基于STEAM教学理念的《房屋建筑学》课程教学创新设计

曹艳霞，郑明

（湖南交通工程学院，湖南 衡阳）

STEAM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematic）五门学科的简称。STEAM教育是一种先进的教育理念，强调各学科的交叉融合，打破学科之间的壁垒，学习广泛的知识，加强学生在相关领域的知识储备，并利用所学的综合知识解决具体情境中的实际问题[1]。当前在我国，STEAM教育已在中小学教育中有所渗透，而在我国高校中仍处于早期探索和实验阶段。高校是培养高级人才的基地，创新型应用人才除了具备坚实的知识储备，还应当具有独特的见解与创新能力，在实践中不断发现问题，提出质疑，创新已有，带动技术的革新。因此，学生掌握所有领域的基本知识并培养创造性地应用这些知识解决实际问题的能力尤为重要[2]。

一 现阶段教学存在的“痛点”问题

《房屋建筑学》是一门综合技术课程，主要讲授房屋建筑构造、空间组合以及建筑物平面、立面、剖面的设计方法，是建筑工程类专业的一门专业基础课程，也是土木类工程技术人员和工程管理人员的必修课程。然而现阶段传统的灌输填鸭式教学使得学生感觉学习枯燥，深入钻研的兴趣疲软，不能将所学内容与本专业有效联系，主要的“痛点”问题体现在以下几个方面：

1.课程教学以“知识传授为主”，教学方法单调，缺乏针对性，学生学习效果差。对于《房屋建筑学》而言，实践教学质量直接影响学生对专业知识的学习效果。但是在实际教学中，很多教师“理论大于实践”的教学观念根深蒂固，没有深刻认识到实践教学在促进专业发展方面发挥的作用，未能结合专业发展特征与社会需求，改革教学方式。

2.课程思政内容融入不够，导致学生社会责任感不强。高等学校作为大学生培养的主体，承担着为社会主义建设输送合格人才的重任。教育发展，德育先行，如何在新形势下培养当代大学生树立正确的“三观”，已成为高校思政教育所面对的主要问题。

3.分科教学限制了学生创新性思维。长期以来，我们的学生在很大程度上受到的是分门别类的教育，这种教育方式虽然有助于巩固学生的各学科知识，但也限制了他们的创新思维，局限了他们为理解和解决具体问题而整合多学科知识的机会[3]。

4.侧重终结性评价，忽视过程性评价，考核方式不够合理。现阶段很多老师对于学生的考核仍集中在期末考试成绩上，而忽略了学生学习的过程性评价，这样使得在评价学生学习效果上不客观而且容易出现偏差。因此，需要改革考核方式，建立多元化的考核评价机制。

二 基于STEAM教学理念的《房屋建筑学》课程教学创新思路及举措

（一） 课程教学创新设计思路

STEAM教育具有跨学科融合的教学内容、“以学生为中心”的教学理念、情境教学的教学方式、团队合作的教学模式、培养创新意识的教学目标等显著特点。因此，根据现阶段教学中存在的“痛点”问题，将STEAM教育理念融入《房屋建筑学》课程教学中，有针对性地设计教学改革的思路，并提出相对应的措施和方法。如图1所示。

图1 课程教学创新设计思路

（二） 课程教学创新设计措施与方法

1.重新确定教学目标。将课程思政融入教学目标体系中，重新确定教学目标，把《房屋建筑学》的教学目标分成知识目标、能力目标和思政目标三个层次。

知识目标：（1）了解房屋建筑设计的设计原则和设计方法；（2）理解房屋建筑各个组成部分的构造原理和方法；（3）掌握建筑识图和绘图能力，具备从事一般中小型民用建筑方案设计的初步能力。

能力目标：（1）能够熟练运用数学、物理、力学等自然科学知识和土木工程专业基础知识；（2）能够对复杂的土木工程问题进行识别、表述、分析和设计并提出合理、科学的解决方案；（3）有能力研究复杂的土木工程问题，并通过实验方法、数据分析、信息综合等科学方法得出合理有效的结论；（4）能够选择并适当使用计算机网络和信息技术，以及一般的土木工程软件，以模拟、计算和分析复杂的土木工程问题；（5）对环境保护和可持续发展有较高的认识，对土木工程行业的发展和动态有兴趣；（6）良好的项目管理和经济决策、沟通和表达、团队领导与合作、创新和创业精神；（7）高水平的人文艺术情操和社会科学素养[4]。

思政目标：（1）世界观：马克思辩证唯物主义世界观和方法论；（2）价值观：贯彻落实社会主义核心价值观；（3）人生观：培养独立终身学习的意识和能力，具有强烈的社会责任感和职业道德。

2.优化与重构课程内容。STEAM教育理念的核心是打破传统学科间的壁垒和分界，实现跨学科融合。从STEAM教育的五个维度，对《房屋建筑学》课程教学内容重新进行梳理。即立足专业行业、面向应用领域，将科学、技术、工程、艺术和数学五门学科与每堂课有机融合，同时在课堂中适当引入当前先进技术、超前设计理念、主流艺术[5]，让学生认识和熟悉技术现状，展望未来发展前景，激发学生对未来工作领域的激情，提升学生利用多学科知识的内在统一性和关联性进行分析、运用、解决实际问题的能力。同时，凝练出每节课的思政元素，实现思政教育与专业教育融合发展。

3.构建“项目—驱动”的混合教学模式。教师在课前需要对教学活动进行精心设计，以项目为载体，将每章节内容划分成若干个项目，将各学科知识有机融合用以解决复杂的工程实际问题。通过“情景式”“项目教学法”等教学方式，对生活中实际问题或实际项目展开针对性的教学活动，提升学生课堂学习兴趣和认知构建的趣味性，并从体验式学习中学会运用各学科综合知识解决实际问题。《房屋建筑学》课程可以设置单元项目和课程综合项目，从“建筑构造设计”“建筑平、立、剖设计”再到“整个房屋建筑设计”，层层递进，有机衔接，实现课程设计项目化。在课堂教学中，应用型本科院校还可以融合专业领域内国内外重点项目、关键问题与前沿技术等设计教学活动，布置教学任务。这些教学任务往往具有一定难度，学生需要组建团队，从而产生了学习共同体。通过任务驱动，以及学生之间的交流互动，可提升学生沟通、表达与协作能力，充分发挥每个学生的专长，同时也为学生提供了头脑风暴、思维碰撞的机会[6]。另外，在学习任务完成后，学生需要提交相关的成果，小组之间相互交流与展示，同时，教师记录每组小组及小组成员的成果成绩。通过生生互评和教师评价，学生总结经验，有利于后续优化和自我提升。

4.建立多元化考核机制。课程评价体系由终结性评价和过程性评价两部分组成。为更好地评价学生的学习过程，适当增加过程性评价评分占比。即终结性评价为期末考试成绩占60%，过程性评价占40%，包括线上视频学习时长、课堂测验及阶段性测验、小组讨论互评、学习活动表现和实践成果五个方面，具体见图2。

图2 考核评价体系

（三） 教学案例——项目5楼梯

楼梯是建筑物的竖向承重构件，是房屋建筑的重要组成部分。本项目包含楼梯的设计、钢筋混凝土楼梯、楼梯的细部构造、室外台阶与坡道及电梯与自动扶梯等内容，其中楼梯的设计是本项目的重点和难点。

（1）教学目标。本案例教学活动主要是让学生认识各类楼梯，掌握楼梯的组成、楼梯尺寸及细部构造的确定，重点在于通过案例来学习如何设计楼梯，并掌握楼梯的平面图、剖面图绘制，以培养学生的工程思维能力和动手能力，具体教学目标见表1[7]。

表1 楼梯项目教学目标

（2）教法与学法。教学活动采用项目学习法展开，并以任务驱动法来突出教学重点。楼梯项目包含楼梯的设计、钢筋混凝土楼梯、楼梯的细部构造、室外台阶与坡道及电梯与自动扶梯等内容，共6课时。每节课通过设置案例分析和拓展任务分层次地引导学生自主探究和实践，并通过小组团队协助和交流，以帮助学生更好地完成知识的构建。案例分析是基础任务，要求每个学生在教师课堂讲授和指导下能理解并完成案例任务，拓展任务则是在案例分析的基础上设置的更高阶的学习任务，对学生来说更具有挑战性。在整个教学过程中，学生为教学主体，而教师只是扮演一个传授理论知识，引导并帮助学生自主解决问题的角色。

（3）教学过程。教学环节包含课前准备、新课导入、理论知识讲解与案例分析、小组协作学习和课后反馈六个环节，其中课后反馈包含学生成果展示、交流分享与评价等，而评价包括学生互评与教师评价，且贯穿教学过程的始终。表2呈现的是“楼梯”项目子项目“楼梯的设计”的教学过程。

表2 “楼梯”项目子项目“楼梯的设计”的教学过程

（4）总结与反思。子项目“楼梯的设计”作为一堂常规的教学课，教学过程基本按照教学设计进行，教学活动实施较为顺利，达到了预期的效果。教学活动开展具有以下优点：第一，根据学生的特点设计教学策略。由于教育对象是认知水平较高的大学生，在新课导入时引用前沿、新颖的设计来激发学生的学习兴趣，然后利用日常生活中的实际问题降低问题层次，以培养学生高屋建瓴的工程思维意识[7]。第二，理论与实践结合，同步进行。在讲解理论知识和分析实例的过程中，教师不是自始至终地提供信息，而是以教师的讲解为中心，学生的实践为补充。第三，适时调整课堂节奏与流程。在实际教学过程中，可根据学生实时反馈，对课堂教学进程进行合理的调整。例如，本节课中，学生对于“楼梯的类型”知识模块掌握较快，可加快教学进度，而对“楼梯平面图、剖面图绘制”掌握较慢，需要适当延长教学时长。

当然，本堂课教学活动实施也存在一定的不足之处，主要是教师对学生的基础学科知识水平评估过高。

“楼梯的设计”项目的教学内容基于建筑制图的基础上进行，教学对象在楼梯平面图、剖面图绘制时出现低级错误，导致教学进程偏慢，影响后续教学环节。教师预估不足在于认为教学对象对于建筑制图的基本要求均已掌握，因此需要教师在课前做更多的准备，从多角度了解学生的基础学科知识水平，以便更合理地进行教学设计[8]。

三 结语

经过教学实践，本课程的教学创新设计取得了良好的成效，并逐步推广到其他专业课程课堂教学中。从学习效果来看，融合STEAM教学理念的教学方式能激发学生学习热情、提高学生的学习技能、促进学生的课堂参与度、培养学生的团队合作意识、加强学生的总结反思以及培养学生创造创新意识和动手实践能力。从学生的最终成绩可以看出，实验班的学生成绩显著高于对照班，学生课堂教学满意度高。另外，将思政教育贯穿于课堂教学中，有期展望“STEAM+”的教育理念。