基于STEAM教學理念的《房屋建筑學》課程教學創新設計

曹艷霞，鄭明

（湖南交通工程學院，湖南 衡陽）

STEAM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematic）五門學科的簡稱。STEAM教育是一種先進的教育理念，強調各學科的交叉融合，打破學科之間的壁壘，學習廣泛的知識，加強學生在相關領域的知識儲備，并利用所學的綜合知識解決具體情境中的實際問題[1]。當前在我國，STEAM教育已在中小學教育中有所滲透，而在我國高校中仍處于早期探索和實驗階段。高校是培養高級人才的基地，創新型應用人才除了具備堅實的知識儲備，還應當具有獨特的見解與創新能力，在實踐中不斷發現問題，提出質疑，創新已有，帶動技術的革新。因此，學生掌握所有領域的基本知識并培養創造性地應用這些知識解決實際問題的能力尤為重要[2]。

一 現階段教學存在的“痛點”問題

《房屋建筑學》是一門綜合技術課程，主要講授房屋建筑構造、空間組合以及建筑物平面、立面、剖面的設計方法，是建筑工程類專業的一門專業基礎課程，也是土木類工程技術人員和工程管理人員的必修課程。然而現階段傳統的灌輸填鴨式教學使得學生感覺學習枯燥，深入鉆研的興趣疲軟，不能將所學內容與本專業有效聯系，主要的“痛點”問題體現在以下幾個方面：

1.課程教學以“知識傳授為主”，教學方法單調，缺乏針對性，學生學習效果差。對于《房屋建筑學》而言，實踐教學質量直接影響學生對專業知識的學習效果。但是在實際教學中，很多教師“理論大于實踐”的教學觀念根深蒂固，沒有深刻認識到實踐教學在促進專業發展方面發揮的作用，未能結合專業發展特征與社會需求，改革教學方式。

2.課程思政內容融入不夠，導致學生社會責任感不強。高等學校作為大學生培養的主體，承擔著為社會主義建設輸送合格人才的重任。教育發展，德育先行，如何在新形勢下培養當代大學生樹立正確的“三觀”，已成為高校思政教育所面對的主要問題。

3.分科教學限制了學生創新性思維。長期以來，我們的學生在很大程度上受到的是分門別類的教育，這種教育方式雖然有助于鞏固學生的各學科知識，但也限制了他們的創新思維，局限了他們為理解和解決具體問題而整合多學科知識的機會[3]。

4.側重終結性評價，忽視過程性評價，考核方式不夠合理。現階段很多老師對于學生的考核仍集中在期末考試成績上，而忽略了學生學習的過程性評價，這樣使得在評價學生學習效果上不客觀而且容易出現偏差。因此，需要改革考核方式，建立多元化的考核評價機制。

二 基于STEAM教學理念的《房屋建筑學》課程教學創新思路及舉措

（一） 課程教學創新設計思路

STEAM教育具有跨學科融合的教學內容、“以學生為中心”的教學理念、情境教學的教學方式、團隊合作的教學模式、培養創新意識的教學目標等顯著特點。因此，根據現階段教學中存在的“痛點”問題，將STEAM教育理念融入《房屋建筑學》課程教學中，有針對性地設計教學改革的思路，并提出相對應的措施和方法。如圖1所示。

圖1 課程教學創新設計思路

（二） 課程教學創新設計措施與方法

1.重新確定教學目標。將課程思政融入教學目標體系中，重新確定教學目標，把《房屋建筑學》的教學目標分成知識目標、能力目標和思政目標三個層次。

知識目標：（1）了解房屋建筑設計的設計原則和設計方法；（2）理解房屋建筑各個組成部分的構造原理和方法；（3）掌握建筑識圖和繪圖能力，具備從事一般中小型民用建筑方案設計的初步能力。

能力目標：（1）能夠熟練運用數學、物理、力學等自然科學知識和土木工程專業基礎知識；（2）能夠對復雜的土木工程問題進行識別、表述、分析和設計并提出合理、科學的解決方案；（3）有能力研究復雜的土木工程問題，并通過實驗方法、數據分析、信息綜合等科學方法得出合理有效的結論；（4）能夠選擇并適當使用計算機網絡和信息技術，以及一般的土木工程軟件，以模擬、計算和分析復雜的土木工程問題；（5）對環境保護和可持續發展有較高的認識，對土木工程行業的發展和動態有興趣；（6）良好的項目管理和經濟決策、溝通和表達、團隊領導與合作、創新和創業精神；（7）高水平的人文藝術情操和社會科學素養[4]。

思政目標：（1）世界觀：馬克思辯證唯物主義世界觀和方法論；（2）價值觀：貫徹落實社會主義核心價值觀；（3）人生觀：培養獨立終身學習的意識和能力，具有強烈的社會責任感和職業道德。

2.優化與重構課程內容。STEAM教育理念的核心是打破傳統學科間的壁壘和分界，實現跨學科融合。從STEAM教育的五個維度，對《房屋建筑學》課程教學內容重新進行梳理。即立足專業行業、面向應用領域，將科學、技術、工程、藝術和數學五門學科與每堂課有機融合，同時在課堂中適當引入當前先進技術、超前設計理念、主流藝術[5]，讓學生認識和熟悉技術現狀，展望未來發展前景，激發學生對未來工作領域的激情，提升學生利用多學科知識的內在統一性和關聯性進行分析、運用、解決實際問題的能力。同時，凝練出每節課的思政元素，實現思政教育與專業教育融合發展。

3.構建“項目—驅動”的混合教學模式。教師在課前需要對教學活動進行精心設計，以項目為載體，將每章節內容劃分成若干個項目，將各學科知識有機融合用以解決復雜的工程實際問題。通過“情景式”“項目教學法”等教學方式，對生活中實際問題或實際項目展開針對性的教學活動，提升學生課堂學習興趣和認知構建的趣味性，并從體驗式學習中學會運用各學科綜合知識解決實際問題。《房屋建筑學》課程可以設置單元項目和課程綜合項目，從“建筑構造設計”“建筑平、立、剖設計”再到“整個房屋建筑設計”，層層遞進，有機銜接，實現課程設計項目化。在課堂教學中，應用型本科院校還可以融合專業領域內國內外重點項目、關鍵問題與前沿技術等設計教學活動，布置教學任務。這些教學任務往往具有一定難度，學生需要組建團隊，從而產生了學習共同體。通過任務驅動，以及學生之間的交流互動，可提升學生溝通、表達與協作能力，充分發揮每個學生的專長，同時也為學生提供了頭腦風暴、思維碰撞的機會[6]。另外，在學習任務完成后，學生需要提交相關的成果，小組之間相互交流與展示，同時，教師記錄每組小組及小組成員的成果成績。通過生生互評和教師評價，學生總結經驗，有利于后續優化和自我提升。

4.建立多元化考核機制。課程評價體系由終結性評價和過程性評價兩部分組成。為更好地評價學生的學習過程，適當增加過程性評價評分占比。即終結性評價為期末考試成績占60%，過程性評價占40%，包括線上視頻學習時長、課堂測驗及階段性測驗、小組討論互評、學習活動表現和實踐成果五個方面，具體見圖2。

圖2 考核評價體系

（三） 教學案例——項目5樓梯

樓梯是建筑物的豎向承重構件，是房屋建筑的重要組成部分。本項目包含樓梯的設計、鋼筋混凝土樓梯、樓梯的細部構造、室外臺階與坡道及電梯與自動扶梯等內容，其中樓梯的設計是本項目的重點和難點。

（1）教學目標。本案例教學活動主要是讓學生認識各類樓梯，掌握樓梯的組成、樓梯尺寸及細部構造的確定，重點在于通過案例來學習如何設計樓梯，并掌握樓梯的平面圖、剖面圖繪制，以培養學生的工程思維能力和動手能力，具體教學目標見表1[7]。

表1 樓梯項目教學目標

（2）教法與學法。教學活動采用項目學習法展開，并以任務驅動法來突出教學重點。樓梯項目包含樓梯的設計、鋼筋混凝土樓梯、樓梯的細部構造、室外臺階與坡道及電梯與自動扶梯等內容，共6課時。每節課通過設置案例分析和拓展任務分層次地引導學生自主探究和實踐，并通過小組團隊協助和交流，以幫助學生更好地完成知識的構建。案例分析是基礎任務，要求每個學生在教師課堂講授和指導下能理解并完成案例任務，拓展任務則是在案例分析的基礎上設置的更高階的學習任務，對學生來說更具有挑戰性。在整個教學過程中，學生為教學主體，而教師只是扮演一個傳授理論知識，引導并幫助學生自主解決問題的角色。

（3）教學過程。教學環節包含課前準備、新課導入、理論知識講解與案例分析、小組協作學習和課后反饋六個環節，其中課后反饋包含學生成果展示、交流分享與評價等，而評價包括學生互評與教師評價，且貫穿教學過程的始終。表2呈現的是“樓梯”項目子項目“樓梯的設計”的教學過程。

表2 “樓梯”項目子項目“樓梯的設計”的教學過程

（4）總結與反思。子項目“樓梯的設計”作為一堂常規的教學課，教學過程基本按照教學設計進行，教學活動實施較為順利，達到了預期的效果。教學活動開展具有以下優點：第一，根據學生的特點設計教學策略。由于教育對象是認知水平較高的大學生，在新課導入時引用前沿、新穎的設計來激發學生的學習興趣，然后利用日常生活中的實際問題降低問題層次，以培養學生高屋建瓴的工程思維意識[7]。第二，理論與實踐結合，同步進行。在講解理論知識和分析實例的過程中，教師不是自始至終地提供信息，而是以教師的講解為中心，學生的實踐為補充。第三，適時調整課堂節奏與流程。在實際教學過程中，可根據學生實時反饋，對課堂教學進程進行合理的調整。例如，本節課中，學生對于“樓梯的類型”知識模塊掌握較快，可加快教學進度，而對“樓梯平面圖、剖面圖繪制”掌握較慢，需要適當延長教學時長。

當然，本堂課教學活動實施也存在一定的不足之處，主要是教師對學生的基礎學科知識水平評估過高。

“樓梯的設計”項目的教學內容基于建筑制圖的基礎上進行，教學對象在樓梯平面圖、剖面圖繪制時出現低級錯誤，導致教學進程偏慢，影響后續教學環節。教師預估不足在于認為教學對象對于建筑制圖的基本要求均已掌握，因此需要教師在課前做更多的準備，從多角度了解學生的基礎學科知識水平，以便更合理地進行教學設計[8]。

三 結語

經過教學實踐，本課程的教學創新設計取得了良好的成效，并逐步推廣到其他專業課程課堂教學中。從學習效果來看，融合STEAM教學理念的教學方式能激發學生學習熱情、提高學生的學習技能、促進學生的課堂參與度、培養學生的團隊合作意識、加強學生的總結反思以及培養學生創造創新意識和動手實踐能力。從學生的最終成績可以看出，實驗班的學生成績顯著高于對照班，學生課堂教學滿意度高。另外，將思政教育貫穿于課堂教學中，有期展望“STEAM+”的教育理念。