新工科背景下基于OBE理念的“高速公路隧道工程”課程教學分析
作者:馮 超
發布時間:2024-09-19 09:55:44 來源:陜西教育·高教
[摘 要]本文從新工科背景下OBE理念對“高速公路隧道工程”課程教學的影響入手,探討新工科背景下“高速公路隧道工程”課程的挑戰與機遇,并提出基于OBE理念改造“高速公路隧道工程”課程的實施策略,以期為新工科背景下的工程教育改革提供借鑒,在培養學生能力的同時,使學生更好地理解課程所學知識,提升工程實踐能力,培養出具有創新意識的專業人才。
[關鍵詞]新工科 OBE理念 高速公路隧道工程 課程教學
課題項目:《裝配化無土樁板路基施工與應用技術研究》,項目編號:22-46K。
引 言
在新工科背景下,專業培養目標、畢業要求、課程體系以及教學模式都發生了根本性的變化,以往的教學方法和模式已不能滿足培養新時代人才的要求,在這種情況下,基于OBE理念的教學改革勢在必行。“高速公路隧道工程”課程是公路工程專業開設的一門實踐性強、難度較大的專業核心課,同時也是一門綜合性、理論性和實踐性都較強的專業基礎課程。通過該課程的學習,可以使學生了解隧道工程的基本概念、基礎理論和知識體系,掌握隧道結構設計與施工技術及工程實踐經驗。
新工科背景下OBE理念對“高速公路隧道工程”課程教學的影響
新工科教育推動創新創業教育與專業教育緊密結合,注重培養工科學生設計思維、工程思維、批判性思維和數字化思維,提升創新精神、創業意識和創新創業能力。OBE(Outcome-Based Education)理念,強調教學目標的實現,同樣在此過程中發揮了重要影響。第一,OBE理念對實踐性教學的強調,極大增強了“高速公路隧道工程”課程的實用性。通過實踐性的教學方式,學生能夠深入了解隧道工程的實際操作流程和具體技術,增強了他們的應用能力。這對于學生在未來的職業生涯中,具有無可估量的價值。第二,OBE理念對課程結構的優化,使“高速公路隧道工程”課程更加緊湊和連貫。在OBE的指導下,課程內容可以更加精準地配合學生的學習目標,使他們能夠更系統地掌握整個領域的知識和技能。這種系統化的學習方式,有助于提高學生的學習效率和效果。第三,OBE理念的學生中心理念,激發了學生的學習主動性。在“高速公路隧道工程”課程中,學生在主動參與和探索的過程中,對知識和技能的掌握更加深入,對所學知識的理解和應用也得到了提升。第四,OBE理念引入的多元化評價方式,提供了更為全面的評估視角。這種評價方式不僅關注學生的知識掌握情況,也重視他們的實踐操作能力和解決問題的能力。這有助于全面提升學生的綜合素質,幫助學生更好地適應未來的工作環境。第五,OBE理念強調教學內容與社會實際需求的緊密聯系。在“高速公路隧道工程”課程中,通過引入行業案例,與行業專家合作,使學生的知識和技能可以更好地服務行業和社會,為學生開啟職業生涯打下堅實的基礎。新工科背景下的OBE理念不僅改變了“高速公路隧道工程”課程的教學模式,也極大地促進了學生的學習和發展,提升了課程的教學質量。
新工科背景下“高速公路隧道工程”課程的挑戰與機遇
1.教學資源的有限性和優化問題
在新工科的背景下,“高速公路隧道工程”課程的教學資源有限性確實帶來了一定的挑戰,但這也引起了相關高校的深入思考和行動:如何優化有限的資源,實現教學目標的最大化。首先,教學資源的有限性不僅包括物質資源的稀缺,如教學設備、實驗材料等,也包括非物質資源的緊張,如教師的時間和精力、課程內容的更新等。在物質資源方面,高??梢酝ㄟ^引入新型教學技術,如虛擬現實(VR)和增強現實(AR),來模擬真實的工程環境和場景,讓學生在有限的資源下獲取豐富的實踐體驗。在非物質資源方面,教師可以利用線上平臺,如大規模在線開放課程(MOOCs),將優質的課程內容和教學方法分享給更多的學生,提高教學資源的使用效率。其次,面對教學資源的有限性,智能化管理成為一種有效的解決策略。比如,教師可以利用人工智能(AI)技術,構建智能推薦系統,根據學生的學習需求和進度,精準推薦最適合的學習資源,以實現教學資源的個性化利用?;贏I的數據分析和預測,也能幫助教師更精準地規劃和分配教學資源,提高教學效果。最后,面對教學資源的有限性,更重要的是激發學生的自主學習能力和創新精神。教師可以設計一些開放性的課程項目,鼓勵學生自主尋找和利用資源,解決實際問題。這不僅能讓學生在實踐中深化理解,也能幫助他們發展創新思維和解決問題的能力。
2.教師隊伍的專業性和實踐性挑戰
首先,從專業性角度看,科技日新月異,工程技術更新換代速度加快,使得教師們面臨嚴峻的專業知識更新問題。由于教師需要教授的知識不僅包括基礎理論,還涉及最新的工程技術和實踐應用,這就對教師的專業素養提出了更高要求。教師需要適應新工科背景下多元化的教學技巧和方法,滿足不同學生的學習需求,而這又對教師的專業教學能力形成了挑戰。其次,實踐性的挑戰也不容忽視。由于“高速公路隧道工程”課程實踐性的特點,教師不僅要具備理論知識,更要有豐富的工程實踐經驗和實際操作能力。然而,在傳統教育模式中,教師可能更多地關注理論教學,而實踐教學和現場經驗相對匱乏。這意味著,如果要提供真實、有效的實踐指導,教師需要有更深的工程實踐理解和更豐富的實戰經驗。最后,專業性和實踐性的挑戰又常常相互交織,形成一個復雜的挑戰網絡。例如,為了提升專業性,教師需要投入大量時間和精力研究最新的工程技術和理論,這可能會擠占他們獲取和提升實踐經驗的時間。反之,如果過于強調實踐,又可能影響到教師理論學習和研究的時間,影響教師隊伍整體的專業性。新工科背景下,教師隊伍在專業性和實踐性方面面臨的挑戰多樣且復雜,需要教師深入理解和關注。
3.提高學生學習參與度的難題
首先,“高速公路隧道工程”課程的內容深、廣且復雜,涉及多個學科領域的知識,對學生的理解力和把握力提出了較高的要求。工科教育中常見的“以理論教學為主,實踐教學為輔”的教學模式,可能導致學生在理論學習上花費大量時間,而忽視了實踐的重要性。這樣不僅使學生的實踐能力得不到有效提升,也容易使學生對課程產生厭倦心理,降低他們學習的參與度。其次,由于新工科倡導的是以結果為導向的教育(Outcome-Based Education,OBE),這就要求學生對課程的學習結果有明確的認知。然而,在實際教學過程中,可能受教學資源的限制、教學方式的單一或者評價機制的不完善的影響,導致學生對學習目標理解不清晰,不能有效投入到學習中,這也給學生提高學習參與度帶來了挑戰。再次,“高速公路隧道工程”課程的專業性強,需要學生有一定的數學和物理基礎,而一部分學生的基礎知識薄弱,可能會影響他們對課程的理解和接受,進而影響其學習參與度。最后,由于工科教育的特性,學生需要能夠自我驅動,進行主動學習,這又對學生的學習態度、學習動力以及自我管理能力提出了較高要求。如果缺乏上述能力,也可能降低學生的學習參與度。
4.教學評價體系改革的困境
首先,教師需要審視當前的評價體系是否能夠準確、全面地評估學生的各項技能。過去單純依賴考試分數的評價體系已無法滿足現代社會對工程人才綜合技能評價考核的要求,如解決問題的能力、團隊協作能力等。這些技能的評估往往較為主觀,難以量化,對如何在教學評價體系中反映出這些技能的培養效果,教師還需要進行不斷的分析探索。其次,OBE理念的推行,給教學評價體系改革帶來新的要求。教師需要對學生的學習成果進行評估,而非單純關注學習過程。然而,學習成果的評估需要建立一套合理的評價標準和詳細的操作流程,而這些問題在當前仍未得到有效解決。再次,如何設立全面公正的評估指標,也是教學評價體系改革中的一個難題。除了考試成績,教師還需要關注學生在課堂參與度、團隊合作、項目完成等方面的表現。而如何量化這些非考試的指標,如何在評價中保持公正,這都是教師當前面臨的重要挑戰。最后,教學評價體系的改革面臨著師生認識上的挑戰。教育評價體系的改革涉及學校的教學質量,關系到學生的升學與就業,影響老師的教學成績。因此,改革勢必會面臨來自多方面的阻力。
對于教師來說,新的評價體系可能會打破他們多年形成的教學習慣,如何讓他們接受并積極參與到新的評價體系實施中來是一大挑戰。對于學生來說,新的評價體系可能會改變他們的學習方式,也可能會改變他們對學習的認知,這同樣需要時間來接受和適應。對于學校管理層來說,他們需要解決新評價體系可能帶來的各種問題,如評價效率、公平性等,以確保改革的順利推行。如何讓全校理解、接受新的評價體系,甚至參與到改革的過程中來,這也是當前面臨的一項艱巨的任務。
基于OBE理念改造“高速公路隧道工程”課程的實施策略
1.教學資源整合與智能化管理
在新工科背景下,基于OBE理念改造“高速公路隧道工程”課程教學,教師需要充分發揮教學資源的整合和智能化管理的作用。首先,教學資源的整合是重要一環。校園內的圖書、實驗室設備,校外的網絡資源和企業合作資源等都是教學資源的重要組成部分。特別是對于“高速公路隧道工程”這類課程,實踐性資源的整合顯得尤為關鍵。我們通過校企合作的方式,允許學生接觸實際的工程項目,參與到實踐中去,旨在培養他們的實踐能力和工程意識。其次,智能化管理是實現教學資源高效利用的重要途徑。教師應充分利用現代信息技術,實現教學資源的智能化管理。例如,教師可以建立一個云端的教學資源庫,這不僅可以為教師和學生提供隨時隨地獲取教學資源的便利,而且還能讓教師通過智能化的數據分析,針對每個學生的學習進度和興趣,進行個性化的學習資源推薦。教師還可以開發一系列的智能化教學工具,如在線考試、自動批改等,不但可以大大提高教學效率,而且可以減輕教師的工作負擔。最后,教學資源的整合和智能化管理還需依賴于師生的積極參與。教學資源的整合與智能化管理并不僅僅是技術層面的問題,更需要師生的積極參與和配合。教師們需要定期更新和優化教學資源,以滿足教學需求的變化;學生們則需要主動使用和反饋教學資源的使用效果,以促進教學資源的持續優化。這樣才能確保教學資源的整合與智能化管理在基于OBE理念的“高速公路隧道工程”課程改革中真正發揮出它們的價值。
2.教師能力提升與行業交流
教師能力的提升是改造“高速公路隧道工程”課程教學的核心驅動力。教師不再僅僅是知識的傳授者,他們也需要成為學生學習的引導者,幫助學生建立起主動學習、探索式學習的學習模式。這對教師的能力提出了新的要求。首先,為提升教師的專業知識儲備,可以定期組織教師進行專業知識培訓,包括但不僅限于新技術、新理論的學習。此外,實施校企合作,讓教師進入企業,對接實際工程項目,可以讓教師了解行業最新發展和需求,提高教學內容的實踐性和時效性。其次,關于教師教學方法的提升,可以引入現代教學理念和方法,如翻轉課堂、在線混合教學等,并定期對教師進行這方面的培訓。同時,建立教師教學研究小組,鼓勵教師間進行教學經驗和技巧的交流分享,幫助教師不斷提升教學能力。最后,幫助教師提升心理學知識,可以組織專門的心理學講座或培訓,講授學生的心理特性、學習習慣等知識。讓教師學習如何進行個性化教學,更好地進行因材施教,以提升學生的學習效率和興趣。行業深度交流,則是教師獲取最新技術知識,了解行業動態的重要途徑。教師通過參與行業會議、技術研討、工程實踐等活動,可以了解行業最前沿的技術動態,再反饋到教學中,使課程內容與時俱進,更具實踐性。定期邀請行業專家和企業優秀者來校舉辦講座,他們的經驗和觀點可以啟發教師和學生,拓寬他們的視野,增強他們對專業的理解和認知。
3.激勵機制與多元互動教學
一方面為了激發學生的學習積極性和主動性,教師需要建立一個有效的激勵機制。這個激勵機制可以是課程評分中一部分成績的提升,也可以是對學生在課堂上的活躍參與給予一定的學分獎勵。具體來說,教師可以設定一系列的課堂活動,比如小組討論、案例分析、模擬實踐等,學生在這些活動中的表現將影響他們的課程成績。這樣,學生在參與課堂活動的同時,也在為自己的學習成績作貢獻,進而提高了他們學習的積極性。另一方面,多元互動教學的實施策略則是通過多樣化的教學方法和手段,創造豐富的學習環境,讓學生能夠在互動中提高自己的學習能力和技能。具體而言,首先,教師可以將學生分成小組,讓他們在課堂上進行討論和合作??梢越o每個小組分配一個特定的課題或問題,鼓勵他們共同研究和解決。通過小組合作,學生可以分享知識、交流意見、共同解決問題,培養學生的團隊合作和溝通能力。其次,教師可以引入真實的案例研究和實踐項目,讓學生通過調查、分析和解決實際問題的過程來學習??梢砸髮W生運用所學知識和技能參與到實際的工程項目中,讓學生在這個過程中獲得實踐經驗和技能鍛煉。再次,通過角色扮演和模擬演練的方式,讓學生在模擬的情境中進行角色切換和實際操作,培養他們的決策能力和解決問題的能力??梢栽O計模擬工程項目的場景,讓學生擔任不同的職責和角色,進行團隊合作和決策。最后,教師可以利用現代技術工具和在線平臺,如虛擬實驗室、在線討論論壇、協作文檔等,促進學生之間的互動和合作。學生可以通過在線平臺分享資源、討論問題,進行遠程合作,增強互動和學習效果。
4.多元化與全方位的評價體系
在基于OBE理念改造“高速公路隧道工程”課程的實施過程中,構建一個多元化與全方位的評價體系至關重要。這樣的評價體系能夠更準確地評估學生的學習成果和綜合能力,同時激勵學生積極參與學習并提升自主學習能力。首先,評價體系應多元化,綜合考查學生的不同維度表現。傳統的評價方式主要側重知識的記憶與應用,但在新工科背景下,教師應更加注重學生的實踐能力、創新思維、團隊合作能力等綜合素質。因此,評價體系應包括不同形式的評估方法,如考試、課程作業、實驗報告、項目展示等,旨在全面了解學生的學習情況與發展能力。其次,評價體系應注重個性化評價,關注每個學生的特點和潛能。每個學生都有自己的學習風格和優勢,教師應該根據個體差異設計靈活的評價方式,更好地發現和培養學生的特長和潛能。個性化評價可以采用學生自主擬定學習目標、個人學習檔案記錄、學習反思與展示等方式,鼓勵學生根據自身情況進行自主學習規劃和目標制定。再次,評價體系應重視實踐能力和項目成果的評估。在“高速公路隧道工程”課程中,學生的實踐能力和項目成果對于綜合評價至關重要。因此,評價體系可以包括實驗報告、設計方案、項目成果展示等,通過對學生實際操作和項目表現的評估,全面了解他們在實踐環節中的表現和能力。最后,評價體系應注重及時反饋和指導。學生需要及時了解自己的學習成績和表現,以便及時調整學習策略。因此,評價體系應提供有效的反饋機制,包括定期成績反饋、個性化建議和學習指導等,幫助學生認識到自身的優勢和改進空間,促進他們進一步成長。
結 語
在新工科背景下,基于OBE理念改造“高速公路隧道工程”課程所面臨的挑戰是不可忽視的,它需要各高校教師在教學過程中不斷地摸索與完善,并采取有效措施更好地應對這些挑戰,為課程的實施與發展奠定堅實基礎。教師應深入理解和掌握OBE理念,明確和匹配課程目標,結合教學方法和評價方式,保障教學資源和支持體系,從而為課程的實施與發展奠定基礎。在今后的教學過程中,專業課程教學體系要以培養學生的綜合素質為目標,以增強學生的創新意識和實踐能力為目的,提高學生的綜合競爭力,為他們以后從事相關工程建設工作打下牢固的基礎。
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(馮超:陜西交通職業技術學院)
