基于结果导向教育理念的新工科桥梁工程课程建设

邓友生，董晨辉，吴阿龙 ，刘龙刚，张世宇

（1.西安交通工程学院 土木工程学院，陕西 西安 710300；2.西安科技大学 建筑与土木工程学院， 陕西 西安 710054）

我国正处于教育改革发展的关键时期，中国于2016 年加入国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》，并成为协议正式成员。随着国际工程教育专业认证的持续开展，国内高校对教学方法和教学方式进一步改革，以便培养的人才可以更好地适应行业需要[1]。2017 年，教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》，积极推进新工科建设，应对科技革命和产业变革，进一步支撑各项国家战略。2018年，习近平总书记在全国教育大会上发表重要讲话，要求改革创新，加快推进教育现代化、建设教育强国。2021 年，国务院提出“深入实施新时代人才强国战略 加快建设世界重要人才中心和创新高地”，立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展，必须把人才资源开发放在最优先位置，大力建设战略人才力量，着力夯实创新发展人才基础。随着信息技术发展，在高等教育综合改革引领下，土木工程人才培养过程中实践教育面临的挑战愈发严峻，尤其在当今土木工程蓬勃发展和快速转型的背景下，对相关专业学生要求不再局限于对专业知识的掌握与运用，更加需要可以从事科研技术创新、解决实际工程难题的复合型人才[2]。

近两年，由于新冠疫情的原因，网上授课得到大力发展。但是学校依旧使用传统教育模式对学生进行授课，由于又缺少传统授课模式对学生的监督要求，使得学生自主学习的时间变多。同时，由于部分学生自制力差，不能对自主时间作出有效安排，导致学生综合能力进一步下降。国内教育改革的步伐急需加快。

1 OBE 模式

结果导向教育(outcome-based education，OBE)最先由美国人斯派蒂于1994 年提出，并且经过几十年的发展不断完善。OBE 模式为欧美等国家培养了大量善于独立思考解决问题的应用型人才，在各行各业中都发挥着重要作用。OBE 模式是以学习者为中心，以学习结果为导向的教育模式[3]。由于OBE 模式的培养方式，使得其培养的学生就业后可以很好地满足当前社会的职业发展的需要。有高校已经将OBE 模式应用于教学中，且通过与前几届学生相比较发现，OBE 教育模式培养的学生不仅在课堂效果方面取得良好的效果，而且在学习成绩方面也有大幅提升[4]。

OBE 模式区别于国内传统教育模式。OBE模式注重课程结果，对学生学习成果有清晰明显的要求，而传统教育一般运用固定的时间从课程的结构入手，在结束课程之时，完成课程对学生的要求。OBE 模式培养的学生更具有积极性，且动手能力较强。表1 为传统教育与成果导向教育在某些方面的对比[5]。

表1 传统教育与成果导向教育的对比

2 新工科建设下的桥梁工程

新工科建设是国家为应对国内外各种经济挑战以及各行业新挑战提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划。

桥梁工程课程是土木工程桥梁方向的一门重要专业课。由于桥梁建设项目较为庞大，且依托于一定的工程项目，所以无法为专业学生提供大量地实地实践岗位，而依托BIM 以及MIDAS CIVIL 等新型软件进行教学和应用可以有效地改善这一局面[6]。同时在应用软件建模时可以做到每个人都参与，可以加深记忆，也会对模型的各种参数和计算原理有更加深入的理解。

桥梁的建设需要感性认识、经验和构造图示相结合才能做好。利用如Revit 等建模软件对建好的模型进行观察，可以避免在课堂上抽象讲解使学生对桥梁的认识有所局限，使学生更好地掌握标准化设计、装配化施工、智能化检测、信息化管理[7]。不仅如此，现在各地工程项目在实际施工中也会预先通过一些建模软件模拟施工建设过程中可能遇到的工况以及将建模软件的计算结果与施工设计书的计算结果对照，以得到尽可能准确的预期效果。

通过桥梁工程的学习，学生应掌握从桥梁的基本理论至各类桥梁设计、施工的整体概念。有关桥梁工程的基本概念、设计理论计算方法、构造原理、施工技术和施工方法等都应该被统一掌握，最终达到开阔视野以及可以独立思考实际工程应用问题的目的[8]。

随着科学和时代的进步，桥梁工程理论的深入研究，施工工艺的不断改善，建筑规范的修订，安排教学内容时需将建筑实例和经典理论进行更新，去除一些与当前时代不符合的内容,做到与时俱进[9]。

3 OBE 教育下桥梁工程课程建设

OBE 以学生为中心，以结果为导向，持续改进。学生在完成结果的过程中不断发现问题，解决问题，可以说在OBE 模式下的培养过程就是一个学生自我学习、自我进步的过程。在此过程中，学生不再局限于学习课本中的基础知识，而是结合实际问题，以课本中的知识为参考，在解决问题的过程中，创创性地将所学和所需串联起来，建立自己的知识体系。

基于OBE 理念并且通过充分调研，提出土木工程新工科的建设，旨在面向建筑工业化与智能化的发展要求，为国家培养具备扎实的自然科学知识和良好的人文素养，掌握土木工程及相关学科基础知识、基本原理以及前沿相关软件具有较强的工程实践能力和跨界整合能力，能够利用信息化、智能化技术进行工程设计的高质量人才[10]。以桥梁工程课程为例，通过要求学生自己选择一个实体桥梁进行设计，用建模软件将桥梁在实际应用中遇到的各种工程状况用合理的工具模拟等效，从而达到预期效果的方式对桥梁工程的课程建设进行创新改进。学生在此学习过程（图1）中完成对课程的深入学习，从而掌握使用先进建模软件能力，提升学生的整体素质。

图1 OBE 教学模式下的课程流程

成果导向教育在新工科建设下的桥梁工程应按照表2 中的比例进行判分。首先，因为该种教育模式下以成果为主导且应用建模软件自主完成，所以模型完成情况占据总分值的比例最高。这也鼓励学生花费时间完成最基本、最重要的模型建立。其次，这种教育模式旨在接近现实工程项目，所以工程的贴合程度占比次要。其余分值比例由模型中各种问题的解决方法和耗费时长进行分配。

表2 成果导向教育模式下的评分标准

3.1 提升自主学习的能力

传统教育自义务教育阶段开始经常忽视学生的自主学习能力方面的培养，导致学生只能跟随教师的节奏去学习，对教师养成依赖性。进入高等教育阶段之后，学生的学习更是脱离现实的生产生活，缺乏对生活中各种事情的思考。在使用OBE 与新工科建设结合之后的教育模式可以有效针对学生无法自主学习能力的欠缺进行弥补，引导学生去接受新事物，完成任务时多考虑工程实际。这种与实际工程结合的学习方式，有利于学生自主学习，全面考虑问题。

3.2 提升学生独立思考的能力

国内学生独立思考的能力较弱。大部分时间国内学生接受知识的方式基本是依靠教师讲解，学生加以记忆和背诵来应对学期的考试，遇到问题也都会本能地寻求老师的帮助。一方面留给学生思考的机会和时间都不够充分；另一方面，学校对课程进度的规定限制了这一点，导致教师循规蹈矩地对学生提出要求，带领学生完成学习任务。而OBE 模式下的学习方式恰好改变了这一现状，对学生学习时间要求并不苛刻，着重关注学生结果的完成程度。这可以更好地促进学生独立思考，同时在选题方面根据自己兴趣选择的题目也使得学生更愿意依靠自己的能力完成所选题目。

3.3 提升学生独立解决问题的能力

使用OBE 与新工科建设结合的模式进行教学以后，教师的引领作用被弱化。如今学生使用互联网十分熟练，但是却很少应用在学习方面。新工科的建设可以促进学生在没有教师的引领后，许多“跳一跳能够到”的事情便可依靠学生上网查询资料独立完成。这有利于培养学生独立解决问题的能力。而且这种独立完成事情的能力在今后的工作中也会十分受用。

3.4 提升学生的创新能力

创新能力是教育部一直以来对大学生的要求。这关乎我国伟大复兴的光荣使命，同时创新能力对今后的就业以及科研都特别重要，是大学生必不可少的能力之一。OBE 模式使用结果给学生作为导向。学习过程基本由学生自己制定，最后由教师检验其可行性，并且同意学生开始执行。这样便可以开放学生思维。每个人都会有不同的思路和设计考虑。

3.5 学生更好地适应时代的发展

近些年来，互联网的飞速发展为各行各业的从业者都带来巨大的便利。土木工程作为最古老的行业之一，也应该顺应时代的发展，主动地去与当代新兴事务相融合，才能改变其在施工过程中因资源浪费、信息不对称所造成工期延误、建筑物不环保的弊端。所以，桥梁工程也应该加速其新工科建设步伐，桥梁工程方向的学生也应该跟上时代的脚步，适应时代的发展。

4 结语

桥梁工程作为桥梁方向的重要课程之一，不管是对于学生就业还是科研都具有不可替代的地位；无论是现在还是将来都具有重要价值。但是随着时代的发展，传统教育模式已经不适用于培养现行职业标准下的人才，所以，人才培养方案应该不断改良其教育方式，贴合实际，使更多学习桥梁工程的学生可以对教材内容有更透彻的理解。本文分析了OBE 模式下新工科下桥梁工程的课程建设，得出以下结论。

（1）相较于传统教育模式，OBE 模式下的桥梁工程建设可以很好地考察学生的创新能力，培养学生独立思考的能力。同时，培养的人才可以更好地适应现代社会的发展。

（2）新工科建设下的桥梁工程符合时代的要求。学生学习的软件技能可以更好地在今后的工作或者科研岗位上发挥作用。

（3）将OBE 的教育模式和新工科的建设要求结合是一个教育模式上的创新且非常具有可行性。二者结合起来对提升学生的综合能力有很大帮助。

OBE 模式结合新工科建设下的桥梁工程课程面向未来，在继承传统教育的优点以外继续创新，改造升级，打造面向新经济新业态发展需要的土木工程人才，符合时代发展的规律。在今后的土木工程教育中，仍应该坚持创新、开放共享，实现土木工程专业高质量发展。