實踐教學法在《橋梁工程》課程教學中的應用

黃海云 陳志星 孫卓 葉錫鈞

摘 要：土木工程是一個半理論、半實踐的工程專業，但傳統教學方式把實踐教學當作是理論教學的附屬品，造成“以理論教學為中心，實踐教學邊緣化”的局面。《橋梁工程》是土木工程專業的一門學科主干課程，文章針對這些問題，在《橋梁工程》課程教學中結合實踐教學法的主要觀點，采用了多種實踐形式進行探索，提高了學生的學習自主性和興趣，提升了學生知識的理解和運用能力。

關鍵詞：實踐教學法；橋梁工程；工程教育

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）02-0096-03

Abstract： Civil engineering is a theoretical and practical engineering subject. But the traditional teaching methods takes practice teaching as an accessory of theory teaching， which leads to the situation where theory teaching is the center， and practice teaching is at the edge of it. "Bridge Engineering" is a major course of civil engineering. Based on the above questions， a variety of practice teaching forms are applied into the teaching process of "Bridge Engineering" and combined with the main points of the practice teaching method. These new attempts can improve the students' learning autonomy and interest and enhance their understanding and application ability.

Keywords： practice teaching method；bridge engineering；engineering education

一、概述

自改革開放以來，我國高等工程教育不斷壯大發展，取得了很大的成績；另一方面，根據中國工程院調研并發表的題為《人才創造未來創新引領世界》關于工程科技人才調查報告指出，我國工程教育以及人才培養中存在的幾個突出問題：1.工程人才培養模式單一，缺乏多樣性和適應性；2.工程教育中工程性缺失和實踐環節薄弱問題長期未能解決；3.評價體系重論文，輕設計，缺乏實踐等。可以看出當前工程教育中實踐性和工程性的缺位是其發展道路上需要克服的關鍵問題[1]。

同時為了適應國家“卓越工程師教育培養計劃”[2]的舉措，培養創新性應用型人才。因此，有必要通過教學模式與方法的改變或改革去完成目前高等學校工程教育中的問題。

本文基于土木工程專業的人才培養目標，初步探索了實踐教學法在《橋梁工程》課程教學中的運用。

二、實踐教學法的必要性

（一）實踐教學法的概念

實踐教學法是在教學過程中，教師通過開展與教堂教學內容相關的一系列活動，將理論知識貫穿于整個教學活動中，讓學生在活動中解決問題，同時加深學生對問題知識點的記憶和理解的一種教學方法[3]。

實踐教學法的形式有多媒體、情景模擬、自主學習、討論式、互通式等方式，需結合課程的特點靈活采用。

（二）實踐教學在《橋梁工程》教學中的必要性

從學科上分析，土木工程作為一門半理論、半經驗的工程學科，實踐是它的基本特征也是其理論來源，故教學回歸實踐能讓學生對理論知識有更深刻的理解；從哲學角度上分析，人對客體的認識是從人對客體的活動開始。一切真知與創造都源于實踐。

然而，傳統教學方式把實踐教學當作是理論教學的附屬品，造成“以理論教學為中心，實踐教學邊緣化”的局面。而這種狀況恰恰就是當代高等工程教育發展中的突出問題--學生處于一種“靜聽”的被動狀態之中。同時，當代在我國高等工程教育取得顯著進步的同時，也存在著明顯的問題，工程教育科學化，混淆了科學與工程的差異，工程教育過分模仿科學教育，普遍存在重理輕工，脫離實踐的傾向[4]。

《橋梁工程》作為土木工程的一門主干課程，具有非常強的綜合性、實踐性與理論性[5]。該課程涉及到高等數學、結構力學、材料力學、結構設計原理等幾門本科基礎課程，而且在實踐中又要求學生具有交叉運用各個學科的能力。因此在橋梁工程的學習中需要學生具有良好的理論基礎、清晰的邏輯思路和較好的空間想象力以及知識的融會貫通能力。

《橋梁工程》過去傳統的教學模式往往是以教師和課本為中心，給學生不斷灌輸理論知識。在理論知識量大，抽象性高的情況下，不僅導致課程的學習難度大，更甚者會導致學生對課程缺乏熱情或者失去學習的動力，使學生的積極性，導致學生在學習《橋梁工程》的時候顯得吃力。

因此很有必要在原有的教學基礎上作出改變和完善教學方法，以提高學生的積極性與實踐能力。

鑒于上述原因，故嘗試在課程教學中利用實踐教學法提高學生在教學期間的參與率和互動性，提高教學的效率。

三、《橋梁工程》實踐教學法形式設計

《橋梁工程》的課程目標主要是讓學生熟悉各種類型橋梁，包括其組成、特點以及適用條件；重點掌握常用混凝土橋梁的設計和構造原理，計算理論和分析方法，并熟悉有關橋梁施工方面的知識，初步具備解決橋梁問題的能力。

因此，《橋梁工程》課程實踐教學法的設計思想是：以各種橋梁設計和構造原理為基點，通過理論與實踐兩個維度相互融合--例如學習中抽象概念、工程施工方法等內容利用實踐活動作為輔助使學生加強對理論的理解。同時以理論知識去認識橋梁工程的實際情況，指導完成基本典型橋梁的設計計算。通過理論教學部分與實踐教學部分，激發學生自主學習的積極性、鍛煉學生的綜合運用能力和提升學生實踐意識，從而達到較好的教學效果。

根據課程的培養目標和設計思想，《橋梁工程》實踐教學內容分兩個維度進行（如圖1所示）詳細內容如下：

（一）理論知識的講授

理論知識是枯燥和抽象的，但它指導著實踐與不斷為新技術提供方向。因此，《橋梁工程》教學以理論知識講授作為主線貫穿整個教學過程。通過傳統的講授、板書方法，給學生講授介紹工程里最重要、最基本的概念和原理，并引入工程實例配合講解；同時利用先進的多媒體教學設備，以廣泛收集和精心挑選的圖片或視頻給學生最直觀地展示課程里各種橋梁布置、構造等設計構思、受力原理模擬、施工方法展示等等。

（二）參觀橋梁模型

教材課本中的圖片和設計圖紙一般都是二維圖形，學生們不容易理解和明白其總體的構造外形和功能。橋梁模型則能夠提供各類各式的三維橋梁模型，如各類典型橋形的縮比模型、各橋梁構件或部件的縮比模型（橋墩、支座、橋臺、懸索橋的主纜、斜拉橋的拉索、預應力筋等等）。通過讓學生參觀、觸摸這些形象、生動的實體模型，有利于增強感官意識，更直觀地將結構外形和功能融合在一起理解。

（三）制作課前預習課件

針對教材各章中出現的重點問題，往往希望學生們能夠主動回顧以往基礎課程的知識、廣泛收集相關資料進行預先學習。

為鍛煉和激發學生們的主觀能動性，選擇性挑選個別知識點問題，預先布置特定主題的分組預習作業，要求同組學生共同制作課前預習的PPT課件。正式上課時，請一組員代表該組到講臺上講解演示預習的成果。學生們通常會收集各種新鮮的圖片、視頻資料，制作出生動的PPT課件，在一小段時間里認真嘗試當老師感覺。老師則在其后對學生所講內容作總結、歸納和補充，該實踐同時也鍛煉了學生們的文字和語言表達能力。

（四）課后手抄報交流

課后除了布置教材的練習復習題作為作業外，對于某些有關新技術發展類的綜述性內容，為了拓展學生的知識面，激發廣泛閱讀的好習慣，特別布置了“手抄報”匯報環節。

這一部分要求各學生獨自收集資料、分析篩選、整理匯總，最后匯編成手抄報。如在講授《橋梁工程》總論后，讓學生在各類橋梁里選取感興趣的類型做匯報，內容包括橋梁構造特點、受力分析、設計原則以及施工方法工藝等方面。讓學生通過閱讀用工程實例去領悟體會理論知識，有助于學生對基本概念有更深刻的印象和理解。

（五）制作橋梁模型

經過對橋梁工程理論知識的理性學習和橋型、結構的感性認識后，要求學生在課余時間利用生活中的常用材料，分組完成橋梁模型的制作。

模型制作過程中，學生們會經過小組討論確定橋梁類型、分析橋梁特征、合作完成制作模型等步驟，從而加固學生對橋梁構造特征的認識，增強對橋梁結構的理解和把握。另一方面，學生的動手能力和團隊合作意識都會得到鍛煉。

各組橋梁模型制作完成后，老師組織同學們一起在課堂上逐一講解模型制作的構思、評論模型的受力原理和性能，在輕松愉快中增強了同學們對橋梁結構及功能的理解。

（六）課程設計

《橋梁工程》本科教學的目標是讓學生具有設計基本橋梁、解決基本橋梁實際問題的能力。故此課程設計就是從理論轉變到實際運用中最重要一環。

橋梁工程課程設計的選題圍繞簡支梁橋設計來開展。通過對跨徑長度、行車道寬度、人行道寬度、設計荷載等級等若干技術指標的組合，可以擬出每人一題的課程設計的任務。學生們根據設計任務，可以自由選擇簡支梁的截面形式（如T梁或小箱梁）以及橋寬和橋長的布置形式，經過內力計算、配筋和結構驗算最終確定設計成果，提交設計說明書和CAD設計圖紙。

在課程設計過程中，學生通過借鑒已有的相關設計圖紙、熟悉和運用當前的橋梁設計規范，融匯貫通橋梁工程的設計理論知識，結合結構設計原理、材料力學等知識，才能最終完成課程設計任務。課程設計同時要求學生們切切實實地掌握橋梁計算、CAD畫圖等基本技能。

完成課程設計環節后，學生會初步完成理論到實踐的轉變。

（七）老師在實踐活動中的角色

提升學生自主性是實踐教學模式實施的關鍵所在，提高學生自主性是要求學生在老師的引導下進行自主學習，而非傳統教學模式中老師一字一句授教，老師只是扮演一個引導者和資源幫助者，老師在這過程中給學生提供部分所需的資料和基本路線的指引，學生通過自主性實踐活動后會出現一些疑問或錯誤，老師再根據不同學生的具體情況進行有針對性的指導和答疑，大大提高了教學效率。

四、《橋梁工程》實踐教學法的拓展

通過實踐教學法在《橋梁工程》的初步嘗試，學生在課堂上的積極性以及自主性都得到了提升。而且具備了初步理論用于時間的能力。

另外，教學過程中仍然需要不斷反思過程中的不足，改進實踐教學的形式和方法，以達到學生對知識“知其然，知其所以然”的效果，和使學生具備在實際中解決所遇到專業問題的能力。

所以除了上述實踐教學嘗試外，在學校的支持下，在實踐活動中可以嘗試加入課外專家講座和實際工程實習兩個方面作為拓展。一方面，學校學院可以安排校外的橋梁專家和知名學者進行專題講座和指導學生進行課程設計或畢業設計，能使學生對橋梁工程有一個更直觀的感性認識；另一方面安排工地現場的生產實習，通過觀摩或駐地訓練能夠更深入了解施工過程和工序，掌握常用的施工方法和計算，培養現場技術處理能力里和協調能力。

五、結束語

工程教育是一種綜合教育，其核心是結合實際工程，通過知識運用，提高學生分析和解決實際問題的能力。為了更好迎合新時代以及工程教育對土木人才的要求，橋梁工程的教學方式的探索必須圍繞“理論與實踐兩個維度的平衡“這條主線，努力改善當今學科型工程教育不適應工程發展需要的現象[6]。爭取按照大學”素質為根、應用為本、能力為上、創新為魂“的人才培養理念，為土木工程行業的橋梁工程建設輸送大批專業應用型人才。

參考文獻：

[1]中國工程院.人才創造未來創新引領世界——關于工程科技人才的調查報告[R].光明日報，2010（6）：007.

[2]中華人民共和國教育.教育部關于實施著也工程師教育培養計劃的若干意見（教高[2011]1號）[Z].

[3]王振威，許佳.實踐教學法在本科教學中的應用實踐研究[J].物流教學，2016（3）：173-174.

[4]陳國松.我國重點大學本科工程教育實踐教學改革研究[D].華中科技大學，2012：8-9.

[5]張俊平，禹奇才，童偉華，等.創建基于大工程觀的土木工程專業人才培養模式[J].中國高等教育，2012：27-29.

[6]葉錫鈞，孫卓，曹颯颯.基于”卓越計劃“高級工程人才培養的《橋梁工程》教學改革[J].高教學刊，2017（5）：41-42.

[7]王強.土木工程專業（道路與橋梁工程方向）實踐教學存在的問題與對策[J].高教學刊，2016（05）：93-94.