成果导向教育理念下“钢结构基本原理”课程教学改革与实践

王展光，蔡萍，邵建华，李红明，汪洋，黄婧

（1 凯里学院 建筑工程学院，贵州凯里 556011；2 江苏科技大学 土木工程与建筑学院，江苏镇江 212100）

0 引言

我国工科课程在人才培养上具有重理论、轻实践的传统，新时期尽管工科专业增设了形式多样的实践培养环节，但存在重形式、走过场的通病，并不能完全满足工科类专业毕业学生的专业技能和动手实践的能力需求。另一方面，近二十年来，我国高校学生学习上的自觉意识和自主能力急剧下降，令人担忧。 因此有必要基于成果导向理念进行工科课程教学模式改革，以学生为主体，构建自主学习的机制，培养学生的主动学习习惯，注重学生的实际学习效果和产出成果，进一步改进教学方法，提高教学质量。

《钢结构基本原理》是土建类专业的一门专业核心课程，是研究钢结构工作性能及设计的一门工程技术型课程， 在土木工程人才培养中起着非常重要的作用。 但由于钢结构课程对数学和力学能力要求高，课程难度大，传统教学难以激发学生积极性，导致学生对钢结构知识掌握较差，难以达到行业对课程的要求。在新的发展背景下，为了适应社会对钢结构人才的需求，应引入新的教学理念和方法对钢结构课程的教学内容、教学方法进行改革，以培养具有扎实理论知识和工程实践能力的专业人才[1—8]。

1 钢结构基本原理教学现状及存在问题

《钢结构基本原理》课程内容丰富，通过课程学习使学生具备选用结构钢材、基本构件和连接的能力，为以后解决复杂的钢结构设计，从事钢结构制作与安装等工作打下必要的基础，基本达到注册结构工程师的钢结构基础知识能力要求。传统的《钢结构基本原理》设计在课程教学内容、教学方法、考核及评价等方面还不尽人意，难以完全满足课程目标要求，主要存在以下三个方面问题。

1.1 教学方式缺乏针对性

钢结构课程具有明显的“三多三难”特点，即“内容多、公式多、构造多”“理解难、做题难、应用难”，而地方性应用型本科院校学生基础差，特别是对数学和力学知识掌握不够，教师讲解过程时常先入为主地引导，按照自身的理解介绍课程内容，忽略学生的感悟体验，导致课堂教学效果并不是特别好。 钢结构属于实践性很强的课程，学生对钢结构中钢构件加工与制作过程缺乏直观体验，难以掌握钢结构课程的内核；同时面对不断压缩的课内学时要求，教师通常选择快速跳过很多讲解，导致课堂氛围沉闷，难以激活应用创新型人才活力。

1.2 课程考核和评价方式单一

传统钢结构课程考核方式一般以闭卷考试为主，主要考查学生的做题和对课程知识的记忆能力， 忽视对学生的学习能力、思维能力、应用能力、创新能力的培养，抑制了应用创新型人才思维的发展。 同时任课教师在编制试卷的时候，受限于考试时间和试卷体量，会选取教学大纲中最重要、最具代表性的知识点，导致学生对课程知识体系的掌握不够全面。 同时，课程考核以考试成绩作为学生学习效果的单一评价标准，这种错位的评价标准导致学生只追求分数，注重考试内容的记忆，而不在意知识的理解与再创新。

1.3 缺乏实践环节

我国传统工程教育“重理论、轻实践”的状况导致学生解决工程问题的能力欠缺，在《钢结构基本原理》传统课堂教学中，这一问题表现得尤为明显。 课程对基本知识点的讲解占较大比例，学生们大多为了考试而只进行理论的学习，更多偏重于对基本知识点的吸收，缺乏对钢结构实践环节的体验，以及相关软件的操作锻炼，导致学生具有钢结构计算能力，却不具备绘制能力，也难以弄清细部构造，这点在课程设计环节体现得尤为明显，难以支撑起对应用创新型人才的培养要求。

针对《钢结构基本原理》课程教学存在的问题，在课程教学中引入OBE 教学理念，逐步转变传统的考试方式，按照学生不同的学习掌握方式，进而采用不同的考核方法，将学生掌握的知识转换为实际经验。 从学生培养目标入手，反向设计课程教学大纲和课程考核程序。 根据学生的个性化需求，进行有针对性的考核，从而更好地激发学生的学习潜力，建立一个多元化、全过程、重分析的课程评价体系，以培养适应社会主义现代化建设需要、具有工程专业知识基础和能够解决土木工程领域实际工程问题的土建类专业应用型人才。

2 成果导向教育（OBE）的课程改革理念

成果导向教育（OBE）是以学生为中心, 以成果为导向的教学模式。 基于成果导向理念，《钢结构基本原理》课程教学围绕专业培养目标，以学生的实践创新能力培养为成果产出，对教学内容、教学方法、教学资源及课程考核方式等进行反向设计，实现课程教学改革的创新与实践[9]。

在OBE 理念下，以《钢结构基本原理》课程内容为中心的课程设置改为以学生实际产出需要为导向的课程设置。 课程教学体系强化实践教学环节，着重创新构建以实践为主的教学模式。 教学方式的重构以实践创新能力的培养为导向， 以学生为中心，变教师“主讲”为学生“主演”，培养学生学习兴趣。 发挥课程考核的激励作用、导向作用和反馈作用，优化课程考核模式，采用多元评价方式建立有效的激励机制和成绩分析机制等，以提高应用型高校学生的动手实践能力。

2.1 基于学习成果产出全过程评价方式的构建

由传统的知识本位评价观转变为能力取向的评价观，这是高等教育大众化形势下多元化教学的客观需要，更是地方本科院校专业人才培养目标的应有内涵。基于学习成果产出全过程评价方式的构建更关注学生掌握知识、技能的过程和方法，以及学生学习过程中情感态度和价值观念的形成情况， 这具体需要四个转变：一是以教师为中心的传统评价模式，向以教师、学生为多主体的方向转变；二是以终结性评价为主导，向以过程性评价为主，终结性评价为辅转变；三是以课堂理论评价为主，向理论与实践并重，理论为实践服务转变；四是以培养专业人才为导向，向培养具有一定发展潜力的应用技术型人才转变。

2.2 基于学习成果产出课程教学内容的反向设计

基于成果导向教育理念，反向设计《钢结构基本原理》的课堂教学内容。通过理论讲授、案例教学、模型制作、上机实验、自主学习、交流研讨等教学活动，强化实践教学环节，着重创新构建以实践为主的教学模式，建立“教→学→考→评”的良性循环，使学生具备运用基本知识解决复杂工程设计中相关问题的能力。

2.3 基于学习成果产出课程教学方式的重构

课程教学围绕专业培养目标，以学生的实践创新能力培养为成果产出，对当前教学内容、教学方式、课程考核等重要教学环节进行重构与实践。 教学方式的重构以实践创新能力的培养为导向，体现以学生为中心的理念，变教师“主讲”为学生“主演”，减少教师讲课时数，通过翻转课堂、讨论式教学、案例教学、慕课等教学手段，促使学生掌握经典理论、接触专业前沿，从而激发学生创新能力培养的内生动力。

3 基于成果导向教育(OBE)理念的“钢结构基本原理”课程教学改革实践

将OBE 教育理念引入《钢结构基本原理》课程教学过程，在继承传统教学模式的基础上，对钢结构课程的设计进行改革。 以成果为导向，以实际项目为内容，以学生的成果产出为主线，基于学科前沿和科研成果，通过虚实结合、强化实践教学、加强学术交流、革新课程考核评价方法等改革措施进行正向实施。

基于成果导向，进行土建类专业《钢结构基本原理》课程教学方法改革与评价机制研究的具体思路如图1 所示。

图1 课程教学方法与评价机制改革思路

3.1 以学生成果产出为导向，重构与实践课程教学体系

传统的“培养目标→教学大纲→授课计划→教学实施”的正向设计方法，教育结果一般很难满足实际需求。 为了适应我国高等教育的跨越式发展，钢结构课程基于OBE 理念，以学生实践创新能力的教学成果为导向，即反向设计、正向实施，保证教学结果与需求的一致性。

《钢结构基本原理》的课程教学体系强化实践教学环节，着重创新构建以实践为主的教学模式，如图2 所示，具体内容包括课堂讲授、课下作业、模型制作、虚拟仿真模拟等，创新课程的教学模式、教学内容和教学方法。 课内与课外相结合，丰富学生的课外生活，将学习的理念注入学生的日常生活点滴中，培养学生的兴趣[10—11]。

图2 课程教学模式示意图

3.2 以培养主动习惯为核心， 构建少教多学的自主学习机制与平台

从机制上引导学生自主学习，从平台上为学生的自主学习提供条件。 重点在于教师除了阐明基本的理论原理外，需更多关注实践项目、课外大作业的前期设计和幕后指导。 课堂内、实验室、实训中心等看到的更多是学生以团队的方式进行实践，如图3 所示。

图3 构建自主学习机制与平台

3.3 以实践能力和创新意识为目标， 创建虚实结合的钢结构实践教学体系

土建类专业课程对实践能力、工程素养要求高，学生没有基本的感性认识，难以听懂教师的讲课内容。 因此，开展虚实结合的仿真实践教学，从课堂理论知识讲解到施工现场实践，从虚拟仿真实验分析到学生手工模型制作， 再回归课堂知识理论深化，一条线进行研究并践行， 进一步探索一种新型有效的实践培养模式。

课程将建设虚拟仿真系统，构建虚实结合的实验实践教学体系。 课堂教学中，教师用实体教学模型结合自行开发的仿真系统阐述结构的构成原理及节点构造，增强学生的感性认识。 课程考核方式为平常的大作品，包括模型制作、3D 仿真及软件分析。 课内实验学生按组进行，每组完成不同参数的加载实验并通过软件进行力学分析，虚实比对。 第二课堂中的模型加载竞赛，首先通过专业软件设计优化模型，然后现场制作、现场加载测试，达到实际工程的效果。

在虚实结合的实践体系中， 教师需要完成实训命题设计、计划制定、过程把控与技术指导、成果评判等，学生则需通过钢结构网络平台等各类途径查阅资料，掌握软件分析、模型制作、3D 模型绘制、结果分析等内容，实践项目遵循团队作战、分工协作的原则。

3.4 以持续改进为手段，建立闭环的课程质量评价机制

课程建立三种途径、五种方法、七个方面的多途径、多层次的评价机制，使评价途径更加全面，评价方法更加丰富，评价内容更有针对性，且评价结果可被用于课程的持续改进，以促进课程教学质量的不断提升，课程教学目标的达成。

每年汇总各方课程评价意见，并对意见进行逐条梳理，形成课程持续改进意见单。 教学团队根据意见单采取针对性的改进措施，课程负责人负责课程意见的改进和落实，使课程质量管理形成闭环，有效优化资源建设，提升教学质量。 课程持续改进的教学质量评价机制如图4 所示。

图4 课程持续改进的教学质量评价机制

4 结语

结合应用型本科课程《钢结构基本原理》现状，基于成果导向理念对课程教学模式重构与实践，构建以三种途径、五种方法、七个方面的多途径、多层次的评价机制为核心，并持续改进的课程教学考核评价体系。 在教学中，以工程素养为核心，少教多学，以培养学生终身学习的能力为目标， 进一步提升课程教学质量，为培养符合工程教育要求、适应社会经济发展，具备良好工程知识、问题分析与解决能力的工程人才作出贡献。