淺談模型創作教學法對橋梁工程教學改革的促進

朱玉曉

[摘 要]橋梁工程課程教學目前存在教學理念落后、理論與實踐脫節的現象，導致教學效果難以提升，學生既缺乏堅實的理論知識，也缺乏實踐創新能力。在課程教學過程中，通過引入模型創作的教學方法，指導學生自主完成橋梁模型的創意、設計、制作、總結、匯報。該教學法對人才培養和教學改革具有積極的促進作用。

[關鍵詞]模型創作 綜合素質 實踐創新 教學改革

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）07-0159-02

橋梁工程是土木工程專業交通土建方向的主干課程，要求學生通過課程學習，系統掌握各類橋梁的設計和構造原理、計算理論和方法以及施工要點。由于課程涉及內容廣、專業性強，很多學生在學習過程中難以把握知識要點，不能很好地融會貫通，學習難免枯燥乏味，這勢必嚴重影響學生綜合素質的培養。因此，為適應社會對橋梁工程專業人才的培養要求，筆者在教學中引入模型創作的教學方法，經過多年實施，發現該教學法對人才培養和教學改革具有積極的促進作用。

一、橋梁工程課程教學現狀

橋梁工程在土木工程專業人才的培養過程中所具有的顯著地位決定了其教學的重要性。剖析當前多數高校的教學現狀，發現以下兩方面的問題比較突出。

（一）教學理念落后，重學輕用

橋梁工程課程信息量大，雖然目前主講教師理論扎實、實踐豐富，也善于利用先進的教學模式，但傳統“授魚”的教學理念未做變化。教師重教輕用，學生亦重學輕用、視野狹窄，部分學生頭腦中只有橋梁總體規劃、設計要點、構造原理、計算理論和方法以及施工要點等的零散知識，未完全形成“橋梁”的整體概念，難以綜合運用專業知識解決工程實際問題。

（二）理論與實踐脫節，缺乏創新

橋梁工程是一門實踐性很強的課程，教學過程中必須與課程設計、三大實習、畢業設計、科研創新等實踐教學環節緊密結合。然而長期以來，相關實踐環節由于受到教學大綱、培養計劃、辦學經費、學時設置、施工單位經營等原因的限制，本應發揮課堂教學輔助作用的課程設計、畢業設計和三大實習等，與課堂教學未形成強有力的結合。特別是三大實習，時間短且集中安排，實習過程中學生只能了解部分工程或某個工序的“點”，無法歷經“整個”工程的設計和施工過程。課程設計和畢業設計大多是真題假作、假題假作，學生缺乏動力，多有應付交差思想，部分提交的成果經不起實際工程的檢驗。

針對上述橋梁工程課程教學現狀的剖析，我校在教學過程中積極開展模型創作教學法，以期在轉變教學理念、培養創新精神、促進教學改革方面進行有效的探索。

二、模型創作教學法的實施

模型創作教學法是以學生為主體的橋梁方案創意、結構設計、模型制作、成果整理的一系列教學過程，是“方案創新”和“模型制作”的結合。在橋梁工程教學中開展模型創作的宗旨是突破課程教學受時間和空間限制的客觀因素，通過具有特色的模型制作，培養學生對理論知識的綜合理解和應用能力，提升教學效果。模型創作集知識性、創新性、實踐性、趣味性于一體，具有良好的可操作性，學生參與度極高。

開課伊始，教師下達模型創作的教學任務，鼓勵學生以5到7人為一組的形式，在四個月的教學過程中，逐步完成橋梁方案規劃、結構選型、力學分析、模型制作等的任務。最終成果以實體模型和創意文案的形式提交，其中橋梁跨徑不限、結構形式不限、使用材料不限、所處環境不限。最后以答辯的形式進行成績評定，創意新穎、選型獨特、受力合理的創作模型將勝出。

為促進模型創作順利完成，具體實施中教師引導學生將整個創作過程劃分為四個階段并制訂階段目標。具體為：1.創意論證階段：選定橋梁環境，形成創意方案。即以理論知識為基礎，以工程實例為依托，通過查閱大量資料，進行創意討論，最后確定模型方案。2.方案設計階段：細化創意方案，完成方案設計。即平面設計線形，縱向劃分跨徑，確定高程，選定墩臺，橫向確定截面布置。4.模型制作階段：將設計思想轉化為三維實體。即確定模型尺寸，選定材料和制作工具，制作部件，部件整合，形成安全、穩定的橋梁模型。4.文案編寫階段：創作模型總結，內容包括創意方案形成過程、選型依據、平縱橫設計內容、模型制作過程，突出特點，以及個人貢獻等。

三、模型創作教學法的促進作用

模型創作調動了所有學生的學習主動性和積極性，學生們紛紛走進圖書館查閱資料，走進橋梁現場體悟橋梁構造設置和施工細節，并利用道橋實驗室、結構實驗室以及創新工作室的材料和器具，構思、設計、制作橋梁模型。模型創作教學法的引入和順利開展，為橋梁工程課程教學改革探索了一條全新的道路，其中以下三方面的意義比較突出。

（一）自主學習，促進知識的融會貫通

模型創作將橋梁工程的教學從有限的課堂拓展到無限的課外，為學生構建了一個學以致用的廣闊平臺。模型創意和制作涉及橋梁的方案規劃、結構選型、力學分析、材料選取以及制作工藝等多方面的知識，因此要成功創作出一個有特色的橋梁模型，必須綜合運用三大力學、結構設計原理，以及橋涵水文、橋梁施工等多門課程的知識，來解決模型創作過程中不斷出現的各種問題。“絕知此事要躬行”，在模型創作過程中，學生通過“建橋”的實踐，會主動發現自身的不足并盡快尋找解決方案，而教師正是指導學生尋找解決辦法的有力助手。此時，教師的角色就實現了從“授魚”到“授漁”的轉變。學生眼界開闊了，創意會變得新穎;理論夯實了，結構會趨于合理;動手能力提升了，模型定能如期“竣工”;用心編寫文案了，成果亮點更能凝練突出。可見，模型創作教學法將學生真正變為教學的主體，學生既掌握了解決工程問題的方法，也促進了知識的融會貫通。

（二）團隊協助，培養學生的創新精神

創新精神是創新的靈魂和動力，模型創作的最大亮點是要有自己的創意。創意論證階段是激發創新精神的最佳階段，此時團隊內各種萌芽狀態的想法不斷涌出，通過深入討論變成作品的可實施性方案。在近四個月的時間內，整個團隊為了完成預期目標，問題越來越多，想法越來越多，爭執越來越多，最后作品的輪廓就越來越明晰。堅持到最后的學生所體現出的追求創新的強烈意識、對新知執著的探究興趣、追求新發現的激情以及百折不撓的毅力和意志，正是創新人才培養所追求的創新精神。同樣，經過長時間的交流、協作，這種創新精神也會潛移默化地影響其他學生，促進團隊綜合素質的整體提升，而個人能力也在團隊協作過程中，得到了很好的鍛煉和培養。同時，模型創作促使優秀人才脫穎而出，為學校參加省級、國家級學科競賽遴選了創新拔尖人才。

（三）公正客觀，構建創新型的評價系統

對教學質量的評價最客觀、最權威的是社會，是市場，人才的發展是優勝劣汰、適者生存，要培養出適應社會和市場的創新型橋梁工程專業人才，必修構建創新型學生評價系統。橋梁工程課程教學中構建的學生評價系統包括理論考試、模型創作、課程作業、讀書報告等部分，所占比重分別為50%、25%、15%、10%。理論考試和課程作業是評價系統的基礎，讀書報告是對基礎的拓寬，模型創作是基礎上的提升和創新。其中模型創作細分為模型創意、結構設計、動手制作、文案編寫、個人貢獻，所占比重均為5%。這種多樣化的考核方式有利于教學模式從封閉型向開放型轉化，有利于教學目標從知識型教育向創新型教育轉化，最終將學生從死記硬背課本、應付考試的困境中解放出來，學生有更多的時間和精力去自主選擇知識結構，拓寬視野，挖掘潛力，不斷創新。

四、模型創作教學法的展望

本文針對橋梁工程課程教學中存在的關鍵問題，從轉變教學理念、促進理論與實踐結合的角度出發，闡述了模型創作教學法的開展和實施，探索了模型創作在培養學生實踐能力、創新精神以及綜合素質方面的促進作用。為使模型創作持續發揮作用，還需做好以下三項工作：1.教師要轉變教育觀念，重視實踐與教學的結合;2.為了更準確地分析模型結構，教師應引導學生學習專業分析軟件，如MIDAS CIVIL，橋梁博士等。3.建立和完善培養學生實踐、創新能力的長效機制，確保模型創作在課程教學中規范化、常態化的運行。

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[責任編輯：鐘 嵐]