混凝土结构设计课程设计实践教学改革

混凝土结构设计课程设计实践教学改革

【摘要】本文在OBE理念的指引下,以《混凝土结构设计》课程设计为例,探索了土木工程专业的实践教学改革。通过制定分组完成,多元评价,随机抽答的形式,建立学生参与互评的体系,再历经三年持续改进和不断践行“以学生为中心,以成果为导向”的教学思路,最终建议了一些实践教学的新方式,能有效促进学生参与教学全过程,并使其工程能力、协作能力、沟通能力、创新能力乃至全方位的综合素质都得到一定程度的提高。

【关键词】OBE理念;实践教学;课程设计;工程教育

土木工程专业实践性较强,要求学生在毕业时具有综合分析和解决复杂工程问题的能力,能够设计出满足特定需求的工程结构系统,并合理制定施工组织方案、编制工程概预算、建立安全质量保障体系等,同时还具有团队合作、沟通等能力以及自主学习和终身学习的意识。我国成为《华盛顿协议》的正式会员,拉开了国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕,又带来了新的人才培养理念——基于学习产出的教育模式(Outcomes-BasedEducation,简称OBE理念)。此时,课程设计作为实践教学内容的重要组成部分,就成为了教学改革的焦点之一。

一、《混凝土结构设计》课程设计教学改革措施

《混凝土结构设计》课程设计是在完成《混凝土结构基本原理》和《混凝土结构设计》课程学习后的综合性训练。其目的是通过本课程设计培养学生应用混凝土结构的设计原理、计算方法、设计规范进行实际工程设计,并按施工图要求进行施工图绘制的能力。传统的课程设计多为一人一题,本次研究中对此进行了实验性改革,一方面调整为分组进行、每组一题的方式,每组5-6名成员分工协作共同完成团队设计任务,每位成员也需要单独完成部分个人设计任务,且在设计内容要求上既有关联先修课程的部分,又有关系到后续课程的部分;另一方面将唯答辩过程与成果质量论成绩的教师评分模式,改变为将设计全过程分划为选题分析答辩(占20%)、设计方案答辩(占20%)、设计说明书质量评价(占30%)、创新性介绍(占10%)、总成果汇报答辩(占20%)共五个师生共同评分(每组选派一名成员参与现场评分)的环节,再按一定权重因子折算最终成绩。通过这些举措,以期体现高等工程教育OBE理念“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”的思想。

二、以学生为中心

OBE理念强调以学生为中心,即学生才是教学过程真正的主体,这包括两个层次的内涵,一是学生在教学全过程的全身心参与,不能身在曹营心在汉,更不能只选择性参与部分过程;二是学习的知识获取量才是教学评价主要参数,不应以教师讲授了多少内容,而应以学生理解了多少内容、能运用多少内容来评价教学任务的达成度。本次改革的课程设计任务较多,采用组内分工协作完成的方式,由于任务的逻辑连贯性和系统性,每名成员不仅需要主导自己承担的部分,也需要熟悉其它成员负责的部分。答辩前,每组组长需要提交本组成员的工作分配表与贡献排名表,答辩考查环节采用随机选择成员回答的方式,以督促每个学生参与其中。经过这样全过程的不仅设计参与,而且评分参与,学生得以全身心参与教学全过程,团队合作和沟通能力也得到提高。此外,由于任务中增加了与先修课程和后续课程相关的设计内容,尤其是包含了与后续课程《工程概预算》和《土木工程施工组织》相关内容,这些课程的理论授课还处于教学过程中,尚未结课,学生需自主的即时总结和拓展运用才能完成相应任务,这样与常规课程设计相比在内容上的拓宽,就使学生在训练全方位专业知识运用的同时,自主学习的意识也得到强化。

三、以成果为导向

OBE理念建议以成果为导向,这里的成果是指学生在教学过程中各方面知识的获取和能力的提升,由此建立对其毕业5年左右在社会与专业领域所能够取得成就的期待。因而,它有一个关键环节就是课程达成度评价。在该体系里,将学生对每一个知识点的掌握程度进行量化,再与对其各方面能力的培养建立关联,设定相应的标准,并据之进行评价。例如,本次改革中的课程设计,实践教学大纲设定的毕业要求之一是培养学生使用现代工具的能力,具体来说,就是要求学生能够结合专业知识使用现代工程计算软件、检测仪器等工具,进行复杂工程问题的分析与评价,合理判断与解决可能产生的问题,并能进行相应的研发。在本次改革的课程设计中,从成果提交来看,最终每组须提交设计计算书1本、手绘A1图纸1张、其余施工图由计算机绘制,由此,就对学生的分析能力、动手能力和工具使用能力等多个方面都进行了考量;从答辩安排和评价体系来看,采取有不同针对性的多次答辩和评价体系,就评价了学生各方面能力的训练效果,尤其是增设的选题分析、设计方案答辩和创新性介绍环节,考查了学生的综合分析复杂工程问题和构建工程结构系统的能力;增加的设计内容,还考查了学生联系多学科知识的能力和对不同科目知识的掌握。通过这些举措,就较好地践行了以成果为导向的教学思路。

四、持续改进

教育改革进程总是螺旋式前进的,这就要求持续改进。本次课程设计改革历经了3年试行,表现出一些问题,例如在第1年试行时,分组完成的模式给了个别同学全程充当“南郭先生”的机会,据此,在第2年试行时就要求每组在最终答辩时提交一份详尽的工作分配表与量化的贡献排名表,且增加了个人设计任务部分;又例如在第1年试行中发现,分组后人均工作量偏低,据此,在第2年试行时就增大了每组的设计任务体量,增加了造价设计任务;再比如前2年试行的过程中,学生参与评分偶有评分不合理的情形(如某个学生评委的评分离散性过大或过于平均),据此,在第3年试行时,在每场答辩前进行了评分标准统一培训,评分过程中对分数进行了即时督查以及最高分和最低分的去除。历经持续改进后,该课程设计在新方式下的运行日趋合理,使得这样的实践教学在以学生为中心,以成果为导向的指引下能更好地促进学生的成长。当然,3年试行中也还存在一些未能解决的问题,例如计算书要求采用打印的方式使得有极少部分学习态度不端正的学生,不但没有认真体会电子化计算书输机和排版的技巧,反而有了抄袭和剽窃的便利;个别学生对于设计停留在“照葫芦画瓢”的层次,对设计的内容未能融会贯通,于是在组内任务安排里沦为纯“体力劳动”者。类似这些问题,都有待日后的持续改进。

五、结语

分组完成,多元评价,随机抽答的形式极大地促进了组员之间的协同合作精神;互评体系则促进了学生之间汲它组优点为己用,察它组不足以避之,而且让学生不仅学会了自己设计,也学会了评价他人的设计。总之,基于OBE教育模式下的工程教育理念颠覆了我国传统的工科教育,从提高我国高等教育工程人才培养质量出发,探索土木工程等工程类专业实践教学的改革措施,对提高学生的工程能力、协作能力、沟通能力、创新能力乃至全方位的综合素质有着至关重要的意义。

作者:祝明桥 张鹄志 单位:湖南科技大学土木工程学院