基于“互联网+CDIO”理念的《混凝土与砌体结构设计》教学模式探索

侯莉娜 李成华 孟和 刘玉华

摘 要：随着我国科学信息技术的快速发展及各种新型教育理念的出现，《混凝土与砌体结构设计》的教学方法及教学模式遇到了全新的挑战。该文针对该课程的特点及存在的问题，依据目前的教学资源与教师队伍，在“互联网+”背景下，以在线课堂管理工具微信“课堂派”为载体，结合CDIO的工程教育理念，提出基于“互联网+CDIO”理念的《混凝土与砌体结构设计》教学模式，以期激发学生的学习兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力，增强学生团队协作精神。

关键词：互联网+ CDIO理念 混凝土与砌体结构设计 教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-0-02

《混凝土与砌体结构设计》[1]是土木工程专业的必修课，主要讲授混凝土与砌体结构设计理论及设计方法。该课程传统讲授以课堂及教材为中心，理论讲授多，实践教学少，学生的主体地位较难得到保证，学习过程乏味枯燥，学习积极性低，效率差，常出现“理论易懂，动手困难”的现象，上述问题已成为该课程教学中亟待解决的主要问题。

随着我国科学技术的快速发展，互联网已成为当下教育、科技、经济及文化等领域的助催剂。近年来，随着“卓越工程师”人才培养计划的提出与推进，尤其是李克强总理在2015年两会期间“互联网+”行动计划的提出，使“互联网+工科”[2，3]课程教学具有了新的思路和方向。在“互联网+”的背景下，信息技术的快速发展，不仅极大地增强了教学媒体功能，而且丰富了教学资源，教学媒体的集成性及综合性均不断提高。因此，原有的课程教学模式已逐渐落后，在新时代环境下，探究“互联网+”背景下教学的内涵与规律，让信息技术与教育教学有效融合已成为亟待解决的问题。

CDIO工程教育理念[4]，倡导工程教育应当由科学走向工程，让学生以主动的、实践的及与课程间有机联系的方式学习，培养学生的工程实践意识、工程实践能力和创新能力。CDIO体现了大工程观下的教育理念，对目前我国土木工程教育有较好的参考和示范作用。

基于此，该文针对混凝土与砌体结构设计课程的特点及存在的问题，在“互联网+”背景下，以在线课堂管理工具微信“课堂派”为载体，结合CDIO的工程教育理念，构建理论教学、实践教学、科学研究三元一体的教学模式，采用“问题—团队—方案—实践（QTIA）”教学方法，以期激发学生学习兴趣和热情，改善“理论易懂，动手困难”的现象，提高学生解决实际问题的能力，增强团队协作精神。

1 “互联网+”下《混凝土与砌体结构设计》教学面临的挑战

在“互联网+”时代下，《混凝土与砌体结构设计》的课堂教学面临了新的机遇与挑战。以往课堂教学多以填鸭式教学为主，学生的主体地位很难得到保证，因此学习过程枯燥乏味，学生的抵触心理十分严重。而互联网背景下众多交互式学习平台及学习软件的兴起，如微信“课堂派”[5]等在线课堂管理平台，颠覆了传统的PPT授课，与课堂互动无缝对接，不仅丰富了课堂教学的模式和方法，而且教师也能够充分利用互联网资源及现代信息技术，进而将教学内容组织变得丰富和有效。

在“互联网+”时代，教师也需要不断更新自身意识、提升专业技能及业务水平，有效地应对信息技术环境下教学模式改革的需求。新兴教学手段如微课、慕课、翻转课堂等也需要教师不断提高利用网络信息技术的能力，同时灵活合理地运用教学策略，将课程打造为信息化时代下课堂的新篇章。

2 CDIO的工程教育理念主旨

CDIO工程教育方法的目标为培养符合现代社会发展及各行业需求的工程师。旨在解决理论知识与工程实践、科技信息和实际能力培养的矛盾，其立足科学基础，但更重视工程实践培养，通过实际工程的学习建立相关理论知识框架。

3 《混凝土与砌体结构设计》教学改革思路

3.1 构建理论教学、实践教学、科学研究三元一体的教学模式

在“互联网+”背景下，教学以在线课堂管理工具微信“课堂派”为载体。“课堂派”课程界面主要包括六大板块功能——话题、作业、资料、公告、测试及互动。除此之外，还包括四大管理功能——成员、成绩、考勤及表现。充分利用六大板块功能及四大管理功能，结合CDIO的教学模式和理论，重视工程实际，通过实际工程主动学习，优化课程内容，增强课程的一体化。除重视理论教学及实践教学外，可通过对实际工程设计参数分析及文献查阅，适当培养学生科学研究素养。从而构建理论教学、实践教学、科学研究三元一体的教学模式。同时，通过“课堂派”平台的教学数据及时分享与收集，并通过互动模块及时调整教学策略，为教学改革与模式创新提供可靠的数据支撑。

3.2 建立“问题—团队—方案—实践（QTIA）”教学方法

引入实际工程背景，利用微信“课堂派”平台开展教学活动，在理论教学环节穿插完成工程项目设计、实施方法、设计常识、规范和技巧讲解。如每种结构理论学习完毕后，可布置相应的设计作业，以小组为单位布置学生进行项目分析，并通过互动模块互动沟通。同时，可利用结构力学求解器、建筑CAD技术及PKPM等结构设计软件完成原理设计及工程信息模型设计。除此之外，经课程开放性试验设计，进行结构构件的设计制作、安装调试及试验加载，如钢筋混凝土墙的静力或低周反复加载试验，从而完成调研、讨论、设计及实施全过程。强调“做中学”，加深学生对课程重难点的掌握，也有助于学生协同工作能力的提升。

3.3 提出多元化的考核评价体系

《混凝土与砌体结构设计》教学过程的量化考核与标准化考核是该课程教学环节中的重点，如何有效科学地进行考核是提高学生理论及实践能力的基础与关键。考核方式借助微信“课堂派”成绩系统，采用过程化考核方式，由闭卷考试和项目评比两部分组成，具体可分为考试、报告、记录、自评、互评等几种方式。考试主要考核学生对课程内容的掌握情况。项目评比则可反映学生的理论应用能力、实践能力、小组协作情况及创新能力。其主要分为平时作业及测试两各方面，平时作业部分教师可通过“课堂派”发布作业及明确提交时间，历次作业的内容及教师批改情况可在主页中显示。作业形式的设置可根据课程内容划分为个人作业及分組作业，操作性较强。教师可以在移动端直接进行批改给分，同时，可通过查重功能防止学生抄袭、剽窃，对于不合格的作业可直接打回重做。测试试卷教师可以通过测试模块发布，并设置测试时间，提交批改后进行成绩分析，学生平均分及得分率均可自动计算。

通过课堂测试与成绩分析，学生可更好地掌握课程难点与重点，教师也可以有效了解学生的知识掌握情况，并对教学过程做出相应的调整。

4 结语

在“互联网+”背景下，以在线课堂管理工具微信“课堂派”为载体，结合CDIO的工程教育理念，构建理论教学、实践教学、科学研究三元一体的教学模式，采用“问题—团队—方案—实践（QTIA）”教学方法，对提高目前混凝土与砌体结构设计课程的教学效果、土木工程专业学生培养质量有着重要的意义，同时对其他理工类课程教学具有借鉴价值。

参考文献

[1] 刘卉，刘虹，杨昕天.向实践型教学转型——砼与砌体结构设计考试改革及效果分析[J].当代教育实践与教学研究，2016（11）：171.

[2] 陈莉，徐金华，伍雯雯.“互联网+”在土木工程人才培养中的应用[J].广东蚕业，2017，51（5）：59-60.

[3] 何茜.基于移动互联网土木工程专业远程实习模式的探索与实践[J].西昌学院学报：自然科学版，2018，32（1）：115-118.

[4] 武鹤，葛琪，张家平，等.基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革与实践[J].高等建筑教育，2013，22（3）：119-121.

[5] 孙亚志.在线课堂管理工具在高校教学中的应用——以课堂派为例[J].黑龙江科学，2017，8（13）：42-43.