逆向案例教学法在土木工程专业的研究

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摘要：高校土木工程专业的人才培养与社会发展密切联系，为保证毕业生的能力与社会需求的一致，本文分析了CBE（CompetencyBasedEducation）培养理念在土木工程专业的内涵，确定了以CBE培养的理念为主旨的教学思想。结合土木工程专业课程的教学特点，探讨了基于CBE理念的逆向案例教学法在土木工程专业的实施可行性，将该方法在两门专业课中进行了实践，取得了良好的教学效果。

关键词：土木工程；CBE；逆向案例教学

一CBE在土木工程专业教学的内涵

（一）CBE理念及其应用

CBE(CompetencyBasedEducation)是“以能力培养为中心的教学体系”，它强调的是对职业或岗位所需能力的确定、学习、掌握和运用[1]。CBE模式的教学目标以学生的各项专业能力为导向，强调学生的自我学习，并通过建立相应的能力评价指标对学习达成度进行评价，最大限度的提高学生的专业能力和综合能力，使其适应社会发展需求。CBE在北美的应用对象主要是职业教育，但其能力本位的培养机制对的我国高等职业教育和本科教育改革均有积极的借鉴意义。邵欣[2]等采用CBE理念对“工业及机器人”实训项目进行教学改革，达到了培养学生专业能力的目的。钟欣[3]研究了CBE在高校体育教学中的应用，构建了以体育综合能力为导向的培养体系。李颖[4]研究了以能力为导向的CBE背景下教师教育的课程改革，为教师教育提供了改革参考。张凯，李振春[5]探讨了以“卓越工程师”为培养目标的能力本位培养机制。大多数现有的CBE应用研究结果均集中在职业教育领域，这与该理念的核心思想是一致的。但这并不代表CBE培养模式只适合于职业教育，深入分析现有研究结论可以发现，CBE的理念与本科教学中的能力培养目标结合，亦可以对本科的教学方法、教学体系起到指导作用。本文的研究目的就是将CBE的能力本位理念引入到土木工程本科教学中，以期达到提高本科毕业生毕业要求达成度的目的。

（二）土木工程专业的能力培养目标

根据《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[6]的指导性要求，土木工程专业培养的能力结构由6个方面组成，如表1所示。另外，根据2017版《全国高等学校土木工程专业评估（认证）文件》中的描述，土木工程专业的毕业要求包括12个方面，分别是工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。对比分析可以看出，评估（认证）中的12条毕业要求与专业指导规范中的能力要求含义基本一致。为了保证毕业生达到相应的毕业要求，必然要求在高校的教学体系中建立配套的能力培养机制。而CBE的培养理念正是以专业能力为导向，建立以培养学生能力为中心的教学体系。因此，采用该理念进行教学改革，对提升土木工程专业教学的教学效果，提高毕业生毕业能力要求的达成度有重要积极作用。

二逆向案例教学法

（一）逆向案例教学法的含义

逆向案例教学法以案例作为依托，以逆向教学的模式完成知识的传授与学习。其中的案例教学环节在不同层次、专业的教学中已经获得大量的认可，主旨是在较为枯燥生硬的知识点讲解中穿插实践案例，激发学生学习兴趣，提高教学效果，其核心要领是将与实践案例密切结合的理论知识点提炼出来，融入到教师精心准备的案例中去，使得学生能自然而然地接受知识并理解其应用。逆向教学法是与传统的教学过程反向的一种教学模式。顺向的教学过程通常是概念提出、定义、理论基础、举例说明、应用推广几个环节依次进行。而逆向教学法则反其道行之，从知识的应用出发，通过自主学习、提问、讨论等方式逐步“倒推”所需的知识点，进而引申出重要概念的定义及原理，讲授过程注重思维的启发与互动，激发学生的探究精神，以达到巩固教学效果，提高教学效率的目的。在逆向教学法的实施中，引入适当的案例教学，即成为逆向案例教学法。

（二）逆向案例教学法的应用

逆向教学法早期是在英语教学[7]中采用。考虑到该方法分阶段的特点，诸多学者将其推广应用在体育[8,9]与医学专业[10,11]的教学当中。除此之外，一些其他专业也采用了逆向教学法进行了教学改革[12-14]。现有的研究结果表明，逆向教学法在提高学生学习兴趣、缩短理论学习与实践应用的过渡时间、提高学生综合能力方面起到很大的积极作用。

（三）逆向案例法对于土木工程专业的适用性

根据前文的土木工程专业的能力培养目标要求可以看出，本专业的实践应用性强，人才的培养与社会及工程领域的发展关系密切，这与逆向案例教学法的教学组织核心十分契合，同时，现有的众多的研究基础及实践经验为笔者提供了充分的参考，使得该方法在土木工程专业教学中具备足够的可行性。综上，笔者在对现有的教学改革研究成果进行深入分析后，拟以CBE理念作为教学改革的指导思想，以案例教学法作为教学方法，以逆向教学法作为教学模式进行土木工程专业的教学改革。

三课程教学改革实践

以土木工程专业的基础课《土木工程制图》和专业基础课《工程荷载与结构可靠度设计原理》两门课程作为实践对象，采用逆向案例教学法进行教学，达到CBE的培养目的。

（一）CBE培养目标

《土木工程制图》课程属于土木工程基础课，授课对象是大一新生，要求的专业知识储备少，教学目的重在培养基础的读图、识图能力，同时构建学生对专业研究对象的基本认识，对照表1中的能力要求，本课程的CBE目标主要是第2项工程表达与交流能力，兼顾第1项获取知识与信息能力及其他能力。《工程荷载与结构可靠度设计原理》属于土木工程专业基础课，授课对象是大二下学期或大三的学生，学生已经具备一定的专业知识，能分析并解决土木工程的实践问题。教学目的重在培养应用专业知识发现、解决工程问题的能力。对照表1中的能力要求，本课程主要目标是培养第1、4、5、6几项能力，同时兼顾其他几项能力。

（二）逆向案例教学设计

针对前述两门课程，各自选取一个知识点进行实践分析。《土木工程制图》课程以“投影法”知识点为例，教学目标为掌握画法几何的正投影法则、培养工程表达、交流能力。采用CBE理念的逆向案例法进行教学，案例题目为“请绘制一素混凝土（混凝土标号C30，此信息在解答过程中给出）梁，尺寸300×200×3600mm；要求看图的人能够看懂并能准确制作出该梁。”教学设计如下：请2~3位同学在黑板完成，其他同学自行完成；通过提问黑板上的解答是否能达到要求进行检验；根据解答中的缺失信息或不准确信息引出投影的必要性与投影法则的要求，如一部分同学画的“立体”图，无法准确标注尺寸、题目最初未给出混凝土强度等问题，引出解决问题所需要的新知识与技术；根据分析结果建立投影体系与法则；定义中心投影与平行投影等概念；再次完成案例，掌握知识点，强调工程表达能力的重要性。

四结论

土木工程专业与建设领域的发展密切相关，当前的土木工程领域呈现信息化、综合化、复杂化的趋势，对土木工程专业人才的能力要求越来越高。《高等学校土木工程本科指导性专业规范》与《全国高等学校土木工程专业评估（认证）文件》对高校土木工程的毕业生提出了明确的毕业要求与能力培养目标。因此，以能力为本的教学理念、教学方法应该得到足够的重视，通过本文的分析，确立了CBE培养的主旨及其在土木工程专业的内涵。同时，采用逆向案例教学法对具体的课程进行了教学模式的改革，得到了有价值的结论：（1）结合专业需求，明确专业能力培养目标，这是CBE培养理念的执行基础；（2）明确专业课程的能力培养目标，并将其贯彻在课程的具体教学环节中，这是培养学生能力的重要执行环节；（3）无论是逆向案例教学还是传统教学方法，均要谨记以培养目标为核心，一切为其服务。

作者：陈怡 黎新蓉 唐思远 单位：桂林电子科技大学建筑与交通工程学院