[摘 要] OBE理念,即以學生學習成果為核心導向的教育理念?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程是高等學校土木工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課,涵蓋了多個學科領域,在培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新思維方面具有關鍵作用?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程具有很強的實踐性和理論性,學生在課程學習中、教師在授課過程中都存在著一定的問題。通過探討傳統(tǒng)教學模式中的問題,針對教學內(nèi)容、教學方法等提出了基于OBE理念的教學設計和教學模式,完善了教學效果評價,以期為提高“建筑結(jié)構抗震”課程質(zhì)量和改善教學方式提供借鑒。
[關鍵詞] OBE理念;建筑結(jié)構抗震;教學設計;效果評價
[基金項目] 2020年度教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目(新工科)“新工科背景下工程管理專業(yè)實踐教學培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新”(202002129001);2020年度常州大學教育教學研究課題“基于BIM技術的工程管理‘課程—實踐’耦合教學與創(chuàng)新”(GJY2020044);2023年度常州大學教育教學研究課題“基于BIM技術的土木工程類課程教學內(nèi)容體系改革研究”(GJY2023018)
[作者簡介] 楊福劍(1988—),男,遼寧遼陽人,博士,常州大學城市建設學院講師,碩士生導師,主要從事工程結(jié)構抗震韌性評估研究;趙浩楠(1999—),女,江蘇徐州人,常州大學城市建設學院2022級環(huán)境工程專業(yè)碩士研究生,研究方向為工程結(jié)構抗震韌性評估;劉少峰(1986—),男,河南鄭州人,博士,常州大學城市建設學院講師,主要從事隧道結(jié)構設計與優(yōu)化研究。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)35-0077-04 [收稿日期] 2023-09-02
地震一旦發(fā)生,無論是對財產(chǎn)還是生命來說都具有毀滅性的打擊,有時還會帶來一系列的次生災害。建筑結(jié)構抗震一直是土木工程領域的熱點問題。“建筑結(jié)構抗震”課程旨在使土木工程專業(yè)學生了解結(jié)構抗震設計的基本原理、概念、計算理論以及各種建筑物的主要抗震措施,為未來的工程實踐打下堅實的基礎。它有助于提高土木工程從業(yè)人員的抗震防災意識,對提升我國建筑的抗震能力至關重要。因此,“建筑結(jié)構抗震”一直以來都是土木專業(yè)(建筑工程方向)的主要專業(yè)課程,受到國內(nèi)外大多數(shù)高校的高度關注[1]。然而,由于該課程涵蓋的知識廣泛,且具有較強的理論性和實踐性,學生在學習過程中可能會遇到一些困難[2]?;诔晒麑虻慕逃╫utcome-based education,OBE)理念最早于1981年由西方國家提出,并逐漸發(fā)展壯大,成為美國、歐盟等國家教育改革的主流理念。隨著教育改革步伐的不斷加快,我國開始探討如何將具有中國特色的OBE教學思想引入教育領域?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程致力于讓學生認識結(jié)構抗震設計相關知識,其知識點范圍廣且散,部分內(nèi)容抽象難理解,因此,將OBE理念融入該課程教學中,可以提高學生理論聯(lián)系實際的能力,以及創(chuàng)新和自學能力,培養(yǎng)社會所需要的人才。
一、“建筑結(jié)構抗震”課程教學現(xiàn)狀
(一)教學內(nèi)容及課程特點
“建筑結(jié)構抗震”課程內(nèi)容涉及廣泛,包括近10門先修基礎和專業(yè)課程,如“結(jié)構力學”“結(jié)構動力學”“混凝土結(jié)構”“鋼結(jié)構”“砌體結(jié)構”等相關知識。隨著時代的發(fā)展,為了因應當前的“雙碳”目標和綠色建造理念,房屋結(jié)構也在不斷改善。因此,課程內(nèi)容會隨科技進步而更新和擴展,分析方法也在不斷豐富和深化,很多課程理論都由試驗和震害調(diào)查得出,所以課程具有一定的時效性[3]。教師如何在教學過程中進行與時俱進的教學也是一個重要問題。除此之外,該課程具有很強的嚴謹性及實用性?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程教材通常包含大量《建筑抗震設計規(guī)范》條文、公式和表格。這些條文涉及眾多的調(diào)整系數(shù)和抗震措施,內(nèi)容繁雜,難以記憶。
(二)課程目前存在的問題
1.教學內(nèi)容繁多,但學時少,學習難度大?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程通常設置為24或32個學時,但課程內(nèi)容繁多,涵蓋理論和實踐性知識,這易導致學時與課程內(nèi)容不匹配,增加教師的教學壓力,打擊學生的學習積極性。在課堂學習中,師生互動通常受限,只有少數(shù)學生會主動向教師請教問題。這門課程跨越多個學科領域,對學生的基礎知識要求較高,因此,課程教學時通常會存在一定的困難。由于學生的自主學習能力較弱,缺乏積極性,因而可能會導致疑難問題未解決而逐漸積累。隨著時間的推移,教師的教學積極性可能下降,學生也可能對這門課程感到畏懼[4]。
2.缺乏課程實踐環(huán)節(jié)?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程具有很強的實踐性,旨在培養(yǎng)具備一般房屋結(jié)構抗震設計能力的工程人才,解決實際工程中的具體問題。然而,由于課時有限,理論內(nèi)容繁多,傳統(tǒng)的課堂教學往往采用“教師單方面輸出”的方式,側(cè)重計算能力培養(yǎng),忽視了實際建模、計算機技術等實踐環(huán)節(jié)。此外,一些高校面臨著專業(yè)建設經(jīng)費有限等問題,導致實驗實踐教學場地和設備不足,限制了該課程實踐環(huán)節(jié)的發(fā)展。為了增加上課時間,一些高校也選擇縮減實踐環(huán)節(jié)。
3.教學內(nèi)容與現(xiàn)實需求不符?!敖ㄖY(jié)構抗震”因其內(nèi)容多等特點,往往出現(xiàn)“填鴨式”教學等現(xiàn)象。這種情況易使教學內(nèi)容脫離實際需求,一些教師依然使用舊版教材和過時的PPT,未能將新的工藝技術與課堂內(nèi)容相結(jié)合。因此,許多理論知識無法與新的施工工藝相銜接,不能滿足當前技術人才培養(yǎng)的需求。
二、OBE理念下的“建筑結(jié)構抗震”課程教學改革
(一)OBE理念闡述
數(shù)字化與教育的結(jié)合表現(xiàn)在以下兩個方面:一是在線課程,如慕課教學;二是將傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代信息技術相結(jié)合[5]。OBE理念將學生置于教育的核心位置,側(cè)重評估他們在學習中所獲得的能力,這為創(chuàng)新教育評估理念和提高教學實施過程提供了有力支持。因此,在教育信息化背景下,運用OBE理念評估高校課堂教學質(zhì)量可以提高評估的效率和科學性,從而提升高校的教學質(zhì)量。
(二)OBE理念下的混合式教學
在OBE理念視野中,堅持“以結(jié)果為導向,把學生放在主體位置,加強工程教育,重視能力培養(yǎng)”,注重對教學模式進行優(yōu)化?;谠诰€網(wǎng)絡教學平臺,輔以線下實體教學,形成了混合教學模式[6]。這一模式具備以下特點:強調(diào)學生的能力培養(yǎng),融合互聯(lián)網(wǎng)思維于教學內(nèi)容,注重學生的參與度,以及全程貫穿的評價[7]?!敖ㄖY(jié)構抗震”課程具有很強的工程實踐性,因此,可以采用OBE理念進行教學改革,將OBE理念融入教學方案、實施教學和評估產(chǎn)出中,依據(jù)教改效果評價進行持續(xù)改進,以學生需求、社會需求為指導設計課程,培養(yǎng)出適應現(xiàn)代社會所需的人才。
(三)持續(xù)改進教學內(nèi)容和教學方式
OBE理念改變了傳統(tǒng)的教師選取教學知識點的方式,即多以自己所熟知的知識點為主,以教師為核心的教學方式。為了更好地應對該課程內(nèi)容多而學時有限的挑戰(zhàn),教師須要明確教學難點和關鍵點,規(guī)劃課程內(nèi)容,遵循反向設計原則,按照現(xiàn)實需求進行課程教學設計。高校應當對課程大綱進行統(tǒng)一規(guī)劃和部署,對每一章節(jié)的知識要點進行分類標注,建立完整的“建筑結(jié)構抗震”教學體系,防止教學中出現(xiàn)遺漏知識點等情況。
根據(jù)課程特點,可分為以下三部分:
第一部分:工程抗震設防基本概念,主要由教師講解,學生理解。
第二部分:基本分析計算方法,涉及單/多自由度體系的結(jié)構地震反應基本計算方法。這部分要求學生自學,培養(yǎng)其自學能力。
第三部分:抗震設計驗算,包括鋼筋混凝土結(jié)構、砌體結(jié)構和鋼結(jié)構房屋的抗震設計方法。因有前期專業(yè)課作基礎,以學生自學為主,以教師講解為輔,依據(jù)教學內(nèi)容調(diào)整教學方式,結(jié)合課上教學、課下自學、討論和指導,鼓勵學生進行課前預習和課后復習。在教學過程中,引導學生采用不同的學習方式,如預習、復習和自學等,并教導他們?nèi)绾问褂镁W(wǎng)絡資源查找相關知識,以獲取前沿信息和最新動態(tài)。為了跟上行業(yè)的發(fā)展步伐,教師在授課過程中,應為學生提供新施工工藝、新技術、新設備等知識。課堂教學應采用小組討論的方式,以確保學生有足夠的時間來消化所學知識。隨后,進行小測驗和教學評價,以收集反饋信息,了解學生在各個學習階段的表現(xiàn),并進行課堂討論和課后答疑。為了激發(fā)學生學習的積極性,教師應采用多種輔助教學方法,充分利用現(xiàn)代教育技術傳授知識并優(yōu)化教學方法。
首先,應采用多媒體和板書相結(jié)合的教學方式,并平衡二者在課堂中的使用。例如,地震的破壞作用等內(nèi)容適合使用多媒體教學,通過投影儀播放視頻可以讓學生更直觀地理解。同時,可以利用課件進行提問、簽到、課堂討論等互動,以鼓勵學生思考。課前可將本堂課重要知識點進行羅列,建立知識索引和預習清單。建立先學后教的課堂模式,讓學生帶著問題走進教室。對于單/多自由度體系的地震反應分析等內(nèi)容,更適合使用板書教學,因為這部分內(nèi)容涉及公式推導和計算方法,須進行更詳細的解釋,多媒體教學可能不夠靈活。另外,可以開設“第二課堂”,利用慕課教學和QQ群聊等在線平臺,將課后碎片化時間用于線上答疑和教學。教師可通過學習平臺實時觀察學生的學習進度和作業(yè)完成情況,并及時解答疑惑。這些平臺還可以用于前沿信息和相關文章的發(fā)布,引導學生進行自主討論,拓寬視野。這些舉措將有助于提高學生的學習積極性和課堂參與度。
此外,增加實踐環(huán)節(jié)對學生學習理論知識和與地震相關的概念有益。例如,在大學建筑工程試驗中心,根據(jù)教學計劃,可以組織學生參加振動臺試驗以使學生了解其工作機制,親身體驗和應用所學知識。此外,可以在課余時間組織學生參與模型制作活動,鼓勵他們參加相關競賽,以加深他們對建筑結(jié)構的理解并培養(yǎng)其實踐能力。除此之外,可以組織學生參觀防災減災教育館,讓學生直接感受地震破壞的情景,深化他們對地震破壞的認識,增強他們的抗震防災意識和責任感。這些實踐活動有助于提升學生的綜合應用能力和創(chuàng)新能力。
高等教育發(fā)展水平是一個國家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦酥荆?]。要想實現(xiàn)中華民族偉大復興,教育的地位和作用不容忽視。深入學習領會習近平總書記重要講話精神,將思想政治教育融入專業(yè)課教學已成為高校發(fā)展的趨勢?!敖ㄖY(jié)構抗震”作為一門綜合性、實踐性強的課程,須要突出教學重點,注重規(guī)范底線效應,創(chuàng)造多樣化的切入點,根據(jù)學生的個體情況靈活引導其思考和體驗。例如,在講解鋼結(jié)構房屋抗震時,可以借助上海中心大廈、港珠澳大橋等建筑案例,增強文化自信;在結(jié)構抗震計算方面,培養(yǎng)學生作為土木工程師的責任感。
(四)構建教學評價體系
教學質(zhì)量評價體系包括:教學目標達成情況、教學過程的質(zhì)量、學生的學習情況、教師的教學能力??煽偨Y(jié)為兩部分,即對學生的評價和對教師的評價。學生為中心的教育理念,強調(diào)教學活動應圍繞學生展開,教學方法應按照學生需求設計。傳統(tǒng)的教學模式則偏向教師為中心,注重教師的教學體驗??茖W的教學評價既是對教師授課的評估,也可以促使教師反思并調(diào)整教學模式,如可以進行教學督導、院內(nèi)外同行評議、教學研討等。此外,由于學生能反映實際教學效果,故應設立適當?shù)脑u價通道,包括問卷調(diào)查、多媒體彈幕,還可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術,采用線上方式進行信息收集和建議收集等,有助于學生更好地反饋在課堂中遇到的問題。同時,學生的反饋可以用于評價教師在專業(yè)認同、家國情懷、學生團隊合作和溝通表達方面的表現(xiàn),定期分析和討論評價結(jié)果,促使教師定期回顧教學,及時改進教學方法,落實到位。
為了強調(diào)學習過程,可以改變以往的平時成績和期末成績占比,引入單元小考、課堂評價、期中考試等方式,注重學生的學習過程。例如,可以進行課堂出勤簽到簽退和課堂表現(xiàn)評估,根據(jù)學生的表現(xiàn)給予分數(shù),以減少學生逃課的現(xiàn)象。課程的考核比例可以根據(jù)內(nèi)容的難度進行調(diào)整,包括學習表現(xiàn)(15%)、作業(yè)(15%)、單元測試(10%)、期中考試(10%)、期末考試(50%)。這樣的教學質(zhì)量評價體系更加符合OBE理念,強調(diào)學生的參與和學習過程,有助于提高教學質(zhì)量。
結(jié)語
傳統(tǒng)的“建筑結(jié)構抗震”課程存在一系列問題,包括課程內(nèi)容多但課時少、考核方式單一、課程難度較高等方面。這門課程對于結(jié)構工程師來說至關重要,因為它直接涉及學生的畢業(yè)設計和未來就業(yè)。因此,高校教師須積極思考提升教學質(zhì)量和改進教學方法的路徑。為了滿足新工科背景下高校應用型人才的培養(yǎng)目標,成果導向教育(OBE)理念越來越受重視。將OBE理念融入“建筑結(jié)構抗震”課程中,采用線上線下相結(jié)合的教學方式,可以平衡多媒體教學和傳統(tǒng)板書教學,同時改變了課程考核方式。這一改革有助于提高“建筑結(jié)構抗震”教學質(zhì)量,培養(yǎng)適應時代需求的應用型人才。
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Teaching Design and Evaluation of Seismic Resistance of Building Structures Based on the
OBE Concept
YANG Fu-jian, ZHAO Hao-nan, LIU Shao-feng
(School of Urban Construction, Changzhou University, Changzhou, Jiangsu 213164, China)
Abstract: The OBE concept, which stands for Outcome-Based Education, is an educational philosophy centered around students’ learning outcomes. The course “Seismic Resistance of Building Structures” is a crucial mandatory course in civil engineering majors at higher education institutions. It encompasses various disciplines and plays a pivotal role in nurturing students’ professional competence, practical skills, and innovative thinking. The “Seismic Resistance of Building Structures” course is characterized by a strong blend of practicality and theory. However, both students and instructors encounter certain challenges during the course. This article begins by addressing the issues associated with traditional teaching methods, discusses the problems in traditional teaching methods, puts forward the teaching design and teaching mode based on OBE concept in terms of teaching content and teaching methods, and improves the evaluation of teaching effect, in order to provide reference for improve the quality of the course and improving the teaching method of “Seismic Resistance of Building Structures”.
Key words: OBE philosophy; seismic resistance of building structures; instructional design; impact assessment