雷進生+劉章軍+郭永成+張京穗

摘要：現(xiàn)代教育技術(shù)為土木工程課程體系融合和優(yōu)化提供了改革平臺。認(rèn)識課程間知識點的關(guān)聯(lián)和邏輯關(guān)系，按照積件設(shè)計思想，構(gòu)建以知識點為主線的教學(xué)資源，開展土木工程課程體系整合構(gòu)想與教學(xué)設(shè)計。借助網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺和建筑工程三維實訓(xùn)教學(xué)平臺構(gòu)建和實習(xí)基地建設(shè)，通過專業(yè)課程集成和體系優(yōu)化，推動土木工程專業(yè)課程的立體化教學(xué)體系改革和個性化的微型自主學(xué)習(xí)策略。

關(guān)鍵詞：土木工程；知識點；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；課程體系；積件設(shè)計

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0092-02

卓越土木工程師創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃提出，要建立以創(chuàng)新能力為核心的人才培養(yǎng)模式，改革課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn)，加強實踐教學(xué)及能力培養(yǎng)方式等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。理解知識的認(rèn)識過程，利用信息技術(shù)和計算機輔助手段，梳理課程內(nèi)和課程間知識點的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建立體化教學(xué)體系，是教育工作者面臨的一項重要任務(wù)。基于積件設(shè)計思想加強網(wǎng)絡(luò)課程教育平臺、三維實訓(xùn)教學(xué)平臺構(gòu)建和實習(xí)基地建設(shè)，推動課程群優(yōu)化與教學(xué)資源開發(fā)，有利于推動立體化教學(xué)研究與改革。

一、專業(yè)知識體系與積件化設(shè)計思想

課程知識的教學(xué)過程可分解成知識點單元的過渡和復(fù)合進程，這種過渡在時間維度上是單向的，在知識體系的結(jié)構(gòu)空間上是縱橫交錯的。課程間知識點存在交叉和關(guān)聯(lián)，利用知識點關(guān)聯(lián)和邏輯關(guān)系在課程間建立思維和實踐上的聯(lián)系，構(gòu)建完整的專業(yè)知識體系，可使專業(yè)課的課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)平臺更加完善、流暢，對專業(yè)課的理解更趨本質(zhì)化。積件是根據(jù)教學(xué)需要組合運用的教學(xué)信息和教學(xué)處理策略庫與工作平臺[1]。積件庫是教學(xué)資料和表達方式的集合，包括多媒體教學(xué)資料庫、微教學(xué)單元庫、網(wǎng)上環(huán)境積件資料庫、資源呈現(xiàn)方式庫、教與學(xué)策略庫等。積件化的學(xué)習(xí)平臺借助于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，以積件作為起點，通過導(dǎo)航關(guān)系組成千變?nèi)f化的學(xué)習(xí)路徑。積件設(shè)計思想就是將課程知識內(nèi)容分解成許多標(biāo)準(zhǔn)知識點（積件，相當(dāng)于玩具積木），成為教學(xué)資源庫的組成部分。一個標(biāo)準(zhǔn)積件就是一個標(biāo)準(zhǔn)知識點，是同時包含知識呈現(xiàn)方式、學(xué)習(xí)練習(xí)及相關(guān)知識鏈的完整教學(xué)單元。將標(biāo)準(zhǔn)知識點按積件方式設(shè)計，以一定的順序連接，就成為課程，遵從一定規(guī)則組合就形成課程體系。將這些知識點以積件方式組合成一系列課程，或通過知識點之間的網(wǎng)狀關(guān)系來學(xué)習(xí)專業(yè)體系，可擺脫單一課程或具體教材的限制。

二、土木工程課程體系整合構(gòu)想與教學(xué)設(shè)計

1.重視知識點的歸類與邏輯關(guān)系融合。研究專業(yè)課程和課程之間知識點的聯(lián)系，根據(jù)其類型、性質(zhì)和特征進行總結(jié)歸類，把握知識點乃至知識鏈的構(gòu)成，進而指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計，可有效提高教學(xué)質(zhì)量。李國強等[2]考慮知識類型提出了結(jié)構(gòu)工程課程體系六大模塊，包括結(jié)構(gòu)分析、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則、結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理、結(jié)構(gòu)工程設(shè)計、結(jié)構(gòu)試驗與測試、結(jié)構(gòu)工程施工。按模塊分類整合可達到課程體系整體優(yōu)化的目的，又能構(gòu)成較寬的結(jié)構(gòu)設(shè)計知識平臺。把專業(yè)課程體系作為一個系統(tǒng)來研究，探索課程體系中知識點的邏輯關(guān)聯(lián)，完整地把握課程的研究方法，不斷進行小范圍的知識貫通、融合和相互滲透，可有效引導(dǎo)學(xué)生理清課程體系中理論間的脈絡(luò)，理解課程和專業(yè)知識體系的層次結(jié)構(gòu)鍛煉邏輯思維能力與綜合分析能力，使學(xué)生越學(xué)越有興趣。如可以所在教學(xué)樓為鋼筋混凝土剛架結(jié)構(gòu)引入剛架、排架和桁架的概念，門窗過梁可簡化成簡支梁等為例引入，鋼屋架的焊接、木屋架的榫接以及現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋架，當(dāng)彎矩和剪力較小時，常簡化為光滑圓柱鉸，桿件簡化為鏈桿，屋架則抽象為理想桁架。這也正是不同課程間知識點的關(guān)聯(lián)和邏輯關(guān)系。利用知識點之間的聯(lián)系建立課程內(nèi)容鏈接，可以更好地使學(xué)生認(rèn)識知識體系架構(gòu)。創(chuàng)新思維教育過程中，通過知識點的聯(lián)系更可發(fā)現(xiàn)思維的創(chuàng)新點。

2.構(gòu)建以知識點為主線的教學(xué)資源。基于積件設(shè)計思想進行課程體系融合設(shè)計，要在教學(xué)資源（課件、網(wǎng)絡(luò)）建設(shè)過程中站在專業(yè)角度而不是課程角度，確定知識點的各種特性和關(guān)聯(lián)關(guān)系，合理分解和規(guī)劃知識點，并按照對專業(yè)體系的理解和教學(xué)設(shè)計來構(gòu)建知識點之間的邏輯關(guān)系。在土木工程施工模塊教學(xué)過程中，在施工問題講解中多引入結(jié)構(gòu)設(shè)計思想和力學(xué)概念，可讓面向施工企業(yè)去向的學(xué)生同樣感覺到力學(xué)和專業(yè)在工程施工技術(shù)中的重要性。而圍繞多次超靜定框架體系的求解、無剪力分配法、塑性鉸等力學(xué)專題，可以看成是涉及多門課程關(guān)聯(lián)的知識點重組的教學(xué)過程和方法。以標(biāo)準(zhǔn)知識點為單元，按積件方式建立積件庫，教師仍可按自己的教學(xué)安排組織和生成有個人特色的課件。每個知識點反映典型的相關(guān)內(nèi)容，各個知識點相對獨立，并對不同課程具有通用性。

3.深化課程知識鏈的關(guān)聯(lián)與重組。同一個知識點可具有不同的存在狀態(tài)，既可進一步細分，又可被包含在一個容量更大的知識點中。力學(xué)類課程和后續(xù)專業(yè)課程有重要關(guān)聯(lián)和銜接關(guān)系，如“土木工程材料”、“混凝土結(jié)構(gòu)原理”和“鋼結(jié)構(gòu)”等課程都涉及材料力學(xué)性能，“鋼結(jié)構(gòu)”和“材料力學(xué)”課程都涉及截面幾何性質(zhì)部分，“基礎(chǔ)力學(xué)”課程中連接件計算、壓桿穩(wěn)定計算等專業(yè)內(nèi)容“鋼結(jié)構(gòu)”課程仍有涉及，結(jié)構(gòu)動力計算部分是后續(xù)“工程結(jié)構(gòu)抗震”課程教學(xué)的重要鋪墊。教學(xué)上應(yīng)避免內(nèi)容重復(fù)講授或知識點的缺位，更應(yīng)基于積件思想注重知識再現(xiàn)、重組和深化?，F(xiàn)在諸如三峽大學(xué)求索學(xué)堂等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺都是以知識點為中心來組織網(wǎng)絡(luò)課程素材的。一個知識點除呈現(xiàn)其文字材料外，還能呈現(xiàn)該知識點與前驅(qū)和后繼知識點鏈接，學(xué)生可快速查看相關(guān)知識點以及其重要程度、要求掌握程度、幫助理解該知識點的例題和多媒體課件（可包含動畫、視頻、音頻等）。深入研究課程群間知識點的聯(lián)系，進行課程的整合和關(guān)聯(lián)知識重組，有助于幫助學(xué)生形成完整的專業(yè)知識鏈條和知識樹結(jié)構(gòu)。基于知識點的教學(xué)資源庫建設(shè)，可為資源重復(fù)利用和擴展帶來極大的靈活性，為不同教師從開放的積件庫中選擇資源或按積件化模式共享教學(xué)資源提供便利。但目前網(wǎng)絡(luò)課程平臺并不能幫助專業(yè)教師實現(xiàn)課程間的關(guān)聯(lián)和重組。目前一些針對建筑工程專業(yè)實訓(xùn)課程開發(fā)的商業(yè)仿真軟件，運用現(xiàn)代多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等手段多渠道多方法地創(chuàng)設(shè)出生動活潑的教學(xué)情景?；诰唧w建筑工程仿真，在理論課程和實習(xí)實踐、在校學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作間搭設(shè)互通立交橋梁，更可以具體工程為背景，以建筑施工為主線，串聯(lián)土木工程材料、地基與基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計等多門主干課程的諸多知識點，為土木工程專業(yè)課程關(guān)聯(lián)與重組提供教學(xué)新思路。endprint

4.建立以積件設(shè)計思想的專業(yè)課程集成與立體化教學(xué)體系。伴隨著教學(xué)藝術(shù)的發(fā)揮和教學(xué)理念的探索，現(xiàn)代教學(xué)媒體的應(yīng)用為教學(xué)手段改革提供了突破口。教學(xué)媒體從視聽教育、計算機輔助教學(xué)到多媒體計算機輔助教學(xué)課件的演變過程，標(biāo)志著人們對計算機輔助教學(xué)的認(rèn)識上升到一個新的階段。傳統(tǒng)課件固化了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略和知識的呈現(xiàn)方式，素材數(shù)據(jù)的重復(fù)利用率和數(shù)據(jù)共享率不高，學(xué)生的參與度也較低。以知識點的表示、管理和利用為基礎(chǔ)的課程建設(shè)是今后數(shù)字化教學(xué)的主要方向。基于知識點關(guān)聯(lián)的土木工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺其實就是積件化的設(shè)計思想和網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，這需要有網(wǎng)狀的教學(xué)軟件與其相適應(yīng)。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)推導(dǎo)出教學(xué)中的共性問題，可引導(dǎo)教師改進教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主地進行個性化學(xué)習(xí)?；诜e件設(shè)計思想的課程體系改革，可促進課程體系的融合和優(yōu)化和立體化教學(xué)體系的建立。

5.探索積件設(shè)計的微型學(xué)習(xí)策略。按照積件設(shè)計思想建設(shè)開放式教學(xué)資源平臺，符合以學(xué)生為中心的教學(xué)理論的發(fā)展，有助于學(xué)生自己選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)策略?；谡n程知識點關(guān)聯(lián)和積件設(shè)計思想來設(shè)計實用、短小、微型的標(biāo)準(zhǔn)知識點進行課程內(nèi)容組塊，由簡到繁、由易到難、循序漸進、再到創(chuàng)新提高的學(xué)習(xí)資源設(shè)計符合人才培養(yǎng)規(guī)律，便于學(xué)生對專業(yè)知識體系的掌握。利用基于知識點關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行學(xué)習(xí)，具有人機交互性、學(xué)習(xí)的便利性和靈活性。教學(xué)平臺導(dǎo)學(xué)功能應(yīng)體現(xiàn)在兩個方面：一是通過知識點邏輯關(guān)系和基于知識點的結(jié)構(gòu)鏈接，學(xué)生可以確定自己學(xué)習(xí)順序和掌握情況，二是對知識點關(guān)聯(lián)度密切的前驅(qū)專業(yè)知識點進行復(fù)習(xí)和鞏固。

6.核心知識點與實時實習(xí)模式。基于積件設(shè)計思想的課程整合同樣可適用于實踐教學(xué)。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)可按知識點進行學(xué)習(xí)和跟蹤考核，以學(xué)習(xí)的核心知識點進行歸納梳理，實施以核心知識點為主的彈性小學(xué)分制和實時實習(xí)模式[3]。通過豐富專業(yè)教學(xué)資源，完善實習(xí)指導(dǎo)手冊，采用多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實訓(xùn)課程、求索學(xué)堂等現(xiàn)代化教學(xué)手段，建立以工程照片、視頻資料為主的實習(xí)資料庫和實習(xí)基地建設(shè)，使學(xué)生全階段不間斷地進行實踐教學(xué)，實現(xiàn)與理論教學(xué)全過程同步的“實習(xí)”，實現(xiàn)理論課程（課本）—電子視聽和仿真資源（視頻、軟件）—工地實踐（實物）三者的有機互聯(lián)，強化理論與實踐的相互滲透和反復(fù)交替過程，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)實現(xiàn)無縫實時銜接，學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)系統(tǒng)化、完整化，構(gòu)建立體化教學(xué)體系。

土木工程專業(yè)課程體系改革探索是一項龐大的系統(tǒng)工程，牽扯到方方面面的改革。結(jié)合土木工程專業(yè)課程體系特點，在保證課程體系連貫性和知識教育循序漸進基礎(chǔ)上，基于以知識點邏輯關(guān)系為基線的積件化設(shè)計思想，進行網(wǎng)絡(luò)課程教育平臺構(gòu)建和知識點庫建設(shè)的專業(yè)教學(xué)資源開發(fā)，推動課程整合和知識融合優(yōu)化，建立立體化教學(xué)體系。

參考文獻：

[1]余勝泉，楊現(xiàn)民.辨析“積件”“學(xué)習(xí)對象”與“學(xué)習(xí)活動”——教育資源共享的新方向[J].中國電化教育，2007，（12）：60-65.

[2]李國強，陳以一，朱合華，等.土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革總體方案[J].高等建筑教育，2002，（2）：53-54.

[3]雷進生，張京穗，楊俊.土木工程實習(xí)教學(xué)動態(tài)立體模式研究[J].高等建筑教育，2010，19（6）：136-140.endprint