【摘" 要】 文章針對(duì)傳統(tǒng)土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的系統(tǒng)性不足、教學(xué)模式及方法缺乏針對(duì)性、評(píng)估體系不完善等問題，創(chuàng)新性地引入以CDIO工程教育理念為核心、采用線上線下混合式教學(xué)方法的新型教學(xué)模式。該模式通過明確教學(xué)目標(biāo)、整合教學(xué)資源、優(yōu)化課程設(shè)計(jì)、多樣化教學(xué)方法以及構(gòu)建全面綜合評(píng)估體系，有效解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難題。實(shí)踐表明，這一新型教學(xué)模式能夠顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和實(shí)踐創(chuàng)新能力，同時(shí)促進(jìn)師生之間的有效溝通與互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。該模式為新工科背景下土木工程專業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了可靠保障。

【關(guān)鍵詞】 CDIO教學(xué)理念；混合式教學(xué)模式；綜合評(píng)價(jià)體系

一、研究背景和意義

（一）土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀

根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)研，大多數(shù)高校的土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程仍按照教學(xué)大綱機(jī)械設(shè)定，存在以下主要問題。

首先，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容缺乏實(shí)戰(zhàn)性與系統(tǒng)性。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定過于理論化，未能緊密聯(lián)系土木工程行業(yè)的實(shí)際需求，導(dǎo)致學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后難以將所學(xué)知識(shí)直接應(yīng)用于實(shí)際工作，影響了其就業(yè)競爭力和職業(yè)發(fā)展。此外，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對(duì)孤立，內(nèi)容單一，數(shù)據(jù)量少，缺乏對(duì)比分析，系統(tǒng)性不足。

其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法缺乏針對(duì)性。土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程通常依附于理論課程，采用“講授—實(shí)驗(yàn)—報(bào)告”的“2學(xué)時(shí)”教學(xué)模式，課程學(xué)時(shí)緊張，難以深入展開復(fù)雜實(shí)驗(yàn)。教學(xué)方法單一，仍以“教師演示，學(xué)生模仿”為主，忽視了學(xué)生的個(gè)體差異、學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)探索能力的培養(yǎng)。由于設(shè)備條件限制，分組操作時(shí)“圍觀”現(xiàn)象普遍，部分學(xué)生“不做實(shí)驗(yàn)”“只聽實(shí)驗(yàn)”“只看實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)報(bào)告重復(fù)率較高，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估體系缺乏全面性。當(dāng)前評(píng)估體系以個(gè)人實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，評(píng)價(jià)方式單一，重個(gè)人輕團(tuán)體、重結(jié)果輕過程，無法全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力發(fā)展。持續(xù)改進(jìn)機(jī)制不健全，缺乏對(duì)動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力的考核，教師難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)共性與個(gè)性問題。

（二）CDIO工程教學(xué)理念概述

CDIO工程教學(xué)理念是國際工程教育改革的重要成果，由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究組織經(jīng)過四年探索研究創(chuàng)立。該理念強(qiáng)調(diào)工程教育的實(shí)踐性與系統(tǒng)性，旨在培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和實(shí)際操作技能的工程人才。近年來，國內(nèi)高校在實(shí)驗(yàn)課程中引入CDIO理念的實(shí)踐表明，該模式能夠有效提升學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，為土木工程領(lǐng)域培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的人才提供了新方向。

（三）混合式教學(xué)模式的引入必要性

盡管CDIO教學(xué)理念能夠解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，但其需要大量課時(shí)支撐，而實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、運(yùn)行與評(píng)估難以在課堂上全部完成。如何突破實(shí)驗(yàn)課時(shí)的局限性，成為實(shí)現(xiàn)CDIO教學(xué)理念、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程人才亟待解決的問題。混合式教學(xué)模式通過線上學(xué)習(xí)與線下實(shí)踐相結(jié)合，將部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到線上進(jìn)行，有效解決了課時(shí)不足的問題，突破了CDIO教育模式的課時(shí)限制。該模式不僅豐富了教學(xué)方法，還提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化了其實(shí)踐操作與問題解決能力。

基于CDIO理念的土木工程材料實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式是一種創(chuàng)新且實(shí)用的教學(xué)模式，旨在通過融合傳統(tǒng)課堂教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升教學(xué)質(zhì)量與效果。該模式以工程教育理念為核心，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決。線上線下混合式教學(xué)方法的引入，打破了傳統(tǒng)課堂的時(shí)空限制，為學(xué)生提供了更加靈活多樣的學(xué)習(xí)途徑。

二、基于CDIO理念的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在CDIO理念下，土木工程材料實(shí)驗(yàn)混合教學(xué)的創(chuàng)新模式設(shè)計(jì)（如圖1）以項(xiàng)目為核心，通過整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)資源，優(yōu)化課程環(huán)節(jié)，豐富教學(xué)方法，構(gòu)建綜合評(píng)估體系等環(huán)節(jié)，將理論教學(xué)與實(shí)踐操作深度融合，確保教學(xué)模式的有效性與科學(xué)性。該教學(xué)模式旨在培養(yǎng)具備綜合素質(zhì)的土木工程人才。

（一）設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

對(duì)接企業(yè)需求及應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，將CDIO教學(xué)理念引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)為核心，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案、操作儀器設(shè)備獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與對(duì)比，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力與問題解決能力，同時(shí)促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的形成，從而培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)土木工程材料專業(yè)人才。

（二）整合教學(xué)內(nèi)容和資源

1. 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合

在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合中，注重理論與實(shí)踐深度融合，精選前沿實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過校企合作引入行業(yè)真實(shí)案例，將傳統(tǒng)土木工程材料實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合為綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，探索新型材料的應(yīng)用性能。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與總結(jié)，提升學(xué)生在工程項(xiàng)目中對(duì)材料應(yīng)用的分析與創(chuàng)新能力，增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)性。

2. 教學(xué)資源整合

融合線上線下資源，構(gòu)建動(dòng)態(tài)更新、層次分明的課程體系。充分利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，運(yùn)用數(shù)字化工具優(yōu)化教學(xué)資源配置，實(shí)現(xiàn)在線課程模塊化建設(shè)。通過自制教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫或視頻錄制等方式，補(bǔ)充和完善平臺(tái)教學(xué)資源，提高資源利用率，提升教學(xué)效率與質(zhì)量，確保學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與具備卓越的實(shí)踐能力。

（三）優(yōu)化課程環(huán)節(jié)

基于CDIO教學(xué)理念，依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，按照“理論學(xué)習(xí)—構(gòu)思設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)實(shí)施—項(xiàng)目指導(dǎo)—總結(jié)反思”的教學(xué)環(huán)節(jié)，開展遞進(jìn)式的線上線下混合式教學(xué)活動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程環(huán)節(jié)，解決課時(shí)緊張的弊端，為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)空間。

1. 理論學(xué)習(xí)

指導(dǎo)教師明確項(xiàng)目目標(biāo)，將錄制的教學(xué)視頻上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)的“理論學(xué)習(xí)”模塊，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)理論講解、操作演示及真實(shí)案例等，幫助學(xué)生理解研究問題的背景及其實(shí)際應(yīng)用意義。學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)進(jìn)度和時(shí)間安排，隨時(shí)觀看教學(xué)視頻，為項(xiàng)目構(gòu)思奠定基礎(chǔ)。

2. 構(gòu)思設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)思設(shè)計(jì)階段，教師引導(dǎo)學(xué)生線上查閱資料，了解土木工程材料前沿動(dòng)態(tài)，并鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間深入工程項(xiàng)目進(jìn)行線下調(diào)研，探索工程實(shí)際問題。學(xué)生對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行研究與分析，師生在線上討論交流，提出項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。

3. 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

在實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段，充分利用混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。線上通過教學(xué)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫模擬測(cè)試或?qū)嶒?yàn)視頻，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)；線下安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)操，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的理解與應(yīng)用。這種模式既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，又有效減少了課時(shí)消耗。

4. 項(xiàng)目指導(dǎo)

在學(xué)習(xí)平臺(tái)上，教師對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析等工作進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃、管理與監(jiān)督，確保項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與資源的高效利用。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，教師發(fā)布相關(guān)理論知識(shí)與參考文獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生合理選擇研究方法和實(shí)驗(yàn)材料；在過程設(shè)計(jì)階段，指導(dǎo)學(xué)生制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，包括時(shí)間表與資源配置，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行；在數(shù)據(jù)分析階段，教師引導(dǎo)學(xué)生使用合適的統(tǒng)計(jì)工具與軟件，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果解讀的準(zhǔn)確性。

5. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告與反思

實(shí)驗(yàn)實(shí)施結(jié)束后，學(xué)生需在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程與結(jié)果進(jìn)行反思與總結(jié)。通過撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告與反思，學(xué)生能夠進(jìn)一步鞏固實(shí)驗(yàn)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)研究與表達(dá)能力。

（四）豐富教學(xué)方法

以CDIO理念下項(xiàng)目化驅(qū)動(dòng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)任務(wù)為例，以學(xué)生為主體，以理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用能力為目標(biāo)，以教師為引導(dǎo)，依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)豐富的教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)探索能力。

1. 開放性教學(xué)

以材料抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)為例，在課堂教學(xué)中采用“開放性實(shí)驗(yàn)認(rèn)知”強(qiáng)化教學(xué)效果。教師在講解實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)時(shí)，可通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)連線實(shí)驗(yàn)室，帶領(lǐng)學(xué)生觀看直播實(shí)驗(yàn)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的操作及注意事項(xiàng)的講解，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與實(shí)驗(yàn)人員的直面溝通。直播結(jié)束后，學(xué)生還可觀看回放視頻。這種教學(xué)模式改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)的現(xiàn)狀，有效避免了實(shí)驗(yàn)課上“圍觀”的現(xiàn)象，同時(shí)縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

2. 小組協(xié)同合作

教師通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)按小組設(shè)置任務(wù)和項(xiàng)目，讓學(xué)生在小組中進(jìn)行協(xié)同合作，提升團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力。分組方式可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力或興趣進(jìn)行，也可由學(xué)生自由組合。通過小組討論與任務(wù)分工，學(xué)生能夠在參與過程中各顯其能，充分發(fā)揮個(gè)人特長，從而提高學(xué)習(xí)興趣與積極性。

3. 線上交流指導(dǎo)

在學(xué)習(xí)通平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)課程中開通在線討論板塊，為學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的線上指導(dǎo)、討論和交流創(chuàng)造條件。學(xué)生可以在平臺(tái)上提出問題、分享經(jīng)驗(yàn)、互相答疑，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋與信息流通。此外，教師可利用平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析功能，定期檢查小組合作進(jìn)展，及時(shí)給予指導(dǎo)與支持，幫助學(xué)生克服合作中遇到的困難。這種方式不僅打破了教師指導(dǎo)在空間和時(shí)間上的限制，還促進(jìn)了學(xué)生之間的互動(dòng)合作，提高了整體工作效率。

（五）構(gòu)建綜合評(píng)估體系

依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，構(gòu)建線上線下綜合評(píng)估體系，全面評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的能力發(fā)展?！绊?xiàng)目化、團(tuán)隊(duì)化、過程化”三化一體的考核體系能夠有效提升學(xué)生的綜合能力。首先，項(xiàng)目化考核。線下通過對(duì)項(xiàng)目完成時(shí)間、質(zhì)量、創(chuàng)新三要素的考核，培養(yǎng)學(xué)生的工程理論能力與創(chuàng)新意識(shí)。其次，團(tuán)隊(duì)化考核。團(tuán)體成績以團(tuán)體個(gè)人成績之和為基數(shù)，并以團(tuán)體互評(píng)成績?yōu)檎{(diào)整系數(shù)?；ピu(píng)成績由團(tuán)隊(duì)之間的線上互問互考得出，旨在增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高其思辨能力。此外，過程化考核。根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程在線上學(xué)習(xí)通平臺(tái)和線下實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的記錄進(jìn)行評(píng)分，同時(shí)以個(gè)人工作量在團(tuán)隊(duì)中的占比作為調(diào)整系數(shù)，杜絕“混課”現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。通過三化一體的考核結(jié)果對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行評(píng)估。線上線下綜合評(píng)估體系的構(gòu)建對(duì)全面培養(yǎng)學(xué)生的能力、提升其在團(tuán)隊(duì)合作與創(chuàng)新方面的素養(yǎng)起到了重要作用。

三、結(jié)語

傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已難以滿足新形勢(shì)下學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求和教育改革的要求?；贑DIO理念的土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程混合式教學(xué)模式，不僅突破了實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)空限制，還顯著提升了學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)。通過整合多種教學(xué)手段與資源，該模式為學(xué)生提供了更加靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境和多樣化的學(xué)習(xí)資源，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與自主探索能力。同時(shí)，借助科學(xué)的評(píng)價(jià)體系對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與結(jié)果進(jìn)行綜合考核，進(jìn)一步提高了教學(xué)效果與學(xué)生的參與度。這一教學(xué)模式為土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的改革提供了新方向，也為土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提供了創(chuàng)新思路。

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