現(xiàn)代工科院校橋梁工程課程多元化教學(xué)方式探討的論文

現(xiàn)代工科院校橋梁工程課程多元化教學(xué)方式探討的論文收稿日期：2013-05-07作者簡介：高燕梅〔1974-〕，女，重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院講師、碩士，主要從事橋梁教學(xué)及橋梁結(jié)構(gòu)行為與新技術(shù)研究，〔e-mail〕362639258@。內(nèi)容摘要：橋梁工程課程是工科院校土木工程專業(yè)道橋方向一門重要的專業(yè)課程。文章在探討該課程的特點、教學(xué)現(xiàn)在狀況、影響因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代化教學(xué)手段和豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，提出了擴展式、參與式、討論式等多元化的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習的積極性和參與性，提高橋梁工程課程教學(xué)效果。本文關(guān)鍵詞語：橋梁工程；現(xiàn)代化教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)資源；多元化教學(xué)；教學(xué)研究中圖分類號：g6424文獻標志碼：a文章編號：10052909〔2013〕05006204橋梁工程課程是土木工程專業(yè)道路橋梁方向一門必修的專業(yè)課程，在土木工程類院校的教學(xué)中占有非常重要的地位，該門課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響著學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。鑒于現(xiàn)代社會對橋梁工程專業(yè)人才的要求，對該門課程的教學(xué)方式進行改革具有十分重要的現(xiàn)實意義。一、橋梁工程課程特點〔1〕課程內(nèi)容繁雜。該課程比較系統(tǒng)地闡述了各類橋梁的計算理論、構(gòu)造原理及施工方法，所涉及的知識點多，難點多，空間問題多，專業(yè)性強。〔2〕課程綜合性強。該課程以“材料力學(xué)〞、“結(jié)構(gòu)力學(xué)〞、“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理〞、“橋涵水文〞、“工程地質(zhì)〞、“基礎(chǔ)工程〞等先修課程為基礎(chǔ)，涉及知識面廣，是對基礎(chǔ)課程的綜合、深化和具體應(yīng)用?！?〕該課程內(nèi)容以實際橋梁工程項目為背景，集理論與實踐為一體。11665.二、橋梁工程課程的教學(xué)目標橋梁工程課程的教學(xué)目的是通過課堂講授和課外作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握橋梁工程的基本理論，熟悉施工方法與設(shè)計理論，為學(xué)生畢業(yè)以后從事專業(yè)相關(guān)工作打下必要的基礎(chǔ)。三、橋梁工程課程的教學(xué)現(xiàn)在狀況橋梁工程課程對土木工程類道橋?qū)I(yè)人才培養(yǎng)具有十分重要的作用。初學(xué)時，學(xué)生的學(xué)習興趣和熱情都很高，也很重視。但隨著課程的推進，學(xué)生學(xué)習的興趣和熱情逐漸減弱，進而影響到整個課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，其原因主要集中在以下幾個方面?！?〕橋梁工程課程特點決定了該課程的學(xué)習難度較大，綜合性強，要求學(xué)生具備較扎實的力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計原理基礎(chǔ)，以及較強的空間想象力。如果學(xué)生理論基礎(chǔ)較差，又缺乏重新學(xué)習的意識，就會越學(xué)越糊涂，以致喪失興趣，影響學(xué)習效果。除此之外，學(xué)生對專業(yè)的發(fā)展歷史和前沿動態(tài)知之甚少，往往導(dǎo)致學(xué)習范圍偏窄，局限性較大，實際運用所學(xué)知識時比較被動，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。高等建筑教育2013年第22卷第5期高燕梅，劉東現(xiàn)代工科院校橋梁工程課程多元化教學(xué)方式探討〔2〕重教輕學(xué)，學(xué)生參與性不高[1]。傳統(tǒng)的由教師獨占課堂的教學(xué)模式，極大地抑制了學(xué)生學(xué)習的積極性和主動性，不利于學(xué)生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)，影響了學(xué)生自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的形成?！?〕隨著高校教學(xué)改革的推進，很多課程的教學(xué)學(xué)時都在縮減，這就要求學(xué)生利用課外時間鞏固已學(xué)知識，查閱文獻，擴展知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的自覺性、自主性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。但實際上很多學(xué)生缺乏這種意識，覺得自己已經(jīng)聽懂了課堂上的知識，完成了布置的作業(yè)，考試可以及格，就沒有必要再進一步的學(xué)習。也有學(xué)生對課程雖有相當?shù)呐d趣，但缺乏有效的引導(dǎo)，不懂得如何將課堂上學(xué)到的知識深化利用，自學(xué)時漫無目的，不知如何下手，自主學(xué)習的效果不理想。〔4〕橋梁工程課程是一門實踐性較強的專業(yè)課，學(xué)生在學(xué)習過程中需要將理論知識和工程實踐密切結(jié)合起來，才能牢固地掌握所學(xué)知識，增強學(xué)習效果[2-3]。而當前的生產(chǎn)實習課時量較少，導(dǎo)致學(xué)生不能帶著問題去觀察和學(xué)習，對實際工程還停留在感性認識的階段；而教師在教學(xué)過程中一般也偏重于理論知識而忽視工程實踐的教學(xué)，導(dǎo)致教學(xué)效果不盡人意。四、教學(xué)方式的改革探索上述教學(xué)過程中存在的問題嚴重影響了橋梁工程課程的教學(xué)效果，〔國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要〔2010-2020年〕〕明確要求：“深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式……倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習。〞針對教學(xué)中存在的若干問題，筆者主要從以下幾方面進行教學(xué)方式的改革探索。〔一〕多媒體+黑板教學(xué)在橋梁構(gòu)造和橋梁施工教學(xué)中，多媒體教學(xué)是一種必要且重要的教學(xué)方式。教師可以把大量的文本、視頻、聲音、動畫、圖片等教學(xué)信息全部融合在一個課件中，相比傳統(tǒng)教學(xué)方式的一支粉筆、一塊黑板、一張嘴，大大增加了課堂的信息量，強化了學(xué)生的理解力[4]。教學(xué)案例1：簡支t梁空間構(gòu)造。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是繪出簡支t梁構(gòu)造三視圖：立面圖、橫斷面圖及平面圖〔如此圖1～2〕，然后根據(jù)圖來講解，這種方法要求學(xué)生有較強的空間想象力，難度較大。但采用多媒體教學(xué)后，教師可以利用程序生成空間模型展示結(jié)構(gòu)構(gòu)造〔如此圖3〕，甚至利用動畫顯示的方法逐一分析結(jié)構(gòu)細部，使學(xué)生感性認識大大增強，學(xué)習效果明顯提升。圖1簡t梁半立面構(gòu)造課件圖2簡單t梁橫斷面構(gòu)造課件圖3簡支t梁空間構(gòu)造課件橋梁計算和分析理論教學(xué)以采用傳統(tǒng)黑板教學(xué)方式為宜。教師一邊板書一邊講解，學(xué)生在此過程中才會有時間思考、理解，乃至掌握。如果采用多媒體教學(xué)，一下演示出眾多公式，即使教師慢慢講解，效果仍不如前者好。但不管是多媒體教學(xué)還是黑板教學(xué)，現(xiàn)今高校課程的教學(xué)方式仍以灌輸式教學(xué)為主，教師以黑板、多媒體為載體，在講臺上教授課程，這是一種學(xué)生完全處于被動狀態(tài)的教學(xué)方式。在這種教學(xué)方式下學(xué)生很難發(fā)揮自己的主觀能動性，教師是知識的傳播器，學(xué)生則成為一味接納知識的容器。容器貌似被裝得很滿，但隨著時間的推移，容器內(nèi)的水分被慢慢增發(fā)，最終所剩無幾。這種教學(xué)慣性直接影響創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和專業(yè)人才創(chuàng)新品質(zhì)的形成，因此對灌輸式教學(xué)方式進行更深入的多元化改革十分必要?！捕硵U展式教學(xué)利用現(xiàn)代先進的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、學(xué)校的圖書資源〔包括電子資源〕，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻，收集資料，然后組織課堂討論，調(diào)動學(xué)生學(xué)習的積極性和自主性。例如，在講述橋梁工程緒論時，布置的第一個課外作業(yè)是觀看“十九世紀七大工業(yè)奇跡——布魯克林橋〞，目的不但是要學(xué)生了解橋梁的發(fā)展史，更要學(xué)生學(xué)習橋梁專家們兢兢業(yè)業(yè)、刻苦鉆研的敬業(yè)精神。除此之外，教學(xué)資料的內(nèi)容通常都是比較成熟、已成共識的知識，但對專業(yè)前沿動態(tài)的介紹相對較少，所以可以讓學(xué)生利用課余時間，查閱資料，了解掌握橋梁最新發(fā)展動態(tài)。例如，查閱中國杭州灣大橋、蘇通長江大橋以及在建的港珠澳大橋的發(fā)展動態(tài)，對教學(xué)材料知識加以補充擴展，也是對學(xué)生自學(xué)能力和文獻查閱能力的培養(yǎng)。同時這些要求簡單明了，操作性強，學(xué)生易于接受，學(xué)習興趣也高?！踩硡⑴c式教學(xué)要提高學(xué)生學(xué)習的參與性，培養(yǎng)其獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，作業(yè)的設(shè)計就顯得尤為重要。課程的知識點多、綜合性強，僅靠一些問答題很難達到作業(yè)練習的目的，所以在課程作業(yè)中可提供一些小的設(shè)計題目，將各個需要掌握的知識點串聯(lián)起來。例如，講述橋梁方案比選時，選擇典型地形、地質(zhì)及水位條件的橋位，布置方案設(shè)計作業(yè)〔如此圖4〕。但實際上此時學(xué)生無法進行真正橋梁設(shè)計，因為具體橋梁的構(gòu)造方面的知識學(xué)生還未接觸，他們只能繪出基本地形，初步了解一些概念，如該地形適合修建哪種橋型：連續(xù)梁橋、拱橋或者懸索橋等。圖4橋梁方案設(shè)計資料在學(xué)習橋梁分跨及梁式橋構(gòu)造相關(guān)知識后，學(xué)生才能根據(jù)書本知識，結(jié)合規(guī)范和已建橋梁資料，繪制出合理可行的梁式橋方案圖〔如此圖5〕。同理，待學(xué)習拱式橋構(gòu)造有關(guān)知識后，才能繪制出拱橋方案圖〔如此圖6〕。在此過程中，很多零碎的知識點被串聯(lián)起來，且操作性強，容易激發(fā)學(xué)生的興趣。圖5梁式橋方案設(shè)計〔學(xué)生完成〕圖6橋梁方案設(shè)計〔學(xué)生完成〕〔四〕多種教學(xué)方式的結(jié)合擴展式教學(xué)法與案例教學(xué)法的結(jié)合。教師需要選擇典型的、有啟發(fā)性的、與教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)的以及難度適中的案例，幫助學(xué)生閱讀案例資料，了解該案例方案及設(shè)計重點，并對方案進行評價和分析。在對案例充分討論之后，即可對案例作出總結(jié)，寫出評析報告。教師需根據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習狀況，作出全面總結(jié)，肯定正確的觀點，指出錯誤及存在的問題，以引導(dǎo)學(xué)生準確把握教學(xué)內(nèi)容。這種方法既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習積極性，又增強了學(xué)生的感性認識，有助于提高學(xué)習效果。例如，在講述橋梁設(shè)計作用以及極限承載能力時，發(fā)生了哈爾濱陽明灘大橋超載導(dǎo)致垮橋事故〔如此圖7〕，于是布置課外作業(yè)，要求學(xué)生自己查閱分析垮橋原因，由此掌握現(xiàn)行橋梁通用規(guī)范，了解現(xiàn)行橋梁設(shè)計中汽車載重以及垮橋時橋上汽車的載重。最初學(xué)生對四輛卡車就能壓垮一座大橋很不能理解，但了解到在中國現(xiàn)行規(guī)范公路-i級的活載作用下，該橋的設(shè)計極限承載力為197.3t，而陽明灘大橋垮橋時橋上的汽車總重已經(jīng)達到485.185t，超出設(shè)計極限承載力的2.45倍，進而提問：如此超重的車輛為何會同時作用在橋上？管理方有何責任？顯然，學(xué)生對該問題的理解更加深入，并且該問題難度不大，操作性強。圖7哈爾濱陽明灘大橋超載垮橋圖片擴展式教學(xué)法與案例教學(xué)法也可結(jié)合應(yīng)用在橋梁施工教學(xué)中。橋梁施工課程是實踐性較強的課程，理想的施工教學(xué)方式是實踐教學(xué)，實地實習。但此方法難度較大，原因有三：〔1〕實踐課時有限；〔2〕尋找多種橋型及多種施工方法的實習工地，難度非常大；〔3〕施工單位從安全考慮，不愿意一次性接收大量的實習學(xué)生。因此橋梁施工課仍處于紙上談兵式的課堂教學(xué)狀態(tài)。但怎樣讓學(xué)生掌握復(fù)雜的施工知識呢？辦法是利用網(wǎng)絡(luò)資料，利用已有橋梁施工錄像，以及各種橋型、各種施工方法的三維動態(tài)資料。選取其中質(zhì)量較好的讓學(xué)生觀看，或者在課堂上分節(jié)段觀看和講解，這樣能大大提高學(xué)生對施工的認識，對其學(xué)習施工知識很有幫助。參與式教學(xué)法與討論式教學(xué)法的結(jié)合。針對課程重點、難點問題設(shè)計討論主題，主題應(yīng)具備可操作性、時代性及開放性，并能激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。教師與學(xué)生應(yīng)在課外作好充分準備，課堂上學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，有序開展課堂討論[5]。例如，在懸索橋與斜拉橋?qū)W習中提出疑問：同樣是纜索承重體系橋梁，但為何當前跨越能力最大的橋梁是懸索橋而不是斜拉橋？針對這個問題，首先請學(xué)生查閱已成橋文獻，證實懸索橋是否真的是跨越能力最大的橋梁；然后查閱懸索橋與斜拉橋的體系特點、建材和構(gòu)造特點以及施工方法，最后進行討論。討論時首先請學(xué)生例證跨越能力最大的橋梁是懸索橋，然后引導(dǎo)學(xué)生了解其體系特點、建材和構(gòu)造特點以及施工方法與橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化緊密相關(guān)，即使采用相同的建材，但懸索橋因為其構(gòu)造和施工特點，決定了其跨越能力優(yōu)于斜拉橋。參與式教學(xué)與實踐教學(xué)的結(jié)合。例如舉辦橋模競賽，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣以及動手能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)形式、受力、整體性、穩(wěn)定性及細部構(gòu)造有更進一步的理解和掌握，鞏固和加深包括材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)在內(nèi)多方面的基礎(chǔ)知識。橋梁結(jié)構(gòu)模型除了在設(shè)計上要求有合理的受力形式并考慮材料特性之外，在制作過程中還要考慮結(jié)構(gòu)的制作工藝以及對結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)件、節(jié)點處理，以保證結(jié)構(gòu)的受力與計算模型一致。制作工藝就是考查學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)受力性能的掌握，同時也加深學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造的理解，提高學(xué)生對課程的學(xué)習興趣。五、結(jié)束語橋梁工程課程體系繁雜、綜合性強、集理論與實踐為一體的特點，決定了該課程教學(xué)要獲得理想的效果，只能采取多元化的教學(xué)方式。但任何教學(xué)方式都不應(yīng)該是對峙、排斥的關(guān)系，而是共存、互補的關(guān)系；并且教學(xué)方式的外延是非常廣泛的，應(yīng)該積極努力地去探索更多的教學(xué)方式，如影視教學(xué)法、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)法等等。根據(jù)不同專業(yè)、不同課程的需要有選擇地將其應(yīng)用到教學(xué)中，提高教學(xué)效果及效率。實踐證明在橋梁工程課程教學(xué)中采取多元化的教學(xué)方式能取得良好的教學(xué)效果。以下為參考文獻：[1]趙洋，焦紅波，趙順波.橋梁工程課程的教學(xué)內(nèi)容改革研究[j].華北水利水電學(xué)院學(xué)報：社科版，2011，〔3〕：168-169.[2]朱高峰.工程教育中的幾個理念問題[j].高等工程教育研究，2011，〔1〕：1-5.[3]汪時機，李賢，蔣運忠.“橋梁工程〞課程教學(xué)存在的問題與對策[j].西南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，35〔2〕：273-276.[4]葉恒梅.多媒體輔助橋梁工程課程教學(xué)的探討與實踐[j].教育探索，2012〔12〕.[5]趙青.加強工程能力培養(yǎng)強化素質(zhì)教育——橋梁工程課程教學(xué)改革研究[j].黑龍江教育，2009，〔7〕：168-169.diversifiedteachingmethodsforbridgeengineeringcourseinmodernengineeringcollegesgaoyanmei，liudong〔schoolofcivilengineering，architectureandconstruction，chongqingjiaotonguniversity，chongqing400074，p.r.china〕abstract：thebridgeengineeringcourseisanimportantprofessionalcourseincivilengineeringespeciallyinroadandbridgespecialty.toimprovetheteachingeffectofbridgeengineeringcourseandstimulatestudents’enthusiasmandpartici