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基于目标问题导向的混合式教学模式改革与实践

2024-03-27金焕于松展勤建何勇毅

高教学刊 2024年7期
关键词:混凝土结构金课混合式教学

金焕 于松 展勤建 何勇毅

摘  要:坚持以学生为中心,以“打造金课”为建设目标,探索基于目标问题导向的混合式教学改革举措和实践路径。以混凝土结构设计原理课程为例,提出“一导向-三融合-三阶段-两主线-双考核”的教学设计思路,运用五类目标问题合理设计并组织教学,构建具有混凝土结构设计原理课程特色的基于目标问题导向的线上线下混合式教学模式,并依托超星网络教学平台进行课程建设与教学实施。教学模式实践证明,基于目标问题导向的混合式教学模式可有效提高学生学习积极性,培养学生综合素养和能力,教学改革成效显著。

关键词:目标问题导向;混凝土结构;混合式教学;教学模式;金课

中图分类号:G642      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)07-0132-04

Abstract: Insistently taking the students as the center, "Golden Course" as the construction target, the reform measures and practice path of mixed teaching based on goal and question orientation are explored. Taking Design Principle of Concrete Structure course as an example, the teaching design idea of "one orientation - three integration - three stages - two main lines - double evaluations" has been proposed, and five kinds of questions have been used to design and organize teaching and learning reasonably.Thus, an online and offline mixed teaching mode based on goal and question orientation is constructed with the characteristics of the Principles of Concrete Structure Design course, and course construction and teaching implementation have carried out based on Superstar Online Teaching Platform. The teaching mode practice shows that the mixed teaching mode based on goal and question orientation can effectively improve students' learning enthusiasm, cultivate students' comprehensive quality and ability, and the teaching reform has achieved remarkable results.

Keywords: goal and question orientation; concrete structure; mixed teaching; teaching mode; Golden Course

2019年,我国出台的《中国教育现代化2035》指出,要利用互联网等现代技术加快推动人才培养模式改革。2020年3月,面对突如其来的新冠感染疫情,传统授课方式受到了巨大的冲击和挑战,运用信息化手段推进教育教学改革、构建在线教育教学体系彰显其重要意义,线上线下混合式教学将成为未来教育的“新常态”,如何充分发挥传统教学和在线教学的优势,实现教与学混合式教学模式的创新,成为当前高等教育的一项重要改革发展趋势。

混凝土结构设计原理是土木工程专业主干课程之一,也是一门实践性强、涉及规范多的专业基础课程,具有概念抽象、公式复杂等特征,对学生的理解和教师的授课具有一定挑战性[1]。长期以来,在教学实践过程中,该门课程普遍存在教学内容陈旧、重理论轻实践、重教书轻育人、考核方式落后和挂科率高等问题。目前,国内各高校广泛开展了混凝土结构相关课程的教学改革,提出了案例式、现场体验式、项目式、研讨式和情景式等教学方法[2-4],多所高校的教育工作者利用雨课堂、学习通等网络教学平台,对混凝土系列课程开展了线上线下混合式教学改革[5-6],充分利用信息技术和现代化教学资源,调动学生的学习积极性。

广东石油化工学院混凝土结构设计原理课程得到了专业的高度重视,不断探索教学改革思路,基于目標问题导向的教学法,构建了具有课程教学特色的线上线下混合式创新教学改革模式,有效地解决了教学中存在的痛点问题和难点问题,努力打造具有广度、深度和温度的一流本科课程,对提高应用型本科高校人才培养质量具有重大意义。

一  目标问题导向式教学模式的内涵

问题导向式教学又叫问题驱动式教学,通过设置一系列与课程相关的现实问题调动学生的课堂参与积极性,激发学生主动思考,让学生在思维撞击和讨论参与中切身体验有关概念和理论,锻炼学生分析问题和解决问题的能力[7]。目标问题导向式教学模式,是一种基于问题导向式教学法,以“学生”为中心、以“目标”为核心、以“问题”为导向的创新教学模式,由浅入深设计出基本问题、重点问题、难点问题、实践问题和扩展问题这五类教学目标问题,根据知识点之间的内在联系将知识点转换成问题链,按照问题设计→提出问题→解决问题→反思问题的思维导式,运用目标问题组织教学,通过由浅入深、环环相扣的问题驱动学生深入思考,引导学生的思维向知识的深度和广度发展,进而培养学生合作探究和解决问题的能力[8],逐渐向教学目标逼近,培养“人格健全、基础扎实、实践能力强和具有创新精神的应用型人才”。

二  基于目标问题导向的混合式教学模式的实践

混凝土结构设计原理是土木工程专业极为重要的核心课程,该门课程不仅要求学生掌握结构设计理论,而且要求学生具备工程实践能力以及运用创新思维解决实际工程问题的能力,该课程教学质量对人才培养质量的提升具有重要意义。本课程将基于目标问题导向式教学模式,以打造满足新时代要求的线上线下混合示范金课为建设目标,开展创新教学模式改革,依托超星泛雅网络教学平台,探讨基于目标问题导向的混合式教学模式的改革举措和实践路径。

(一)  明确教学理念,理清教学思路

本课程以立德树人为根本,坚持“以学生为中心”的教育理念,遵循一流课程建设的“两性一度”标准,构建具有课程特色的基于目标问题导向的线上线下混合式教学模式,将线上教学和线下教学有效融合、理论与实践深度融合、课程与思政有机融合,开展知识传授、能力培养和价值引领“三位一体”的金课教学,解决課程存在的重理论轻实践、重教书轻育人、重基础轻拓展、重应试轻应用和重技能轻素养的现状,提出“一导向-三融合-三阶段-两主线-双考核”的混合式教学设计思路。“一导向”即以目标问题为导向。“三融合”即理论、实践和思政的深度融合。“三阶段”即课前自主学习、课中面授引导、课后巩固拓展。“两主线”即以工程实践和工程育人为主线。“双考核”即过程性考核和总结性考核。

(二)  精准学情分析,明确教学目标

本课程开课前期,学生已完成对土木工程概论、建筑材料、房屋建筑学、材料力学和结构力学等课程的学习,具备了一定的力学基础和专业基础。然而,有些学生存在基础知识薄弱、思维能力不强、学习主动性不够等问题,同时本课程又具有计算公式多、符号多易混淆、知识点琐碎、构造要求繁多、理论和实践性并重等特点[9],导致部分学生学习存在畏难情绪、学习效果不佳。基于上述痛点问题,开展因材施教,在高效教学、课堂互动、考核监督等方面探索教学策略尤为重要。

教学目标是教学的灵魂,依据学校人才培养目标、专业培养目标,结合学情分析,确定了本课程的知识、能力和思政三维教学目标,具体内容如下。

知识目标:掌握解决土木工程问题的核心专业知识。

能力目标:具备能够运用专业知识分析工程问题的能力;具备能够运用理论、规范和图集解决复杂工程问题的能力。

思政目标:培养良好的人文情怀、品格修养和工匠精神,坚定正确的职业理想和信念。

(三)  重构教学内容,拓展教学资源

本课程科学合理地重构教学内容,围绕教学目标,总结教学内容中所包含的显性问题,深入挖掘教学内容中蕴含的隐性问题,围绕理论知识、工程实践和思政教育,完成基本问题、重点问题、难点问题、实践问题及拓展问题等五类问题的设计,搭建目标问题导向式教学内容框架。

同时,基于本课程教学内容多、知识点杂、符号多、概念多、公式多、理论和实践并重等特点,将教学内容进行模块化,包括材料性能模块、构造要求模块、破坏性能模块、计算原理模块、计算方法模块、设计方法模块、实践模块和思政模块等八类模块,注重各个模块知识点的关联性和相似性,有机整合,各模块采用有针对性的教学方法,例如构造要求采用BIM模型教学法、破坏性能采用虚拟仿真教学法、计算方法采用流程图教学法等,构建课程模块化知识体系框架。

本课程根据教学内容广泛搜集教学素材,充分利用现代化信息技术,拓展教学资源,构建知识量大、实践性强、挑战度高的“慕课+虚拟仿真+工程案例+行业前沿”的教学资源体系,建设了多模块、多元素的工程案例库和思政案例库,包括视频、图片、文献等,并持续更新优化,实现理论、实践和思政的深度融合。

(四)  优化教学过程,创新教学手段

本课程教学过程以目标问题为导向,进行“三阶段”教学设计和实施,即课前自主学习、课中面授引导、课后巩固拓展,如图1所示。课前,教师将教学视频、教学课件、教学目标和目标问题等资料推送至超星网络教学平台,学生自主完成在线学习,掌握基本问题,了解重点问题,并鼓励学生提出问题,培养学生自主学习能力;课中,开展“考核运用-引导讲授-总结巩固”三环节课堂教学活动,运用课前测试、提问、案例等考核基本问题的自学和运用情况,重点讲授和讨论重点问题、难点问题和实践问题,并运用实操、关键词和课结测试巩固学生对知识的理解和掌握运用,培养学生解决复杂问题的能力;课后,通过网络教学平台推送拓展资料,如文献和视频等,引导学生进行拓展提升,并组织线上辅导答疑,培养学生创新能力。整个教学过程,注重培养学生的综合素养和能力,体现了课程的“两性一度”,实现了知识由低阶到高阶的迁移,能力由低阶到高阶的提升,如图2所示。

本课程用“两主线”贯穿教学。一方面,课堂教学以实际工程项目为主线,运用一系列工程案例图片和视频将课程知识点串联,通过抛出实际工程问题导入理论知识,再将理论知识运用到实际工程中,使学生在工程情境中思考问题、解决问题,形成由实践到理论再到实践的闭环教学过程,培养学生的工程实践能力;另一方面,整个教学过程以“工程育人”为主线,深挖思政元素,将思政教育贯穿整个教学过程,以工程牛人为“范”,以工程成就为“傲”,以工程历史为“鉴”,以工程事故为“警”,以工程规范为“准”,以工程前沿为“新”,实现课程思政与工程教育的深度融合,培养学生精益求精的工匠精神,激发学生的爱国情怀和使命担当。

本课程采用多元化教学手段,充分发挥超星学习通移动端的签到、选人、课堂测试、话题讨论、发放问卷和课程公告等诸多教学功能,采用“案例+启发+探究+讨论+调研+情景+翻转课程”等多位一体的教学方法,建立“多重保障督学、工程情境导学、师生互动促学”的良性循环学习机制,充分调动学生学习积极性,实现师生互动、生生互动,让学生在工程情境、思维撞击和讨论参与的过程中切身体验有关概念和理论。同时,借助关键词汇、思维导图、计算流程图、工程案例图、模拟视频和BIM技术等,实现知识体系的简单化、具体化、系统化和信息化,有效提升教学质量。

(五)  丰富教学评价,提升育人成效

从全面培养学生素养的角度出发,本课程建立了多元化的考核评价内容和多样化的评价机制,通过作业互评、项目任务、翻转课堂、工程调研和小组讨论等方面,体现学生的个性化发展,建立过程性考核和总结性考核相结合的综合评价体系。线上过程性评价占20%,线下过程性评价占20%,总结性评价占60%。

线上过程性评价内容包括任务点(30%)、作业(30%)、课堂测试(30%)和话题讨论(10%),线下过程性评价内容包括实验报告(50%)、思政体会(10%)、讨论汇报(20%)和课堂出勤(20%),从不同的方面综合评价学生的学习成效。

通过讨论、测试、作业等教學活动完成情况分析表明,学生学习参与度较高,话题讨论互动活跃,作业和测试完成质量较好,如图3所示,学生的学习积极性和主动性明显提高。通过成绩统计分析表明,实施线上线下混合式教学后,学生不及格率明显下降,优良率明显提高,线上学习成绩情况如图4所示,教学质量得到明显提升。通过问卷调查和座谈等形式的教学反馈,学生对基于目标问题导向的混合式教学模式给予了较高评价,并提出了改进建议。由此可见,混凝土结构设计原理课程基于目标问题导向的线上线下混合式教学模式改革成效显著。

三  结论

综上,混凝土结构设计原理课程坚持“以学生为中心”的教学理念,紧跟学科发展前沿,以“杜绝水课、打造金课”为建设目标,构建具有课程特色的基于目标问题导向的线上线下混合式教学模式,并依托超星网络教学平台进行了教学实践,验证了该混合式教学模式改革的成效,但经反思发现仍存在一些问题有待改进。

1)已建设丰富的教学资源库,但教学资源尚需进一步更新优化,鼓励学生参与资源建设,取其精华去其糟粕,并完善教学资源的运用成效保障措施。

2)分组任务和课堂讨论环节实施效果一般,需进一步完善细化分组任务和课堂讨论的目标问题,探索并设计有效提高学生线下课堂参与度的教学活动,鼓励学生提出问题并协作解决问题,加强学生思辨能力的培养。

3)深入分析教学目标的达成度,以学生为中心,把握学生学习中存在的问题和困难,精准教学,建立教学效果保障措施,真正实现教学相长、师生共进。

参考文献:

[1] 马佳星,陈柯宇,沈心媛.工程教育认证背景下混凝土结构设计原理教学模式探索——以中国与新加坡课程对比为例[J].高等建筑教育,2020,29(6):47-53.

[2] 李庆涛,袁广林.反例教学法在钢筋混凝土结构设计教学中的探索与实践[J].高教学刊,2016(7):142-144.

[3] 李庆涛,袁广林,舒前进,等.研讨式教学法在钢筋混凝土结构设计教学中的探索与实践[J].高等建筑教育,2019,28(2):63-68.

[4] 薛维培.《钢筋混凝土结构设计基本原理》课程教学改革探讨[J].教育教学坛,2019(33):118-119.

[5] 高忠虎,吴忠铁,王景玄,等.基于雨课堂混合式教学模式在混凝土结构设计原理课程中的应用研究[J].中央民族大学学报(自然科学版),2020,29(3):84-96.

[6] 卓德兵,陈国平,庹清.基于混合式教学模式的混凝土结构基本原理课程教学改革与实践[J].高教论坛,2020(3):51-55.

[7] 饶芳萍.问题导向式教学方法的应用现状、问题及改进[J].文教资料,2019(34):189-212.

[8] 韩育宏,丁文革,张荣香.递进式问题链驱动的大学物理教学改革探索——以光的偏振为例[J].物理通报,2022(5):28-31.

[9] 魏丽华,于本福,刘丹.疫情形势下基于微课的翻转课堂模式在教学改革中的应用——以混凝土结构设计原理课程为例[J].高教学刊,2021,7(30):5-8.

基金项目:2021年广东省高等教育规划课题“课程思政视阈下工程伦理教育‘三融合育人模式构建与实践——以土木工程专业为例”(2021GXJK449);2021年广东省高等教育教学研究和改革项目“基于目标问题导向的《混凝土结构设计原理》混合式教学创新改革与实践”(2021JY33);2020年广东石油化工学院教育教学改革项目“发挥地方校企资源优势,共建区域协同育人环境”(JY202006)

第一作者简介:金焕(1979-),女,汉族,辽宁沈阳人,博士,副教授。研究方向为土木工程专业的教学及建筑结构抗震和防灾减灾方面的科研。

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