基于土木工程专业能力培养的逆向式案例教学法
来源：UC论文网2017-01-08 09:31
摘要：
基于土木工程专业能力培养的逆向式案例教学法 依据培养目标，制定详细的教学方案是现阶段高等教育不同专业的课程教学中常用的知识传授方式。我国现有高等院校不同专业的培养方
基于土木工程专业能力培养的逆向式案例教学法
依据培养目标，制定详细的教学方案是现阶段高等教育不同专业的课程教学中常用的知识传授方式。我国现有高等院校不同专业的培养方案，对受教方的未来的人才类型进行了设定。土木工程专业是一个实践性很强的专业，它对学生未来的人才模式定位在应用型工程师，即掌握本学科基本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。对人才的培养离不开对知识的传输，知识传输的方式和方法应该根据培养目标进行不断的修订。教学方法作为连接教师和学生的桥梁，在完成既定培养目标的过程中具有非常重要的作用。因此有必要就土木工程专业课程的教学方法进行探讨，在传统教学方法的基础上，通过改革和创新，提出一种基于案例教学的逆向式教学方法，实现一种高效的教学模式。
一、以实践能力塑造为目标的人才培养模式
目前社会最关注土木工程专业学生的工程实践能力，社会的需求应是高校不同专业制定人才培养目标的首要考虑因素。土木工程作为一门实践性很强的学科，在学生的培养过程中，需要以社会需求为导向，以实际工程和技术为主要内容，完成学生工程意识培养和工程实践能力的塑造，实现高水平、应用型人才的培养。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，它的核心思想是以现代产品的构思、设计、实施和运作等这一全生命周期为载体，实现工程教育培养方案。土木工程专业实践性的特点决定了在CDIO教育模式中，应重点关注实施和运作，主要是培养学生工程思维能力、组织协调和工程技术应用能力，这也符合应用型人才的培养目标。在实现这一目标的过程中，教学方法作为教师和学生之间传递知识信息的有效途径，便显得非常重要。教师具有的专业知识和实践技能还需要借助良好的传输模式才能为学生所掌握，并在此基础上实现融会贯通，最终实现应用型人才的培养目标。高等院校的课程设置一般以知识的层次推进为模式，通常分为公共课、专业基础课、专业课，以及相应的实践环节。公共课和专业基础课可以作为理论知识储备的需要，真正培养和锻炼学生工程应用和实践能力的是核心专业课程。因此，对土木工程专业核心课程的教学方法的研究，是一个非常值得研究的课题，具有积极的实践意义。
二、教学方法的发展
土木工程专业中传统的教学方法和授课方式，一般来说是任课教师做好课程教学中的所有准备，包括理论知识和实践环节以及作业安排等，然后在课堂进行面对面的讲授。在整个上课期间，学生作为受教方，以倾听教师的讲解为主要的知识获取方式。这种授课方式的缺点是学生和教师之间缺乏及时的双向的信息交流，学生相对来讲是被动地听，被动地学，授课效果不太理想。教师对学生获取的知识水平的掌握，主要依靠学生提交的课后作业习题和期末考试为主。同时教师多注重理论知识的传授，忽视理论知识与实践能力培养的有机结合。合理的教学方式是在培养学生较好地掌握基础理论和专业知识的同时，注重对解决土木工程实际问题的能力的培养，为了做到这一点就必须改进完善传统的教学方法与教学手段。通过教学方法的改革，引导学生积极参与教学过程，发挥学生学习的主动性、积极性，使学生在课堂教与学的互动过程中获得主动、积极投入的心理体验，并通过小组化的讨论和合作锻炼团队协作精神。
目前有利于培养学生应用能力的教学方法有互动式教学和开放式教学。互动式教学以互动为主，通常配备课堂提问、答疑、讨论、学生讲教师提问等灵活的方式，主要目的是使教学活动变得生动、高效，师生双方互相配合，取得良好的教学效果。开放式教学是通过将单一课堂教学活动扩展到学生的自学活动，自学活动可以进一步扩大到科学研究活动及社会实践活动，如带领学生参观建筑工地、参加工地建设、参加应用性的结构设计、举行课外作品竞赛活动等。此外，案例教学方法也被广泛的使用。案例教学法是一个教学活动过程，它的核心思想是通过教师提供的案例，由作为学习主体的学生进行针对具体案例的分析、研究和讨论，并对案例所涉及的理论知识进行消化吸收，对问题做出判断和决策，从而提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。案例教学具有传统教学方法不具备的直观、生动和趣味性的特点，因此学生也易于接受。同时授课教师可以利用形象、具体的案例来实现高效的教学效果。
三、基于能力培养的逆向式案例教学法
1.逆向案例教学法的核心思想。
逆向式案例教学法继承了案例教学法的特点，是在土木工程专业的拓宽应用。该教学法要求学生具有前期的知识储备，具有分析实际工程问题的能力。学生可以通过对某一个具体的工程实例的分析，以自身的知识积累进行工程实例的初步判别，抽取可能用到的理论知识，然后通过教师的讲解及沟通与讨论，修正原来认识上的偏差，在掌握理论知识的同时，提升分析问题和解决问题的能力。
逆向案例教学法执行的基础是学生具有先期的专业知识储备，先期的知识积累可以不完善，只需对所讲授内容有方向性的宏观认知，不需要细节上的深入。土木工程专业的核心课程通常有钢筋混凝土基本理论、土力学与基础工程等。本文分别以这两门核心课程为例，来说明逆向案例教学法的执行过程，核心思想是通过实际的工程问题形成理论知识模块，以问题为导向，逆推到所用的理论知识。
混凝土课程中经常遇到的工程问题是裂缝。在讲授过程中，任课教师先将学生以6人为一组进行分组，然后用幻灯片给学生展示混凝土裂缝的各种情况，并提出如下几个问题，什么是混凝土裂缝，为什么会产生裂缝，如何解决裂缝问题？这三个问题涵盖了这一工程现象的理论和实践两个层面的内容。设定讨论的时间，让每个学生都参与讨论，最终每组提交一份对这些问题的答案。在教师讲解之前，学生会在前期积累的知识储备中寻求答案，对问题的理解可能与教师讲解的内容具有偏差或者背离，但是学生在寻求答案的过程中对问题进行了积极的思考，即使理解上有错误，通过教师的讲解也会得到修正，并且因为前期的积极思考，使得在问题的解答上具有更深刻的印象，从而取得良好的学习效果。人们会通过网络或新闻媒介了解到某个城市在一段时间内出现了下沉现象，下沉量是通过先进的监测手段获取可靠的数据信息。城市的整体下沉就是一个工程实际问题，属于土力学与基础工程课程的重点内容。对这一工程实际的问题的讲授，也可以采用混凝土理论教学中的方法。通过分组，讨论和分析城市出现整体下沉的原因和对策，通过教师对相关理论的讲授，修正理解和认知中存在的误差，从而获取良好的教学效果。
四、逆向案例教学对教师和学生的要求
逆向案例教学法在具体实施过程中，需要学生和教师具备相应的条件。对于教师方面，需要从以下几点对实施逆向案例教学进行详实的准备工作。首先是尽心选择案例，选择的案例能够对课程形成固定的理论知识的模块，对其中所包含的理论知识具备逻辑上的连接性，充分了解学生在专业理论方面的认知层次，避免出现因为学生前期专业理论素养不足产生对问题解读的过大偏差现象。其次是对所准备的案例的形式和主题尽可能激发多数学生的求知欲，符合学生的期望和偏好，好的案例可以提高学生的学习兴趣和思考的积极性，减轻教师授课压力，提高教学质量和学习效果。最后，在进行基于案例的理论知识讲授时，教师要注重学生的组
对于学生方面，首先是对逆向案例教学的方式有准确的认识。了解这种方法与传统教学方法的区别和联系，能以一个积极的态度来面对。其次是在学习中要加强专业知识前后课程的内在衔接，高等学校的课程设置大多以梯次递进的形式来展开，不同的年级对应不同的专业认知层次，案例教学中经常会遇到己学过的内容，因此在学习专业基础课的时候就需要认真的理顺并掌握其中的理论知识点，对逆向案例教学法的实施打下坚实的基础。最后，学生在完成一门专业核心课程的学习以后，需要对本课程的案例教学方式作出评价，总结课程中案例的质量好坏，以便教师在后续学生的教学中修订案例，不断提升案例题材的广度和质量，更好的促进该教学方法的实施。
笔者对上海师范大学建筑工程学院土木工程专业专升本（业余）的学生使用了逆向案例教学法，在2009级和2010级的“土力学与基础工程”中实施，对总计50名学生的学习效果和对该方法的接受度上做了调查，结果表明超过80%的学生认可该方法的有效性。
五、结论
基于土木工程专业自身的专业特点，结合人才培养目标，本文在传统教学方法的基础上进行了改革，提出了逆向案例教学法。针对培养和锻炼学生工程应用和实践能力的核心专业课程的教学，使用逆向案例教学法提高学生的学习积极性和成就感，对教师方面的教学效果和学生方面的学习效果的都有所帮助。当然每一种教学方法都有其自身的局限性，逆向案例教学法作为一种有效的尝试，需要在实践中不断的积累经验，才能更好的促进这一方法的有效运用。
作者：梁本亮（上海师范大学建筑工程学院）
