近年来,随着我国建筑领域步入工业化转型与升级的 崭新阶段,装配式建筑以生产效率高､环境友好､建设周期 短等优势,成为推动建筑工业化转型不可或缺的力量｡ 自 2016 年国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的 指导意见》以来,装配式建筑发展势头迅猛｡ 在工业化转 型和新工科背景下,培养出能够紧跟未来建筑行业发展趋 势､具备实践创新能力与综合素质的复合型人才,已成为 当前土木工程本科课程建设的核心要务[1-2]｡ 为此,笔者 所在院系开设了“装配式建筑结构设计”课程,并在教学实 践中积累了一定的经验｡ 然而,“装配式建筑结构设计”课 程作为一门实践导向的专业课程,传统的课堂讲授教学模 式虽然在理论知识的传授上取得了一定成效,但往往难以 有效跨越理论与实践之间的鸿沟｡ 因此,有必要探索更为 高效､实用的课程教学方法｡

OBE 理念(Outcomebasededucation)由美国教育学家 Spady 首倡,是一种以成果为导向､学生为中心的课程体系 建设理念,强调关注学生最后取得的学习成果,这种教学 理念在高等教育课程建设中已有所应用,并取得了显著的 成绩[3-4]｡ PBL(Problembasedlearning)则强调以问题为核 心驱动,引导学生围绕具体工程问题进行思考讨论,加强 理论知识与工程实践的联系,这种教学理念与实践型课程 的要求高度契合[5-6]｡ 将 OBE 理念与PBL教学法有机融 合[7],不仅能够极大地激发学生的学习主动性,更能有效 促进学生将理论知识与工程实践相结合,提升其解决工程 实际问题的能力｡ 本文正是基于这一理念,对装配式建筑 设计课程进行了教学改革探索,旨在实现课程理论知识与 工程实践的深度融合,从而培养出能够适应装配式建筑行 业快速发展的创新实践型人才｡

一、OBE+PBL混合教学模式

OBE 是以学习成果为核心驱动的逆向教学理念,强调 “以学生为中心,以成果为导向”,要求课程的教学设计､教 学内容､教学方法以及教学评价都紧密围绕学生的学习成 果展开,配合多元化的考核指标体系,确保学生能够达成 既定的学习目标｡ PBL则是以问题为核心驱动的教学模 式,让学生围绕实际工程项目中的复杂问题或挑战,通过 主动探究､团队合作和创造性思考来解决问题,从而深入 学习并应用相关知识技能｡

融合OBE与PBL理念,构建“课—练—践—设”多维 贯通式教学模式,实现课程教学由“内容为本､教师中心” 向“学生为本､学生中心”的转变｡ 首先,根据OBE理念设 定明确的课程目标,包括知识､能力和价值目标,构建全过 程､多元素的课程考核体系;然后,利用PBL引导学生围绕 实际工程问题展开学习,通过解决实际工程问题掌握课程 知识,培养学生理论联系实际的能力,提升学生团队协作 能力和创新能力｡

二、学情分析与教学现状

(一)课程背景及特点

装配式建筑结构具有生产效率高､环境友好､建设周期短等优点,是我国建筑工业化转型升级的必经之路,预 计至2025年,装配式建筑面积将占新建建筑的30%以上, 展现出强大的市场潜力和广阔的发展前景｡ 在此背景下, 为紧跟时代步伐,培养适应未来建筑行业需求的复合型人 才,笔者所在院系于2021 年开设了“装配式建筑结构设 计”课程,该课程涵盖装配式结构体系､结构设计､预制构 件及节点构造､生产施工､质量控制等教学内容[8]｡ 此外, 还配套开设了BIM“装配式建筑结构设计”课程,让学生掌握在智能建造时代背景下至关重要的BIM技术,实现设 计､施工､管理等多环节的数字化､智能化转型,提升学生 的综合竞争力[9-10]｡ 该课程综合性较强,涉及了结构设计 原理､施工技术､BIM建模等内容,对学生灵活应用专业知 识解决实际工程问题的要求较高,是一门高度实践导向的 课程｡

(二)学情分析

该课程为面向土木工程专业三年级本科生的选修课, 大部分学生具备了课程所需的结构力学､混凝土设计原 理､钢结构设计原理等专业基础知识｡ 学生的选课动机明 确,体现了对专业知识拓宽与技能提升的渴望,但部分学 生在学习过程中表现出一定的依赖性,缺乏主动探索与深 入钻研的动力,倾向于被动接受知识的灌输｡ 此外,学生 在理论知识的掌握上虽有所成,但往往难以跨越理论与实 践之间的鸿沟,工程认知能力尚显不足,理论联系实际的 实践能力亟待加强｡

(三)教学现状分析

装配式建筑结构作为一门高度实践导向的学科,目前 课堂教学主要采用“书斋式”模式,偏于理论知识的灌输, 涉及工程案例融入课堂的教学环节较少,造成学生在关键 领域如预制构件设计､节点选型构造､生产流程管理等方 面缺乏直观感知,学生普遍反映知识点枯燥晦涩,难以调 动学习积极性;与此同时,传统的“期末考试+平时成绩” 的考核模式往往过于依赖标准化测试来评判学生的知识 掌握程度,而忽视了对学生综合能力､创新思维､实践技能 及学习态度的全过程多元化考察,难以全面准确评估学生 对知识点的掌握情况及应用知识解决实际工程问题的 能力｡

三、OBE+PBL模式下课程教学设计

(一)基于OBE理念的课程目标

基于OBE理念对课程教学内容､教学目标及考核方 式进行优化重构,突出“以学生为中心,以成果为导向”,强 调学生知识体系､技能水平､情感价值的多元化发展｡ 为 此,构建了涵盖知识目标､能力目标､价值目标的多层次教 学目标体系,以此对教学内容进行制定｡

(1)知识目标,重点要求学生掌握装配式建筑结构体 系分类､结构设计方法及其在实际工程的应用,形成“装配 式建筑结构设计”理论知识结构体系,为后续应用理论知 识解决工程问题奠定基础｡ 据此设置如下教学内容:了解 装配式混凝土框架结构典型体系及其节点连接技术;掌握 装配式结构设计基本规定､构件拆分原则及构造要求;掌 握柱—柱及梁—柱的节点连接形式及构造要求;了解预制 构件制作､施工安全及质量控制要求｡ 该部分教学内容以 授课､小组讨论､课后作业为主,配合学生实践调研为辅, 达到理论知识与工程实践紧密结合的初衷｡

(2)能力目标,重点要求学生具备分析和解决复杂工 程应用问题的能力,掌握基于BIM技术的装配式建筑设计 技能,据此设置如下教学内容:具备独立完成装配式混凝 土框架结构设计的能力;掌握BIM在装配式建筑设计中的 应用技术;具备分析和解决装配式建筑结构工程应用难题 的能力｡ 该部分教学内容以案例分析､大作业､汇报答辩 展开,鼓励学生展开实践调研工作,挖掘装配式建筑工程 设计及施工难点痛点,通过团队协作,应用课本知识解决 工程难题并进行课题汇报,在提升学生应用理论知识解决 工程实践问题能力的同时,也提升其团队协作及综合表达 能力｡

(3)价值目标,重点引导学生感知装配式结构体系多 元魅力,直面行业“卡脖子”技术挑战,并深刻理解工程安 全重要性,培养学生的社会责任感和大国工匠的卓越品 质｡ 据此设置如下教学内容:剖析装配式结构工程事故案 例､探讨装配式结构设计施工难点与痛点｡ 该部分教学内 容以课堂讨论为纽带,鼓励学生积极发言,分享见解,形成 思维的碰撞与融合,同时,结合实地考察､企业调研等实践 活动,让学生亲身体验装配式结构的应用现状,感受技术 创新对行业的推动作用,进一步加深对专业知识的理解与 热爱｡

(二)PBL 模式下课程教学过程设计

基于PBL理念,以工程问题和项目为导向驱动授课全 过程,结合教学内容与课程目标形式如下图所示的“课— 练—践—设”多维贯通式教学模式｡ 强化学生主动探索与 解决问题的能力,促进理论知识向实践技能的有效转化, 培养学生解决复杂工程问题的综合能力与创新能力｡

“课—练—践—设”贯通教学模式图

“课”为课堂理论内容教学｡ 聚焦于装配式建筑结构 的基本规定､基本要求和基本原理等理论知识,抓住理论 主线进行讲授,并融入典型工程问题作为教学引子,引导 学生带着实际问题的视角理解理论知识,以工程问题和项 目激发学生求知欲,开拓并强化其高阶思维能力和高效掌 握课堂知识的能力｡ 例如,在讲授节点选型基本原理时, 以工程中频发的柱—柱浆锚连接易失效现象驱动教学过程,在讲授完节点连接形式､构造要求､承载力计算公式等 理论知识后,要求学生以小组讨论方式用课堂知识提出该 工程难题的解决方案｡ 此过程不仅锻炼了学生的团队协 作能力,更强化其将理论知识转化为解决实际问题的能 力,实现知识吸收与实践应用的无缝对接｡

“练”为课后作业及实践调研｡ 每堂课后布置作业以 加深学生对理论知识点的理解和记忆,精准评估学生的课 程目标达成度｡ 同时,不定期穿插布置实践调研任务,鼓 励学生利用多媒体网络资源,并结合实地考察等多元化手 段,强化吸收装配式结构体系､构件､节点及生产安装等实 践性较强的知识,避免学生对课程知识的“空想型”吸收, 引导他们在实践中学习､在学习中实践,构建起理论与实 践相结合的知识体系｡

“践”为工程实习参观｡ 笔者所在院系为大三本科生 开设了生产实习课程,安排了一周时间进行建筑工程施工 参观实习,在此过程中,学生直面感受装配式建筑结构构 件､节点的构造､安装施工方法,聆听工程师们对技术难题 的独到见解与解决方案｡ 通过亲身体验,学生不仅能加深 对专业知识的理解与掌握,更激发学生的创新思维与行业 热情,促使他们在实地观察中发现问题､思考问题,进而探 索可能的改进与优化方案,激励他们在未来的道路上不断 前行,追求卓越｡

“设”为BIM装配式课程设计｡ 课程最后要求学生完 成课程设计,任务来源于历届江苏省“构力杯”高校BIM 装配式设计大赛,将“以赛促学”的教育理念融入教学实践 之中,旨在通过模拟真实竞赛环境,激发学生的创新思维 与团队协作精神｡ 学生运用所学BIM技术和装配式建筑 结构理论知识,从概念构思到方案细化,再到模型构建与 优化,全程亲历装配式建筑设计过程｡ 在此过程中,学生 不仅能够深刻理解BIM技术如何赋能装配式建筑领域,提 升设计效率与质量,还能够积累宝贵的实践经验,为未来 职业生涯奠定坚实的基础｡

通过上述PBL理念下的“课—练—践—设”多维贯通 式教学模式,学生能够系统而深入地构建起装配式建筑结 构的坚实理论知识框架,亦能通过工程实践参观､课程设 计,强化应用理论知识解决实际工程问题的能力｡ 这一教 学模式促进了理论知识与工程实践的深度融合,为学生未 来职业生涯奠定了坚实的实践基础｡

(三)多元化考核体系

传统的“期末考试+平时成绩”评估模式,在全面描绘 学生学习过程中的知识构建轨迹､问题解决技能及创新思 维能力的展现方面显得力不从心,难以全面而深刻地反映 学生课程学习的深度与广度及其知识应用能力的全貌｡ 鉴于此,笔者紧密围绕课程目标体系,精心构建了一套全 方位､多维度的考核评价体系,如右表所示｡ 该体系创新性地划分为三大核心模块:课程参与度､理论知识与实践 应用能力､综合考核｡ 其中,课程参与度考核能够检验学 生对课堂知识的掌握程度,调动学生的学习积极性,也在 一定程度上起到了考勤的作用;理论知识及应用能力考核 除了要求学生高质量完成课后作业外,还要求学生完成工 程实践调研及课程设计报告,将理论知识与实际问题解决 紧密结合,显著提升其将抽象知识转化为解决实际工程问 题的能力;综合考核以期末试卷考试为载体,聚焦于装配 式建筑结构体系､结构设计基本原理及规范､预制构件与 节点构造､生产施工等核心知识体系,旨在全面检验学生 对课程核心内容的掌握程度与综合运用能力｡ 这一多元 化考核方案,不仅弥补了传统考核模式的不足,更促进了 学生综合素质的全面发展,为全面客观评价学生学习成效 提供了有力支撑｡

四、结语

35% “装配式建筑结构设计”课程是一门理论知识与实践工 程紧密结合的专业课程,但传统的教学模式偏重理论知识 的灌输而忽略工程实践的融入,难以调动学生学习积极性, 更阻碍了学生理论联系实践及解决工程问题能力的发展｡ 本研究积极探索OBE理念下融入PBL模式的教改路径,构 建了涵盖知识目标､能力目标､价值目标的多层次教学目标 体系,创新提出了“课—练—践—设”多维贯通式教学模式, 不仅为学生搭建起装配式建筑结构的坚实理论知识框架, 更通过工程实践参观､课程设计等实践环节,强化学生应用 理论知识解决实际工程问题的能力｡ 探索全过程､多元化 考核体系,不仅深刻地反映学生课程学习的深度与广度及 其知识应用能力的全貌,而且能够调动和提升学生的学习 积极性､自主学习能力｡ 所探索的课程教学模式实现了理 论知识与工程实践的深度融合,对培养既具扎实理论基础 又具卓越实践能力的创新型科技人才具有重要价值｡

参考文献:

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基金资助:国家自然科学基金青年基金项目“反复荷载下输电铁塔热镀锌构件的锌层断裂剥离机制及对策研究”(52408182); 江苏省自然科学基金青年基金项目“中低速磁浮轨-桥系统震致损伤对列车行车安全的影响机理”(BK20230325);

文章来源:黄凤华.OBE理念下融入PBL模式的“装配式建筑结构设计”课程教学改革[J].科技风,2025,(03):49-52.