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關(guān)鍵詞:橋梁工程課程;案例教學(xué);案例設(shè)計;案例組織;力學(xué)特征
中圖分類號:G6420;TU997 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:10052909(2017)02006604
一、對橋梁工程課程案例教學(xué)的認(rèn)識
案例教學(xué)彌補了傳統(tǒng)教學(xué)方法的缺陷,并有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。從教學(xué)方法上看,案例教學(xué)改變了單向的知識與技能傳授的方式,使學(xué)生能夠主動參與分析案例中的實際問題,激發(fā)思維能力和創(chuàng)新潛能。特別是對工程應(yīng)用學(xué)科,利用案例能使教學(xué)更貼合工程實際,以工程問題為導(dǎo)向[1],有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,符合卓越工程師培養(yǎng)的目標(biāo)要求。
橋梁工程課程是道路與橋梁工程、橋梁與渡河工程等專業(yè)的必修課。該課程涉及建筑材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等眾多前期課程,同時該課程又集理論和實踐為一體,是工程應(yīng)用性極強的一門課程。對于這樣一門課程,實行案例教學(xué)具有如下特點:
一是,能綜合材料、力學(xué)理論、構(gòu)造知識和施工方法等多方面與工程實踐密切相關(guān)的內(nèi)容,使學(xué)生將前期課程所學(xué)的知識形成網(wǎng)絡(luò)體系[2],培養(yǎng)學(xué)生綜合各種所學(xué)知識,并用于分析和解決問題的能力,提升學(xué)生工程素養(yǎng)。
二是,更貼近工程實際。以往教學(xué)僅注重橋梁工程的系統(tǒng)性和理論性,而忽視有關(guān)構(gòu)造細(xì)節(jié)和施工技術(shù)。案例教學(xué)中的案例來源于真實工程實踐,有助于引導(dǎo)學(xué)生深入了解有關(guān)橋梁構(gòu)造設(shè)計和施工技術(shù)方面的知識,并與理論結(jié)合,形成理論和實踐的統(tǒng)一認(rèn)識。
三是,利用案例教學(xué)靈活的特點,緊密結(jié)合橋梁工程技術(shù)的發(fā)展,及時追蹤橋梁工程建設(shè)的最新成果,如新結(jié)構(gòu)形式、新設(shè)計理論和施工技術(shù)等,拓寬學(xué)生知識面和對本學(xué)科的視野,循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生對橋梁工程演進(jìn)發(fā)展的敏銳性。
從教學(xué)方法論上看傳統(tǒng)的橋梁工程課程教學(xué)模式是理論到實踐的過程,教學(xué)內(nèi)容較為系統(tǒng),教學(xué)組織較易開展;案例教學(xué)則是從實踐回歸理論的過程,先擺出問題,再針對問題尋找解決方法。在教學(xué)過程中如何編制案例才能達(dá)到較好的教學(xué)效果,在案例的設(shè)計和組織上必須有所思考。本文正是基于這一出發(fā)點,對橋梁工程課程案例教學(xué)的設(shè)計和組織進(jìn)行探討。
二、橋梁工程課程教學(xué)案例分類及特點
按照案例的素材來源,橋梁工程課程教學(xué)案例包含設(shè)計類案例、施工類案例和事故類案例等,也可以收集日常生活中的某些力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行歸類。設(shè)計類案例可以幫助學(xué)生建立對橋梁設(shè)計和構(gòu)造最直觀的認(rèn)識;橋梁設(shè)計與橋梁施工技術(shù)緊密相聯(lián),施工類案例可以進(jìn)一步加深學(xué)生對橋梁設(shè)計理論的認(rèn)識和理解;事故類案例震撼性強,結(jié)合事故原因辨析,可以為學(xué)生掌握和應(yīng)用知識點提供極為有益的幫助。
按照案例教學(xué)方法又可分椋貉菔拘桶咐教學(xué)、討論型案例教學(xué)和角色扮演型案例教學(xué)。演示型案例教學(xué)嚴(yán)格意義上不屬于上述案例教學(xué)的認(rèn)知范疇,因為它仍然是一種單向的教學(xué)模式。但是應(yīng)該看到它在教學(xué)中的優(yōu)點,案例短小精悍,演示型案例教學(xué)主要以教師為主,教學(xué)過程容易把握,在教學(xué)課時有限的情況下,演示型案例教學(xué)在加強理論教學(xué)效果上優(yōu)勢明顯,其仍然是常常采用的一種教學(xué)方法。
討論型案例教學(xué)強調(diào)教師和學(xué)生的互動,教師介紹案例的背景,并循序漸進(jìn)地提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,并發(fā)表自己的見解。討論型案例教學(xué)可以調(diào)動課堂學(xué)習(xí)氣氛和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力,以及思考問題和解決問題的能力;案例討論以學(xué)生為主,教師僅僅是一個拋磚引玉的主持人。討論中學(xué)生思想產(chǎn)生碰撞,有利于啟迪新的想法,拓展創(chuàng)新思維。參與討論的學(xué)生人數(shù)不受限制,是案例教學(xué)采用較多的一種形式。
角色扮演型案例教學(xué)以學(xué)生為主體開展教學(xué)活動,需要教師事先設(shè)定某個工程項目和各方立場觀點,并將學(xué)生分組安排,教師也可以作為其中一方的扮演者參與其中。角色扮演型案例教學(xué)中學(xué)生是主體,需要學(xué)生主動收集相關(guān)材料,可以最大程度地激發(fā)學(xué)生參與的積極性。課前準(zhǔn)備充分是保證角色扮演型案例教學(xué)效果的前提條件,選擇合適的案例背景并加以設(shè)計則是此類案例教學(xué)的關(guān)鍵。角色扮演型案例教學(xué)要求參與方準(zhǔn)備時間較多,作為課程教學(xué)開展的次數(shù)也受到一定限制。
案例教學(xué)的實施可以在課內(nèi)也可以在課外,課內(nèi)案例教學(xué)受時間限制需要安排緊湊,以演示型案例教學(xué)或討論型案例教學(xué)為主。課外案例教學(xué)在時間上較為寬松,形式也可以更為多樣,如利用學(xué)校
所在城市眾多橋梁的現(xiàn)場環(huán)境,組織學(xué)生周末春游、秋游,在寬松的環(huán)境下開展角色扮演型案例教學(xué),可以極大地調(diào)動學(xué)生的參與積極性。
三、橋梁工程課程教學(xué)案例設(shè)計原則
課程教學(xué)案例設(shè)計的一般原則,如案例的典型性、啟發(fā)性,案例與培養(yǎng)目標(biāo)的一致性,案例的可理解性等[3-4]。具體到道路與橋梁工程專業(yè),橋梁工程課程教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)工程素養(yǎng)和綜合能力為導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生對工程問題的敏感性,并能應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題。橋梁工程課程涉及材料、力學(xué)、設(shè)計等多門課程的內(nèi)容,但現(xiàn)有教學(xué)強調(diào)基礎(chǔ)知識的傳授,忽視知識的系統(tǒng)整合,以致學(xué)生面對實際問題,感到
不知如何應(yīng)對,無從下手,總是希望有個固定的模板加以套用,這樣將極大地限制學(xué)生工程創(chuàng)造能力的發(fā)揮。
在橋梁工程課程教學(xué)案例的設(shè)計上,筆者建議將力學(xué)理論作為一條主線。作為高年級專業(yè)課,橋梁工程課程教學(xué)具備將前修的材料和結(jié)構(gòu)類課程內(nèi)容進(jìn)行整合的條件,在教學(xué)內(nèi)容中以力學(xué)理論為主線,同時在案例的設(shè)計上加以體現(xiàn)。如文獻(xiàn)[5]針對梁式橋靜力體系劃分作了教學(xué)案例分析。以力學(xué)理論為主線的案例設(shè)計,可以整合橋梁工程課程知識點,系統(tǒng)梳理橋梁工程課程與其他前修課程的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生面對工程問題時能綜合所學(xué)知識解決實際問題的能力。橋梁工程設(shè)計、構(gòu)造和施工教學(xué)內(nèi)容中包含的力學(xué)知識如圖1所示,各部分與力學(xué)知識的結(jié)合表現(xiàn)在三個層面:一是材料層面,如基于材料受力的截面應(yīng)力分布、各應(yīng)力形態(tài)(彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、壓應(yīng)力、局部受力),以及由應(yīng)力超限造成的各種破壞形態(tài)等;
二是構(gòu)件層面,如梁、柱、扭、索等構(gòu)件的受力及變形;
三是結(jié)構(gòu)層面,如梁式橋、拱式橋、索承橋,以及由基本結(jié)構(gòu)組合形成的各種組合結(jié)構(gòu)等。
四、橋梁工程課程案例教學(xué)的組織
(一)收集典型題材
案例教學(xué)中,選擇好的題材是吸引學(xué)生注意力的有效手段,同時也是學(xué)生衡量案例教學(xué)好壞的第一印象。有關(guān)研究也表明,學(xué)生即使對案例涉及的知識不明確,也能夠?qū)Π咐暮脡淖鞒鲈u價,可以說案例教學(xué)效果的好與壞,首先主要取決于案例題材的選擇是否適當(dāng)。題材應(yīng)來源于真實的工程實際,要提供豐富的信息,最好結(jié)合圖片、視頻或動畫演示來講解。案例來源的客觀素材要詳盡,但受制于課內(nèi)教學(xué)的時間限制,案例教學(xué)的內(nèi)容又要精煉,要與教學(xué)大綱保持一致。把握案例內(nèi)容的難易程度,處理好案例教學(xué)時間分配,才能達(dá)到事半功倍的教W效果。
(二)精心編排過程
案例教學(xué)過程的設(shè)計應(yīng)具有明確的目的性,一個好的案例設(shè)計應(yīng)該是引導(dǎo)學(xué)生拓展思路的一個教學(xué)過程,學(xué)生的參與度是衡量案例好壞的指標(biāo)。圍繞橋梁工程課程教學(xué)目的,橋梁設(shè)計比較方案、施工過程的可行方案、施工過程的多種可能性等都可以作為案例編排的內(nèi)容。案例的編排可以按照由工程背景、工程問題展開,進(jìn)而組織討論這一流程進(jìn)行(如圖2)。如某拱橋纜索吊裝施工過程,圍繞掛扣過程設(shè)計案例教學(xué)過程如下:首先介紹該工程采用的纜索節(jié)段吊裝施工方案;其次提出纜索系統(tǒng)和拱結(jié)構(gòu)掛扣系統(tǒng)中存在的實際問題,如扣索張拉、背索錨固等影響線形和施工安全的問題;最后提出如何解決上述問題的具體措施和方案,并結(jié)合所學(xué)的力學(xué)知識開展討論。
(三)注重案例分析
對案例的分析或點評,是案例教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。一般而言,學(xué)生還不具備對案例分析進(jìn)行評判的能力[6],因此教學(xué)過程中,案例分析或點評是目前案例教學(xué)容易忽視的部分。對案例的分析或點評是梳理學(xué)生思維的過程,對鞏固學(xué)生對知識點的理解,培養(yǎng)他們綜合應(yīng)用知識的能力具有重要作用。對案例的分析應(yīng)該把握案例的關(guān)鍵內(nèi)容,除了通常的口頭點評外,還可以采用其他多種形式。如索承橋抗風(fēng)問題,可以以美國塔科馬大橋風(fēng)毀事故為案例,播放該橋垮塌的視頻,不僅讓學(xué)生感受橋梁垮塌的震撼效果,更應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察橋梁的破壞形態(tài),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,進(jìn)而引導(dǎo)
他們思考造成橋梁垮塌的原因。為了幫助學(xué)生理解對大橋扭轉(zhuǎn)剪切破壞原因的分析,可設(shè)計“火腿腸”教學(xué)模擬演示,要求三名學(xué)生徒手剝開火腿腸,演示彎、拉、扭三種情況下剝開火腿腸的難易程度,以此證明扭轉(zhuǎn)剪切破壞的效果,這種結(jié)合實際生活的體驗使學(xué)生對相關(guān)知識的理解更為深刻。
五、結(jié)語
精心設(shè)計和組織案例教學(xué),對培養(yǎng)以卓越工程師為目標(biāo)的道路與橋梁工程專業(yè)學(xué)生具有十分重要的作用。本文對橋梁工程課程案例教學(xué)進(jìn)行了歸納和總結(jié),對教學(xué)中案例的設(shè)計原則進(jìn)行了探討,并對案例教學(xué)的組織提出了一點初略的看法。實踐證明,這些總結(jié)和探討有利于橋梁工程課程教學(xué),也收到了較好的實踐效果。
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國務(wù)院《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》,明確要求創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制、改革教學(xué)方法和考核方式,以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強創(chuàng)新精神。教師如何采用創(chuàng)新教育模式,改革教學(xué)方法,在以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標(biāo)的指導(dǎo)下,突出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,提高?W生的工程能力和創(chuàng)新能力,是工科專業(yè)需要深入解決的問題。PBL(Problem―Based Learning)模式作為國際上先進(jìn)的教學(xué)方法之一,其理念正好和我國當(dāng)前教育改革的目標(biāo)一致,在于激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。為適應(yīng)新形勢下的人才培養(yǎng)要求,我們將PBL模式應(yīng)用到“橋梁工程”課程教學(xué)改革中,結(jié)合近幾年的“橋梁工程”課程的教學(xué)實踐,對教學(xué)方法進(jìn)行了改革探索。
一、橋梁工程教學(xué)現(xiàn)狀
“橋梁工程”課程是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課,除了課堂理論教學(xué)之外,還包括課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的橋梁工程教學(xué)存在以下問題。
(一)理論課和課程設(shè)計單獨完成
通常橋梁工程教學(xué)將理論課和課程設(shè)計作為兩門單獨的課程,課程設(shè)計一般安排在理論課程結(jié)束后,在學(xué)期末1―2周內(nèi)一人一題單獨完成。這種設(shè)置任務(wù)重且時間緊,學(xué)生往往是單純地模仿,對課堂上已經(jīng)講授的理論知識不能很好地運用和掌握,設(shè)計成果不理想,分析問題和解決問題的能力并未得到很大的提高,且團(tuán)隊合作和創(chuàng)新精神得不到培養(yǎng)[1]。
(二)教學(xué)方法單一
傳統(tǒng)的課堂教學(xué),以教師為主體,通過教師的講授來傳授知識,學(xué)生被動接受,大部分學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性和積極性,學(xué)習(xí)效果不理想。教學(xué)過程中,缺乏理論知識與工程實踐的有效結(jié)合,學(xué)生的專業(yè)知識實際應(yīng)用能力較差。教師普遍注重專業(yè)知識的傳授,而對學(xué)生的溝通表達(dá)能力、合作意識和創(chuàng)新能力不夠重視[2]。
(三)考核存在局限性
一般采用考試成績+平時成績的形式考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,注重期末理論筆試成績,雖然能反映學(xué)生對基本知識的掌握程度和學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,但對學(xué)生平時的學(xué)習(xí)過程和效果難以考核,不能全面反映學(xué)生綜合運用知識的能力,不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
二、PBL模式應(yīng)用于橋梁工程設(shè)計課程的意義
PBL模式是“以學(xué)生為主體、以問題為起點、以項目工作為重要環(huán)節(jié),將知識獲得與知識應(yīng)用相結(jié)合的探究型學(xué)習(xí)模式”[3]。PBL 教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí),以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高綜合素質(zhì)為目標(biāo),學(xué)生以小組討論的形式共同解決問題,提升學(xué)生的團(tuán)隊意識和實踐能力[4]。PBL 模式下的課程教學(xué)注重教學(xué)方法的改革,以學(xué)生為本設(shè)計各個教學(xué)環(huán)節(jié),將項目貫穿于教學(xué)始終,改進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)中的弊端,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。“橋梁工程”課程強調(diào)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用的結(jié)合,PBL 教學(xué)模式符合橋梁工程設(shè)計課程教學(xué)的需求,應(yīng)用PBL模式的橋梁工程設(shè)計教學(xué),更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
三、PBL模式下的橋梁工程教學(xué)改革措施
“橋梁工程”課程教學(xué)改革以課程設(shè)計任務(wù)帶動理論學(xué)習(xí),以設(shè)計任務(wù)為載體,以問題為導(dǎo)向,實行項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué);以提高學(xué)生工程能力和綜合素質(zhì)為教學(xué)目標(biāo),改革教學(xué)方法,改變考核方式,培養(yǎng)適合企業(yè)需求的應(yīng)用型人才。
(一)優(yōu)化課程設(shè)計
依托工程項目結(jié)合理論知識進(jìn)行課程設(shè)計,采用 “邊學(xué)邊做,邊做邊學(xué)”的模式,培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。選定實際工程項目作為課程設(shè)計內(nèi)容貫穿在整個教學(xué)過程中,由傳統(tǒng)的理論講授為主、以課程設(shè)計為輔的模式轉(zhuǎn)換為以課程設(shè)計為主、以理論講授為輔的新模式[5]。
基于實際項目的課程設(shè)計任務(wù)書從理論課開始開始就下發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生先熟悉任務(wù),查找資料,理清思路,在理論課講授的同時完成各階段的任務(wù)。課程設(shè)計的具體安排如下。
1.在開學(xué)第1周,以自愿組合的形式組成小組,一般4人一組,最多不超過5人,每組選定1名組長,組長任務(wù)分工并協(xié)調(diào)各成員工作。除課程設(shè)計之外,調(diào)查報告和案例分析等任務(wù)都以小組的形式完成任務(wù)。
2.教師根據(jù)工程常用的簡支梁橋截面形式提供4
大類設(shè)計題目和任務(wù),根據(jù)不同的跨徑和橋面凈寬,各小組自選題目。要求各組內(nèi)成員的題目具有可對比性,每班一人一題,不得重復(fù),選題在第2周內(nèi)完成。
3.查找和自己設(shè)計題目相似的橋梁通用圖,看懂構(gòu)造設(shè)計,根據(jù)理論授課知識和規(guī)范要求自己設(shè)計構(gòu)造,小組討論分析形成初步的構(gòu)造設(shè)計方案,經(jīng)教師修改后定稿構(gòu)造設(shè)計方案。結(jié)合課堂的簡支梁計算知識點完成主梁的內(nèi)力計算,復(fù)習(xí)“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程完成主梁的配筋及驗算,參考通用圖的繪圖標(biāo)準(zhǔn)完成圖紙的繪制。課程設(shè)計過程中,隨機(jī)抽查學(xué)生的完成情況,在自愿的原則上,要求學(xué)生在課堂上講解自己在設(shè)計中遇到的問題、解決方法和收獲。課程設(shè)計穿插在整個教學(xué)過程中。
4.課程設(shè)計答辯階段,每組在15分鐘內(nèi)完成課程設(shè)計的PPT匯報并回答其他學(xué)生的提問,其他組的組長檢查該組的課程設(shè)計并對答辯評分,教師對每組的答辯進(jìn)行點評。
5.課程設(shè)計計算書和圖紙的修改和完善,以小組提交課程設(shè)計總結(jié)報告,教師對課程設(shè)計進(jìn)行評定。
(二)創(chuàng)新教學(xué)方法
在理論教學(xué)中,以課程設(shè)計項目為驅(qū)動、以問題為導(dǎo)向、輔以典型工程案例,在課堂上堅持“教師是主導(dǎo),學(xué)生是主體”的教學(xué)原則,充分調(diào)動學(xué)生的主動性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。
授課內(nèi)容不拘泥于教材的章節(jié)編排,以項目為核心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。本課程要求學(xué)生掌握的主要橋型是簡支梁橋,課程設(shè)計的內(nèi)容也是簡支梁橋的上部結(jié)構(gòu),授課中提供給學(xué)生一套橋梁圖紙,包括常用的各種截面形式的上部構(gòu)造圖和下部結(jié)構(gòu)圖,始終以橋梁的圖紙為主線,講解橋梁的規(guī)劃設(shè)計、梁橋的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)等理論知識點。PBL模式在“?蛄汗こ獺崩礪勱萄е械木嚀遄齜ㄈ縵隆?
1.提出問題。授課方式上,將知識點以問題形式提出,引導(dǎo)學(xué)生分析問題并解決問題,調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生了解所學(xué)知識與實際工程的關(guān)系,增加學(xué)習(xí)興趣。在講授新的知識點前,先將問題以課后思考題布置給學(xué)生,課堂上學(xué)生回答問題,教師點評并補充講解知識點。問題的設(shè)計盡可能緊密結(jié)合工程實際,難度不宜太大,讓學(xué)生思考出問題有成就感,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2.小組討論。組長協(xié)調(diào)好組內(nèi)各成員的分工,搜集資料,分析問題,解決問題后形成課程論文、調(diào)查報告和案例分析報告。
3.課堂PPT匯報。課堂上每組分別派代表講解調(diào)查報告和案例分析內(nèi)容,并回答其他學(xué)生的提問,組內(nèi)其他學(xué)生可以補充回答,其他組的學(xué)生給該組學(xué)生打分,教師點評學(xué)生發(fā)言,對學(xué)生討論有疑問的問題進(jìn)行指點和補充回答,并啟發(fā)學(xué)生開拓思維和深入思考。
(三)變革考核方式
新的考核方法注重引導(dǎo)學(xué)生從“考試結(jié)果”向“學(xué)習(xí)效果”轉(zhuǎn)變,在重視理論知識、專業(yè)知識考核的同時,也著重考核學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、自學(xué)能力、分析能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,盡可能反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。考核分為基礎(chǔ)能力考核和創(chuàng)新能力考核兩部分,基礎(chǔ)能力的考核主要包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)和理論考試、課程設(shè)計等考查學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的掌握程度,創(chuàng)新能力考核主要包括課程論文、調(diào)查報告等考核學(xué)生的知識運用能力、分析能力和創(chuàng)新能力[6]。
在“橋梁工程”課程成績評定方法中,在平時成績的考核中除了課堂表現(xiàn)、作業(yè)外,還將課程論文、調(diào)查報告、案例分析等方面納入考核范圍,其中課堂表現(xiàn)占平時成績的20%,作業(yè)完成情況占40%,調(diào)查報告占20%,課程論文占10%,案例分析占10%。試卷考試成績含理論課考試成績(占50%)和課程設(shè)計成績(占50%)。課程的最后成績由平時成績(占30%)和理論考試成績(占70%)組成。
[關(guān)鍵詞] 土木工程 橋梁工程 教學(xué)方式
在傳統(tǒng)的《橋梁工程》教學(xué)中,一般采用手寫教案、上課黑板板書來講授教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容,這種教學(xué)方法簡單、有效,能讓學(xué)生緊緊地跟隨著任課老師的思路,但從另一方面來說,這種教學(xué)方法和手段有以下不足和局限性:(1)講授專業(yè)知識有限,由于手寫和板書需要比較多的時間,所以在有限的時間內(nèi)很難讓學(xué)生掌握橋梁工程的專業(yè)知識;(2)趣味性不強,較難吸引學(xué)生的興趣,采用手寫教案,大部分內(nèi)容都在教學(xué)參考書上,在課堂上對大綱以外知識和內(nèi)容作介紹時,學(xué)生的印象不深刻,顯得有些呆板;(3)教學(xué)的內(nèi)容,所作練習(xí)對學(xué)生學(xué)習(xí)的效果不是很好,眾所周知,大學(xué)的學(xué)習(xí)都是在考試前才看書,才能掌握教科書的內(nèi)容。通過幾年的《橋梁工程》課程教學(xué)和指導(dǎo)課程設(shè)計,總結(jié)出通過利用多媒體和網(wǎng)路作為教學(xué)工具,結(jié)合學(xué)生平時的愛好和電腦知識水平比較高的特點,提高《橋梁工程》教學(xué)質(zhì)量,加深學(xué)生對橋梁工程專業(yè)知識的了解,擴(kuò)展學(xué)生對橋梁工程專業(yè)知識的全面性。主要從以下幾點來闡述多媒體和網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)中的應(yīng)用。
一、教學(xué)內(nèi)容上
通過多媒體課件,可以在教材和教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上豐富內(nèi)容,大部分高等院校采用的教材和制定的教學(xué)大綱內(nèi)容上有些滯后,我國的橋梁建設(shè)發(fā)展非常迅猛,近幾年來修建了大量的新橋型,采用了許多新技術(shù),可以在以前教材的基礎(chǔ)上,在介紹相關(guān)內(nèi)容的同時,利用多媒體課件傳達(dá)內(nèi)容量大的優(yōu)勢,可以把國內(nèi)外近期建設(shè)比較多新橋型介紹多一些,讓學(xué)生對橋梁專業(yè)知識有較全面的了解,再突出教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容。
1.橋梁結(jié)構(gòu)形式。在傳統(tǒng)的教學(xué)當(dāng)中,橋梁的介紹主要介紹梁橋、拱橋這兩大類橋型,簡單介紹了斜拉橋、懸索橋,可以適當(dāng)補充些組合橋型和一些景觀橋。比如拱橋方面的新橋型:鋼管混凝土拱橋(見圖1.1)和提籃或異型鋼拱橋(見圖1.2);剛構(gòu)橋與斜拉橋組合的矮塔斜拉橋(見圖1.3);剛構(gòu)橋與拱橋組合橋梁(見圖1.4),等等。也可以從橋梁美觀方面給學(xué)生介紹一些有歷史底蘊的橋梁,包括結(jié)構(gòu)形式和歷史背景,可以從各國具有影響力的橋梁方面介紹,讓學(xué)生對橋梁工程專業(yè)產(chǎn)生一些特有的感情。
2.橋梁計算方面。經(jīng)典的計算方法需要講好,這有利于學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)分析有最直接和最簡單的認(rèn)識,也要介紹目前設(shè)計和施工單位常用的專業(yè)軟件方面相關(guān)的知識,比如:橋梁博士、GQJS和MIDAS,等等。在課程設(shè)計時必須讓學(xué)生用教材里介紹的橫向分布系數(shù)方法來完成,達(dá)到通過課程設(shè)計環(huán)節(jié)對橋梁的設(shè)計計算過程有一個比較全面和深刻的理解。而且在畢業(yè)設(shè)計方面,就可以靈活一些,讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)既能掌握橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原理,又能利用一些專業(yè)軟件來完成比較復(fù)雜橋型的計算工作,為畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位打下結(jié)實的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)手段方面
1.多媒體課件。主要是利用多媒體課件具有高效傳遞知識的能力,制作多媒體課件是需要精雕細(xì)琢,象一件藝術(shù)品一樣展示給學(xué)生看,要盡量避免馬虎態(tài)度,把教學(xué)內(nèi)容直接輸入在課件上,然后照本宣科,這樣容易讓學(xué)生感到更加疲憊;另一方面,還要避免一節(jié)課介紹的內(nèi)容過多和速度過快,這樣學(xué)生的思維跟不上,對教授的知識沒有辦法首次消化,這樣會起到反作用。所以在制作多媒體課件時,首先需要確定一定的教學(xué)內(nèi)容,然后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容插放些圖片來說明知識點,還可以通過CAD和框圖或表等手段把教學(xué)內(nèi)容表達(dá)出來,這樣才能激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)學(xué)生的想象力。
2.現(xiàn)場參觀實習(xí)。現(xiàn)場參觀實習(xí)環(huán)節(jié)由于許多原因往往會被忽視,如果條件許可一定要安排這樣一個環(huán)節(jié)。現(xiàn)參觀實習(xí)環(huán)節(jié)需要和教學(xué)內(nèi)容密切配合起來,不能當(dāng)做一項形式來完成。一般來說,現(xiàn)場參觀實習(xí)環(huán)節(jié)安排在橋梁結(jié)構(gòu)形式和橋梁構(gòu)造介紹完以后,不能時間相隔太久,讓學(xué)生剛剛通過教材、課堂接收的知識和現(xiàn)場看到的橋梁結(jié)構(gòu)形式及橋梁結(jié)構(gòu)組成相結(jié)合,對學(xué)生掌握橋梁工程知識有非常大的作用。在參觀實習(xí)時,把學(xué)生根據(jù)教學(xué)老師的人數(shù)分成多個小組,教學(xué)老師先安排各小組自由參觀,然后再一一介紹,介紹時也需要做好充分的準(zhǔn)備,像組織課堂教學(xué)一樣才能達(dá)到預(yù)期的效果。
3.課后練習(xí)。課后練習(xí)經(jīng)常被忽視,不管是橋梁結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和結(jié)構(gòu)計算,每次課均要以各種形式布置練習(xí)題,可以在一次課結(jié)束后給學(xué)生布置一道至兩道練習(xí)題,主要是對所講授的課程的復(fù)習(xí)和思考,加深對課堂內(nèi)容的理解。布置的練習(xí)題不是越多越好,最好能達(dá)到既能讓學(xué)生有思考和練習(xí)的目的,又不能讓學(xué)生感到課程太累,影響以后的學(xué)習(xí)興趣。
三、建設(shè)專門的教學(xué)網(wǎng)站
通過互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建立一個橋梁工程的教學(xué)網(wǎng)站,網(wǎng)站內(nèi)可以包括對橋梁工程專業(yè)知識的傳播,介紹一些橋梁工程的最新發(fā)展;授課過程中的課件、教學(xué)大綱和教學(xué)進(jìn)度表;各種橋梁結(jié)構(gòu)的實際工程的圖片和動畫、視頻;每章還有學(xué)習(xí)習(xí)題,學(xué)生可以隨時閱讀、觀看和下載;提供一個學(xué)生交流平臺,跟課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合,提供學(xué)生在參與與實踐中掌握橋梁工程內(nèi)容。這樣可以大大提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生對橋梁工程濃厚的興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。
四、結(jié)語
橋梁工程是一門具有很強專業(yè)性的課程,其教學(xué)效果直接影響到土木工程專業(yè)交通土建方向?qū)W生的專業(yè)素養(yǎng),而且其實踐性很強,直接面對實際工程,所以橋梁工程的授課方式不能僅采用傳統(tǒng)教學(xué),而應(yīng)該采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的方法,同時在講授理論知識時與施工工程相結(jié)合,增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié),加大實踐教學(xué)力度。
參考文獻(xiàn):
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[2]王敏容.橋梁工程課程教學(xué)探討橋梁工程課程教學(xué)探討[J].陜西教育,2009,(5):93.
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作者:張仁巍 田爾布 單位:三明學(xué)院建筑工程學(xué)院
教學(xué)過程使我們教師對橋梁基礎(chǔ)理論有了更好地掌握,為橋梁工程研究創(chuàng)造更好的基礎(chǔ)條件,只有自己從事橋梁相關(guān)科研,掌握豐富的知識,才能在教學(xué)過程中做到思路開闊,課堂教學(xué)生動活潑,使學(xué)生對知識易于接受和理解。科研對教學(xué)的積極影響顯而易見。提高教學(xué)質(zhì)量除了教學(xué)方法的改革,就是要提高教師的素養(yǎng)和知識水平,掌握基礎(chǔ)知識的同時,還要在科研工作中去實踐和應(yīng)用,這樣在教學(xué)過程中才能夠高屋建瓴,做到深入淺出,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在橋梁工程科研工作中,會不斷地遇到新問題,探索解決問題的新思路,積累的研究方法會自覺不自覺地帶入到課堂上,讓學(xué)生學(xué)會提出問題、分析問題和解決問題的方法,而不僅僅是對書本上的知識機(jī)械性地學(xué)習(xí)。另一方面,也使學(xué)生不要迷信課本,以為課本上的內(nèi)容完全是金科玉律。事實上,課本上的知識的確很重要,但當(dāng)今科技發(fā)展日新月異,需要不斷地得到補充和完善,這就要靠教師對本領(lǐng)域的發(fā)展具有全新的認(rèn)識,才能夠?qū)⒔虒W(xué)工作做好。
實踐教學(xué)是通過課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生具備將專業(yè)基礎(chǔ)課知識運用到橋梁結(jié)構(gòu)理論分析的素質(zhì),初步具備解決實際橋梁設(shè)計的能力。此階段是橋梁設(shè)計能力得以充實和提高的關(guān)鍵階段。在實踐教學(xué)體系中有可分為課程實踐和課外實踐(工程實踐)兩大類型。橋梁課程實踐是鍛煉學(xué)生的感性認(rèn)識能力和動手能力,培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,以彌補現(xiàn)行教材知識滯后的缺陷,了解學(xué)科發(fā)展的最前沿知識。工程實踐是鞏固深化理論知識,培養(yǎng)工程意識和工程能力的重要環(huán)節(jié),同時鍛煉學(xué)生的橋梁結(jié)構(gòu)理論的分析能力和中小橋梁的設(shè)計能力,還是培養(yǎng)橋梁工程專業(yè)特色人才的重要途徑。在橋梁課程設(shè)計中宜盡量選擇在橋梁中常用的梁形,結(jié)合先修材料力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程,全面進(jìn)行橋梁課程設(shè)計。教師應(yīng)提前準(zhǔn)備好課程設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書,發(fā)給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。教師加強過程監(jiān)督與輔導(dǎo)。例:(1)公路鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計算、內(nèi)外梁內(nèi)力計算(涉及荷載橫向分布)、抗彎和抗剪鋼筋設(shè)計、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計圖。(2)鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形(或箱型)梁橋設(shè)計。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計算、內(nèi)力計算、預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計圖。(3)公路(或鐵路)鋼筋混凝土橋墩(或雙柱式墩)設(shè)計。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計算、內(nèi)力計算、配筋設(shè)計、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計圖。
在橋梁工程的教學(xué)過程中,注重將能力培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué)的始終,堅持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),實施啟發(fā)式、互動式教學(xué),積極推進(jìn)討論式、探究式、提問式教學(xué)、案例教學(xué)和合作式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法;充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。在課堂上講深講透基本概念、基本方法,幫助學(xué)生分析理解課程中的重點和難點內(nèi)容,講清關(guān)鍵問題和內(nèi)在聯(lián)系,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考與探索的能力。并將完整的橋梁工程實例貫穿于教學(xué)過程之中。實踐證明,在這種教學(xué)模式下,學(xué)生真正成為教學(xué)活動的主體,從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),并在教與學(xué)的過程中實現(xiàn)師生間的心靈溝通。使整個教學(xué)過程都成為師生共同的思維互動過程。在這樣反復(fù)的互動過程中,教師傳授的知識很重要,但更重要的是在傳授知識的同時開發(fā)了學(xué)生智能,從而引發(fā)想象、激發(fā)靈感,培養(yǎng)了學(xué)生的鉆研精神與解決問題的能力。把學(xué)習(xí)過程中的發(fā)現(xiàn)、探究等認(rèn)識活動凸顯出來,使學(xué)習(xí)過程更多地成為發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程。總之,教師應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)需要以及學(xué)生的具體情況,采用靈活多變的教學(xué)方法,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)、交流和討論的主體,全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)質(zhì)量,同時提高自身的教學(xué)藝術(shù)水平,針對不同的學(xué)生因材施教,這都需要在教學(xué)中不斷探索,不斷認(rèn)識,及時總結(jié)反思,再到教學(xué)實踐中去完善提高。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;翻轉(zhuǎn)課堂;橋梁工程;云資源式;教學(xué)模式
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)19-0184-03
近年來,世界各地的知名高校逐漸開始運用“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,取得了顯著效果,受到了媒體、教育工作者的關(guān)注[1]。我國在“十三五”時期,也明確提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的行動計劃。“互聯(lián)網(wǎng)+”教育依托大數(shù)據(jù)、云資源和移動互聯(lián)等技術(shù),構(gòu)建了全新的教育生態(tài)環(huán)境,培育出多種形式的教學(xué)模式[2][3]。其特點是通過課前問題引導(dǎo)、觀看視頻和課堂問題解決三個環(huán)節(jié),重構(gòu)教學(xué)流程和空間,對傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來挑戰(zhàn)和沖擊。
目前,橋梁工程課程教學(xué)多以教師、教材為中心傳授專業(yè)知識,學(xué)生在課后運用所學(xué)知識完成作業(yè)、實驗和課程設(shè)計。該模式下橋梁工程的知識由教師簡單傳遞給學(xué)生,信息是線型和單向,掌握知識的方式單一。由于時空限制,師生缺乏交流和互動,學(xué)生獲得感不足[4];其次橋梁專業(yè)課程網(wǎng)站多是將課堂教學(xué)大綱、PPT課件、教學(xué)視頻等資料簡單復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)平臺,網(wǎng)站教學(xué)視頻以45分鐘為單位進(jìn)行劃分錄制,內(nèi)容多而全,交互性差,橋梁知識難點消化慢。而且專業(yè)課程過分強調(diào)橋梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、理論計算,忽視了學(xué)生工程實際經(jīng)驗缺少,認(rèn)知能力有限的實際問題,課堂教學(xué)針對性和吸引力較弱。橋梁工程由于理論覆蓋面廣,力學(xué)概念多,實踐性強,其任務(wù)和目的不應(yīng)是知識的單向傳遞和被動接受,而是要以工程實際問題來引導(dǎo)課程教學(xué),通過師生雙向的交流探討,使橋梁基本知識逐漸內(nèi)化和掌握,不斷培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。因此,本項目結(jié)合橋梁工程專業(yè)課特點,剖析課程目前存在的問題,探索已建網(wǎng)絡(luò)課程融入翻轉(zhuǎn)課堂的方法,構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂土木工程專業(yè)課教學(xué)新模式。本文研究成果為進(jìn)一步增強橋梁工程課程教學(xué)針對性和實效性,培養(yǎng)道橋?qū)I(yè)復(fù)合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才提供理論支撐。
一、橋梁工程課程建設(shè)現(xiàn)狀
橋梁工程是我校土木工程專業(yè)道橋方向的核心課程之一,該課程在大三下學(xué)期開設(shè),其先修課程是理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等。該課程的特點是理論性與實踐性強,密切聯(lián)系工程實際。通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握橋梁工程的基本概念、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造原理、計算理論與計算方法以及施工技術(shù)等方面的專業(yè)知識,為今后能順利從事橋梁工程規(guī)劃、設(shè)計、施工和管養(yǎng)等工作打下牢固基礎(chǔ)。
近年來,隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝逐漸應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu),橋梁工程的教學(xué)內(nèi)容也逐漸發(fā)生變化。橋梁工程課程建設(shè)小組自2011年以來,一直探索符合橋梁發(fā)展需要的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。目前,結(jié)合最新的橋梁施工、設(shè)計和科研的技術(shù)成果,基本建成了包括教案、錄像、電子課件、模型展示及動畫演示等在內(nèi)的立體化教材體系,編制了一套內(nèi)容翔實的、與學(xué)生實際相結(jié)合的教案和教學(xué)大綱,不斷提升該課程的教學(xué)效果;并建立了相應(yīng)的教學(xué)實習(xí)基地、開放實驗室等,不斷提高學(xué)生的動手實踐能力;為了不斷創(chuàng)新課程教學(xué)模式,課題組也建設(shè)了橋梁工程網(wǎng)絡(luò)課程,獲得了三峽大學(xué)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程,不斷拓展教學(xué)思路,豐富教學(xué)手段和方法。通過網(wǎng)絡(luò)課程,學(xué)生可以利用課余時間,充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí),了解最近的橋梁發(fā)展動態(tài),在網(wǎng)站論壇模塊,還可參與關(guān)于橋梁知識的一切討論,經(jīng)過5年網(wǎng)站運行,網(wǎng)站點擊率不斷攀升,發(fā)揮了課程網(wǎng)站應(yīng)有的功能。
但隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的發(fā)展,翻轉(zhuǎn)課堂開始走進(jìn)校園,單純的橋梁工程網(wǎng)絡(luò)課程難以適應(yīng)新的變化,例如網(wǎng)站的教學(xué)視頻以一節(jié)課45分鐘為單位進(jìn)行劃分錄制,內(nèi)容多而全,網(wǎng)站交互性差,專業(yè)知識消化難,師生互動和交流缺乏,學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感較差。2015年以來,課程組申報和參與了橋梁工程開放課程建設(shè),開始著手將翻轉(zhuǎn)課堂引入教學(xué)之中,目的是進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,倡導(dǎo)新型教學(xué)方法。因此,本文提出基于“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂的橋梁工程課程教學(xué)新模式,解決以往課程網(wǎng)站使用率不高、交互性不足的問題,創(chuàng)新橋梁工程教學(xué)體系,進(jìn)一步增強專業(yè)課程教學(xué)針對性和實效性。
二、橋梁工程翻轉(zhuǎn)課堂探索與實踐
“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂模式是融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種全新教學(xué)理念,其主要內(nèi)涵是借助信息化、碎片化的云資源,教師給學(xué)生提供教學(xué)頻、動畫課件或最新的專業(yè)學(xué)習(xí)資料。學(xué)生按照課前計劃獨立完成有關(guān)視頻資源的學(xué)習(xí),思考教師布置的問題;在課堂上,針對學(xué)生提出的疑問交流和討論,一起完成橋梁知識的解惑、釋疑等活動[5][6]。將這一模式引入橋梁工程專業(yè)課堂的教學(xué)之中,構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂的橋梁工程教學(xué)方法,主要構(gòu)思如下。
1.針對課程網(wǎng)站中的教學(xué)視頻、試題、論壇等部分,需要以知識點和章節(jié)為主線,融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)元素,將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行碎片化設(shè)計和重構(gòu),構(gòu)建基于課程網(wǎng)站的專業(yè)課云資源式學(xué)習(xí)環(huán)境。
首先,對橋梁工程關(guān)鍵知識點的視頻資源進(jìn)行碎片化設(shè)計。我校目前橋梁工程網(wǎng)站提供了橋梁施工、設(shè)計的相關(guān)教學(xué)視頻和動畫仿真。這些視頻都是以45分鐘為單位,而且是以一個大的知識點進(jìn)行錄制完成。在傳統(tǒng)課堂上,學(xué)生如果對相關(guān)的知識點不理解,可在網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站觀看視頻,自己去學(xué)習(xí)。也可以在論壇中,發(fā)帖繼續(xù)和老師討論。但大三的學(xué)生由于需要學(xué)習(xí)的專業(yè)課程非常多,基本沒有時間繼續(xù)學(xué)習(xí)。因此,若將橋梁工程的大知識點碎片化處理,分成若干知識點,則學(xué)生可以根據(jù)信息檢索到自己還沒有掌握的關(guān)鍵知識點,然后反復(fù)學(xué)習(xí)和理解對應(yīng)的視頻,不受空間和時間的限制。在實踐中,我們發(fā)現(xiàn)可以把每5分鐘的課堂劃分為5個知識點。例如,橋梁工程緒論中的橋面鋪裝,橋面鋪裝、排水裝置、伸縮縫、照明等知識點,分別做成有特色的小視頻,這樣可以滿足不同學(xué)生的需求。
其次,針對測試試題、論壇等欄目以知識點為線索的重構(gòu)研究。目前,橋梁工程網(wǎng)站測試題目主要是針對課本上的某一章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行劃分,和平時的課后習(xí)題重復(fù)度較高。另外,論壇沒有劃分板塊,不論是橋梁工程課本上知識點的討論,還是橋梁設(shè)計、施工的專題、課外話題的討論,都在一個模塊下,不利于學(xué)生快速檢索到關(guān)于知識點的所有討論信息。因此,以橋梁工程知識點為線索,重構(gòu)試題、論壇等網(wǎng)站欄目,將所有同類的知識點試題、討論歸并化處理。
2.基于橋梁工程專業(yè)知識的實際應(yīng)用情景,需要掌握學(xué)生課前問題引導(dǎo)、觀看專業(yè)課視頻和問題討論環(huán)節(jié)中知識內(nèi)化過程和規(guī)律,了解分解知識內(nèi)化的難度和增加專業(yè)知識內(nèi)化次數(shù)的途徑。
問題引導(dǎo)、觀看視頻和問題解決是“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂的三大環(huán)節(jié)。橋梁工程上課前問題引導(dǎo)環(huán)節(jié),在網(wǎng)站上,教師提出一些引導(dǎo)性的問題。例如,講授橋梁工程現(xiàn)狀和發(fā)展時,讓學(xué)生準(zhǔn)備國內(nèi)外十大跨徑的橋梁,并將相應(yīng)的知識點的教學(xué)視頻分發(fā)給學(xué)生。
觀看視頻環(huán)節(jié)。學(xué)生在課下時間認(rèn)真觀看教學(xué)視頻,并通過課程討論組、微信課程組、論壇等方式進(jìn)行反饋,解決課前提出的相關(guān)問題,將不懂的知識點篩選出來。在這個環(huán)節(jié)中,橋梁工程知識點的正確概念開始在學(xué)生的腦海里面內(nèi)化[7]。
問題解決環(huán)節(jié)。學(xué)生通過課程網(wǎng)站論壇、課程討論群將不懂的知識點上傳,教師收集整理。然后在課堂上與學(xué)生一起討論、互動交流,逐個解決橋梁工程的難點、關(guān)鍵知識點,并鼓勵學(xué)習(xí)小組之間通過比賽等方式積極解決。問題解決環(huán)節(jié)是學(xué)生掌握橋梁工程知識點的第二次內(nèi)化過程,教師需要在該環(huán)節(jié)激活正確的概念,糾正和強化學(xué)生原有的基礎(chǔ)知識。
由翻轉(zhuǎn)課堂的三個環(huán)節(jié)可知,橋梁工程的知識內(nèi)化主要通過學(xué)生觀看視頻和課堂問題討論實現(xiàn)。在實際教學(xué)課堂中,教師需要從教學(xué)視頻的制作入手,將復(fù)雜的、非良構(gòu)的、不能自建的橋梁知識以簡單、正確的概念展現(xiàn),然后在課堂問題討論中,進(jìn)一步強化每個關(guān)鍵的知識點。不斷反復(fù)地接觸、討論,完成知識內(nèi)化,并被學(xué)生理解和掌握,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)橋梁工程課堂的真正翻轉(zhuǎn)。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂橋梁工程課程教學(xué)新模式如圖1所示。
翻轉(zhuǎn)課堂雖然是一種基于信息技術(shù)的全新的教學(xué)手段,但是一門課程的教學(xué)效果的好壞,還需要其他的環(huán)境支持[8]。上述思路主要從微觀層面,研究每堂課、每個知識點的翻轉(zhuǎn)課堂模式。以自主學(xué)習(xí)為基本方式,引導(dǎo)研討交流,以釋疑解惑為基本指向,突出問題意識,以過程考核為基本手段,強化學(xué)生主體。在宏觀層面,需要優(yōu)化橋梁工程課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、教師培訓(xùn)以及學(xué)習(xí)效果評價等多個環(huán)節(jié)。
三、課程建設(shè)效果與體會
基于“互聯(lián)網(wǎng)+”翻轉(zhuǎn)課堂不是傳統(tǒng)橋梁工程課程網(wǎng)站的簡單升級完善,而是以橋梁知識點為線索,形成了“微課”式的教學(xué)視頻資源,創(chuàng)建了以學(xué)生為中心的教學(xué)環(huán)境,體會如下。
1.重構(gòu)了橋梁工程教學(xué)思路。將翻轉(zhuǎn)課堂元素融入到橋梁工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站中,首先改變了“將課堂簡單搬上網(wǎng)”的階段,不僅為學(xué)生提供一種云資源式的學(xué)習(xí)環(huán)境,而且有效增加了師生互動交流,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。
2.變化了課程教學(xué)流程。基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生課前學(xué)習(xí)教學(xué)視頻、課件或教學(xué)案例等教學(xué)資源,通過橋梁工程課程網(wǎng)站,教師提供在線回復(fù)和答疑。課堂時間用于師生間、學(xué)生間的討論交流。教師在課堂上有針對性地講解橋梁工程中的難點和關(guān)鍵點,有助于促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的掌握和內(nèi)化,也符合時代潮流,易被新時代的學(xué)生接受。
3.提升了教學(xué)空間。學(xué)生不再受到45分鐘課堂的限制,根據(jù)自身需求和興趣,可以重凸劭春脫習(xí)相關(guān)視頻資源,并及時和老師溝通交流,彌補了傳統(tǒng)課程網(wǎng)站的不足。課程網(wǎng)站還可以協(xié)助教師有效、及時地展現(xiàn)最新、前沿的橋梁研究成果,動態(tài)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果,迅速了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),進(jìn)而捕捉更有效地知識傳遞方法。
4.重新定位了師生角色。教師由傳統(tǒng)的理論傳播者,轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)云資源的管理者、提供者,課堂學(xué)習(xí)的解答者,討論交流的引導(dǎo)者。學(xué)生由傳統(tǒng)的知識接受者,轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的積極參與者。
綜上所述,橋梁工程專業(yè)課程實施“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,有助于加強和凝練課程教學(xué)資源建設(shè),探索易于學(xué)生接受的專業(yè)課教學(xué)體系。該模式實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)平臺與現(xiàn)實課堂緊密結(jié)合,一方面適應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)與信息時代大學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣;另一方面通過翻轉(zhuǎn)課堂顛倒了傳統(tǒng)教學(xué)過程,有利于增強專業(yè)課程教學(xué)的針對性和實效性。
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Exploration and Practice of Teaching Method of Bridge Engineering Based on Flipped Classroom Mode
WANG Feng,LIU Hong-lin,LIU Zhang-jun
(College of Civil Engineering & Architecture,China Three Gorges University,Yichang,Hubei 443002,China)
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