“OBE”教育理念下结构力学课程改革与思考——以应用型本科院校为例.pdf

229教育智库“OBE”教育理念下结构力学课程改革与思考以应用型本科院校为例课程考核方式改革背景结构力学课程是土木工程、铁道工程、水利工程等专业的核心专业基础课，学生在之前的课程中已经掌握了相关的力学课程，如理论力学和材料力学，本课程是让学生继续深入学习力学知识，重点研究杆件结构的内力和位移等，为大三下学期和大四的课程学习夯实知识基础，同时该课程的学习也培养了学生将理论知识应用于工程实践的能力及基本的学术研究能力。传统的结构力学课程在教学和考核方式上存在很多问题。一是结构力学课程的理论知识较多较杂，公式和基本概念比较抽象，学生不容易理解，从而需要学生具备较强的逻辑推理能力和扎实的数学基础，对于应用型本科院校的学生来说，普遍反映课程难，学习效果不好，所以迫切需要进行教学改革1。二是对授课教师而言，当前课程大多采用传统教学模式，并且对学生的要求多是最后考试及格就算通过，缺乏对学生的高期望2。三是本课程传统的过程性考核比较重视理论知识的掌握，故期末考试多以闭卷考试为主，过程性考核多采用平时作业、中期葛盼盼刘杨许方博（郑州财经学院 土木工程学院河南郑州450000）摘要：结构力学课程是土木工程、铁道工程、水利工程等专业的核心专业基础课，具有内容多、计算量大、概念偏抽象、逻辑性强等力学特点，起到承接基础课、启下专业课的作用，同时本课程在授课过程中更多偏向传统的教学方法和考核方式，如期中测验等，容易出现学生缺乏学习积极性、知学习难而兴趣退、期末考试成绩不理想、期末卷面成绩挂科率高等现象。针对以上阐述的课程性质及学情分析，本次改革秉持以OBE教育理念为导向，以应用型本科院校培养人才的要求为背景，坚持与社会的发展需求接轨，从课堂表现的多样性、课后作业的公平性、课内实践的创新性、课堂思政的翻转性、期末考试的比重等方面进行了课程探索和实践。结果表明，“OBE”理念导向下应用型本科院校结构力学课程改革不仅充分调动了学生学习的积极性、让课堂的学习氛围更加热烈，也为课堂思政和全方面应用型人才的培养提供了参考和依据。关键词：结构力学；教学方法改革；OBE教育理念；应用型本科院校基金项目：郑州财经学院课程考核方式改革项目结构力学（项目编号：TZGC-KGXM-2022-06）。测验等偏理论性的过程性考核，对学生动手实践的能力考核较少，与土木工程专业人才培养的目标有偏差。四是考核方式存在不合理、不规范等问题，如课堂表现的计分依据缺乏实际可操作性、平时作业成绩的评定缺乏客观性、学生学习状况和个性发展差异大、期末试卷题型过于死板等3。国家中长期教育改革和发展规划纲要中提出：大学的专业基础课要结合专业，符合人才培养方案的培养要求，并且结合课内教学与课外实训，提升学生将理论知识灵活应用于工程实践的能力，尤其是应用型本科院校更要注重学生实践能力的培养4。尤其是偏实践性的土木工程专业，更是要着重培养学生的动手操作能力、理论与工程案例结合的能力、创新学习能力等。而对于应用型本科院校的教学，要同时强调突出“应用型”和“本科”，即培养出来的学生步入社会后要能够快速上手，但是与高职高专的技能性训练有区别，应用型本科的学生不仅要具备基本的行业技能和专业素养，还要有一定理论基础和逻辑分析能力，从而做到知其然、知其所以然，230 教育智库才能进行深入研究和优化创新。课程改革的发展与创新结合结构力学课程在教学和考核过程中存在的以上问题及新时代教育的改革和发展纲要，很多院校都积极进行了改革和创新。北京交通大学的曹艳梅、于桂兰等以立德树人为根本，以培养未来多元化、创新性卓越人才为目标，以提高课程的高阶性、突出课程的创新性、增加课程的挑战度为课程建设的基本要求，提出“感性入手，理性探究”的“3E+3E”工程化教学理念。不仅为“课程思政”和“两性一度”的融合提供了新思路，而且为知识、能力、素质全面发展的人才培养创造了条件，为“传授式”教学向“探究式”教学转变探索了一条有效途径5。武汉大学的蒋寅军、周艳国等采取线上线下混合式教学方法，即以教学视频和线下课堂相结合，从而让学生对课堂更加感兴趣、并且增加了学习体验的多样性，增强了学生的主动学习能力6。五邑大学的王敏容、钟志恒以学生学为导向，以提高学生综合分析能力和创新思维为目标，一方面通过软件建模让学生感受工程案例和理论知识的结合，一方面多样化的教学方法提升学生上课的专注度、激发学生对学习的兴趣，并可采取力学竞赛的方式提升大学生的竞争意识和创新能力7。中国矿业大学的鲁彩凤等总结分析了混合式教学方法如何建设一流课程的经验，主要介绍了传统板书课堂、线下部分章节内容翻转课堂、线上课程微视频建设、中国慕课这四种教学方式的融合实践，从参与实践的学生人数、过程性考核方式和结果等方面对教学实践进行了思考总结，从而为结构力学的课程建设工作提供了借鉴和建议8。OBE教育理念下结构力学课程改革的教学实践成果导向教育(Outcome Based Education，简称OBE)即能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。在理念上，OBE是一种“以学生为本”的教育哲学；在实践上，OBE是一种“基于学习产出”的培养模式。基于该理念的教学一方面可以充分调动学生学习的积极性，让课堂成为学生的“主阵营”，另一方面与应用型本科教育的培养目标与教育纲领不谋而合，故现阶段应用型本科教学改革大部分是OBE理念下的优化与提升。本次教学改革的实践课程是结构力学，实践对象是应用型本科院校大三的学生，改革内容以OBE教育理念为指导思想，从课程思政的融合性、教学方法的多样性、考核方式的合理性三方面展开，不仅从教学源头-教学方法改革紧跟科学技术和时代的要求，还创新过程性的考核激发学生对考核的兴趣并且满足学生对公平透明合理的需求。实践结果表明“三性合一”的改革方式夯实了学生的自学能力和案例分析能力，并在动手实践的过程中学生通过头脑风暴创新思维。小组分工的形式培养了学生的团队合作精神，同时采取多样化的教学方法将枯燥的力学基础课程讲生动、讲精彩、讲有趣，让“死板”的知识“活跃”在立体的结构设计中，最终达到提高学习兴趣、优化学风建设的目的。首先是课程思政的融合性。传统的课程思政多是以教师线下讲解为主，这样会导致学生缺乏主动思考的能力、积极探索的兴趣。本次改革的重点就是让学生去拓展、让学生去总结、让学生去讲解，即以学生为主体。一是在学习通建立章节知识点相关联的思政元素超链接。该方式可以让学生自由选择时间去学习，并可以根据自己的兴趣及时扩展知识面。二是选择部分章节的内容让学生分组去挖掘相关联的思政元素，如结构力学第二章-几何构造分析的思政元素相对来说比较多，就可以让学生5-8人为一组，课下通过团队讨论和分工完成思政元素的挖掘，并以ppt的形式上传到学习通对应的作业中，ppt可以控制在3-5页，最后任课教师选择1-2组优秀作品进行展示。该方式不仅可以提升学生的课堂参与性，还更加符合课程思政培养的目标。三是教师的课堂思政尽量结合经典的工程案例展开，并在课堂上组织好语言和逻辑，适当适时的穿插，既不影响教学进度、又加强了学生的素质教育。其次是教学方法的多样性。结构力学课程理论性的知识点较多，如静定结构内力和位移的计算等，所以传统的教学方法多数以板书结合ppt为主，学生学起来难度大、积极性低。基于OBE理念的教学方法更加重视学生主动学的能力，故教学改革实践时尝试了多样性的教学方法，如案例教学法、导入法、启发式教学、讨论教学、翻转课堂等。一是简单易懂的知识点采用翻转课堂教学法，如多跨静定梁的内力求解，让学生结合线上资源、课本及课件准备课堂资料，课上由学生讲解重难点，老师辅助总结。该教学方法既从学生的角度对知识点进行了讲解，让学生对知识的理解更加透彻，又可以让学生积极主动的 231教育智库参与到学习中，慢慢克服知难而退的心理，最后找到适合自己的学习方法。二是以结构设计竞赛的形式促进学生的学习上进心，并结合案例教学法激发学生的学习兴趣。如讲解桁架结构内力求解的知识点时，引入结构设计竞赛的赛题模型，对其进行受力分析和几何优化，不仅可以带动学生学习的好奇心、普及力学竞赛，也激发了学生的思维活跃度和参与求胜的青年心理，从而培养了学生的学习热情和动手实践的操作能力。三是授课时多采用导入法和启发式的教学方法。如讲到三铰刚架内力求解时，可以引用生活中的常识，提出问题“什么是二力体？”，通过课堂上老师创建的场景，引出二力体的概念，从而让学生对知识的理解更加透彻；再者如讲解拱结构时，通过播放达芬奇的油画，提出“在均匀重力下，项链自然下垂的形状是什么？”引出悬链线的概念，即让学生对枯燥的知识产生了兴趣，又能够创新思维9。或者在课前和课后在学习通以讨论的形式抛出问题，通过讨论掌握学生对知识点的消化情况。该方法即督促了学生的学习进度，又满足了当代大学生对电子软件的依赖心理，参与度和积极性较高。最后是考核方式的合理性。该课程传统的考核方式多是以课堂表现、课后作业、期中测验为主，鉴于课程的强理论性，学生缺乏参与的积极性，并且通过期中测验增加了学生的恐惧心理，同时课堂表现的考核标准缺乏透明性、条理性，老师的主观意识占比较多，最后期中测验多以理论性的考核为主，缺乏与工程实践的紧密结合。基于OBE理念的考核方式将更多偏向实践与分析，并且借助线上途径丰富了课堂表现的考核方式。一是借助学习通可以发布讨论和随堂作业、或者抢答计分等，不仅清晰明了记录了学生的课堂表现，并且学生能感受到平时成绩的记录，参与度也空前提高；二是过程性测验优化为案例分析，通过下发案例分析的实施方案，让学生自发组队利用经典案例结合理论知识的方式获得平时成绩，不仅让学生明白理论知识的重要性，也更加符合应用型本科院校的培养目标；三是优化调整平时成绩和期末成绩的比例，平时成绩占50%+期末成绩占50%，平时成绩=课堂表现10%+平时作业10%+案例分析10%+动手实践20%。通过成绩比例的调整，不仅考核了学生理论知识的掌握和工程实践的动手分析能力，同时该课程的及格率明显得到提高。结论与展望本文结合结构力学课程改革的发展历程和本校土木专业人才培养方案的要求，从“OBE”理念的成果导向目标入手分析，通过课程思政的融合性、考核方式的合理性、教学方法的多样性三方面的优化与改革，教学实践取得初步成效。一是提升了应用型本科院校学生的学习兴趣，活跃了课堂的学习氛围；二是加强了学生将理论知识和动手实践相结合的培养，更加符合应用型本科院校的教育理念；三是课程思政的改革激发了学生挖掘课堂思政元素的热情，学生的思想教育得到了很好的培养。但现阶段的课程改革还存在一定的问题，如过程性测验缺乏多样性改革的对比、期末考试比例的降低是否影响学生理论知识的掌握、平时作业是否有其他方式、课后答疑和辅导是否可以更加灵活等，都需要在以后的教学中不断思考、不断优化，从而更好地为学生服务、更加满足学生的求知需求。参考文献1郭佳,卢雪松,明廷臻.基于结构设计竞赛的土木工程专业教学改革研究以黄冈师范学院为例J.黄冈师范学院学报,2020,40(06):135-138.2张新春,汪玉林.以学生学为中心的结构力学课程教学改革J.大学教育,2021(01):72-75.3李亮,吕娜,曹正罡.“结构力学”课程累加式考核模式探讨J.教育教学论坛,2020(44):17-19.4钮鹏,王晓初,何丽霞,张莉莉.以“结构设计竞赛”形式促进应用型本科的结构力学课程教学改革J.教育现代化,2019,6(83):59-61.5曹艳梅,于桂兰,向宏军,徐艳秋,贾影,石志飞.“3E+3E”工程化教学理念下的结构力学一流课程建设J.高等建筑教育,2022,31(02):110-118.6蒋寅军,周艳国,杨锐玲,曾又林.优秀教学微视频资源构建策略与设计以工科基础课程 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