基于OBE理念的问题导向教学法在工程教育中的应用--以工程力学为例.pdf

现代商贸工业2023 年第 21 期Modern Business Trade Industry No.21.2023基金项目:安徽省课程思政示范课程项目(21szkc388)。作者简介:甄恩泽(1990-),男,汉族,山东济宁人,博士研究生,讲师,研究方向:岩土工程、矿山岩体力学等。教学评价上突出“过程化考核”,将线上平台学生的课前预习、课堂互动、线上讨论、课后作业、社会活动参与等分别设置各项权重(平时成绩=考勤(10%)+作业(10%)+线上学习(20%)+课堂互动(10%)+线下考试(50%)。),融入评价机制,过程评价组成做到有理有据、公平公正。3 小结3.1 教学内容的调整使得教学更加具有针对性通过对教学内容针对性调整,一方面减轻了各专业学生学习负担,另一方面使得相关的知识更加符合学生专业发展方向,学生的学习积极性得到了激励,提升了教学效率。同时在教学中通过融入传统文化、辩证唯物主义、科学精神等思政元素,不仅仅提升了学生的专业学习水平,也激发了学生的学习兴趣,提高了学生学习的主动性。3.2 基于信息化教学手段提升了教学效率通过引入信息化教学手段,加强了教学环节的管理,教师能够及时了解学生的学习状态,并能够根据相关的状态及时进行教学调整。信息化教学的交互性有利于激发学生的学习兴趣和学生主体作用的发挥;网络特性有利于开展协作学习和发现学习,培养学生的创新精神和实践能力,提升了教学效率。同时教师在探索新的教学模式过程中也提升了自身的教学水平。3.3 实现理论与实验结合的教学通过即时虚拟仿真实验融入教学,使得实验教学和理论教学得到相互融合。采用交互式教学资源,学生学习不受条件限制,丰富了课程教学内容。针对相应的知识点学生可以及时通过登录虚拟仿真实验系统进行实验,及时将理论知识与实验相结合。学生通过反复实验加深了对物理知识的深入理解,同时学生的实践能力得到了提升。4 结语在新工科时代的呼唤下,大学物理教学改革刻不容缓,本文结合大学物理教学中的“痛点”,将虚拟仿真实验融入到大学物理教学中,采用适合学生时代特点的教学方式,解决教学中的实际问题,激发了学生主动性,扩展教学时空,突破授课学时限制,提升了教学效率,让学生真正地体会到物理学有所用。参考文献1 高等教育研究所.吴岩在高等学校专业设置与教学指导委员会第 一次全体会议上的讲话EB/OL.http:/ 刘艳玲,古金霞,梁春恬,等.新工科背景下建筑类高校大学物理教学改革探究 J.大学物理,2022,41(01):56-60.3 闫守轩.思维导图:优化课堂教学的新路径J.教育科学,2016,32(03):24-28.4 刘高福,王平瑞,吴旭普,等.虚拟仿真实验在大学物理实验教学中的应用研究J.物理通报,2020,(06):92-97.基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程教育中的应用 以工程力学为例甄恩泽(黄山学院建筑工程学院,安徽 黄山 245041)摘 要:以工程力学课程为例,探讨了基于 OBE(Outcome-Based Education)理念的问题导向教学法在工程教育中的应用。介绍了基于 OBE 理念的问题导向教学法的基本概念和教学原则,通过实际案例分析,阐述了在工程力学课程中如何应用该教学法,包括问题设计、教学组织和评估方法等方面的实施策略,探讨了在实施过程中可能面临的挑战,提出了应对策略,总结了基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教学中的应用经验和启示,希望对工程教育中力学课程的教学有促进作用。关键词:OBE 理念;问题导向教学法;工程教育;工程力学;课程改革中图分类号:TB 文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.21.0900 引言随着社会的快速发展和工程行业对从业人员专项技能的需求提升,工程教育的育人要求也要为适应科技发展、产业革新做出一定调整。传统的教学模式在培养662现代商贸工业2023 年第 21 期Modern Business Trade Industry No.21.2023学生的实际应用能力、团队合作能力和自主学习能力方面存在一定欠缺。以工程力学为例,在建筑类专业本科教学大纲中,工程力学通常作为建筑学、工程造价、城乡规划等专业的必修课,并且在课程中占有重要地位,传统的课堂教学往往以传授理论知识为主,缺乏实际应用和实践环节,学生的兴趣和参与度较低,难以激发学生的创新思维和问题解决能力,无法满足现代工程教育的需求,因此探索一种既能满足工程教育需求,又可有效培养工程人才教学方法。1 工程力学教学现状工程力学作为建筑类专业的必修课程,教学过程中存在一些普遍问题,学科跨度大,该课程是多门力学的融合的科目,学生在学习时需要掌握理论力学、结构力学、材料力学等内容,不同专业的学生对力学的理解和掌握程度存在差异,导致教学难度加大。抽象性强,工程力学涉及到许多抽象的概念和理论,如力的分解、受力分析、力的平衡等。这些抽象的概念对于学生来说难以理解,需要耗费较多的时间和精力。缺乏实际应用,在传统的工程力学教学中,往往只注重理论知识的传授,而缺乏实际应用的讲解和案例分析,导致学生对力学的应用能力和实际问题解决能力较为欠缺。学习兴趣不高,由于课程的理论性较强,学生对于这门课程的学习兴趣不高,导致学习效果不佳。缺乏互动性,传统教学往往以教师讲授为主,学生被动接受知识,缺乏互动性。学生很难在课堂上进行积极的讨论和互动,导致学生学习兴趣和参与度低。2 如何在工程力学教学中应用基于 OBE 理念的问题导向教学法?OBE(Outcome-Based Education)理念强调以学习结果为导向,注重培养学生的实际应用能力和团队合作能力。问题导向教学法强调将学生置于问题情境中,通过解决实际问题来促使学生进行自主学习、团队合作和实践应用,提升学生的实际应用、创新、解决复杂问题的能力,将问题导向教学法基于 OBE 理念进行教学过程设计,有望提高学生的学习效果和职业素养,满足现代工程教育的需求。2.1 问题导向教学法的特点问题导向法是一种基于学生主体性和实际问题的教学方法,强调学生的自主学习和问题解决能力的培养。教师通过设计具有现实意义的问题情境,将学生引入实际问题领域,使学生能够从问题中学习,通过解决问题来构建知识结构。学生在问题导向教学中扮演主导角色,教师更多地担任引导者和辅助者的角色,激励学生自主学习、自主探究、自主解决问题。同时教学过程中结合实际应用和实践活动,鼓励学生通过团队合作的方式解决问题,培养学生的团队合作能力、沟通能力和协作能力,帮助学生将所学知识应用于实际问题解决中,培养学生的实际应用能力和解决复杂问题的能力,问题导向教学法特点,如图 1 所示。图 1 问题导向教学法特点示意图问题教学法与工程力学教学具有很好的匹配和契合性。可将工程力学教学以问题导向的方式围绕解决实际问题展开,例如通过分析力学原理来解释和预测建筑结构受载后的力学行为及响应,将抽象的概念和理论与实际情境相结合,提升课程讲解过程中的趣味及应用性。2.2 基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教学中的应用在现有的问题导向法的基础上以 OBE(Outcome-Based Education)理念为基础构建 OBE 特色问题导向教学法体系,通过设定明确的学习目标、设计具有挑战性和实际应用性的问题,结合多种形式的评价方式,促使学生在解决问题的过程中实现对力学知识的理解和掌握。(1)在教学设计之前,教师明确具体学习目标,同时将教学目标与问题情境相结合,使学生在解决实际问题的过程中能够掌握知识。例如,可通过设计建筑结构荷载计算问题,使学生具备对实际杆件进行静力分析、材料的力学性能评估的能力。(2)设计具有挑战性和实际应用性的问题,激发学生的思维和创造力,促使他们主动地运用所学知识和技能来解决问题。这些问题可以来自学生日常生活情境,将学生置身于实际问题中,引发学生的学习兴趣和学习动力。(3)结合实际应用和实践活动,引导学生进行自主学习,为学生提供必要的学习资源,包括参考资料、互联网资源等,通过学生自主探究、独立思考和合作学习等方式,培养学生的自主学习能力和团队合作能力。例如,学生可以在团队中合作完成桥梁设计和分析任务,包括结构荷载分析、静力和动力分析等,培养学生的团队合作能力和实际问题解决能力。(4)在教学过程中时刻关注学生的学习情况,及时反思和调整教学策略。根据学生的反馈和表现,进行必要的调整和改进,以不断提高教学效果。结合口头报762现代商贸工业2023 年第 21 期Modern Business Trade Industry No.21.2023告、书面报告、实际操作、小组展示等多样化的评价方式,对学生在团队合作中的表现、实践应用中的成果以及期末项目的评估来评价学生的学习成果。(5)鼓励学生在课外进行创新和拓展,探索更复杂和实际的工程问题,培养他们的创新能力,提升其学习能力和自主学习能力,确保在工程力学课程学习之后学生能够持续不断地进行自我学习和自我提升。基于OBE 理念形成的问题导向教学法体系,如图 2 所示。图 2 基于 OBE 理念形成的问题导向教学法体系可以看出基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教学中更注重学生的实际操作和实践能力培养,能够促使学生在问题解决、实践应用、团队合作、学习兴趣和终身学习能力等方面获得益处,为未来职业发展奠定坚实的基础。3 案例分析基于 OBE 理念的问题导向教学法强调学生的自主学习和解决问题能力的培养,通过引导学生在实际工程问题中探索和解决问题,更好地理解和掌握相应的理论知识,现以工程力学课程教学为例,解析其教学过程设计。首先,针对教学目标设计对应的问题情境,如建筑物结构稳定性分析、力学模型应用、结构安全性评估等,这些情境可以涉及实际工程案例或模拟的实际问题。课堂讲授过程中让学生以小组或个人的形式,通过自主学习、独立思考和合作探讨,提出问题,并根据已学的力学理论知识进行分析和解决。结合实际的工程实践,在实验室或现场进行实际结构测试、力学模型构建,从工程实践中获取数据、分析问题,提出解决方案,并分享和讨论自己的解决方案,从不同角度和方法中获取反馈和改进自己的解决方案,在这个过程中可以培养学生的团队合作能力和沟通能力,这样的实践可以培养他们的实际应用能力和解决问题的能力。课后引导学生进行自我评价和反思,对自己的学习过程和解决问题的方法进行总结和评价,识别自己的优点和不足,并制定改进计划,帮助学生深刻理解自己的学习情况,提高学习自觉性和自我驱动能力,形成终身学习习惯。新旧教学法的特点对比,见表 1。基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学课程中教学中与传统的教学方法相比,更强调学生的主体性和实践性,培养学生的实际应用能力、团队合作能力和自我驱动能力,有效地提高学习效果和学习质量。但基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教育中也存在一些潜在挑战,该教学法需要教师具备较高的教学设计和组织能力,同时,对学生的自主性和合作能力提出了较高要求,在课程安排和时间管理上可能较为复杂,如果教师缺乏相关的教学经验和能力,学生缺乏自主学习和合作学习的能力,可能会导致教学效果不佳,为保障基于 OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教育中的实施效果,教师可以参加专业培训,灵活运用问题情境和任务,合理安排课程和管理时间,确保新方法的使用对工程力学的教学质量实现较大的跃升。表 1 新旧教学法的特点对比特点传统教学法 基于 OBE 理念的问题导向教学法学习主体性教师主导学生主导学习方式被动接受自主学习问题解决能力培养较弱强调培养实际问题解决能力学习兴趣和参与度低高学习目标隐性显性、明确问题设计课本例题具有挑战性和实际应用性评价方式传统考试多样化的评价方式4 结束语总的来说,工程力学课程采用基于 OBE 理念的问题导向教学法能够使学生更好地掌握和应用力学知识,为未来的职业发展打下坚实基础。该教学法在实施过程中也面临挑战,需要较多的师资力量和教学资源支持,这就要求教师在应用该教学法时,需要进行充分的教学设计和指导,确保学生能够充分受益于这种教学方法。参考文献1 孙菊霞.深度学习背景下聚焦思维发展的问题教学法J.沈 阳 大 学 学 报(社 会 科 学 版),2021,23(04):432-436.2 农玉红.问题导向学习法的核心问题J.高教学刊,2021,7(23):69-71+76.3 于超云,李君龙.基于 OBE 理念的岩石力学课程教学改革 以内蒙古科技大学土木工程专业为例J.创新创业理论研究与实践,2023,6(03):153-155.4 黄成,王晓军,孙晓锋,等.基于 OBE 理念的机械专业工程力学课程教学改革探索和实践J.造纸装备及材料,2023,52(01):227-229.5 李巨文,孟凡超,王伟,等.基于 OBE 理念的土力学课程教学创新设计与实践J.山西建筑,2023,49(01):186-189.6 康丽华,刘卫然,秦乐乐,等.新工科背景下基于专业认证标准的结构力学教学改革研究.中国教育技术装备,1-32023-04-20.7 刘京红,刘永华,刘克玲,等.新时代新工科背景下“结构力学”课程教学改革探索J.科技风,2023,519(07):125-127.862