吳 堃，黃 信

（中國民航大學交通科學與工程學院 天津 300300）

1 研究背景

工程教育是一種以培養(yǎng)學生工程思維和解決實際問題能力為目標的教育形式。我國工程教育主要經(jīng)歷了5 個發(fā)展階段[1]，分別是1949―1976 年的起步探索期、1977―1986年的快速發(fā)展期、1987―2005年的調整優(yōu)化期、2006―2016年的創(chuàng)新發(fā)展期和2017 年至今的新工科建設期。中華人民共和國國成立以來，我國工程教育培養(yǎng)了一大批工程科技人才，為我國經(jīng)濟的高速增長作出了巨大貢獻。

然而，由于發(fā)展速度過快，我國工程教育總體呈現(xiàn)出大而不強、多而不精的現(xiàn)象。工科畢業(yè)生對課本知識的掌握較好，但是實踐能力較差、缺乏創(chuàng)新能力。

針對上述問題，教育部于2010 年6 月提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。卓越計劃遵循“行業(yè)指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則，要培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類型高質量工程技術人才，為實現(xiàn)中華民族的偉大復興奠定人才基礎[2]。

在此背景下，本文從中國民航大學土木工程專業(yè)學生的實際情況出發(fā)，以“工程結構抗震設計”課程為例，深入分析了當前課程教學中存在的問題，提出了基于OBE 理念的項目式教學新思路，詳細介紹了該教學方式的學習成果目標、項目式學習任務、教學模式和評價方法。

2 “工程結構抗震設計”教學困境

“工程結構抗震設計”是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，它的前序課程主要有“結構力學”“材料力學”“土力學”“混凝土結構設計原理”等，后續(xù)課程主要有“混凝土結構設計”“鋼結構設計”“高層建筑結構”等?！肮こ探Y構抗震設計”的主要任務是介紹地震作用的基本原理及結構抗震的設計方法，使學生掌握結構抗震的基本理論及設計方法，為完成工程設計課程的學習及以后的工程設計工作打下堅實的基礎。

眾所周知，我國地處亞歐板塊和太平洋板塊之間，是世界上地震活動最頻繁的國家之一，也是世界上遭受地震損失最嚴重的國家[3]。因此，土木工程專業(yè)學生學好“工程結構抗震設計”是十分必要的。然而，從筆者所在中國民航大學土木工程專業(yè)的情況看，該課程的教學中存在以下幾點困境。

①該課程新概念較多，學生進入課程學習狀態(tài)較慢，且部分概念在前序課程中沒有任何相關鋪墊，學生很難理解。例如，反應譜的概念，學生在接觸反應譜之前沒有學過頻譜相關知識，因此理解比較困難，導致對用于計算結構地震作用的振型分解反應譜法和底部剪力法掌握不牢固，甚至經(jīng)常有學生會將這兩種方法混淆。

②該課程課時偏少，目前該課程的課時為32 學時，筆者認為40 學時更合適。因為該課程學生比較難懂，教師也比較難教；并且，在講完抗震設計原則，場地、地基與基礎，地震作用與結構抗震驗算等傳統(tǒng)的主要內(nèi)容后，還應該給學生簡要介紹結構的隔震、消能和減震控制。因為我國的建筑結構抗震設計已經(jīng)漸漸從傳統(tǒng)的抗震設計轉向隔震和消能減震設計，這是以后的趨勢，這方面的教學可以讓學生畢業(yè)走向工作崗位后掌握的知識不至于落后。

③教學方式單一，目前各大高校對于該課程的教學方式主要是課堂講授，而且理論性比較強，學生吸收較慢；缺少多元教學方式，例如采用小型的教學振動臺，讓學生直觀感受房屋模型在地震下的反應、高頻與低頻地震波的區(qū)別、高層建筑與低層建筑振動特性的區(qū)別等。

④教學評價方式單一，目前大部分學?！肮こ探Y構抗震設計”的考核均為平時作業(yè)+期末考試，缺乏多元化可操作的、同時又能激發(fā)學生學習主動性的評價方式。

3 基于OBE 理念的項目式教學新思路

3.1 基本概念

工程教育的理念是以成果為導向的教育，亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，具體內(nèi)涵包括：①以學生為中心，即教學過程考慮學生學什么，怎么幫助學生學，學生學得如何；②以反向設計為指導，即從外界需求決定培養(yǎng)目標，以培養(yǎng)目標決定畢業(yè)要求，以畢業(yè)要求決定課程體系；③以持續(xù)改進為動力，即動態(tài)評價并改進培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系和課程大綱[4]。

OBE（Outcome based education，OBE）教育理念[5]，又稱為成果導向教育，是國際工程教育專業(yè)認證體系主流的教育理念。OBE 是指教師教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果，強調教育者必須明確定位學生畢業(yè)時應具備的能力，并通過與之相對應的教育教學設計來保證學生取得預期成果。

項目式教學[6]是一種以學生為中心的教學方式，以建構主義、實用主義、多元智能理論等為基礎，將課堂教學內(nèi)容與實際工作任務結合設計學習項目，讓學生以問題為導向全身心投入課堂學習中。在項目式學習過程中，學生會積極地收集信息、獲取知識、探討方案，以此來解決具有現(xiàn)實意義的問題。因此，在項目式學習過程中，學生不僅要能夠應用所學的學科知識，還要懂得如何在現(xiàn)實生活中將這些知識學以致用。

3.2 基于OBE 理念的項目式教學設計

由上述介紹可知，項目式教學和OBE 教育理念有很多類似的內(nèi)涵?；诖耍疚膶㈨椖渴浇虒W和OBE 教育理念融入課堂教學中，提出基于OBE 教育理念的“工程結構抗震設計”項目式教學設計。該方法不僅能解決目前教學中概念繁多、不易理解、教學和考核方式單一等問題，還能充分調動學生的學習積極性，讓學生成為課堂的主體。下面將從4 個方面詳細介紹該教學方法。

3.2.1 學習成果目標

在OBE 教育理念的指導下，本課程的學習目標重點關注學生的學習結果，同時突出對學生能力的培養(yǎng)，具體見表1[7]（p105）。

表1 基于OBE理念的“工程結構抗震設計”課程學習成果目標

3.2.2 項目式學習任務

本課程根據(jù)建筑結構設計人員的工作流程，以建筑結構中最常用的鋼筋混凝土框架結構為項目背景，構建以工程項目全過程抗震設計為主線的項目式學習任務，主要包括結構動力特性計算、底部剪力法計算水平地震作用、陣型分解反應譜法計算水平地震作用、表中無此模塊、地基承載力驗算4 個模塊，每個模塊下設若干個學習任務，具體見表2。

表2 基于OBE 理念的“工程結構抗震設計”課程項目式學習任務

3.2.3 學習成果教學模式設計

本課程采用課堂教學+分組任務的教學模式。在課程開始前，將學生分成若干小組；第一次課給每個小組布置項目式學習任務，并告訴學生哪些任務根據(jù)已有知識可以提前完成，哪些任務需要在學習完某節(jié)課之后完成；同時，為了避免不同小組之間互相抄襲，每個小組任務書中的框架結構的跨度、層高、場地類別、抗震設防烈度等基本參數(shù)均不同。

3.2.4 學習效果評價設計

本課程的學習效果評價強調多維度、多元化評價，采用小組項目任務報告+小組成員評價+期末考核的評價方式。其中，小組任務報告占總成績的50%，主要考查每個小組對4 個模塊任務的完成度；小組成員評價占總成績的10%，主要考查每位同學與其他小組成員交流與合作的能力；期末考核占40%，主要考查本課程中的客觀基礎知識。

4 結論

本文從工程教育背景出發(fā)，基于OBE 理念和項目式學習，針對目前“工程結構抗震設計”教學中存在的問題，提出了基于OBE 理念的“工程結構抗震設計”項目式教學設計，并從課程目標、項目式學習任務、教學模式設計和學習效果評價4 個方面詳細介紹了該教學設計思路。筆者認為，該教學方法能夠很好地改善當前教學中遇到的問題，從而更好地完成土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。