新工科背景下《橋梁工程》MOOC研究與實(shí)踐

（吉林建筑科技學(xué)院 交通工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000）

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展,支持“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，2017年伊始，教育部發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》。通知指出：“新工科研究和實(shí)踐要圍繞工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系開(kāi)展。”在2017年4月，教育部在天津大學(xué)召開(kāi)的“新工科”建設(shè)研討會(huì)上提出：要?jiǎng)?chuàng)新工程教育方式與手段。因此，“新工科”的內(nèi)涵是：以立德樹(shù)人為根本，以思想教育為指導(dǎo)，充分運(yùn)用信息化數(shù)字化手段，培養(yǎng)多元化的創(chuàng)新型實(shí)踐型卓越工程人才。這一理念的提出，為各高校工科專業(yè)提出了新的教育研究方向,對(duì)傳統(tǒng)線下講授式教育方式提出了挑戰(zhàn)，因此，基于互聯(lián)網(wǎng)+的大規(guī)模線上課程——MOOC，迅速成為了各理工科專業(yè)教育研究的新熱點(diǎn)。

課題組基于國(guó)家教育部對(duì)高校提出的新工科發(fā)展研究要求，對(duì)道路橋梁與渡河工程專業(yè)的主干專業(yè)課《橋梁工程》MOOC 進(jìn)行了深入的研究與實(shí)踐，旨在通過(guò)信息化手段彌補(bǔ)傳統(tǒng)工科教學(xué)中對(duì)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)的不足，對(duì)教育數(shù)字化資源進(jìn)行建設(shè)，已達(dá)到“新工科”人才培養(yǎng)的目的。

1 《橋梁工程》課程建設(shè)分析

以教育部提出的“新工科”理念為基礎(chǔ)，針對(duì)傳統(tǒng)的線下教育——講授式授課，不難發(fā)現(xiàn)《橋梁工程》傳統(tǒng)線下面授式教育課程其存在以下不足之處：

①教學(xué)內(nèi)容上，傳統(tǒng)的面授式授課將大量課時(shí)放在理論的講授和公式推導(dǎo)上，這一內(nèi)容為每個(gè)教學(xué)年一成不變的部分，同時(shí)，傳統(tǒng)線下授課受教材內(nèi)容出版時(shí)間的制約，對(duì)最新的設(shè)計(jì)理念變革和設(shè)計(jì)規(guī)范修正的學(xué)習(xí)存在滯后性。而“新工科”的要求的就是：應(yīng)對(duì)變化，創(chuàng)造未來(lái)，求新求變，追求行業(yè)最前沿科技，掌握新技術(shù)新方法，以應(yīng)對(duì)最新一次的科技革命。因此，傳統(tǒng)線下授課教育是不合符“新工科”發(fā)展要求的。

②教學(xué)方法上，傳統(tǒng)的面授式授課教學(xué)方法單一局限，多以板書講授為主，輔以多媒體課件教學(xué)。“新工科”在教學(xué)方法上提出，要問(wèn)學(xué)生志趣變方法，創(chuàng)新工程教育方式與手段，與科技前沿及教育信息化結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。顯然，傳統(tǒng)線下面授式教育已經(jīng)不滿足“新工科”對(duì)教學(xué)方法上的要求,也滿足不了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

③在考核方式上，傳統(tǒng)的面授式教學(xué)以結(jié)課考試作為考核方式。這大大局限了考核內(nèi)容與實(shí)際工程接軌的實(shí)踐性?！靶鹿た啤碧岢龅娜瞬排囵B(yǎng)要求：要培養(yǎng)多元化創(chuàng)新型卓越工程人才。而傳統(tǒng)線下授課考核方式受時(shí)間和空間的制約，使學(xué)生局限于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的記憶性掌握，沒(méi)有做到活學(xué)活用，開(kāi)拓創(chuàng)新。

綜上所述，為適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)的要求，對(duì)于道路橋梁與渡河工程專業(yè)的MOOC 研究與實(shí)踐，勢(shì)在必行，并具有重大的意義和價(jià)值。

2 《橋梁工程》MOOC 建設(shè)

深入學(xué)習(xí)“新工科”的人才培養(yǎng)要求和實(shí)踐研究成果后，對(duì)《橋梁工程》MOOC 資源建設(shè)提出方案如圖1

圖1 橋梁工程MOOC 建設(shè)流程

2.1 MOOC 教學(xué)內(nèi)容的整合

將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化整合，分成MOOC 平臺(tái)線上模塊，與當(dāng)面授課線下模塊。

線上模塊中主要包含兩部分：第一部分為《橋梁工程》課程中的理論教學(xué)部分。傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)存在僵化性和不可重復(fù)性，通常以單方面的課堂講授為主，學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在學(xué)習(xí)效果不扎實(shí)、與后續(xù)課程連接效果不佳、厭學(xué)等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，創(chuàng)新性的將Wacom 數(shù)位板引入數(shù)字化教學(xué)資源，通過(guò)數(shù)位板各種動(dòng)畫工具進(jìn)行理論知識(shí)的講解，并將每節(jié)課數(shù)字資源作為MOOC 建設(shè)內(nèi)容，不僅以動(dòng)畫授課解決了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣問(wèn)題，也使課程資源可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重復(fù)獲得，使學(xué)習(xí)效果更佳扎實(shí)。同時(shí)在此模塊中建立與各學(xué)習(xí)內(nèi)容相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，建立線上題庫(kù)，充分運(yùn)用信息化手段，使學(xué)習(xí)端更加方便獲得，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)積極性。第二部分為工程案例部分。以信息化的MOOC 平臺(tái)為載體，充分運(yùn)用現(xiàn)代化科技，將與《橋梁工程》中理論知識(shí)相關(guān)的實(shí)際工程案例BIM效果圖放入線上模塊作為工程案例討論學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生增強(qiáng)了理論知識(shí)運(yùn)用的能力，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)踐性，做到了“知行合一”，為成為應(yīng)用型“新工科”人才打下基礎(chǔ)。

線下模塊主要以工程案例討論為主。根據(jù)MOOC 線上模塊第二部分：工程案例，將學(xué)生進(jìn)行分組，進(jìn)行針對(duì)性的討論、辯論及方案互評(píng)，學(xué)生在針對(duì)實(shí)際工程案例進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，增加了實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.2 MOOC 教學(xué)方式的研究

以信息化的MOOC 平臺(tái)為載體，充分運(yùn)用現(xiàn)代化科技手段，針對(duì)MOOC線上模塊與線下模塊部分，采用“進(jìn)階式”的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生由線上到線下進(jìn)行由“被動(dòng)式”學(xué)習(xí)向“主動(dòng)式”求知的轉(zhuǎn)變。在《橋梁工程》MOOC線上模塊“理論教學(xué)”中，設(shè)置“被動(dòng)-主動(dòng)式”學(xué)習(xí)階梯：第一階梯：充分運(yùn)用數(shù)字化通訊手段，線上發(fā)布MOOC 學(xué)習(xí)課前重點(diǎn)，使學(xué)生提前做到對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容預(yù)先心中有數(shù)，“有備而學(xué)，有問(wèn)而學(xué)”；第二階梯：將MOOC 線上模塊理論部分講授生動(dòng)化、具體化。充分利用現(xiàn)代化科技手段，運(yùn)用Wacom數(shù)字板設(shè)計(jì)動(dòng)畫板書，配合線上講授，使過(guò)去枯燥的理論講解生動(dòng)有趣。以此為基礎(chǔ)，在MOOC 線上模塊“工程案例”與MOOC 線下模塊中進(jìn)一步設(shè)置“主動(dòng)式”求知階梯；第三階梯：以與基礎(chǔ)理論相關(guān)的工程案例BIM 模型為基點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論和辯論的學(xué)習(xí)方式，這就將被動(dòng)講授向主動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)行了推進(jìn)；第四階梯：以MOOC 實(shí)際工程案例為藍(lán)本，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，并按照工程方案的評(píng)標(biāo)模式組織學(xué)生進(jìn)行線下分組答辯，并進(jìn)行小組間方案互評(píng)，完成了由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)的進(jìn)化。將課堂主體由教師轉(zhuǎn)為學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了課堂的翻轉(zhuǎn)。

2.3 考核方式的研究

傳統(tǒng)工程學(xué)科考試方式通常以客觀知識(shí)筆試為主，忽略了對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的考核，這與“新工科”人才培養(yǎng)要求是不相符的。

新的考核方式分為線上與線下考核模塊。線上考核模塊充分利用MOOC平臺(tái)信息化強(qiáng)，傳輸方式便捷的優(yōu)點(diǎn)，提出工程實(shí)踐性強(qiáng)并且內(nèi)容多樣化的線上考核內(nèi)容，在考核內(nèi)容中適當(dāng)加入與基礎(chǔ)理論相關(guān)的實(shí)際工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生充分利用具有專業(yè)前沿性的設(shè)計(jì)軟件解決問(wèn)題，并將解決問(wèn)題結(jié)果實(shí)時(shí)在線傳輸，這樣就打破了傳統(tǒng)考核方式在時(shí)間空間上的局限性，使學(xué)生解決問(wèn)題的能力得到最大體現(xiàn)。在線下課程方案評(píng)估環(huán)節(jié)，進(jìn)行學(xué)習(xí)小組間的工程設(shè)計(jì)方案互評(píng)，將教師對(duì)工程設(shè)計(jì)實(shí)例的評(píng)分與小組間的評(píng)分賦予權(quán)重，最后得出加權(quán)成績(jī)作為線下模塊的評(píng)級(jí)與考核。學(xué)生的最終成績(jī)由線上考核成績(jī)與線下考核綜合評(píng)定。

線上考核，充分利用現(xiàn)代化數(shù)字信息手段，使學(xué)生不再局限于“僵化學(xué)習(xí)，僵化考試”

3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

數(shù)字化課程資源MOOC 的建設(shè)與實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)“新工科”人才培養(yǎng)要求提供了數(shù)字化平臺(tái)。數(shù)字化平臺(tái)課程能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)字化教學(xué)軟件與教學(xué)工具在其上進(jìn)行運(yùn)行，創(chuàng)造仿真的模擬工程實(shí)踐環(huán)境，并能將學(xué)生的學(xué)習(xí)成果通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸至共享平臺(tái)由教師進(jìn)行評(píng)價(jià)或?qū)W生進(jìn)行互評(píng)，大大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)這種數(shù)字化平臺(tái)分組進(jìn)行工程方案設(shè)計(jì)并互評(píng)的方法，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣，并進(jìn)一步為參加省級(jí)國(guó)家級(jí)競(jìng)賽組團(tuán)隊(duì)研究的模式打下了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)數(shù)字化課程資源MOOC 的學(xué)習(xí)，學(xué)生更重視工程實(shí)踐案例的積累和解決方案的設(shè)計(jì)，并增加了參與各種工程競(jìng)賽的積極性，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：與傳統(tǒng)《橋梁工程》課程教學(xué)對(duì)象相比，進(jìn)行數(shù)字化課程MOOC 學(xué)習(xí)的同學(xué)參加工程和科學(xué)競(jìng)賽組隊(duì)數(shù)增加了150%。學(xué)生不在拘泥于機(jī)械的學(xué)習(xí)知識(shí)和參加考試，而是更加傾向于去設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、競(jìng)爭(zhēng)，這是符合“新工科”人才培養(yǎng)要求的。

4 結(jié)束語(yǔ)

“教育興則國(guó)家興，教育強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。”這是習(xí)近平總書記對(duì)高等教育做出的重要指示。當(dāng)今世界強(qiáng)國(guó)無(wú)一不是教育強(qiáng)國(guó)，它們的發(fā)展歷程也都是本國(guó)教育發(fā)展歷程的見(jiàn)證，教育也為其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、確立和維持強(qiáng)國(guó)地位發(fā)揮了巨大作用。建成社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)是中國(guó)共產(chǎn)黨人不懈奮斗的目標(biāo)，也是近代以來(lái)中國(guó)人民和中華民族不斷追尋的夢(mèng)想。只有在教學(xué)中，堅(jiān)定信心和理想，運(yùn)用最新的科技手段和工具，并緊密聯(lián)系實(shí)際工程案例，不斷做出改進(jìn)和調(diào)整，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和進(jìn)取心，進(jìn)而培養(yǎng)出符合國(guó)家發(fā)展要求的“新工科”人才。