工程實際銜接不足，不利于學(xué)生工程安全意識、質(zhì)量意識的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)大多在實驗室內(nèi)完成，授課教師在制定好完整的實驗教學(xué)計劃，并充分考慮實驗安全性的情況下，引導(dǎo)學(xué)生進入實驗室進行實驗測試。該過程中，授課教師承擔(dān)了實驗統(tǒng)籌和安全把控的角色，學(xué)生僅作為參與者加入到實驗教學(xué)中并進行相關(guān)實驗理論和儀器操作學(xué)習(xí)，無法形成良好的工程質(zhì)量和工程安全意識，這使得應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程存在明顯“缺失”，應(yīng)當(dāng)引起重視，并尋求改進方法。

4. 考核形式單調(diào)，考核指標(biāo)片面，難以體現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)實驗課程成績評定主要由平時成績、實驗操作、實驗報告等部分組成，且多以實驗報告成績占較大比例，實驗總成績基本由實驗報告分?jǐn)?shù)體現(xiàn)?？己诵问絾握{(diào)，考核結(jié)果難以體現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)。由于缺乏過程性考核指標(biāo)，學(xué)生在思想上并不重視實驗過程，多為應(yīng)付了事。實驗環(huán)節(jié)中學(xué)生主動性和積極性較低。此外，學(xué)生實驗考核者多為任課教師，且考核結(jié)果大多依賴于學(xué)生所提交的實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)等，而對與學(xué)生在實驗過程中的交流、溝通、協(xié)助等方面的考察難以判斷甚至幾乎沒有，這使得考核指標(biāo)過于片面，難以反映學(xué)生應(yīng)對復(fù)雜工程問題的綜合應(yīng)對能力，與高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)相背離。

二、OBE理念的土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)改革策略

OBE教學(xué)模式強調(diào)的是學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，而非教師教學(xué)內(nèi)容。該模型下強調(diào)以學(xué)生為教學(xué)中心，以成果為教學(xué)導(dǎo)向，對教學(xué)過程進行持續(xù)改革。根據(jù)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，本科教學(xué)培養(yǎng)的人才不僅需要掌握全面的專業(yè)基礎(chǔ)知識，還需具備一定的工程實踐設(shè)計、分析和判斷能力。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式具有其局限性，難以勝任應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。因此需要在高等工程教育中融入OBE教學(xué)理念，并對相應(yīng)的教學(xué)過程進行改進（包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)手段、評價機制等）。具體來說，基于OBE理念的土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)改革包括以下幾個方面：

1. 根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)模式。工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求高校畢業(yè)生不但要掌握良好的理論知識，還要具有一定的工程問題設(shè)計、分析、解決能力。根據(jù)這一既定目標(biāo)，結(jié)合OBE培養(yǎng)模式，可在土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)定中，增加綜合性、開放性實驗項目替代原有的演示性、驗證性實驗。如鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞實驗，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)做法通常為教師設(shè)定好梁截尺寸、配筋率、加載制度，學(xué)生按既定的參數(shù)制作試件進行測試，觀察現(xiàn)象。根據(jù)OBE教學(xué)理念，可將實驗教學(xué)項目進行優(yōu)化、改進：教師在實驗前僅僅提出實驗項目要求（例如，通過實驗測試、加載，分析配筋率對鋼筋混凝土受彎梁承載力和破壞形式影響）。在此實驗教學(xué)目標(biāo)下，將學(xué)生進行分組（8-10人一組），整個授課班級以小組為單位，根據(jù)實驗設(shè)定方向，在授課教師的指導(dǎo)和協(xié)助下有組織的自行查閱文獻、設(shè)定構(gòu)件參數(shù)、制定加載制度，而后進行加載測試、分析和理解實驗現(xiàn)象。如此，學(xué)生不但掌握了結(jié)構(gòu)實驗測試的基礎(chǔ)知識，還能具有一定的實際工程設(shè)計、分析能力，并且通過實驗項目的實施能對之前所學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土設(shè)計原理等課程掌握的基礎(chǔ)知識更為融會貫通。通過OBE教學(xué)理念的融入，使得土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)模式從“授人以魚”，變?yōu)椤笆谌艘詽O”。

2. 結(jié)合實驗教學(xué)目標(biāo)和特點，更新和豐富教學(xué)手段，使教學(xué)方式多樣化。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)大多沿用了理論教學(xué)手段，多為板書、口述等，基本和理論教學(xué)方法無異。難以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生參與度較低，無法完成應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。根據(jù) OBE的教學(xué)理念，將虛擬仿真、實驗教學(xué)動畫、測試視頻等融入到教學(xué)過程，使得學(xué)生對實驗教學(xué)產(chǎn)生新鮮感，形成興趣化，能將教師主導(dǎo)課程的形式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的實驗課程。例如，授課教師在實驗教學(xué)初期，可利用教學(xué)動畫、測試視頻使學(xué)生初步了解試驗操作、測試方式等。之后結(jié)合虛擬仿真實驗系統(tǒng)，讓學(xué)生自主的完成虛擬實驗平臺的搭建以及加載測試過程，這樣既可以提升學(xué)生的參與度，強化學(xué)生對于實驗理論和操作的認(rèn)知，又能夠起到虛擬演示作用，保證現(xiàn)實測試過程的安全性。虛擬測試完成后，學(xué)生已對實驗方案設(shè)計、測試方法等有了一定的了解，并帶著對相關(guān)問題的思考、疑惑進入到實際實驗中，能起到事半功倍的效果。通過虛擬-現(xiàn)實教學(xué)過程的結(jié)合，使得學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炚n程的中心，全面的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3. 根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，拓展實驗教學(xué)平臺，將工程實踐融入實驗教學(xué)。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程多在實驗室中進行，授課教師全面負(fù)責(zé)統(tǒng)籌實驗和保障實驗安全，學(xué)生作為“參與者”難以形成良好的工程安全控制和工程質(zhì)量保證意識，這使工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有“致命性”的缺失。根據(jù)OBE教學(xué)理念，將土木結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)從實驗室拓展到戶外甚至是施工現(xiàn)場，邀請相關(guān)工程技術(shù)人員和授課教師聯(lián)合進行實地工程現(xiàn)場指導(dǎo)（例如進駐檢測項目現(xiàn)場，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識制定檢測方案，教師和相關(guān)技術(shù)人員審批后，學(xué)生獨立完成測試、并分析相關(guān)檢測結(jié)果），則不僅能讓學(xué)生掌握基本實驗理論和儀器操作步驟，更重要的是能讓學(xué)生體會到實驗、設(shè)計結(jié)果對工程質(zhì)量和工程安全的重要性，以此全面體現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的內(nèi)涵。

4. 以應(yīng)用型人才目標(biāo)為導(dǎo)向，構(gòu)建多元化、綜合性的評價機制。傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式下，成績評價多由任課教師完成，成績給予方式多依據(jù)實驗報告形成。為了改變這一現(xiàn)象，根據(jù)OBE的教學(xué)理念，對實驗教學(xué)評價機制進行優(yōu)化：以應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，將實驗設(shè)計能力、實驗操作能力、實驗分析能力、團隊協(xié)作能力、交流溝通能力等方面進行整合，建立一套完善的、全面的實驗評價體系。此外，為改善授課教師“一言堂”形式的評價模式，將小組成員互評得分、小組之間互評得分等機制加入到總的實驗評價指標(biāo)之中， 使得評價結(jié)果更為全面化。學(xué)生通過互評形式，能夠充分發(fā)現(xiàn)各自優(yōu)、缺點，在畢業(yè)后從事相關(guān)工作的過程中可有效揚長避短。總之，通過多元化、綜合性的評價機制，能保障實驗教學(xué)效果不斷提升，保障工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的充分實現(xiàn)。

三、結(jié)束語

根據(jù)OBE教學(xué)理念，將土木結(jié)構(gòu)實驗課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式進行優(yōu)化，加強實驗教學(xué)與工程實際之間聯(lián)系。使得學(xué)生不僅能夠掌握實驗的基礎(chǔ)知識、儀器操作方法，更重要的是在實踐中形成分析問題、解決問題的習(xí)慣性思維能力。通過虛擬-現(xiàn)實結(jié)合的實驗教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度，從而使教育教學(xué)質(zhì)量不斷提升。此外，制定全面的、綜合性的、體現(xiàn)培養(yǎng)過程的實驗教學(xué)評價指標(biāo)，以此更為全面的反映實驗教學(xué)效果。

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