田玉梅 寇素霞 張洪福

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

在新冠病毒疫情背景下，教育部發(fā)布了《應(yīng)對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，要求實現(xiàn)“停課不停教，停課不停學(xué)”。因此，各高校開展了大規(guī)模的線上教學(xué)。結(jié)構(gòu)力學(xué)是高等院校土木工程專業(yè)的重要核心課程，也是許多高校土木工程一級學(xué)科研究生入學(xué)考試的必考科目。在學(xué)生居家學(xué)習(xí)的背景下，如何依托互聯(lián)網(wǎng)有效的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)線上教學(xué)，對教師和學(xué)生都是一個很大的挑戰(zhàn)。在教學(xué)平臺和直播工具得到保障的前提下，優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計和實施是教好課程的關(guān)鍵，而學(xué)習(xí)成果展示則是有效的檢驗途徑[1]。

1 OBE教育理念

成果導(dǎo)向教育(Outcome Based Education，簡稱OBE)，亦稱：能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。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“基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出”的培養(yǎng)模式[2]。OBE強調(diào)以學(xué)生為主體，以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為目標(biāo)導(dǎo)向，進行教學(xué)設(shè)計、實施和評價?；贠BE理念，教師需要以學(xué)生為中心，以學(xué)生最終達到的學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，注重對學(xué)生的能力、素質(zhì)的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的積極性與主動性。在教學(xué)活動中，教師需要尋求適宜的教學(xué)過程、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法以及教學(xué)評價等來保證學(xué)生達到這些預(yù)期目標(biāo)。

OBE這種以學(xué)生為中心的理念，要求學(xué)生從“填鴨式”的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，恰好與線上教學(xué)要求完全相符[3]。

2 基于OBE理念結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的探索與實施

2.1 教學(xué)平臺與教學(xué)方式

在線教學(xué)的一切教學(xué)活動都需要通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。因此，選擇合適的教學(xué)平臺是線上教學(xué)的首要之舉。我校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程分為《結(jié)構(gòu)力學(xué)1》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)2》兩部分，各48學(xué)時。其中，本學(xué)期《結(jié)構(gòu)力學(xué)1》課堂教學(xué)24次。根據(jù)我校結(jié)構(gòu)力學(xué)在線開放課程的實際情況，教學(xué)活動通過超星課程平臺與QQ直播相結(jié)合來實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)力學(xué)在線平臺上為學(xué)生提供了豐富的教學(xué)資源，包括教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、教學(xué)視頻等教學(xué)文件；學(xué)習(xí)導(dǎo)航、自我測試、知識拓展、能力提升等引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的模塊；主題討論、隨堂練習(xí)等互動區(qū)域。此外，學(xué)習(xí)通、QQ群、騰訊會議等先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以記錄完整教學(xué)活動。

2.2 教學(xué)總體設(shè)計

有效的教學(xué)設(shè)計應(yīng)該起始于期望達到的目標(biāo)，終止于教學(xué)目標(biāo)的全面落實。以《東北林業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案》(2018版)為最終的教學(xué)目標(biāo)，以對學(xué)生的畢業(yè)要求為主線，依據(jù)“反向設(shè)計”[4]和“一切以學(xué)生為中心”的原則確定結(jié)構(gòu)力學(xué)課程目標(biāo)，進行結(jié)構(gòu)力學(xué)在線教學(xué)設(shè)計。從教學(xué)內(nèi)容的整合、教學(xué)策略實施、學(xué)習(xí)目標(biāo)的分解、學(xué)習(xí)路徑的確定等教學(xué)環(huán)節(jié)進行設(shè)計，促成學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

從結(jié)構(gòu)力學(xué)課程目標(biāo)出發(fā)，進行總體設(shè)計：1)教學(xué)內(nèi)容單元化。分析結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容和線上教學(xué)、居家學(xué)習(xí)的背景，考慮學(xué)生的接受能力，確定每次課的教學(xué)內(nèi)容，以此作為一個教學(xué)單元。明確單元的教學(xué)目標(biāo)，進而確定教學(xué)思路和重點、難點內(nèi)容。2)學(xué)習(xí)目標(biāo)精準(zhǔn)化。將課程目標(biāo)精準(zhǔn)劃分為單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)。知識目標(biāo)層次分為了解、理解、掌握、熟練掌握；能力目標(biāo)層面分為計算能力、分析能力、判斷能力、解決問題的能力。在完成目標(biāo)過程中培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素養(yǎng)。3)知識點精細(xì)化。結(jié)合學(xué)習(xí)目標(biāo)，將本學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)知識點細(xì)化為152個任務(wù)點，按課程進度，分24次任務(wù)發(fā)放給學(xué)生。4)學(xué)習(xí)路徑模塊化。在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程平臺上，給出學(xué)習(xí)導(dǎo)航、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容(提供教材、電子教案、視頻、課件)、自我測試(每節(jié)課前)、知識拓展(每節(jié)課后)，能力提升(每章學(xué)習(xí)后)等模塊。

2.3 教學(xué)方法設(shè)計

合適的教學(xué)方法是課堂教學(xué)成功的一半。在教學(xué)中采用豐富的教學(xué)方法：如講到緒論中結(jié)構(gòu)的計算簡圖一節(jié)，采用案例分析法，將實際工程結(jié)構(gòu)抽象為計算簡圖，使學(xué)生更容易理解、體會桿件、支座、結(jié)點、荷載及體系的簡化方法；在講到合理拱軸線時，采用導(dǎo)入法，觀看達芬奇的油畫《抱銀貂女人》，提出問題“在均勻重力下，項鏈自然下垂的形態(tài)是什么？”，通過創(chuàng)設(shè)的情境，引出懸鏈線的概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；在講到力法計算示例時，采用啟發(fā)式教學(xué)方法，以一個2次超靜定剛架為例，通過一連串的教師自問自答的問題，向?qū)W生提供思維線索，指明思維方向，完成求解過程。到此，教學(xué)內(nèi)容并未完成，再拋出問題：力法的基本體系是否唯一。如果基本體系不是唯一的，可以選出幾種基本體系。選用哪種基本體系計算比較方便。通過設(shè)問、啟發(fā)、互動，一個2次超靜定剛架可以提出20多種求法，極大地調(diào)動了學(xué)生的求知欲、培養(yǎng)學(xué)生探究精神；在講解桁架結(jié)構(gòu)時，插入大學(xué)生結(jié)構(gòu)競賽賽題，采用討論教學(xué)法，討論桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作中常遇到的問題，并以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2.4 教學(xué)模式及實施

OBE理念的核心是以學(xué)生為中心。針對學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，提出“課前自主學(xué)習(xí)—課中釋疑解惑—課后鞏固反饋”的“三位一體”教學(xué)模式。1)課前自主學(xué)習(xí)。教師在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程平臺上設(shè)置任務(wù)點，提前2 d～3 d發(fā)放給學(xué)生，開始引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的過程。學(xué)生首先明確本節(jié)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后通過研讀教材，觀看視頻、學(xué)習(xí)課件等方式進行自主學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。最后通過自我測試模塊，檢測自學(xué)效果。同時，教師通過教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)投入、遇到的問題，為課堂教學(xué)環(huán)節(jié)提供依據(jù)。2)課中釋疑解惑。教師以直播形式講授教學(xué)大綱中的重點、難點內(nèi)容，以及學(xué)生反饋過來的問題。學(xué)生帶著問題聽課，會更容易集中精力。通過課堂教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會梳理知識，解決困惑，加深理解。3)課后鞏固反饋。教師精心設(shè)計主觀題作業(yè)，通過學(xué)習(xí)通平臺，發(fā)放給學(xué)生。要求學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，教師對作業(yè)全批全改。這個過程，不僅能夠鞏固學(xué)生所學(xué)的知識，也是培養(yǎng)學(xué)生計算、分析和表達能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時，教師也能了解學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，知識掌握的程度及存在的問題，為下一次課教學(xué)準(zhǔn)備資源，實現(xiàn)有針對性的教學(xué)。教學(xué)活動主要是在課程平臺上完成的，根據(jù)課程平臺的統(tǒng)計，本學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)任務(wù)點完成率在91%以上，章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)在5萬次以上，在線課程的瀏覽量達到66萬次。

“三位一體”教學(xué)模式，形成了一個以學(xué)生為中心的PDCA教學(xué)小循環(huán)，促進教學(xué)活動的持續(xù)改進。

2.5 考核方式設(shè)計

OBE理念強化過程考核，注重學(xué)習(xí)成果，對于在線教學(xué)，形成性評價尤其重要。為此，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程考核加強了“形成性評價”。評價結(jié)果既能作為學(xué)生參與學(xué)習(xí)的證據(jù)，也能體現(xiàn)他們學(xué)業(yè)方面的進步。同時，及時反饋評價結(jié)果也能讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)成效有更清晰的認(rèn)識。

結(jié)構(gòu)力學(xué)的總評成績設(shè)定如表1所示。在成績組成中的特設(shè)獎勵(最高分為5分)，是給予平時表現(xiàn)突出的同學(xué)的額外獎勵，只要學(xué)生平時成績不足100分的，就可以計入已獲得的特設(shè)獎勵分。

表1 總評成績組成及權(quán)重

3 基于OBE理念結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的教學(xué)效果

學(xué)習(xí)成果達成度評價是通過收集、統(tǒng)計和分析學(xué)生的相關(guān)知識技能的增值以及學(xué)習(xí)投入變化情況等信息，從而量化呈現(xiàn)學(xué)生在知識、能力、學(xué)習(xí)行為方面的表現(xiàn)和進步，以證明學(xué)生的學(xué)習(xí)成果[5]。

3.1 學(xué)生總評成績

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程采用強化形成性評價的考核方式。平時成績的各項指標(biāo)的設(shè)定，是考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力及對知識點的理解與簡單應(yīng)用的需求。階段考試和期末考試，則緊緊圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，重點考察了學(xué)生的力學(xué)思維、表達能力、計算能力和分析、解決問題的綜合能力。

以往結(jié)構(gòu)力學(xué)最終成績組成為：出勤與作業(yè)(20%)，階段考試成績(30%)，期末考試成績(50%)，新的考核方案見表1。采用新的考核方案的2018級學(xué)生的總評成績與采用舊的考核方案的2014級、2015級學(xué)生成績(階段與期末試卷難易程度相當(dāng))對比，見表2。可以看到，2018級學(xué)生成績分布更加合理，服從正態(tài)分布；總評成績明顯提高，成績分布峰值位于70分～79分之間，間接反映出，基于OBE理念的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)活動的實施，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的教學(xué)活動參與度，提高了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程目標(biāo)達成度。

表2 總評成績對比

3.2 學(xué)生對課程的評價

學(xué)生對課程的評價，反映學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動、教學(xué)過程及學(xué)習(xí)成果的滿意程度。本學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)班共92人，82人參與課程評價。課程評價總分為5分，設(shè)置4個評價方面：知識量(課程內(nèi)容是否充實，有價值)；趣味性(教學(xué)過程是否有趣，吸引人)；教師參與(教師是否積極參與交流和互動)；課程設(shè)計(課程是否合理，形式豐富)。具體評價結(jié)果見表3。

表3 課程評價

4 結(jié)構(gòu)力學(xué)線上教學(xué)反思

教學(xué)是一個教學(xué)相長的過程。在這個過程中，學(xué)生是主體，而教師則起引導(dǎo)作用，并應(yīng)做好導(dǎo)學(xué)、助學(xué)和促學(xué)三個方面的工作：

1)創(chuàng)建豐富的線上教學(xué)資源導(dǎo)學(xué)。在線教學(xué)資源是在線教學(xué)有效進行的物質(zhì)基礎(chǔ)。有效的利用教學(xué)資源需要教師提供可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)航，使學(xué)生在居家的情境下開展有指導(dǎo)、有支持的在線學(xué)習(xí)。

2)開啟多種形式的互動模式助學(xué)。學(xué)生個體的學(xué)習(xí)條件和自主學(xué)習(xí)能力是有差異的，在線學(xué)習(xí)過程中會遇到各種各樣的問題和困難，再詳實的教學(xué)設(shè)計也難以預(yù)估所有學(xué)生的需求和問題。問題得不到解決，會影響學(xué)習(xí)進度，降低學(xué)習(xí)熱情，產(chǎn)生消極情緒。為解決諸多不確定性的問題和困難，應(yīng)打通師生交互、生生交互的渠道，開啟多種互動模式，多交流、多溝通，使學(xué)生獲得持續(xù)的關(guān)注，從而確保在線學(xué)習(xí)順利進行。

3)建立明確的評價方式和激勵機制促學(xué)。為了持續(xù)了解學(xué)生在線學(xué)習(xí)的情況，教師將對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評價貫穿教學(xué)全過程。通過簽到、完成任務(wù)點、作業(yè)、測驗、互動、討論，考試等環(huán)節(jié)進行監(jiān)測，并將其結(jié)果列入考核內(nèi)容；對在互動、討論中積極思考、解答有創(chuàng)新等表現(xiàn)突出的同學(xué)特設(shè)獎勵分。這些做法可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)主動性，促進教學(xué)目標(biāo)的達成。

5 結(jié)語

將OBE理念貫穿于結(jié)構(gòu)力學(xué)在線教學(xué)的全過程，真正實現(xiàn)了教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用?！叭灰惑w”教學(xué)模式，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，完成了結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程目標(biāo)，提升了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)效果。形成性考核方式實現(xiàn)了教與學(xué)的持續(xù)改進。疫情背景下線上教學(xué)雖然短暫，但其經(jīng)驗及成果會加速線下與線上教學(xué)的融合，為結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)改革指明了方向。