基于OBE理念的結構試驗課程理論與實踐教學一體化模式改革探索

汪毅 龔永智 陳友蘭 賀學軍 周浩

摘? 要：隨著經濟的快速發展和國家產業結構的不斷調整，我國人才需求在不斷變化。為推進我國人才培養模式的轉變，全面提升高等土木工程人才培養整體水平，文章以傳統教學培養模式為切入點，結合傳統模式下的結構試驗課程現狀，分析目前結構試驗課程存在的問題。根據OBE理念，結合我國應用型人才培養需求，探究結構試驗課程教學方法的改進思路，逐步形成理論與實踐教學一體化的新型教學模式，培養學生的實踐能力和創新思維，有效提升土木工程專業的人才培養質量。

關鍵詞：OBE理念；結構試驗課程；理論與實踐一體化；教學改革

中圖分類號：G641? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）05-0172-04

我國社會和經濟蓬勃發展要求培養更多的面向實踐的應用型人才。作為興國之根本，創新之源頭——教育，理應促進人才培養模式的改革，當前教育部引進了許多應用型重大建設項目，以引導各高校全面提升高等教育人才培養整體水平。將科學推向實踐，讓教育推動社會，全面提高學科的實踐性，內容的創新性，努力提升高等教育人才整體水平。試驗課程是工科乃至全體學生提升實踐能力、獲得應用技能的主要環節之一，通過分析試驗鞏固和豐富理論知識，提高解決實際工程問題的能力，有助于幫助畢業生快速適應工程類工作環境。現代社會工程技術逐步增加對高等教育的依賴性，而試驗課程的教育內容正是工程實際中最需要的內容之一。試驗課程的應用及發揮與當下大基建的建設發展息息相關。因此，如何從思想引領、課程載體、教學方法等方面入手，最大化的激發學生的實踐創新能力，已成為一個亟須研究的問題。

OBE（Outcome based education）意為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育［1］，是以學生為根本，將成果作為目標導向，采用逆向思維的方式進行的課程體系的建設理念，重點并不在于學生在學業上取得了什么分數，而在于學生在課程完成后所具備的能力與水準，以學習成果為導向，明確學生在畢業后所具備的能力，并強調其實踐性，成果應兼顧生活的重要內容與技能，否則就會成為易遺忘的信息與片面的東西。OBE教育理念將圍繞著確保學生畢業后能達成某項任務而開展教育教學活動。

OBE理念最初由美國學者Spady等人所提出，自20世紀90年代以來得到了不斷的發展和創新，逐漸形成了一個系統性的教育體系［2-3］。美國工程教育認證機構、臺灣中華工程教育學會以及國際高等商管教育聯盟均采取OBE理論認證標準，我國關于OBE理論的研究最早始于臺灣和香港，香港曾用成果導向教育作為香港大學教育改革或經費資助的重要指標之一［4］。隨著近年來我國不斷推進工程教育認證工作，中國工程教育專業認證協會于2020年9月發布了《工程教育認證狀態保持與持續改進工作指南（試行）》，OBE理念逐漸得到廣大教育工作者的認可。隨著OBE教育理論研究的不斷深入，各院校也相繼開展了系列教學改革，尤其注重教育以學生為中心，提升學生的核心能力，并已逐步成為傳統教育模式的有力競爭者。

一、傳統模式下結構試驗課程現狀分析

結構試驗課程作為土木工程相關專業的基礎技術課程，與許多專業課程有著密切的關系，從基本力學原理（理論力學、材料力學、結構力學）到實際結構中的運用（鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構等）以及與測量技術和數理統計相關的數據處理內容［5］。作為一門實驗科學和技術，從新材料的研發和新結構的開發到施工技術的運用等環節均與其有著重要的聯系并彼此相互依賴。同時結構試驗也是結構理論驗證和分析的重要手段，包含了施工現場結構質量檢測以及相關國家規范介紹等重要內容。其主要任務是通過理論教學加實際操作，讓學生以試驗為課程從而獲得試驗規劃、結構試驗、工程檢測等相關流程的基礎知識和基本技能。

在目前大多數傳統教育模式下，結構試驗課程的開展大多以下列形式進行：以教師講授為主體，學生按照授課教師要求進行分組試驗，以預計試驗數值為驅動力，通過教師講解模仿試驗操作。但是在交叉學科快速發展，不同領域加速滲透的今天，工程技術也趨于復雜化，因此試驗現場操作的關鍵步驟很大程度由試驗場景決定。故僅限于理論知識的掌握難以達到人才教育的目的。目前傳統教學模式中，結構試驗課程存在以下問題：

（一）嚴格預設課程及評估，不定義學生產出

在傳統的結構試驗課程中，授課老師會設置好課程需要完成的試驗并按照一定標準進行評估，依照可能出現的數據結果模擬試驗，并根據前人的“示范試驗”規定操作細節。但此種完成教學任務的教學方式往往會忽略學生對于實驗背后理論真正理解掌握的程度。在實際教學任務中，學生更多的只是模仿而不是理解其中的原理，機械性的記憶可以幫助學生較好的完成試驗，獲得更好的分數，但長此以往，學生很難觸類旁通，難以在錯誤摸索中增長經驗，在失敗里總結教訓，很難在未來工作中將試驗知識靈活運用。

（二）理論知識與現實試驗脫節

在傳統的結構試驗課程中，授課老師前期主要以講授理論知識為主，后期才會組織學生進入實驗室開展結構試驗，理論與實操存在較長時間差，導致學生對知識掌握效果不理想。試驗過程中的許多步驟是被規定與限制的，學生更多是按照示范操作獲得理想數據從而無法獲得試錯的機會。現實中的試驗狀況是多變的，不少結構試驗需要因地制宜、靈活設計，而結構試驗因為成本較高往往是多人共同開展一個典型試驗，學生缺乏獨立性，設置好的規范總是使學生與實踐嚴重脫節。

（三）教學大綱剛性的時間限制

授課老師在按照培養計劃授課過程中必須將教學內容嚴格設置在某個時間框架中，且短期不可協調，這就導致學生必須在短時間內接受并消化新知識，沒有足夠的時間去探索新知識，發現新問題。

（四）學生處于被動學習狀態

由于教學課時有限，授課老師必須在短時間內將結構試驗相關的理論知識和實驗操作方法教授給學生，致使學生處于被動學習的狀態，缺少自主探索的關鍵環節。尤其是短期內卷面分數對于學生的應試壓力，導致學生往往采用最高效且迅速的提分方式——重復記憶。通過這一反復學習基本試驗步驟和理論知識的方式可以使其獲得較為理想的分數，但這讓本就不能反映學生綜合能力的分數的合理性進一步降低，學生理論聯系實踐的能力將大打折扣。

（五）考試驅動，教師引導學習

學生在學習結構試驗課程的過程中主要以通過考試為目的，因此會陷入考試驅動的被動學習狀態中，并且授課老師通常會引導學生學習，極易導致學生缺乏主動思考的探究學習精神。學生本就習慣了大部分傳統課堂中較為片面的教學方式，再加上考試驅動和教師引導的被動學習，更讓原本就收獲不多的學生雪上加霜，最終導致普遍的學習效果不佳，學生難以在動手試驗的過程中得到能力的優化和提升。

二、OBE教學模式與傳統教學模式的區別

傳統教學模式通常是通過分數高低來衡量學生優劣，這一方式往往偏向于學生記憶力的考查，具備較好記憶水平的學生通常能夠從傳統教學方式中獲得較好成績，并未充分展示學生的綜合能力［6］。在結構試驗課程中，這一局限性被進一步放大，本來是亟須實踐操作的試驗課堂，卻被具體的步驟和結果所框定，再在規定的時間和進度下將知識灌輸給學生，記憶步驟和相應的結果則成為最理想的應試方式。學生不僅沒有大量的實踐機會去理解試驗，反而紛紛傾向記憶步驟而獲得高分。傳統教育模式下的重點為教師對知識的講解以及相關內容的記憶和應試，相較于實踐操作，卷面內容更被教師和學生重視。長此以往，極易忽略對學生實踐能力的培養，課堂中也缺少實踐活動，學生沒有及時培養動手能力、發現問題、分析問題和解決問題的能力，因而也難以在實踐中做到對結構試驗技術的靈活運用以及結構試驗的設計優化。

相較于傳統教學方法，OBE教學模式有著更大的研究深度與優越性。由于以能力為核心，以知識為學習方向，通過逆向思維的方法進行的課程體系設計的教育理念，OBE將能更好的培育學生自主探究和自我學習的意識，從而提高教學效率和教學創新。OBE教學模式將具有挑戰性的成果作為學生的目標導向，在引導參與者充分展示思考、處理、解決問題能力的前提下，讓學生自主解決困難完成任務，以此培養學生的專業技能和實踐素質。在這一過程中，教師更多扮演了引導者的角色，例如去參與設立挑戰性的成果、階段目標等，在學生循序漸進自主解決問題過程中給予種種幫助，讓學生有最大限度的自主性。在這樣的教學模式下，學生往往被放在發展實踐才能的環境中，并將逐步地關注以團體的形式進行相對比較復雜的任務以此來獲取高階能力，如創新的能力、處理與整合信息的能力、組織策劃的能力等［7］。培養學生的自主意識，讓學生能夠更加充分發揮自己的能力，而不是僅僅記憶課本內容進行紙上談兵。參與實踐并能夠自主運用所學的知識才是教育教學的目的。綜上所述，OBE教學模式將更符合當代學校發展與教育進步的需要。

三、OBE理念下結構試驗課程改革

綜上分析可以預見，在傳統教學模式下，無法培養出高層次、具有創新能力的真正土木工程人才。本文在深入分析了我國的傳統教學方法存在問題的基礎上，積極響應市場大變動以及國家創新發展的需求，結合OBE理念，提出了結構試驗課程教學的優化思路，使其成為更適合我國目前發展狀況下的應用型人才培養需求。OBE教學模式強調的是學生學習意識的養成、學習能力的培養，側重于實踐和創新能力的啟發，并非傳統教育模式下教師教學的內容。本文將OBE理念引入結構試驗課程的改革實踐中，提出在課程中實施逆向設計、正向實施的原則，改進“目標設計、過程實施、評估反饋、優化調整和成果評價”五階段的新型教學模式。根據教學課程定位制定結構試驗的預期學習產出或試驗開展，在預期學習產出的基礎上優化教學過程，對教學內容進行取舍，加強結構試驗中理論與實踐的聯系，在教學實踐中強化學生的主體地位，通過實施過程中的評估反饋結果促成預期學習產出，調整階段目標和教學引導方向，優化課程教學培養體系，形成一套新型的課程教學模式和方法，在學習中培養學生發現問題與解決問題的能力，學會舉一反三，讓學生更加適應社會的變革發展。具體改進內容如下：

（一）目標設計

OBE理念的教學目標設計是反向設計。目標分為最終目標和階段目標，最終目標是課程結束時期望達到的目標，是較為宏大且需要長時間的努力和堅持才能實現，階段目標為最終目標的細化，是較容易在短時間內達成的目標。階段目標的難易程度和數量需要結合學生個人情況進行設定，根據教學實施過程中的評估反饋不斷優化調整。

（二）過程實施

過程實施階段是基于最終目標并結合階段目標開展教學培養的部分。目標設計后，把對基礎知識的掌握和試驗實踐的開展相結合，利用基礎課程訓練學生發現并解決問題的能力，在過程中加強學生對物理基礎知識和力學基本知識的掌握，對梁、板、柱等構件的受力形式和破壞模式有較為清晰的認知，傳授學生將來在施工單位設計院工作或繼續深造需要的基礎知識。加強學生對結構工程及相關科研工作的認識，在課程實踐中逐步實施基于OBE理念的結構工程本科生教學培養。

（三）評估反饋

在教學培養的實施過程中需要及時對學生的知識儲備情況和能力提升情況進行評估，對于成績不理想的學員，可以采取面談的方法掌握實際情況；對于成果較為理想的本科生進行鼓勵表彰，并探究其成果理想的原因。評估反饋階段是“五階段”學生教學設計方法中的關鍵，通過評估反饋及時了解學生的培養狀況，為后續培養方式的優化調整做好鋪墊。

（四）優化調整

根據評估反饋的情況，對“五階段”教學設計方法進行優化調整。對于階段成果不好的學生，根據其具體情況適當降低階段成果要求或者延長目標完成時間；對于階段成果較為理想的學生，根據其具體情況適當提高階段成果要求或者縮短目標完成時間。優化調整這一階段使得本項目的教學培養模式動態化，是形成結構試驗課程理論與實踐一體化教學模式的關鍵一環，能使教學培養達到最優的效果。

（五）成果評價

成果評價階段是在學生畢業時進行的。首先是對學生整個學業階段成果的總結，對比其最終目標評價該生的完成情況，形成量化指標并及時進行記錄；其次對學生之間進行橫向對比，結合學生的未來發展縱向分析此新型教學模式對學生實踐能力和創新能力培養的作用，逐步優化“五階段”學生教學設計方法，形成最終的基于OBE理念的《結構試驗》課程理論與實踐一體化教學模式成果。

四、結語

結構試驗課程作為土木工程及相關專業類培養過程中的重要實驗、實踐教育課程，是學生獲得應用技能的主要環節之一。為滿足試驗課程的教學預期，本研究將OBE模式引進到構建結構試驗課程教學模式改革的探討中，強調在教學過程中采取逆向設計、正向實施的方式，改進“目標設計、過程實施、評估反饋、優化調整和成果評價”為五階段的新型教學模式，形成新型理論與實踐教學一體化的課程教學模式和方法，可以更好地達到結構試驗課程的目的，培養學生的實踐能力和創新思維，提高學生綜合能力以更好地適應社會發展需要，有效提升土木工程專業的人才培養質量。

參考文獻：

［1］ 王春艷，尹志娟，李兆清，等. 基于OBE理念的材料科學與工程專業人才培養模式改革與實踐［J］. 黑龍江工程學院學報，2018，32（01）：73-76.

［2］ 羅麗華，于悅. 基于OBE教育模式下的創新創業人才培養路徑［J］. 經濟研究導刊，2018（26）：127-128.

［3］ 顧佩華，胡文龍，林鵬，等. 基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索［J］. 高等工程教育研究，2014（01）：27-37.

［4］ 劉佳富. 基于OBE理念的高校思想政治理論課教學實踐探索［J］. 決策探索（下），2021（04）：48-49.

［5］ 陳穗茵，周云開. 鋼筋混凝土受彎實驗的教學改革［J］. 四川建筑，2017，37（04）：62-63.

［6］ 鳳權. OBE教育模式下應用型人才培養的研究［J］. 安徽工程大學學報，2016，31（03）：81-85+95.

［7］ 李志義，朱泓，劉志軍，等. 用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］. 高等工程教育研究，2014（02）：29-34+70.

（責任編輯：鄒宇銘）