《橋梁工程》教學模式與教學方法研究

喻 梅 周水興 重慶交通大學土木建筑學院 400074

《橋梁工程》教學模式與教學方法研究

喻 梅 周水興 重慶交通大學土木建筑學院 400074

結合《橋梁工程》課程的特點，通過分析課程定位與學時安排，教學手段的選擇、學生思維能力培養(yǎng)等問題，探討了《橋梁工程》課程的合理教學模式，并對教學中的一些關鍵環(huán)節(jié)做了研究。

一、課程定位與特點

《橋梁工程》是土木工程專業(yè)道路工程方向一門重要的專業(yè)課程，通過本課程的學習，學生應掌握常用梁式橋、拱式橋的結構體系、構造原理、設計計算理論以及主要施工方法，并了解現(xiàn)代大型斜拉橋、懸索橋的構造、設計和施工要點。

《橋梁工程》課程的特點在于：（1）以“材料力學”、“結構力學”、“結構設計原理”、“橋涵水文”、“工程地質(zhì)”、“基礎工程”等先修課程為基礎，涉及知識面廣，是對基礎課程的綜合和深化；（2）以實際橋梁工程項目為背景，集理論與實踐為一體；（3）學生缺乏工程實踐經(jīng)驗。

二、教學內(nèi)容與學時的合理安排

合理安排教學內(nèi)容與學時是取得理想教學效果的基本前提。基于本課程的上述特點，結合筆者多年的教學實踐情況來分析，本課程安排88個學時較為合適，其中，課堂教學78學時，課程設計6學時，課外實踐4學時，具體如表1所示。

表1課程學時安排表

從表1可以看出，本課程是從課堂教學、課程設計、課外實踐三個方面的教學來實現(xiàn)學生對本課程的掌握。在課堂教學中，由于梁式橋和拱式橋的構造、設計計算理論及施工方法是本課程的重點，因此在教學安排中其學時量占課堂教學課時量的85%，以達到培養(yǎng)學生牢固掌握本課程重點內(nèi)容的目的。安排6學時的課程設計，是為了培養(yǎng)學生綜合運用本課程理論知識的能力。設計4學時的課外實踐環(huán)節(jié)，是考慮學生通常沒有工程實踐經(jīng)驗，如果單純通過書本和圖片來學習橋梁設計與施工，很難達到理想的效果，而通過課外實踐環(huán)節(jié)，到橋梁施工現(xiàn)場切身觀摩和體會橋梁設計與施工的方法，學生則很容易對這部分教學內(nèi)容達到融會貫通的效果。

三、現(xiàn)代教學與傳統(tǒng)教學手段的綜合運用

如何合理的利用和發(fā)揮現(xiàn)代教學手段，是提高教學質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，筆者認為在教學中應因地制宜，結合課程特點，將現(xiàn)代教學手段與傳統(tǒng)教學手段相結合，才能達到理想的教學效果。

無論采用何種教學方式，教學手段只是為教學內(nèi)容服務的。不能使教學僅停留于花哨的形式而忽略了內(nèi)容的深度和廣度。相反，使學生深刻領會教學內(nèi)容才是教學的真正目的。

就橋梁工程這門課的教學而言，筆者認為，多媒體輔助教學、案例教學法，實踐教學法這三種教學手段與傳統(tǒng)教學方法想結合，是教學橋梁工程的最好教學模式。

1.案例教學法講授橋梁的構造與設計

橋梁的構造與設計主要講述各種結構體系的橋梁的設計方法、構造原理及尺寸擬定原則。通過這部分內(nèi)容的學習，要求學生掌握橋梁設計的原理與方法。講授這部分內(nèi)容的難點在于學生沒有橋梁設計經(jīng)驗，對復雜結構的構造細節(jié)容易感到抽象和陌生。筆者認為，這部分內(nèi)容宜采用案例教學法進行教學。

所謂案例教學法, 就是教師根據(jù)課程教學目標和教學內(nèi)容的需要通過設置具體的教學案例, 引導學生參與分析、討論等活動, 讓學生在具體的問題情境中積極思索, 以培養(yǎng)學生綜合能力的一種教學方法。它強調(diào)以學生為主體, 以培養(yǎng)學生的自主學習能力, 實踐能力和創(chuàng)新能力為基本價值取向。

比如在講授橋梁規(guī)劃設計原則與程序這一部分課程內(nèi)容時，可將橋梁規(guī)劃設計的基本流程圖用電子圖片簡潔地示出，并結合某一實橋的規(guī)劃設計為例，闡明橋梁規(guī)劃設計的全過程。為使橋梁規(guī)劃設計需遵循“安全、實用、經(jīng)濟、美觀并兼顧環(huán)保”這條原則由抽象變?yōu)榫唧w，可制作一些在體現(xiàn)上述設計原則較為成功的實橋的PPT，再將這些實橋與設計理論作對比分析，可幫助學生領會橋梁規(guī)劃設計原則的真正內(nèi)涵，并培養(yǎng)學生對橋梁的綜合鑒賞與判斷能力。例如，在談到美觀這一要求時，筆者曾以趙州橋、金門大橋、悉尼港大橋等在美觀上設計得較為成功的橋梁實圖為例，分析了橋梁結構在體型上的均衡與協(xié)調(diào)及與環(huán)境的和諧性等要求。同時鼓勵學生表達他們自己的觀點，通過這種方式，課堂的氛圍變得活躍、學生們爭相發(fā)揮自己的觀點。可以想象，若采用傳統(tǒng)的黑板教學，學生將無法直接接觸這樣大量的信息 ，講授也將會變得抽象。

需要注意的是，在選擇工程案例時，要選擇與課堂教學內(nèi)容相對應的橋型做為案例，并對其設計理念和細節(jié)做出評述，同時注意引入的案例要能代表該橋型目前的最新設計水平及發(fā)展方向。

2.黑板與多媒體相結合教學橋梁結構計算理論

橋梁結構計算理論主要講授梁式橋梁和拱式橋梁的結構計算方法。重點包括橋面板、橫向分布系數(shù)、梁橋拱橋內(nèi)力計算與驗算等內(nèi)容。

《橋梁工程》是一門建立在力學基礎上的專業(yè)課程，力學公式的推導和運用是本課程的重要內(nèi)容之一。講授橋梁結構計算這一部分內(nèi)容時，由于涉及大量的數(shù)學、力學公式的推導，故完全采用多媒體教學是不適宜的。此時，可采用傳統(tǒng)的黑板教學與多媒體教學相結合的方法。當介紹橋梁計算的基本理論時，如果能把整個解決問題的思路和框架在PPT上播出，同時在黑板上詳細分析基本力學原理及公式，并對疑難步驟和公式給出重點解釋，能使學生更直觀的理解其推導過程和參數(shù)的物理含義。如果再適當?shù)陌才艑W生在黑板上做一些演算，并展開討論，學生便能深刻的理解教學內(nèi)容，把知識點融會貫通。

在講清楚橋梁結構計算的基本原理的基礎上，可用多媒體方式向?qū)W生介紹橋梁結構分析的計算機輔助計算方法。由于橋梁結構計算工作量較大，實踐中通常采用電算。橋梁電算的重點是實際結構的簡化及其上述內(nèi)容的在程序中的應用等。目前橋梁結構分析的軟件較多，如GQJS、BSAS、橋梁博士等。可選擇一種結構分析軟件向?qū)W生演示橋梁結構分析的具體過程。這樣可使學生既掌握橋梁結構計算的基本理論，又對實踐中橋梁結構分析的方法和現(xiàn)代計算手段較為熟悉。

例如，在講解橋梁的恒載內(nèi)力計算時，首先可從理論上闡明橋梁恒載內(nèi)力與施工方法的關系。然后可用電算的方法比較同一橋梁采用不同的施工方法時的恒載內(nèi)力差異，這樣可使所講理論更具說服力，學生也更易接受。

3.多媒體與課外實踐相結合教學橋梁施工

實踐證明，多媒體與課外實踐相結合，是教學橋梁施工最為有效的途徑。

講授橋梁施工的難點在于學生沒有工程經(jīng)驗，且各種施工方法涉及的施工機具也較復雜，容易使講解變得空洞而枯燥。采用傳統(tǒng)的教學方法時，若僅口述施工過程，學生將感到過于抽象，若在黑板上繪出施工過程示意圖或制作掛圖，則會因圖多空間小而難以實現(xiàn)。此時，如果在課堂上用多媒體演示課前用三維動畫軟件制作的施工過程示意圖，并結合實橋講解，則能使內(nèi)容變得直觀、生動，學生對知識點的體會也會因此而深刻。

事實上，如果同時將教師在工程實踐中拍下的施工中的橋梁及機具的照片或錄像制作成幻燈片（PPT），在課堂上播出，把橋梁施工的過程真實的再現(xiàn)于課堂，并向?qū)W生介紹橋梁施工的新方法，新工藝，則能取得更佳的教學效果。

在多媒體課堂教學的基礎上，再結合適當?shù)恼n外實踐，通過到橋梁工地觀摩學習，學生對橋梁施工理論及方法的各個環(huán)節(jié)將會有更為深刻而透徹的把握。

四、教學中重視師生間的信息溝通及學生的能力培養(yǎng)

1.重視師生間的信息溝通與交流

教師是教學中的主導者，課堂上師生間的溝通與交流對教學效果起著關鍵作用。在多媒體教學中，不能僅僅邊念講稿邊播多媒體課件，如果教師只充當多媒體播放員，教師就沒有在教學中發(fā)揮其主導作用，那樣會使教學陷入平鋪直敘、呆板、缺乏師生互動的局面。教師應當恰當把握教學節(jié)奏，有意突出重點和難點，并觀察學生對知識點的反應，設計適當?shù)奶釂柡陀懻摚墒拐n堂氛圍變得活躍，師生間的信息得到溝通與交流，學生的思維得到激發(fā)和啟示，學生對教學內(nèi)容的理解才會更深刻。

2.重視對學生的能力培養(yǎng)

教學的目的是培養(yǎng)人才。本專業(yè)的學生畢業(yè)后通常將從事道路橋梁的設計、施工或管理工作。因此，在教學中培養(yǎng)學生在本學科的工作能力是本課程的重要目的之一。筆者認為通過做課程設計或小論文來提高學生對橋梁理論知識的綜合運用能力是比較適宜的。

課程設計可以是設計一座橋梁施工場地布置圖、施工進度圖、橋梁方案總體布置圖、橋梁模型設計或其它適宜的內(nèi)容。小論文可以是對橋梁設計，施工或者美學方面的一些認識的文章。具體可結合所教學生情況從中選擇一種內(nèi)容進行。

在這一過程中，學生需要查閱大量的本專業(yè)文獻資料，再運用到課程設計或小論文中，通過這個環(huán)節(jié)，學生查閱資料、綜合運用專業(yè)知識的的能力將得到大幅度提高，使學生獨立工作能力得到良好的培養(yǎng)。

五、教學課件的與時俱進

制作教學課件時，應注意以下幾點：（1）保證教學內(nèi)容的深度和廣度，突出難點和重點，避免課件過于煩瑣冗長。如果長時間地播放滿是文字敘述的PPT，會使學生陷入知識散亂，無法把握難點和重點的局面。（2）PPT要文字清楚，色彩適宜。如果為圖新奇而將圖片設置上花哨的背景或設置為閃爍的動畫，表面上看來很新鮮，但有可能使學生看不清圖片內(nèi)容或視覺疲乏，反而不能清楚表達教學內(nèi)容。

多媒體教學并非就為教師提供了一個一勞永逸的教學方法。橋梁工程是一門工程實踐性很強的課程，雖然教材在一定時期內(nèi)是不變的，但設計施工規(guī)范是在不斷更新中的，新材料新工藝新工程層出不窮。因此，教學課件制作完成后，在教學過程中還應使教學課件與時俱進，不斷更新。一方面可根據(jù)教學中遇到的問題對教學課件進行調(diào)整和完善，另一方面對出現(xiàn)的新材料新工藝新工程及學科新進展等要及時在課件中體現(xiàn)。通過對課件的不斷更新和完善，既可及時解決教學中遇到的問題又可保證教學內(nèi)容的深度和廣度。

總之，橋梁工程課程是一門集理論與實踐為一體的專業(yè)課程。只要課前認真分析教學內(nèi)容，因地制宜，采用合理的教學手段。通過多媒體課件的直觀、生動、信息量大的優(yōu)勢，以案例教學法開闊學生的視野，以實踐教學法讓學生獲得專業(yè)知識的實踐經(jīng)驗，并與傳統(tǒng)教學方法想結合，再充分發(fā)揮教師在教學中的主導作用及師生間的交流與互動，教學效果與效率將會大大提高，最終實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才的教學目標。

[1]周水興，向中富.橋梁工程[M].重慶大學出版社.2003年

[2]范立礎，主編.橋梁工程[M],上冊.人民交通出版社.2001年

[3]顧安邦，主編.橋梁工程[M]，下冊.人民交通出版社.2000年

[4]于水，斐正薇.從素質(zhì)教育看中國高等教育的發(fā)展[J].南京社會科學.2003 (4).83-87。

[5]劉加妹,周志堅.多媒體教學與傳統(tǒng)教學優(yōu)勢互補的探討[J].大學數(shù)學.2005（6），32-35

[6]黃曉波,陸文,沙玲,等.大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探索[J].上海工程技術大學教育研究.2008,(03)

喻 梅：女，1968年出生，講師，工學碩士，從事橋梁工程的教學與科研工作。周水興: 男，1967年出生，教授，工學博士，從事橋梁工程的教學與科研工作。

Teaching Pattern and Method for Bridge Engineering Course

YU Mei, ZHOU Shui-xing College of Civil Engineering & Architecture, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

Based on the characteristics of bridge engineering course, making the course arrangements and the class hour distribution , problems such as teaching means and the student thinking ability teaching are analyzed, the rational teaching pattern for bridge engineering course and some important points in the teaching of the course are discussed.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.143

橋梁工程;教學模式;多媒體;案例教學法;橋梁施工;結構分析

bridge engineering; teaching pattern; multimedia; case method; bridge construction; structural analysis