劉人杰 逯靜洲 秦振 趙錕

[摘 要] 煙臺大學(xué)土木工程專業(yè)著力培養(yǎng)全體學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，將創(chuàng)新實驗課程納入人才培養(yǎng)方案。從創(chuàng)新實驗課程教學(xué)中存在的問題出發(fā)，立足于創(chuàng)新實驗課程的目標(biāo)和科技創(chuàng)新競賽的作用，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向以賽教融合為驅(qū)動的創(chuàng)新實驗課程教學(xué)創(chuàng)新模式。新模式以強(qiáng)有力的導(dǎo)向性牽引著各項教學(xué)活動始終以全體學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，保證創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)過程不偏離初衷。新模式解決了科技創(chuàng)新競賽覆蓋學(xué)生比例低的問題，將創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)覆蓋全體學(xué)生。

[關(guān)鍵詞] 賽教融合;創(chuàng)新實驗課程;OBE理念

[基金項目] 2021年度煙臺大學(xué)教學(xué)改革研究項目“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向以賽教融合為驅(qū)動的理工類專業(yè)創(chuàng)新實驗課程教學(xué)模式研究”（jyxm2021052）;2020年度煙臺市校地融合發(fā)展項目“新型綠色建材產(chǎn)業(yè)驅(qū)動土木建筑類專業(yè)群建設(shè)”;2019年度山東省研究生教育優(yōu)質(zhì)課程“有限元分析”（SDYKC18082）

[作者簡介] 劉人杰（1988—），男，山東威海人，博士，煙臺大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，土木工程系副主任，碩士生導(dǎo)師，主要從事土木工程研究;逯靜洲（1973—），男，山西天鎮(zhèn)人，博士，煙臺大學(xué)土木工程學(xué)院教授，院長，碩士生導(dǎo)師，主要從事土木工程研究;秦 振（1981—），男，山東濰坊人，學(xué)士，萬華建筑科技有限公司副總經(jīng)理，主要從事集成房屋研發(fā)制造研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）03-0145-04 [收稿日期] 2021-08-30

在“雙創(chuàng)”背景下，全國高校普遍注重大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)[1]。自2015年國務(wù)院辦公廳頒布《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》以來，全國高校圍繞創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育陸續(xù)開展教學(xué)改革和研究，并有步驟地將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程納入人才培養(yǎng)方案，各高校開設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程形式多樣[2]。煙臺大學(xué)土木工程專業(yè)源自建校之初開設(shè)的建工系，肩負(fù)著土木工程設(shè)施的勘測、設(shè)計、建造等專業(yè)人才培養(yǎng)的重任。土木工程專業(yè)是對理論和實踐能力要求很高的專業(yè)，要求專業(yè)人才同時具備扎實的理論基礎(chǔ)、強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識和出色的實踐能力。為切實加強(qiáng)科技創(chuàng)新教育，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了一系列創(chuàng)新實驗課程，形成了“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”的特色課程教學(xué)模式。

一、創(chuàng)新實驗課程介紹

高校作為高素質(zhì)人才培養(yǎng)的搖籃，培養(yǎng)符合時代要求和國家需要的創(chuàng)新人才是推動高等教育綜合改革的必然趨勢[3]。煙臺大學(xué)土木工程專業(yè)高度重視強(qiáng)化實踐，提升學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，已將科技創(chuàng)新教育融入人才培養(yǎng)方案的課程體系，要求科技創(chuàng)新學(xué)分不少于2學(xué)分。在土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，學(xué)生獲得科技創(chuàng)新學(xué)分的途徑包括科技創(chuàng)新獲獎學(xué)分認(rèn)定和選修創(chuàng)新實驗課程?？萍紕?chuàng)新獲獎學(xué)分認(rèn)定是指學(xué)生參加學(xué)校認(rèn)定的科技創(chuàng)新競賽并獲獎，根據(jù)獲獎層次得到相應(yīng)的科技創(chuàng)新學(xué)分。

科技創(chuàng)新競賽是指在高校課堂之外開展的，以學(xué)生實踐為主、教師指導(dǎo)為輔，綜合運用學(xué)科專業(yè)知識去分析和解決問題的競賽活動，是教學(xué)活動的重要延伸。一方面，科技創(chuàng)新競賽往往時間緊、工作量大、難度高，不少參賽學(xué)生因缺乏課本以外的專業(yè)理論知識和專業(yè)技能，比賽之前缺少為學(xué)生系統(tǒng)傳授知識和技能的工作，學(xué)生被迫付出大量時間和精力補(bǔ)充相關(guān)知識和技能，存在效率低、影響學(xué)業(yè)成績等問題?？萍紕?chuàng)新競賽往往對參賽隊伍數(shù)量有限制，導(dǎo)致競賽覆蓋的學(xué)生比例過低，大部分學(xué)生由于參賽隊伍數(shù)量限制或缺乏參賽信心而失去了通過競賽鍛煉自己的機(jī)會。另一方面，普通課堂教學(xué)活動沒有與科技創(chuàng)新競賽有機(jī)結(jié)合，沒能將競賽案例等資料融入課堂活動，使科技創(chuàng)新競賽與日常課堂教學(xué)之間存在藩籬。

選修創(chuàng)新實驗課程是指學(xué)生選修人才培養(yǎng)方案中設(shè)置的創(chuàng)新實驗課程，滿64個學(xué)時并通過考核可獲得2個科技創(chuàng)新學(xué)分。從目前來看，選修創(chuàng)新實驗課程是學(xué)生獲得科技創(chuàng)新學(xué)分的主要途徑，實驗課程教學(xué)研究十分必要。

二、創(chuàng)新實驗課程中存在的問題

（一）教學(xué)目標(biāo)設(shè)定的導(dǎo)向性不強(qiáng)

教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的主要“陣地”。因此，明確創(chuàng)新課程教學(xué)活動的出發(fā)點與歸宿，是控制課程教學(xué)全過程的“牛鼻子”，教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)與否是判斷課程教學(xué)是否有效的依據(jù)[4]。有的教師對教學(xué)目標(biāo)的重要性認(rèn)識不足，僅僅為了完成教學(xué)大綱的編寫任務(wù)，在確定課程教學(xué)目標(biāo)時空泛而虛化，導(dǎo)致實際可操作性不強(qiáng)。有的教師對創(chuàng)新實驗課程在人才培養(yǎng)中發(fā)揮的作用理解不深刻，誤將創(chuàng)新實驗課程當(dāng)成普通的專業(yè)理論課程或狹隘地理解成科技創(chuàng)新競賽培訓(xùn)班，在確定教學(xué)目標(biāo)時存在偏離初衷、本末倒置等問題?？傊虒W(xué)目標(biāo)設(shè)定導(dǎo)向性不強(qiáng)的問題，影響創(chuàng)新實驗課程在人才培養(yǎng)中的作用發(fā)揮。

（二）教學(xué)模式創(chuàng)新性不夠

教學(xué)模式是指在一定的教育思想、教學(xué)理論和學(xué)校理論指導(dǎo)下，在一定環(huán)境中教與學(xué)活動各要素之間的穩(wěn)定關(guān)系和活動進(jìn)程的結(jié)構(gòu)形式[5]。有些創(chuàng)新實驗課程仍以教師講授學(xué)生被動接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，線上線下混合式教學(xué)、賽教融合教學(xué)、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式應(yīng)用不足。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生的參與度不高，不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和強(qiáng)化學(xué)生的實踐能力。有的創(chuàng)新實驗課程則采用“放羊式”教學(xué)模式，放任學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)和練習(xí)任務(wù)，教師的講解和輔導(dǎo)偏少。這種模式過度強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，忽視了教師在擴(kuò)充專業(yè)理論知識和課堂全過程把控方面的作用。從實際來看，傳統(tǒng)教學(xué)模式和“放羊式”教學(xué)模式均不能很好地滿足創(chuàng)新實驗課程教學(xué)目標(biāo)的需要。

（三）教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

教學(xué)內(nèi)容指教學(xué)過程中同師生發(fā)生交互作用、服務(wù)于教學(xué)目的達(dá)成的動態(tài)生成的素材及信息。創(chuàng)新實驗課程與日常課程教學(xué)在內(nèi)容上沒有形成有機(jī)聯(lián)系，存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)問題、先修課程與后修課程的教學(xué)內(nèi)容邏輯順序顛倒問題，不利于學(xué)生科學(xué)有序地掌握在創(chuàng)新實踐課程中擴(kuò)展的專業(yè)理論知識[6]。各門創(chuàng)新實驗課程之間也存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)問題，各門課程沒有形成科學(xué)分工和協(xié)作的課程體系。有的創(chuàng)新實驗課程存在擴(kuò)展理論知識、擴(kuò)展專業(yè)技能練習(xí)和擴(kuò)展實踐能力訓(xùn)練等教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)不合理的問題，相互之間脫離有機(jī)聯(lián)系。有的創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)內(nèi)容覆蓋面過大且龐雜，缺少針對性，學(xué)生沒有足夠的時間和精力完成面面俱到的教學(xué)任務(wù)，導(dǎo)致學(xué)生對課程失去興趣，學(xué)習(xí)效果不好。

三、“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式

（一）“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式的含義

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向”是指遵循OBE（Outcomes-Based Education）教育理念，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生接受教育后取得的成果為導(dǎo)向[7]。創(chuàng)新實驗課程設(shè)置的初衷就是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)重在學(xué)生能力的提升，這與OBE教育理念倡導(dǎo)的“以學(xué)生為中心、以能力為導(dǎo)向”的核心理念相契合[8]?！百惤倘诤向?qū)動”是指將科技創(chuàng)新競賽活動的元素融入創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)活動，驅(qū)動以創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式是指堅持以能力培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，明確創(chuàng)新實驗課程的目標(biāo)導(dǎo)向性，從科技創(chuàng)新競賽中科學(xué)合理地提取有益有效元素融入創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)過程，實現(xiàn)教育理念更新、教學(xué)模式創(chuàng)新、教學(xué)元素重構(gòu)和教學(xué)資源整合，驅(qū)動創(chuàng)新實驗課程教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

（二）“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式的作用

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式避免了“集中精力辦大賽”“為賽而賽”等浮躁做法，以強(qiáng)有力的導(dǎo)向性牽引著各項教學(xué)活動始終以全體學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，保證創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)過程不偏離初衷，避免了將創(chuàng)新實驗課程辦成科技創(chuàng)新競賽培訓(xùn)班。

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式將科技創(chuàng)新競賽與專業(yè)教育有機(jī)結(jié)合，使科技創(chuàng)新競賽的影響滲透到專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，既可以強(qiáng)化先修課程的理論知識理解和應(yīng)用，又可以擴(kuò)展學(xué)習(xí)新的理論知識和新技能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和競爭力。

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式將創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)覆蓋全體學(xué)生，全體同學(xué)都有機(jī)會通過大賽提升自己。全體學(xué)生的能力得到提升后，有利于提升學(xué)生在參加科技創(chuàng)新競賽時的積極性、自信心和技能水平，有利于提高學(xué)生在科技創(chuàng)新競賽中的獲獎數(shù)量和獲獎層次。

四、基于“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”的創(chuàng)新實驗課程教學(xué)模式構(gòu)建

（一）根據(jù)人才培養(yǎng)方案，明確創(chuàng)新實驗課程目標(biāo)

創(chuàng)新實驗課程支撐著3項畢業(yè)要求指標(biāo)，包括學(xué)會使用現(xiàn)代工具、學(xué)會協(xié)調(diào)個人與團(tuán)隊關(guān)系和擁有自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新精神。首先，人才培養(yǎng)方案中規(guī)定創(chuàng)新實驗課程能夠培養(yǎng)學(xué)生基于科學(xué)原理和專業(yè)知識，開發(fā)或選用現(xiàn)代工具和技術(shù)模擬與預(yù)測復(fù)雜工程問題，并具有判斷及分析其局限性的能力。其次，創(chuàng)新實驗課程能夠培養(yǎng)學(xué)生在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊中發(fā)揮作用，獨立或合作開展工作，具有參與、組織或協(xié)調(diào)團(tuán)隊開展工作的能力。最后，創(chuàng)新實驗課程應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的必要性，具有自主學(xué)習(xí)適應(yīng)社會和土木工程技術(shù)發(fā)展的意識和能力。

（二）秉承專業(yè)方向優(yōu)勢，遴選競賽種類

梳理專業(yè)方向的科技創(chuàng)新競賽，結(jié)合現(xiàn)有師資力量指導(dǎo)科技創(chuàng)新競賽的優(yōu)勢和指導(dǎo)經(jīng)驗，合理選擇一種科技創(chuàng)新競賽作為課程元素，融入創(chuàng)新實驗課程。全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽和全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計信息技術(shù)大賽是主要面向土木工程專業(yè)的兩項具有較大影響力的科技創(chuàng)新競賽，競賽組織的目的與創(chuàng)新實驗課程的目標(biāo)高度契合。全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽旨在構(gòu)建高校工程教育實踐平臺，進(jìn)一步培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊協(xié)同和工程實踐能力，切實提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量。全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計信息技術(shù)大賽旨在提高高等學(xué)校土木工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，推進(jìn)高校BIM實踐教學(xué)，提高大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和實踐技能。我院土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程方向教師有豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗，依托全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽和全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計信息技術(shù)大賽開設(shè)了“大跨空間結(jié)構(gòu)建模及分析技術(shù)”和“BIM結(jié)構(gòu)建模及施工模擬技術(shù)”兩門創(chuàng)新實驗課程，各32學(xué)時。

（三）汲取科技創(chuàng)新競賽元素，打造示范課堂

“能力培養(yǎng)導(dǎo)向”的原則要求汲取科技創(chuàng)新競賽中的有益元素，助力創(chuàng)新實驗課程目標(biāo)的達(dá)成。在全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽和“大跨空間結(jié)構(gòu)建模及分析技術(shù)”課程的融合過程中，充分考慮了課程教學(xué)目標(biāo)和競賽特點。大跨空間結(jié)構(gòu)形式豐富、造型美觀、受力合理，備受建筑師和工程師的青睞，廣泛應(yīng)用于各大公共建筑。有關(guān)大跨空間結(jié)構(gòu)的賽題在全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中頻繁出現(xiàn)，體現(xiàn)了行業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ罂缈臻g結(jié)構(gòu)領(lǐng)域知識和能力的重視。此外，歷屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽均要求參賽學(xué)生能夠使用專業(yè)軟件進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)建模和分析，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊協(xié)作意識，這與創(chuàng)新實驗課程的目標(biāo)高度契合。基于“能力培養(yǎng)導(dǎo)向，賽教融合驅(qū)動”模式，“大跨空間結(jié)構(gòu)建模及分析技術(shù)”課程設(shè)置了四大教學(xué)模塊，包括大跨空間結(jié)構(gòu)專業(yè)知識模塊、AutoCAD三維繪圖技能模塊、Midas/Gen結(jié)構(gòu)軟件建模與分析技能模塊和模擬團(tuán)隊參賽模塊。

大跨空間結(jié)構(gòu)專業(yè)知識模塊旨在講解大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)形式和典型結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點，既擴(kuò)展了大跨空間結(jié)構(gòu)理論知識，又為完成指定結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽賽題打下理論基礎(chǔ)。以選定的競賽賽題為例，采用教師講解+學(xué)生上機(jī)操作的方式，訓(xùn)練學(xué)生的AutoCAD三維繪圖技能和Midas/Gen結(jié)構(gòu)軟件建模與分析技能，既培養(yǎng)了學(xué)生使用現(xiàn)代工具進(jìn)行建模和分析的能力，又傳授了完成賽題需要的軟件操作技能。在模擬團(tuán)隊參賽模塊中，參考競賽的組隊模式，3人一組。在小組協(xié)作的基礎(chǔ)上完成合理簡化的競賽賽題要求，形成匯報PPT、建筑結(jié)構(gòu)有限元計算書和手工模型，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊寫作能力、文案撰寫能力、語言表達(dá)能力和動手實踐能力。

創(chuàng)新精神和實踐能力是當(dāng)代土木工程專業(yè)人才應(yīng)具備的優(yōu)良素質(zhì)，為此，煙臺大學(xué)土木工程專業(yè)將創(chuàng)新實驗課程納入人才培養(yǎng)方案。從創(chuàng)新實驗課程教學(xué)中存在的問題出發(fā)，立足于創(chuàng)新實驗課程的目標(biāo)和科技創(chuàng)新競賽的作用，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以賽教融合為驅(qū)動的創(chuàng)新實驗課程教學(xué)創(chuàng)新模式。新模式以強(qiáng)有力的導(dǎo)向性牽引著各項教學(xué)活動始終以全體學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，保證創(chuàng)新實驗課程的教學(xué)過程不偏離初衷，避免了將創(chuàng)新實驗課程辦成科技創(chuàng)新競賽培訓(xùn)班。新模式將科技創(chuàng)新競賽的影響滲透到專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，既可以強(qiáng)化先修課程的理論知識理解和應(yīng)用，又可以擴(kuò)展學(xué)習(xí)新的理論知識和新技能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和競爭力。新模式解決了科技創(chuàng)新競賽覆蓋學(xué)生比例低的問題，將創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)覆蓋全體學(xué)生，全體同學(xué)都有機(jī)會通過大賽提升自己。全體學(xué)生的能力得到提升后，有利于提升學(xué)生在參加科技創(chuàng)新競賽時的積極性、自信心和技能水平，有利于提高學(xué)生在科技創(chuàng)新競賽中的獲獎數(shù)量和獲獎層次。

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Exploration on the Teaching Model of Innovative Experimental Courses in Civil Engineering Major

LIU Ren-jie1， LU Jing-zhou1， QIN Zhen2， ZHAO Kun2

（1. School of Civil Engineering， Yantai University， Yantai， Shandong 264005， China; 2. Technology R&D Department of Wanhua House Technology Ltd.， Yantai， Shandong 265599， China）

Abstract： The civil engineering major of Yantai University strives to cultivate the innovative spirit and practical ability of all students， and incorporates innovative experimental courses into the talent training program. Starting from the existing problems in the teaching of innovative experimental courses， and based on the goals of innovative experimental courses and the role of scientific and technological innovation competition， the innovative experimental course teaching innovation model oriented by ability cultivation and driven by the integration of competition and teaching is constructed. The new model guides various teaching activities and always aims at the cultivation of all students’ innovative spirit and practical ability， ensuring that the teaching process of innovative experimental courses does not deviate from the original intention. The new model solves the problem of the low proportion of students involved in scientific and technological innovation competitions， makes sure that the cultivation of innovative spirit and practical ability covers all students.

Key words： integration of competition and teaching; innovative experimental courses; OBE concept