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模块化课程视角下中美高校土木工程本科教育模式的比较

2021-05-04 126 上传者：管理员

摘要：从本院模块化课程建设和美国高校土木工程教育现状和特点入手，以土木工程材料模块化课程建设为切入点，比较中美两国在土木工程应用型本科教育方面的异同和具体运作，分析二者的体制特点。研究内容为模块化教学手段提供了全新的视点，为建筑类专业课程的教学模式创新提供参考。

关键词：
土木工程材料
工程应用
教学质量
教育模式
模块化课程
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1、引言

本校所实施的模块化课程改革，强调对学生实际应用能力的培养，体现在土木工程材料这门课程上，则需要着重培养学生的工程素质。

模块化教改本质上也是为了提高教学质量，从这点来说，我们也应该积极借鉴发达国家先进的高等工程教育经验，更好地提高模块化教学效果。通过在美国北亚利桑那大学（NAU）一个学期的进修和生活，笔者开阔了眼界，了解了美国大学的高等教育发展情况，从多方面了解考察了NAU具体的教学特色，对比之下，发现和我们的模块化教学有颇多相似之处，有了更多的思考和启发。

2、教学模式对比

2.1 理论教学

土木工程材料传统教学模式有一定的弊端，在模块课程教学进程中，理论教学重点关注两个方面，一是课堂上保持开放性思维，紧密联系工程实际。二是课堂上注重知识点的对比、类比和综合。

与模块化课程相类比，NAU土木类专业课程课堂教学具有以下特点。

(1) 课堂呈现的信息量大。每一节课，学生需要课前准备，以利于跟上教师的节奏。教师教学风格自由，在专业课阶段（level4-5）的小班教学，班级人数三十人左右，学生在课堂上允许思路活跃跳脱，在授课进程中，可以在不影响教学节奏的适当时机，提出自己的见解意见。例如，本人在NAU被安排对接指导的导师（mentor）之一S老师，当讲课讲到兴处，眉飞色舞，美式幽默金句层出不穷，引起阵阵哄笑，有一次，S老师自己的钱包和钥匙都作为了道具，扔给学生互动，具有较强的感染力，让人印象深刻。

课堂不仅是教师讲课的场所，也成了学生表现的舞台。NAU专业课小班教学绝大部分教室，学生的桌椅都是可以随意移动的，教室里除了讲台一侧（或两侧）悬挂幻灯片设备，其它的墙壁均是白板，方便用记号笔书写或粘贴纸条海报等，这样的配置是为了使学生能够快速自由地组成小组进行讨论，教师这时候不是站在讲台上，而是走到学生中参与讨论和答疑总结，课堂气氛十分热烈（图1）。其中还有专门的小组讨论课，学生间的合作也始终贯穿整个教学过程，家庭作业亦常以小组为单位来完成。

(2) 课程网络建设比较成熟。现代多媒体教学在国内外都已相当普及，但感觉NAU应用的更加充分。以BlackboardLearn作为平台载体（图2）,每个学生用自已的帐号登录NAU的网站，网站里每个学生有一个BlackboardLearn，每一学期选的所有课都会在myBlackboardLearn中出现，在平台上，每一位老师的第一节课，都会发布一个教学大纲（syllabus），内容包括：课程描述(CourseDescription)、课程目标(CourseObjectives)、教学方法(ContentPedagogy)、教学策略(InstructionalStrategies)、课程期望与要求，等等。再细化到教学方法和策略的具体内容又包括Discussion(largeandsmallgroup),Microteaching,Modelingofstrategies,Presentation/Lessonsharing,Criticalparticipation，等等。

为便于学生课后学习和复习，学生课堂来不及记的笔记、课堂没有消化融会贯通的内容，教师会在课后将课程全程录像、笔记内容、课外阅读材料、上课讨论内容等放在平台上，供学生自由阅读。平台上公布的内容，还有各课时授课内容计划、学期测试时间、大作业时间等，以便学生自习参考。

BlackboardLearn中教师可以和学生互动，课前需要预习的资料或者课后作业可以通过这个系统提交，教师讲的内容基本上都能在这里体现。

2.2 实验教学环节

土木工程材料传统的实验教学，大都只能够开展水泥、混凝土等主要材料的基础实验，仅仅起到一个增强动手能力和巩固课堂所学基础知识的作用。

而模块化实验教学的基本思路是要确立以学生为中心，由“本实验课需要做哪些基本实验操作”转变为“本实验操作能使学生得到哪些工程应用能力的锻炼”。

NAU对学生实操应用能力培养更加重视。采取工程实习相结合的方式开展，学生在校期间有数次参与一线的工程实践机会，每次时间长短不等，长周期的可达4个月。国内中外合作办学院校如昆山杜克、上海纽约大学以及重庆大学的UC联合学院等都沿用这种模式，受到内地学生的重视和欢迎。

NAU很多老师都在自建专属的实验室里开展专业实验，类似于我们非常看重的“真题真做”，老师横向纵向项目多，科研经费充足，S老师的研究方向是trafficsignal,vehicledetection,&safety,2010年担任assistantprofessor,2014年晋升associateprofessor,2018年获得professor终身教职，科研促教学做得充分（表1）也是他升迁较快的原因之一。

2.3 学生自主学习

土木工程材料模块课程中，专门设置了专题训练环节，例如“红外热像仪检测外墙外保温热工缺陷”小组，先熟悉理论内容，了解节能墙体，再就地取材，选取上课所在教学楼为研究对象，通过现场实测、数据处理、结果分析等，编写实验报告，提出修缮的建设性意见。这样颇具现实意义的过程，体现了理论、实验、实践的无缝结合。

NAU强调根据实际需要运用不同的教学方法，不追求知识体系的完整呈现，也不需要面面俱到，把重点放在如何更好地启发学生、引发思考上，这在实践效果上起到了强制性培养学生自主学习能力的作用。

除上课外，来自世界各地的学生有机会参加实践活动。学校拥有超过145个学生俱乐部和组织以供学生参加。学校鼓励大学生们勇于探索，献身研究事业，尽可能地撰写优秀的学术论文，参加实践，去海外学习，参加各种不同的领域的志愿者工作。

以上绝大部分自主学习活动均算学分，保证了自主学习和素质锻炼的开展。

3、评价体系与过程考核

如果学习成绩衡量仅凭期末的一纸试卷，量化指标显得过于直接单一。对土木工程类专业课来说，思维僵化的学习方式对应期末机械刻板的试题测评，十分不符合实际工程的灵活处理要求，即便考试取得高分，也很难说获得了好的效果。而模块化课程教学则强调要把目标控制转变为过程控制，期末考试成绩占比40%或50%，其余是平时的过程考核成绩。

那么再来看一下NAU的成绩考核标准。

NAU老师设定的评分标准每门课有所差异，但基本思想也都是期末考试加过程考核，虽然最终成绩评定是五分制（ABCDF），但老师们中间计分基本都是按100分或1000分计算，成绩评定也是十分的细致严谨且公平；学生的过程成绩在myBlackboardLearn中从学期开始到结束同步显示，每个学生随时能够看到进度分数，以便能够及时补缺补差。

以H老师为例，他上GISAPPLIC-ATIONSFORENGINEERINGANDC-ONSTRUCTION课程，一学期下来，总共测验近20次，其中大约10次是在课堂上完成，另一半在课下完成，每次15分，1000分的量化分值里占比30%，在NAU土木工程、建筑管理与环境工程学部里，其他老师大都有大致相同的做法思路。H老师过程考核中的作业环节，控制也比较严格，上GEOTECHNICALENGINEERINGII，仅仅一幅CAD制图涉嫌抄袭，取证后即取消了该学生本课程的学分资格。

4、老师评价与任务

专业素养是一个长期累积的过程，模块化教学强调过程控制，需要师生的共同努力。

在本模块化的实践过程中，经过对模块课程持续不断的打磨和精雕细琢，使教师对授课内容理解更加清晰和深入，和学生共同参与工程实践和科研项目，从理论和实践两方面提高了教师自身的综合业务能力。

相比较而言，NAU老师更加勤勉。NAU实行全球招聘，且推行“非升即走”的聘任原则，跟大多数美国大学类似，NAU有各种年度评估，包含教学水平与教学效果评估、科研水平及成果评估、行政服务以及社会服务评估等。

评估的具体操作方式有自我鉴定、系主任约谈和学生打分：每位教师均需自评，详述全年工作回顾和来年工作规划；老师均需要有与系主任（院长）的面谈；关于学生评估，笔者详细阅读了其专业课学生的“Onlineteachingevaluation”，与我们的网上评教系统相似，但NAU所设计的问题更加深入具体，学生的参与积极性更高，学生留言中有更多的评价、感悟、建议等等。

NAU老师尽心尽力做三大任务即教学（Teaching）、科研（Research）和服务（Services）。

H老师上课任务繁重，他2018秋季课程有MECHANICSOFMATERIALS等四门，2019春季课程有GEOTECHNICALENGINEERINGII等四门，每门专业课都在30学时以上；我查阅了S老师的个人主页，他2015-2017三年间发表论文共11篇；Services方面同样包含很多任务，比如在每年暑假6月至8月的夏季课程(SummerSchool，有额外报酬)，每周还有教师与学生面谈时间(officehour)。

5、结语

土木工程类专业学生强调工程素质和工程伦理的培养，我国教育部推行的“卓越工程师教育培养计划”，其目标之一是达到ABET(AccreditationBoardforEngineeringandTechnology）的认证标准。无论是应用型本科教育的模块化教改，还是国外相对应的教育模式，其最终目标殊途同归，都是要践行“回归工程、服务社会”的工程教育理念与使命。

参考文献：

[1]汪洋,张劲松,王艳丽.《土木工程材料》模块化课程构建与实践[J].赤峰学院学报,2019,(8):49-51.

[2]李炎锋,杜修力.从中美土木工程教育对比探讨土木工程专业国际化办学思路[J].中国科技信息,2013(05):116-117.

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汪洋,杨林威,钱莉,胡晓语.从模块化课程视角比较中美高校土木工程本科教育模式[J].安徽建筑,2021,28(04):120-121+126.