水工认证专业钢筋混凝土结构课程的问题链式教学法研究

摘要：以工程专业认证核心理念为指导思想的高校课程教学持续改进是高校专业人才培养质量提升的重要路径。以某应用型本科高校水工认证专业的钢筋混凝土结构课程为例，提出了基于问题链式教学法的教学设计优化路径并实践：应用课程知识图谱优化教学设计，增强学生构建课程及课程间知识结构信息链接的认知理解；融合多轨教学模式优化课程教学活动，增强学生应用课程及课程间知识图谱解锁工程问题的能力。本研究旨在通过有组织的教学数字化应用推进教学行为成效提升，进而为相关高校的一流专业建设高质量发展提供支撑。

关键词：OBE教育理念；水工钢混课程；知识图谱；链式整合；分阶应用；过程评价

1概述

在国家新工科建设与水工专业工程认证的大背景下，培养“全面发展的人”和彰显“中国特色”的高等教育越来越重要［1］。水工钢筋混凝土结构学主要研究钢筋混凝土结构、构件的受力特征、设计方法、实践应用等。课堂中引入工程实例强化理论与实践结合，使用教学网站及软件拓展教学资源等改革措施对该课程教学授课效果有一定提升［2］。但面向行业技术的多元发展，教材所提供的课程内容仍然有限有待更新，以及有限授课时长需要充分利用［34］。此外，学习评价指标较为单一，导致学生的实际动手能力和学习自主能动性发挥不足。可见，如何优化教学设计以解决信息过载问题，优化教学活动以解决信息迷航问题是该课程改革的关键。本文拟用问题链式教学法优化信息过载问题，在有限学时内为学生拓展知识的深度和广度；使用思维导图融合多轨教学模式，在为学生解决信息过载问题的同时优化教学活动，以此探索新的教学模式与多样化过程性评价。

2问题链式教学法优化信息过载问题

2.1以掌握课程单元计算问题为基础应用目标的问题链式教学法

在正截面受弯构件的计算当中：典型截面包括单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面；破坏形式有少筋、适筋、超筋破坏。受符号多、工况多、知识联系紧密、限制条件较容易混淆等影响，学生易出现学习进度滞缓、公式掌握不正确的问题。为此，需要抓主要矛盾，重点掌握各截面间联系，而非死记硬背公式。从基础的适筋梁单筋矩形截面出发，利用力矩平衡与合力平衡两大平衡式推导计算公式，进而延伸。

如图1，利用网络教学平台在教师端建立正截面受弯构件课程体系，引入课程导言、学习目标及先验知识，供学生了解。课堂组织宜采用PBL教学法（ProblemBasedLearning）：坚持以学生为中心，将知识点还原成问题，并将相关问题形成问题链；引导学生自主带着问题参与到课堂，以探究的学习方式鼓励学生主动探索解决问题，适配节奏与内容；聚焦问题、融会贯通新知和旧知，提高学生的批判性思维，创造思维能力以及自学学习能力。

2.2以熟悉构件设计计算问题为综合应用目标的问题链式教学法

在水工建筑物中，常见梁的实际结构比较复杂，可将常见梁简化为构件进行配筋计算。梁的破坏需考虑正截面、斜截面破坏，斜截面包括斜拉、剪压、斜压破坏。其授课重点为如何掌握斜截面抗剪的设计，并回顾正截面抗弯设计形成，依旧存在符号多、限制条件易混淆的问题。如图2，同样利用网络教学平台进行BOPPPS教学设计，培育学生复杂问题的简化能力以承接后续课程，达到掌握高阶应用的人才培养目标。融入CBL教学法（CaseBasedLearning），选定典型水工钢筋混凝土梁，向学生介绍背景与要求，后引导学生逐层分析。

2.3以了解实际工程需求为高阶应用目标的问题链式教学法

如何将实际复杂工程问题简化是学以致用的关键。伴随着CBL教学法的深入，学生对简单结构分析简化的能力大大提升，在国家新工科培养全面发展的人与水工专业工程认证对学生提出更高要求的环境下，融入TBL教学法（TeamBasedLearning）进行实际复杂工程的教学，有助于培养学生的团队协作能力，实现高阶特色化教育。选取楼盖工程设计，按照学号进行相应分组（钢筋与混凝土种类各不一致），在学生间可协作讨论的情况下防止相互借鉴；引导学生明白简化计算的原理、步骤，及时回顾此前遗忘的知识，重在过程理解；考查学生对于板、主梁、次梁力学模型简化、柱网布置及多跨梁弹塑性理论计算的综合能力；利用CAD等工程绘图软件完成结构的图纸设计，对结构、构件的关键词进行文献检索，查询构建相关的应用知识图谱（知网可生成热点主题词图），更深入地掌握构件的设计与配筋计算的知识，培养解决实际工程问题的能力，见图3。

3融合多轨教学模式的问题链式教学过程评价

教学成果输出评价是OBE教育模式不可缺少的环节，水工钢筋混凝土结构学包含理论教学与课程设计环节，分别对应学生基本知识储备与综合运用能力考核。在前述教学模式下，不仅要注重学生所给答案的正确与否，更要关注答案的逻辑合理性以及学生整合问题的综合能力。增值评价相比于传统的评价模式，是一种进步性评价，重视评价的激励功能，以进步程度作为量化指标，更加注重过程，有助于激励评价对象自身更好地成长［5］。因此，本文基于增值评价模型，推荐采用过程性考核与终结性考核相结合的教学过程评价模式，以更好地契合课程目标多维性的考核特点。

课前学生的学习考核主要起知识预热导入，以及学生对前序课程相关知识的基础掌握程度的摸底作用。在网络教学平台发布相关知识点、视频，引导学生自主学习，可提高学生的自主学习意识，后可由学生发布自己疑惑的观点供师生讨论。利用不同学生对知识点的理解进行优势互补，可较好地考察学生发现问题、解决问题的能力，也可以让学生带着疑惑进入课堂，大大提高学生的积极性。教师在对学生学前情况进行基本摸底的同时，及时调整备课方向及侧重点，对薄弱知识进行针对性的备课，在最短时间内让学生知识收益最大化，极大减少因课时问题导致的教学进度安排问题。

课堂学生的学习考核主要起促进学习和评价学习的作用。利用PBL、CBL、TBL教学法，针对课前与课堂学习中的问题，组织学生进行讨论，按小组各抒己见，提高学生课堂参与度，活跃课堂氛围。课堂节奏由逐层深入的知识点问题链把握，让学生循序渐进地掌握新知识，通过逐步引导，提高学生的课堂专注度。课堂考核的主要目的是使教师与学生之间达到深层次的交流与互动，提高学生的创造性与主观能动性，帮助学生在自己脑海里构建属于自己的知识链，锻炼学生得到答案逻辑思维。

课后学生的学习考核主要起总结学习的作用。考核分三步走，层次逐渐递进。可利用网络教学平台发布课时作业，利用便捷的网络教学软件后台分析学生对于新知识点的掌握程度，易错易混淆点在下一次课程学习当中集中讲解，排解学生疑惑；随后按照章节知识，对于大类知识的综合运用与掌握程度，运用同样方法进行学情调研，对教学程序起反馈作用，促进学生学习进步；最后是学生知识图谱的整理设计，该设计可不采用问题链式基础，由学生充分发挥能动性，设计一个属于自己的多样化知识整合图谱，该环节重点在于学生的知识整理思维，便于日后各方面的学习。

期末终结性考核在采用传统笔试的基础上，还附加了课程设计环节。期末闭卷笔试部分是为了彻底检验学生的知识掌握度，课程设计环节的加入降低了一定的期末试卷分数占比，一定程度上减小平时努力期末因生病失误等问题导致的影响。小组课程设计（如楼盖设计）由于每个人选用的框架方式不同（整体浇筑、装配式等）、基础参数不同，在小组成员合作讨论时有效避免设计作业借鉴现象，锻炼学生分析解决问题的能力，掌握方法，发表个人见解。最后设计评分阶段，围绕增值给出分数评价，例如基础较弱的学生，其完成与之能力匹配或略高难度部分，可合理给分，突出个性化考核。

结语

面向水工认证专业教学质量的持续改进需求，针对水工钢筋混凝土结构课程在现有教学过程中存在的不足与漏洞，应用问题链式教学法在有限学时内为学生拓展知识的深度和广度，采用思维导图融合多轨教学模式探索新的教学模式与多样化过程性评价。本研究旨在提升高校人才培养质量，可为相关课程改革和专业建设提供参考。

参考文献：

［1］李立欣，潘宇，宋志伟.新工科背景下课程思政建设与育人实践［J］.黑龙江教师发展学院学报，2024，43（01）：7174.

［2］张宁，徐超，景凯宇.应用型本科院校混凝土结构设计原理课程教学改革研究——以赤峰学院土木工程专业为例［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2023，39（09）：115118.

［3］刘少东，马永财，刘文洋.工程教育认证背景下水利水电工程专业培养方案的构建——以黑龙江八一农垦大学为例［J］.高等建筑教育，2019，28（04）：4854.

［4］马傅毅，刘一平，王智勇.多轨教学模式在运动生理学教学中的应用研究——以思维导图为基点［J］.佳木斯职业学院学报，2023，39（04）：121123.

［5］王霞，毛秀珍，张丽.教育增值评价：模型、应用及研究展望［J］.教育学报，2023，19（04）：109122.

基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（202311481002）；校级大学生创新创业训练计划项目（S202311481005）；浙江省自然科学基金水利联合基金探索项目（LZJWY22E090003）；2023年基于工程教育专业认证背景下水利高等教育教学改革研究课题（校企合作加强水工专业项目化课程群建设的教学改革研究）；2023年浙江水利水电学院校级教育教学改革项目（混合式教学下水工认证专业课程的过程性考核改革与实践）；2023年浙江水利水电学院校级重点课程（水工模型试验）

作者简介：周秦辉（2002—），男，汉族，浙江丽水人，本科在读，研究方向：水利水电工程研究。

*通讯作者：刘丹（1989—），女，汉族，山西太原人，博士，讲师，研究方向：工程水力学研究。