曾聰 劉衛(wèi)星 陳榕 程玲 李曰兵

摘? 要：土木工程是一個應(yīng)用型較強的專業(yè)。在工程教育認證理念的驅(qū)動下，在疫情防控常態(tài)化的現(xiàn)實背景下，以東北電力大學(xué)土木工程專業(yè)開設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程為例，介紹了專業(yè)課程開展混合式教學(xué)設(shè)計的方法和和疫情期間的教學(xué)實踐經(jīng)驗。研究表明，在工程教育認證理念下混合式教學(xué)模式可以更好地培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜土木工程問題的能力和團隊協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：工程教育認證;土木工程;混合式教學(xué);成果導(dǎo)向教育

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）11-0123-04

Abstract： Civil engineering is a major with strong applicability. Considering the dynamics of the core ideaof? engineering education accreditation and the social background of the epidemic Prevention and control， methods and experience of developing professional curriculum about design of blended teaching are introduced in this paper， which bases on the courses of Steel Structure Design in Northeast Electric Power University. It is indicated that the blending teaching mode can better improve students' abilities on complex civil engineering problems solution and teamwork as well， which bases on teaching experiments during the epidemic and the core idea of engineering education accreditation.

Keywords： engineering education accreditation; Civil engineering; blending teaching; outcome-based education

一、概述

我國從2016年成為工程教育“華盛頓協(xié)議”的第18個成員國以來，工程教育認證工作開展的如火如荼。土木工程專業(yè)從1995年即開始開展專業(yè)評估，取得了良好的效果[1]，經(jīng)過多年摸索，很好地實現(xiàn)了由專業(yè)評估向工程教育認證的過渡。工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學(xué)生為中心、以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)概念。這三大理念經(jīng)過實踐證明，在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面成效顯著，已逐漸深入人心[2-3]。

混合式教學(xué)是面授與在線教學(xué)的有意融合[4]，從MOOC（大規(guī)模在線開放課程）概念被國內(nèi)接受，到“后慕課”時代的SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）的強勢崛起，尤其是2020年，全世界都經(jīng)歷了新冠疫情的考驗，一方面極大推動了這種教學(xué)模式在中國的發(fā)展步伐[5]，但另一方面也面臨著迅速擴張所造成的“水土不服”和“生搬硬套”等問題[6]。如何引入工程認證核心理念，全面拓展混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵，提高混合式教學(xué)在學(xué)生能力培養(yǎng)方面的成效具有重要意義，也是高等教育研究者、實踐者和管理者應(yīng)該共同關(guān)注的焦點[7-8]。

二、課程混合式教學(xué)設(shè)計

土木工程課程體系包括通識教育課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課三部分，其中專業(yè)課普遍體現(xiàn)出理論性弱而實踐性強的特點。如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程，該課程在大三下學(xué)期開設(shè)，40學(xué)時，其涉及的基礎(chǔ)理論已在之前開設(shè)的《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程中完成了學(xué)習。本文將以《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程為例，提出了將工程認證理念引入專業(yè)課程混合式教學(xué)設(shè)計的一種新模式，并介紹疫情期間課程的混合式教學(xué)探索和實踐。

（一）教學(xué)目標設(shè)計

開展課程教學(xué)設(shè)計首先需要明確課程的教學(xué)目標。從傳統(tǒng)角度來說，課程的教學(xué)目標在于使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體方法，熟悉設(shè)計規(guī)范的應(yīng)用和概念設(shè)計基本規(guī)定。在本專業(yè)開展了工程教育認證后，對課程在人才培養(yǎng)中的地位和課程教學(xué)內(nèi)容進行了深度的分析，確定了以“問題分析能力、工程設(shè)計能力、團隊協(xié)作能力和終身學(xué)習能力”為導(dǎo)向的四位一體的教學(xué)目標，著重培養(yǎng)學(xué)生工程意識和解決復(fù)雜土木工程問題能力。具體如下：

1. 能夠通過文獻檢索和資料查詢，對鋼結(jié)構(gòu)廠房、大跨結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系及主要構(gòu)件進行選型和方案對比，并能夠確定合理的設(shè)計方案（支撐畢業(yè)要求中的第2條：問題分析能力）;

2. 能夠設(shè)計符合構(gòu)造要求的鋼屋架桿件和節(jié)點，能夠在了解荷載、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計等相關(guān)技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)輕型門式剛架和吊車梁結(jié)構(gòu)，并理解規(guī)范規(guī)程在設(shè)計中的作用和地位（支撐畢業(yè)要求中的第3條：工程設(shè)計能力）;

3. 具備優(yōu)秀的團隊協(xié)作能力（支撐畢業(yè)要求中的第9條：團隊協(xié)作能力）;

4. 具備高效地自主學(xué)習能力（支撐畢業(yè)要求中的

第12條：終身學(xué)習能力）。

（二）教學(xué)設(shè)計思路

為了實現(xiàn)上述課程目標，基于工程教育認證理念，按照如下思路進行了課程的教學(xué)設(shè)計：

1. 以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，重點培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。將課程的核心教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為五項任務(wù)。學(xué)生是完成任務(wù)的主角，通過自學(xué)和團隊協(xié)作完成五項任務(wù)。教師主要扮演三個角色，第一，布置任務(wù)，并結(jié)合教材和規(guī)范，對設(shè)計的重點和難點進行講解;第二，組織學(xué)生進行討論，回答學(xué)生提出的疑問;第三，對學(xué)生完成任務(wù)的情況和存在的問題進行總結(jié)。

2. 注重課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的設(shè)計。設(shè)計的任務(wù)各組均不相同，任務(wù)具有開放性，體現(xiàn)復(fù)雜土木工程問題，工作量飽滿，不提供“模板”，需要學(xué)生花費較大精力，經(jīng)過深入思考、討論和文獻查閱工作才能完成，具有較高挑戰(zhàn)度。

3. 注重團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，各任務(wù)環(huán)節(jié)都要求通過團隊協(xié)作的方式完成。

4. 積極探索課程思政在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程中的實施方案。

（三）信息技術(shù)在混合式教學(xué)中的應(yīng)用

通過“線上MOOC+線上面授+線下學(xué)習監(jiān)控+線下討論”四個平臺開展疫情期間的SPOC混合式教學(xué)：

1. 平臺1：“學(xué)堂在線平臺”，作為學(xué)生進行線上慕課學(xué)習的主要平臺。MOOC選用了西安建筑科技大學(xué)楊俊芬等老師主講的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程。

2. 平臺2：“釘釘直播平臺”，作為對學(xué)生進行線上面授的主要平臺。用于課程總結(jié)、難點講解、重點強調(diào)和課上答疑討論。

3. 平臺3：“超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（學(xué)習通）”，作為學(xué)生線下學(xué)習和教師對學(xué)生學(xué)習質(zhì)量監(jiān)控的主要平臺。用于課程資源發(fā)布（包括課程ppt、教學(xué)視頻、規(guī)范、圖集和設(shè)計手冊等參考資料）、課堂管理、測驗、作業(yè)布置和提交。

4. 平臺4：“聊天軟件平臺（QQ群/微信群）”，用于發(fā)布通知、線下答疑和合作學(xué)習討論。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程共計40學(xué)時，MOOC，直播課和合作線下學(xué)習的比例如下圖1所示。

（四）課堂教學(xué)設(shè)計

為了確保MOOC學(xué)習的效果，加強對學(xué)生混合式學(xué)習的引導(dǎo)和監(jiān)控，“面授”環(huán)節(jié)是不可或缺的。一般情況下，面授應(yīng)該在線下“面對面”進行，主要進行課程重難點解析，答疑，作業(yè)總結(jié)和布置任務(wù)等。在疫情背景下，可以采用包括釘釘直播、騰訊會議等平臺進行。

網(wǎng)絡(luò)直播課可分為三類：第一類為成果展示與任務(wù)總結(jié)型直播課堂;第二類為重點知識講解強調(diào)型直播課堂;第三類為答疑討論型直播課堂。

第一類：成果展示與任務(wù)總結(jié)型直播課堂，共8學(xué)時。其中，鋼屋蓋設(shè)計的兩個任務(wù)（任務(wù)1和任務(wù)2）完成后，用4學(xué)時進行展示和總結(jié);吊車梁設(shè)計（任務(wù)4）完成后用2學(xué)時展示和總結(jié);輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計（任務(wù)5）完成后用2學(xué)時展示和總結(jié)。

第二類：重點知識講解強調(diào)型直播課堂，共5學(xué)時，對五個任務(wù)相關(guān)的重點、難點，分別用1學(xué)時進行講解。

第三類：答疑討論型直播課堂，共2學(xué)時，期中安排了一次針對鋼結(jié)構(gòu)屋蓋設(shè)計的討論答疑，期末安排了一次針對吊車梁、輕鋼結(jié)構(gòu)、大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計的討論答疑。

另外，為了體現(xiàn)以學(xué)生為中心和能力導(dǎo)向，發(fā)揮課程對學(xué)生的團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，本課程共設(shè)計了5個循序漸進的合作學(xué)習任務(wù)，如圖2所示。這些任務(wù)不是簡單的課后作業(yè)，任務(wù)中體現(xiàn)了開放性、綜合性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，不是簡單的套用公式就可以完成的，也不是一個人就可以完成的，需要學(xué)生充分的發(fā)揮主觀能動性和團隊合作完成。雖然只安排了10個學(xué)時，但學(xué)生需要花費數(shù)倍的時間去思考和準備，具有一定的挑戰(zhàn)性。

使用了學(xué)習通中的“分組任務(wù)”功能，每2-3人為一組，每個小組都要求建立自己的微信群聊，方便合作學(xué)習的溝通交流。這種合作學(xué)習的方式可以極大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習熱情，鍛煉學(xué)生解決問題的能力和團隊協(xié)作能力。

（五）評價體系與過程考核

正常情況下，課程的期末成績由以下三部分組成：

1. 期末試卷（50%），主要考核學(xué)生對概念設(shè)計的理解和對重要規(guī)范條文的運用能力，題型參考注冊結(jié)構(gòu)工程師考試試題。

2. 合作學(xué)習表現(xiàn)（25%），其中每次學(xué)習任務(wù)的完成情況占5分，由教師進行評分，小組所有人都得到同樣的分數(shù)。另外，期末由組員依據(jù)各自在合作學(xué)習中的表現(xiàn)進行互評，結(jié)合教師課堂觀察，對學(xué)生在小組中的表現(xiàn)給予評價，并依據(jù)評價結(jié)果對合作學(xué)習表現(xiàn)得分進行折減。

3. 自主學(xué)習表現(xiàn)（25%），其中慕課學(xué)習表現(xiàn)占10分，由結(jié)課后學(xué)生給出平臺的成績明細截圖確定;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺測驗占10分，依據(jù)學(xué)習通的5次課堂測驗成績給出;網(wǎng)上討論占5分，依據(jù)學(xué)生在課程QQ群發(fā)言的活躍度評價。

由于疫情原因，期末考試這種考核方式效果不佳，因此對考核評價方式進行了調(diào)整，取消了期末考試，建立了能夠綜合衡量學(xué)生疫情期間線上學(xué)習表現(xiàn)的成效的評價體系。課程的期末成績由以下三部分組成：

1. 合作學(xué)習表現(xiàn)（占50%），其中每次學(xué)習任務(wù)的完成情況占10分，由教師進行評分，小組所有人都得到同樣的分數(shù)。另外，在結(jié)課后，由組員依據(jù)各自在合作學(xué)習中的表現(xiàn)進行互相評價，依據(jù)互評結(jié)果給定合作學(xué)習表現(xiàn)的貢獻系數(shù)。組員互評結(jié)果分為四檔，A（能引領(lǐng)小組完成任務(wù)），貢獻系數(shù)為1.0，B（能積極參與小組任務(wù)，做出重要貢獻），貢獻系數(shù)為0.8，C（能參與小組任務(wù)但積極性不足，對任務(wù)有貢獻），貢獻系數(shù)為0.6，D（拒絕參加小組任務(wù)，對任務(wù)沒有貢獻），貢獻系數(shù)為0。將貢獻系數(shù)與合作學(xué)習任務(wù)成績的乘積做為這部分的成績。

2. 自主學(xué)習表現(xiàn)（占30%），其中“學(xué)堂在線”學(xué)習表現(xiàn)占10分，由結(jié)課后學(xué)生給出平臺的成績明細截圖確定;課堂測驗占10分，依據(jù)學(xué)習通的5次課堂測驗成績給出;釘釘直播平臺課堂提問表現(xiàn)占5分，由教師記錄;QQ群的討論參與情況占5分，由QQ群統(tǒng)計的學(xué)生發(fā)言活躍情況判定。

3. 學(xué)習成果答辯（占20%），主要考核學(xué)生對概念設(shè)計的理解和對重要規(guī)范條文的運用能力，采用釘釘直播的在線會議功能進行。答辯包括1道必答題和1道選答題，必答題由教師制作題庫和題簽，學(xué)生抽簽答題，重點考核學(xué)生對課程重要概念和知識點的掌握，以考核“術(shù)”為主要目標，即重點考核學(xué)生怎么做的問題;而選答題具有一定難度，需要學(xué)生對概念有較深的理解，以考核“道”為主要目標，重點考核學(xué)生為什么做的問題。另外，通過答辯，教師也可以判斷學(xué)生互評結(jié)果的可靠性。

（六）引入課程思政

2020年3月7日，福建省泉州市一鋼結(jié)構(gòu)賓館發(fā)生倒塌，本課程立刻布置作業(yè)，讓學(xué)生上網(wǎng)檢索事故原因，并安排學(xué)生觀看了一些事故視頻。并安排了專題課，為學(xué)生講解賓館倒塌的原因。一方面，對事故原因的分析使他們對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)體系概念等的理解更深了一層;另一方面，事故造成29人死亡的事實和現(xiàn)場的一片廢墟對學(xué)生造成了巨大的沖擊，使他們更加認識到了作為一名土木工程師身上的責任之重。這項教學(xué)活動很好地將課程思政融入了教學(xué)中，起到了很好的效果。

三、混合式教學(xué)成效

（一）直播課堂效果

直播“面授”是在學(xué)生開展了自主學(xué)習和合作學(xué)習之后進行的，教師對重難點的講解更有針對性，學(xué)生能夠帶著問題聽課;針對作業(yè)和合作學(xué)習任務(wù)的講解也能讓學(xué)生對號入座，清楚找到自己作業(yè)中的問題;答疑環(huán)節(jié)能夠及時回答學(xué)生的疑問。學(xué)生整體上對直播面授這種形式是非常認可的，認為這種方式與線下面授基本能夠達到“實質(zhì)等效”。

（二）慕課學(xué)習效果

慕課學(xué)習后臺具有大數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可以監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習效果。期末統(tǒng)計后，學(xué)生均觀看慕課視頻時間12.7小時，課后習題平均得分率83%。學(xué)生們對慕課的反響都很好，覺得慕課“重點突出”“可以重復(fù)多次學(xué)習”“資源豐富”等。

（三）合作學(xué)習效果

使用學(xué)習通進行合作學(xué)習任務(wù)的布置、提交和評分，確保按時提交合作學(xué)習成果，從提交的成果看，雖然任務(wù)很重，但學(xué)生完成的都非常認真，圖文并茂。在完成任務(wù)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，看慕課、找資料、同學(xué)間討論、問老師等，真正做到了“做中學(xué)”，學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力得到了很好的鍛煉。學(xué)生能夠根據(jù)任務(wù)進行合理的團隊分工，團隊協(xié)作能力也得到了很好的鍛煉。

（四）線下討論效果

使用騰訊QQ群作為線下討論的主要平臺，布置討論任務(wù)，60%以上的學(xué)生能夠在群眾積極發(fā)言討論。針對泉州鋼結(jié)構(gòu)賓館倒塌的討論除了讓學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有了更深層次的理解外，也有效培養(yǎng)了學(xué)生的責任感。另外，QQ群自帶的成員管理功能也為定量統(tǒng)計學(xué)生討論的活躍度提供了方便。

四、結(jié)束語

綜上所述，混合式教學(xué)模式統(tǒng)籌利用了各類網(wǎng)絡(luò)教育和服務(wù)平臺，絕大多數(shù)學(xué)生都能夠積極參與和反饋，學(xué)習效果較為理想，從學(xué)生的反饋看，多數(shù)同學(xué)對線上教學(xué)效果非常滿意。但從持續(xù)改進角度，在結(jié)課之后也采集了學(xué)生的反饋意見。學(xué)生反映的問題主要集中在以下幾個方面：

1. 團隊合作學(xué)習中，隨機分組的方式使組員之間不熟悉，也有個別組員參與度不高。

2. 課程合作學(xué)習任務(wù)較大，尤其是多門課程同時開展混合式教學(xué)，學(xué)習壓力較大。

可見，合作學(xué)習中小組預(yù)熱是非常有必要的，另外，混合式教學(xué)模式也未必就要每門課都采用，這樣會加重學(xué)生的學(xué)習負擔。本文提出的混合式教學(xué)模式仍存在著一些不足，在新常態(tài)背景下，如何進一步凝練抗“疫”期間混合式教學(xué)的模式的特色仍值得繼續(xù)研究。

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