逆向案例教學法在土木工程專業的研究

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摘要：高校土木工程專業的人才培養與社會發展密切聯系，為保證畢業生的能力與社會需求的一致，本文分析了CBE（CompetencyBasedEducation）培養理念在土木工程專業的內涵，確定了以CBE培養的理念為主旨的教學思想。結合土木工程專業課程的教學特點，探討了基于CBE理念的逆向案例教學法在土木工程專業的實施可行性，將該方法在兩門專業課中進行了實踐，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：土木工程；CBE；逆向案例教學

一CBE在土木工程專業教學的內涵

（一）CBE理念及其應用

CBE(CompetencyBasedEducation)是“以能力培養為中心的教學體系”，它強調的是對職業或崗位所需能力的確定、學習、掌握和運用[1]。CBE模式的教學目標以學生的各項專業能力為導向，強調學生的自我學習，并通過建立相應的能力評價指標對學習達成度進行評價，最大限度的提高學生的專業能力和綜合能力，使其適應社會發展需求。CBE在北美的應用對象主要是職業教育，但其能力本位的培養機制對的我國高等職業教育和本科教育改革均有積極的借鑒意義。邵欣[2]等采用CBE理念對“工業及機器人”實訓項目進行教學改革，達到了培養學生專業能力的目的。鐘欣[3]研究了CBE在高校體育教學中的應用，構建了以體育綜合能力為導向的培養體系。李穎[4]研究了以能力為導向的CBE背景下教師教育的課程改革，為教師教育提供了改革參考。張凱，李振春[5]探討了以“卓越工程師”為培養目標的能力本位培養機制。大多數現有的CBE應用研究結果均集中在職業教育領域，這與該理念的核心思想是一致的。但這并不代表CBE培養模式只適合于職業教育，深入分析現有研究結論可以發現，CBE的理念與本科教學中的能力培養目標結合，亦可以對本科的教學方法、教學體系起到指導作用。本文的研究目的就是將CBE的能力本位理念引入到土木工程本科教學中，以期達到提高本科畢業生畢業要求達成度的目的。

（二）土木工程專業的能力培養目標

根據《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[6]的指導性要求，土木工程專業培養的能力結構由6個方面組成，如表1所示。另外，根據2017版《全國高等學校土木工程專業評估（認證）文件》中的描述，土木工程專業的畢業要求包括12個方面，分別是工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。對比分析可以看出，評估（認證）中的12條畢業要求與專業指導規范中的能力要求含義基本一致。為了保證畢業生達到相應的畢業要求，必然要求在高校的教學體系中建立配套的能力培養機制。而CBE的培養理念正是以專業能力為導向，建立以培養學生能力為中心的教學體系。因此，采用該理念進行教學改革，對提升土木工程專業教學的教學效果，提高畢業生畢業能力要求的達成度有重要積極作用。

二逆向案例教學法

（一）逆向案例教學法的含義

逆向案例教學法以案例作為依托，以逆向教學的模式完成知識的傳授與學習。其中的案例教學環節在不同層次、專業的教學中已經獲得大量的認可，主旨是在較為枯燥生硬的知識點講解中穿插實踐案例，激發學生學習興趣，提高教學效果，其核心要領是將與實踐案例密切結合的理論知識點提煉出來，融入到教師精心準備的案例中去，使得學生能自然而然地接受知識并理解其應用。逆向教學法是與傳統的教學過程反向的一種教學模式。順向的教學過程通常是概念提出、定義、理論基礎、舉例說明、應用推廣幾個環節依次進行。而逆向教學法則反其道行之，從知識的應用出發，通過自主學習、提問、討論等方式逐步“倒推”所需的知識點，進而引申出重要概念的定義及原理，講授過程注重思維的啟發與互動，激發學生的探究精神，以達到鞏固教學效果，提高教學效率的目的。在逆向教學法的實施中，引入適當的案例教學，即成為逆向案例教學法。

（二）逆向案例教學法的應用

逆向教學法早期是在英語教學[7]中采用?？紤]到該方法分階段的特點，諸多學者將其推廣應用在體育[8,9]與醫學專業[10,11]的教學當中。除此之外，一些其他專業也采用了逆向教學法進行了教學改革[12-14]?，F有的研究結果表明，逆向教學法在提高學生學習興趣、縮短理論學習與實踐應用的過渡時間、提高學生綜合能力方面起到很大的積極作用。

（三）逆向案例法對于土木工程專業的適用性

根據前文的土木工程專業的能力培養目標要求可以看出，本專業的實踐應用性強，人才的培養與社會及工程領域的發展關系密切，這與逆向案例教學法的教學組織核心十分契合，同時，現有的眾多的研究基礎及實踐經驗為筆者提供了充分的參考，使得該方法在土木工程專業教學中具備足夠的可行性。綜上，筆者在對現有的教學改革研究成果進行深入分析后，擬以CBE理念作為教學改革的指導思想，以案例教學法作為教學方法，以逆向教學法作為教學模式進行土木工程專業的教學改革。

三課程教學改革實踐

以土木工程專業的基礎課《土木工程制圖》和專業基礎課《工程荷載與結構可靠度設計原理》兩門課程作為實踐對象，采用逆向案例教學法進行教學，達到CBE的培養目的。

（一）CBE培養目標

《土木工程制圖》課程屬于土木工程基礎課，授課對象是大一新生，要求的專業知識儲備少，教學目的重在培養基礎的讀圖、識圖能力，同時構建學生對專業研究對象的基本認識，對照表1中的能力要求，本課程的CBE目標主要是第2項工程表達與交流能力，兼顧第1項獲取知識與信息能力及其他能力。《工程荷載與結構可靠度設計原理》屬于土木工程專業基礎課，授課對象是大二下學期或大三的學生，學生已經具備一定的專業知識，能分析并解決土木工程的實踐問題。教學目的重在培養應用專業知識發現、解決工程問題的能力。對照表1中的能力要求，本課程主要目標是培養第1、4、5、6幾項能力，同時兼顧其他幾項能力。

（二）逆向案例教學設計

針對前述兩門課程，各自選取一個知識點進行實踐分析。《土木工程制圖》課程以“投影法”知識點為例，教學目標為掌握畫法幾何的正投影法則、培養工程表達、交流能力。采用CBE理念的逆向案例法進行教學，案例題目為“請繪制一素混凝土（混凝土標號C30，此信息在解答過程中給出）梁，尺寸300×200×3600mm；要求看圖的人能夠看懂并能準確制作出該梁。”教學設計如下：請2~3位同學在黑板完成，其他同學自行完成；通過提問黑板上的解答是否能達到要求進行檢驗；根據解答中的缺失信息或不準確信息引出投影的必要性與投影法則的要求，如一部分同學畫的“立體”圖，無法準確標注尺寸、題目最初未給出混凝土強度等問題，引出解決問題所需要的新知識與技術；根據分析結果建立投影體系與法則；定義中心投影與平行投影等概念；再次完成案例，掌握知識點，強調工程表達能力的重要性。

四結論

土木工程專業與建設領域的發展密切相關，當前的土木工程領域呈現信息化、綜合化、復雜化的趨勢，對土木工程專業人才的能力要求越來越高?！陡叩葘W校土木工程本科指導性專業規范》與《全國高等學校土木工程專業評估（認證）文件》對高校土木工程的畢業生提出了明確的畢業要求與能力培養目標。因此，以能力為本的教學理念、教學方法應該得到足夠的重視，通過本文的分析，確立了CBE培養的主旨及其在土木工程專業的內涵。同時，采用逆向案例教學法對具體的課程進行了教學模式的改革，得到了有價值的結論：（1）結合專業需求，明確專業能力培養目標，這是CBE培養理念的執行基礎；（2）明確專業課程的能力培養目標，并將其貫徹在課程的具體教學環節中，這是培養學生能力的重要執行環節；（3）無論是逆向案例教學還是傳統教學方法，均要謹記以培養目標為核心，一切為其服務。

作者：陳怡 黎新蓉 唐思遠 單位：桂林電子科技大學建筑與交通工程學院