面向工程教育認證的道路工程課程教學設計探討

張慧麗 康擁政

摘 要：道路工程課程涉及的概念多、內涵廣、結合實際緊密、行業標準規范多，對教學方法提出了很高的要求。為落實專業認證的理念和要求，本研究基于學情分析，結合工程教育認證畢業要求指標點的支撐作用確立課程目標，從教學模式、教學考核和教學反思三個方面對道路工程課程進行了課程改革探索，幫助學生加深對課程的理解，培養學生分析和解決實際問題的能力。

關鍵詞：工程教育認證;道路工程;教學設計

道路工程課程作為交通工程專業的一門重要基礎課程，內容涉及道路交通規劃、城市道路工程、路基路面工程等一系列專業基礎知識。該課程的特點突出表現為概念多、內涵廣、結合實際緊密、行業標準規范多，其中很多概念接近，易造成混淆。因此，對照專業工程認證的標準和要求，對該課程的教學內容進行取舍并對教學模式和考核形式進行選擇顯得尤為重要。

一、課程設計思路與目標

在工程教育認證的“以學生為中心，以產出為導向，持續不斷改進”的教學理念指導下，道路工程課程在整個專業的課程體系中，需要達成3個方面的畢業要求。根據畢業達成要求，道路工程課程將教學目標進行了分層次細化，從知識點掌握到能力提升再到綜合素質培養，制定了4個明確目標。

目標1：通過課程學習，學生能夠理解道路在國民經濟和社會發展中的重要作用，了解我國道路的建設和發展歷程以及我國未來道路網的建設規劃。目標2：通過課程學習，學生能夠掌握道路的分類、通行能力和道路網規劃的基本理論和意義，了解道路及道路網類型對交通運輸和社會發展的影響，掌握道路線形初步設計方法、道路結構設計基本理論和方法，掌握道路設計中所存在的復雜工程問題。目標3：通過課程學習，學生能夠對其中的道路線形與地形的協調適應性以及道路結構與車輛荷載的相互耦合度等復雜工程問題，具有選擇或建立相關定性或定量模型進行分析研究的能力，能夠在此基礎上提出多個解決方案并進行比較。目標4：通過課程學習，學生能夠具有使用專業軟件和數學優化模型求解軟件解決道路工程中線形比選、結構優化等復雜工程問題的能力，并能夠分析專業技術工具的局限性。

二、課程教學方案

（一）教學模式

課程教學采取第一課堂（理論學習部分）與第二課堂（能力拓展部分）相結合的模式，以畢業要求達成度考核為導向，對學生學習成果進行檢驗與反饋。整個教學模式強調教學目標與教學內容的緊密關聯，著重培養學生對所學專業知識的綜合運用能力。具體教學模式見圖1。

（1）第一課堂

出行是社會大眾的基本需求，而出行所使用的“道路”在規劃、設計、施工、養護與管理工作的全過程中，自然會面臨諸多問題，解決這些問題恰恰就是道路工程課程學習的終極目標。基于這些問題，課題組在第一課堂中采用了PBL（Problem-Based Learning）模式。這一模式需要課前的問題導入和課后的反饋，這樣才能充分發揮PBL模式的優勢，教師在其中只負責重難點的講解、相關案例的擴展和延伸知識點的擴充，并引導學生思考;學生是問題的主要回答者，回答內容包括知識點的整理、延伸知識的收集和觀點的討論等。在后疫情時代，線上線下教學模式的融合也推動教學模式的不斷創新。將與課程相關的擴展內容和與前導課程相關的關聯內容上傳網絡，為學生自主學習和回顧溫習提供了極大的便利。

道路工程課程知識點較多，有限的課時很難完成全面教授，但如果只講授重難點內容，又會造成知識點之間缺乏足夠的連接知識，學生無法形成完整的系統概念。因此，課題組采用了線上線下混合教學模式，借助MOOC、微課等形式，幫助學生自主學習、課前預習和課后鞏固練習，還能檢測學習效果。在線自主學習既可以及時了解學生的學習狀態，又能幫助學生逐漸提高自主學習能力。線上線下混合式教學模式可以進一步優化課堂內容，壓縮課堂上教師的講授時間，將更多的課堂時間交給學生。例如，對于工程實踐性問題，學生在第二課堂的學習小組探討后，在課堂上進行相關的討論，學生互評，教師點評，最后反思改進。這個模式大大改善了傳統課堂枯燥單一的講授模式，學生實現自主學習、互助學習，從學習的被動接受者變為主動探索者，對課程的內容有了更深入的理解。

（2）第二課堂

道路工程課程內容與日常交通出行有著直接的對照關系。為了鼓勵學生主動思考和實踐，強化課堂教學效果，課題組在第二課堂采用了SPOC（Small Private Online Course）+翻轉課堂——以學生為主導的任務驅動式的實踐學習模式。在課程開始前的兩周內，課題組將全班學生分成若干專題小組，每組3～5人，每個小組針對組員感興趣的交通問題進行調研和資料數據收集，利用專業知識分析問題，鼓勵能力較強的小組深入思考并有所創新。到學期末，每個小組提交研究報告并進行講解答辯。在這個課堂上，學生的學習能力是一個螺旋上升的過程，教師在關鍵環節給予方向指引，在關鍵問題上給予提示點撥，充分鍛煉學生的科學問題分析能力。

道路工程課程內容豐富且綜合性強，需要學生理解掌握的知識點很多，而且與先修課程聯系非常密切。因此，充分調動課下學習的積極性對于學生達成畢業要求至關重要。寫出研究結論和表達自己的專業觀點之間需有一段訓練實踐過程，而反轉課堂就給學生提供了這樣的舞臺，學生在課堂進行相關課題的研究后，就有了自主發揮能動性和創造性的條件，課堂變成了學生與學生之間、學生與教師之間實時互動的場所。這種模式充分調動了學生學習的主動性，實現了從“灌滿一桶水”的機械式知識傳授到“點燃一把火”的激發式學習培養的轉化。

（二）教學考核

課程的教學效果評價也在第一課堂和第二課堂綜合考核中體現。根據工程教育認證的畢業達成要求，對照課程目標，目標1—目標3中的道路工程的基本知識點和設計技能等要求在期末考試中考查;目標1—目標4中的環保、可持續發展、全壽命周期設計等理念，數學建模能力，團隊合作精神，科技論文撰寫能力和語言表達能力等要求都在專項課題報告撰寫和現場答辯環節中考察;國內外學科的發展、信息技術的應用等內容在課后作業中考察。這種方式實現了對學生在課程中收獲情況的全過程、多維度綜合評價。課程總評成績組成為期末考試50%+專題研究30%+平時作業出勤20%。多途徑的學習模式讓學生表達的機會增多，教師與學生之間更容易形成有效反饋機制，教師在備課和授課過程中可以及時調整計劃，使得整個教學活動處在一種有計劃的動態狀態，教學效果更可控。課題組對比2015—2017級學生發現，在課程改革實施的兩年里，學生各方面的能力都有了顯著提高，畢業要求達成的完成度越來越高。

（三）教學反思

課題組通過不斷優化教學內容、創新教學模式、增加考核維度，對道路工程課程進行了全方位全過程的改革，使得該課程的教學產出效果明顯提升。總結課程改革過程中學生學習過程的表現、學生試卷成績和專題成果，要特別強調優化兩個方面。一是注重線上線下混合式教學內容設計相互區別、相互輔助。課上的教學內容和線上擴展、練習內容都需要進行特別設計。同時，線上學習的內容要能夠檢驗學習效果并及時反饋到課堂上。二是第二課堂的能力訓練要注重過程指導。第二課堂中專題訓練的內容設計和進度安排都需要進行精心設計，定期檢查成果并隨時答疑，從而激發學生的學習主動性，保證第二課堂教學目標的實現。

三、結語

課程教學是大學教育的重中之重，各門課程在畢業達成要求中的目標不一樣，而工程教育認證的畢業達成要求明確了學生在畢業之際應具備的能力。因此，細化課程目標和教學大綱，靈活運用教學模式，真正實現學生主導、教師指導的主動學習模式是非常重要的。通過充分利用互聯網技術，精心設計教學內容，不斷創新教學模式，形成有效的教學效果反饋機制，能夠建立課程教學優化的閉環，擴大課程教學的產出效應。

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責編：文 墨